Vetypommi (Hydrogen Bomb, HB, WB) on joukkotuhoase, jolla on uskomaton tuhoava voima (sen tehoa arvioi megatonit TNT-ekvivalentissa). Pommin ja rakennetoiminnon toimintaperiaate perustuu vedyn ytimien lämpöydin- synteesin energian käyttöön. Räjähdyksen aikana esiintyvät prosessit, jotka ovat samanlaisia kuin tähdissä (myös Sun). WB: n ensimmäinen koe, joka soveltuu kuljetettavaksi pitkiä matkoja (A.D. Saharovin hanke), toteutettiin Neuvostoliitossa Semipalatinskin lähellä.
Lämpöydinreaktio
Aurinko sisältää valtavia vetyreservejä, jotka ovat jatkuvasti korkean paineen ja lämpötilan jatkuvassa vaikutuksessa (noin 15 miljoonaa Kelvin). Tällaisessa äärimmäisessä tiheydessä ja plasman lämpötilassa vetyatomien ytimet törmäävät satunnaisesti toisiinsa. Törmäysten tulos on ydinfuusio ja sen seurauksena raskaamman elementin - heliumin - ytimien muodostuminen. Tämän tyyppisiä reaktioita kutsutaan lämpöydinfuusioksi, jolle on ominaista valtavien energiamäärien vapautuminen.
Fysiikan lait selittävät energian vapautumista lämpöydinreaktion aikana seuraavasti: osa raskaampien elementtien muodostumiseen osallistuvien valon ytimien massasta jää käyttämättömäksi ja muuttuu puhtaaksi energiaksi valtavina määrinä. Siksi taivaallinen kehomme menettää noin 4 miljoonaa tonnia ainetta sekunnissa ja vapauttaa samalla jatkuvan energian virtauksen avaruuteen.
Vety-isotoopit
Yksinkertaisin kaikista olemassa olevista atomeista on vetyatomi. Se koostuu vain yhdestä protonista, joka muodostaa ytimen, ja ainoa sen ympärillä pyörivä elektroni. Veden (H2O) tieteellisten tutkimusten tuloksena havaittiin, että siinä on niin sanottua ”raskasta” vettä pieninä määrinä. Se sisältää "raskaita" vety-isotooppeja (2H tai deuterium), joiden ytimet sisältävät yhden protonin lisäksi myös yhden neutronin (partikkeli, joka on lähellä massaa protoniin, mutta ilman varausta).
Tiede tuntee myös tritiumin, kolmannen vety-isotoopin, jonka ytimessä on 1 protoni ja 2 neutronia kerralla. Tritiumille on tunnusomaista epävakaus ja jatkuva spontaani hajoaminen energian (säteilyn) vapautuessa, minkä seurauksena muodostuu helium-isotooppi. Tritiumin jälkiä löytyy maapallon ilmakehän ylemmistä kerroksista: kosmisten säteiden vaikutuksesta on, että ilmaa muodostavien kaasujen molekyylit muuttuvat samoin. Tritiumin saaminen on mahdollista myös ydinreaktorissa säteilemällä litium-6-isotooppi voimakkaalla neutronivuo- della.
Vetypommin kehittäminen ja ensimmäiset testit
Perusteellisen teoreettisen analyysin tuloksena Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen asiantuntijat päättelivät, että deuteriumin ja tritiumin seos helpottaa lämpöydinfuusion reaktion aloittamista. Tällä tietämyksellä aseistetut yhdysvaltalaiset tutkijat viime vuosisadan 50-luvulla alkoivat luoda vetypommia. Keväällä 1951 Enyvetok-sivustolla (Tyynen valtameren atolli) tehtiin koetesti, mutta sitten saavutettiin vain osittainen lämpöydinfuusio.
Hieman yli vuosi kului, ja marraskuussa 1952 tehtiin toinen testi vetypommista, jonka teho oli noin 10 Mt TNT: ssä. Kuitenkin tätä räjähdystä tuskin kutsutaan lämpöydinpommin räjähdykseksi nykyaikaisessa mielessä: itse asiassa laite oli suuri säiliö (kolmikerroksisen talon koko), joka oli täynnä nestemäistä deuteriumia.
Myös Venäjällä he sitoutuivat parantamaan ydinaseita ja A.D. Saharovia testattiin Semipalatinskin testauspaikassa 12. elokuuta 1953. RDS-6 (tämäntyyppinen joukkotuhoase ase kutsuttiin Saharovin ”puffiksi”, koska sen järjestelmä merkitsi, että varaus-initiaattoria ympäröivät deuteriumkerrokset olivat peräkkäin käytössä) oli 10 Mt. Toisin kuin amerikkalainen ”kolmikerroksinen rakennus”, Neuvostoliiton pommi oli kompakti, ja se voidaan toimittaa viipymättä vihollisen alueelle hyökkäyksen kohteeksi strategisella pommikoneella.
Kun Yhdysvallat hyväksyi haasteen maaliskuussa 1954, se teki räjähdysmäisen tehokkaamman ilmapommin (15 Mt) Bikini-atollin (Tyynellämerellä) testauspaikalla. Testi oli syy siihen, että suuri määrä radioaktiivisia aineita vapautui ilmakehään, joista osa laski sadan kilometrin etäisyydellä räjähdyksen episentrista. Japanilaisen aluksen "Happy Dragon" ja Rogelapin saarelle asennettujen laitteiden säteily kasvoi voimakkaasti.
Koska vetypommin räjähdyksen aikana tapahtuvien prosessien seurauksena muodostuu vakaa, turvallinen helium, odotettiin, että radioaktiiviset päästöt eivät saa ylittää lämpöydinfuusion atomi-detonaattorin saastumisastetta. Todellisen radioaktiivisen laskeuman laskelmat ja mittaukset vaihtelivat kuitenkin suuresti sekä määrällisesti että koostumukseltaan. Siksi Yhdysvaltojen johto päätti keskeyttää tämän aseen suunnittelun väliaikaisesti, kunnes se tutkii sen vaikutukset ympäristöön ja ihmiseen.
Video: testit Neuvostoliitossa
Tsaaripommi - Neuvostoliiton Thermonuclear Bomb
Vetypommien ketjun rasvapiste määritteli Neuvostoliitto, kun 30. lokakuuta 1961 Novaya Zemlyalle tehtiin 50 megaton (suurin historian) "tsaaripommitesti" - tutkimusryhmän A.D. Saharov. Räjähdys ukkeli 4 kilometrin korkeudessa, ja iskuaaltoja tallennettiin kolme kertaa laitteita ympäri maailmaa. Huolimatta siitä, että testi ei paljastanut mitään vikoja, pommi ei koskaan tullut palveluun. Mutta se tosiasia, että Neuvostoliiton hallussa on tällaisia aseita, on tehnyt pysyvän vaikutelman koko maailmalle, kun taas Yhdysvalloissa he ovat lopettaneet ydinvoiman arsenaalin vetoisuuden. Venäjällä puolestaan he päättivät luopua sotapäällysteiden käyttöönotosta, jossa vetypalkkioilla on taistelut.
Vetypommin periaate
Vetypommi on monimutkaisin tekninen laite, jonka räjähdys vaatii useiden prosessien peräkkäistä virtausta.
Ensinnäkin WB: n (miniatyyri-atomipommi) kuoren sisällä on initiaattorin varauksen räjähdys, joka johtaa voimakkaaseen neutronien poistumiseen ja korkean lämpötilan muodostumiseen, joka tarvitaan lämpöydinfuusion alkamiseen päävarassa. Massiivinen neutronipommitus litium-deuteridi-vuorauksessa alkaa (tuotetaan yhdistämällä deuterium litium-6-isotooppiin).
Neutronien vaikutuksesta litium-6 jakautuu tritiumiin ja heliumiin. Tässä tapauksessa atomisulake tulee materiaalilähde, joka on välttämätön lämpöydinfuusion esiintymiselle itse räjäytyspommissa.
Tritiumin ja deuteriumin seos laukaisee termonukleaarisen reaktion, jonka seurauksena lämpötila kasvaa nopeasti pommin sisällä, ja yhä useampi vety on mukana prosessissa.
Vetypommin toiminnan periaate merkitsee näiden prosessien ultrasuuraa virtausta (latauslaite ja pääelementtien asettelu vaikuttavat tähän), jotka näyttävät tarkkailijalle välittömästi.
Superbomb: jako, synteesi, jako
Edellä kuvattu prosessien sekvenssi päättyy deitiumreaktion alkamisen jälkeen tritiumin kanssa. Lisäksi päätettiin käyttää ydinfissiota eikä raskaampien synteesiä. Tritiumin ja deuteriumin ytimien fuusion jälkeen vapautuu vapaata heliumia ja nopeita neutroneja, joilla on tarpeeksi energiaa uraanin 238 hajoamisen alkamisen aloittamiseksi. Nopeat neutronit voivat jakaa atomeja superbombin uraanikuoresta. Tonnin uraanin jakaminen tuottaa energiaa noin 18 Mt. Tällöin energiaa käytetään paitsi aallonmuodostukseen ja valtavan määrän lämmön vapauttamiseen. Kukin uraaniatomi jakautuu kahteen radioaktiiviseen "fragmenttiin". Muodostaa koko "kimpun" erilaisista kemiallisista elementeistä (korkeintaan 36) ja noin kaksisataa radioaktiivista isotooppia. Tästä syystä syntyy lukuisia radioaktiivisia laskeumia, jotka on tallennettu satoja kilometrejä räjähdyksen episentrista.
"Rautaesiripun" kaatumisen jälkeen tuli selväksi, että Neuvostoliitto aikoo kehittää "pommin kuninkaan", jonka kapasiteetti on 100 Mt. Koska tänä aikana ei ollut sellaista ilma-alusta, joka kykenisi kantamaan tällaista massiivista varausta, ajatus hylättiin 50 Mt: n pommin hyväksi.
Vetypommi-räjähdyksen seuraukset
Iskun aalto
Vetypommi-räjähdys aiheuttaa laajamittaista tuhoa ja seurauksia, ja primaarinen (suora, suora) vaikutus on kolminkertainen. Ilmeisin kaikista suorista vaikutuksista on erittäin korkean intensiteetin isku. Sen tuhoava kyky pienenee etäisyydellä räjähdyksen episentrista, ja se riippuu myös itse pommin voimasta ja korkeudesta, jolla lataus räjähtää.
Lämpövaikutus
Räjähdyksen aiheuttaman lämmön vaikutus riippuu samoista tekijöistä kuin iskuaalto. Mutta niihin lisätään vielä yksi - ilmamassojen läpinäkyvyysaste. Sumu tai jopa lievä pilvisyys vähentää merkittävästi vaurion sädettä, jossa lämpövalo voi aiheuttaa vakavia palovammoja ja näön menetyksen. Vetypommi-räjähdys (yli 20 Mt) tuottaa uskomattoman määrän lämpöenergiaa, joka riittää sulattamaan betonia 5 km: n etäisyydellä, haihduttamaan vettä lähes kaikki pienestä järvestä 10 km: n etäisyydellä, tuhoamaan vihollisen työvoiman, laitteet ja rakennukset samalla etäisyydellä . Keskelle on muodostettu suppilo, jonka halkaisija on 1–2 km ja syvyys 50 m, päällystetty paksulla lasimassakerroksella (useita metrejä kiviä, joissa on korkea hiekkapitoisuus, sulavat melkein välittömästi, muuttuu lasiksi).
Todellisten testien aikana saatujen laskelmien mukaan ihmiset saavat 50%: n mahdollisuuden pysyä hengissä, jos he:
- Ne sijaitsevat betonipaikassa (maanalainen), 8 km: n päässä räjähdyksen episentrista (EV);
- Sijaitsee asuinrakennuksissa 15 km: n päässä EV: stä;
- Ne ovat avoimella alueella yli 20 km: n etäisyydellä EV: stä huonosta näkyvyydestä ("puhtaan" ilmapiirin osalta vähimmäisetäisyys tässä tapauksessa on 25 km).
Kun etäisyys EV: stä, todennäköisyys elää hengissä ihmisissä, jotka joutuvat avoimelle alueelle, kasvavat dramaattisesti. Joten 32 km: n etäisyydellä se on 90-95%. Räjähdyksen ensisijaisen vaikutuksen raja on 40-45 km: n säde.
tulipallo
Vetypommi-räjähdyksen toinen ilmeinen vaikutus on itsekestävät tulipalot (hurrikaanit), jotka muodostuvat tulipalloon valtavien palavien materiaalien valtavan massan seurauksena. Tästä huolimatta räjähdyksen vaikutuksen kannalta vaarallisimpia ovat ympäristön kymmenien kilometrien säteilyaltistus.
laskeuma
Räjähdyksen jälkeen ilmestynyt tulipallo täytetään nopeasti radioaktiivisilla hiukkasilla suurina määrinä (raskaiden ytimien hajoamistuotteet). Hiukkaskoko on niin pieni, että ylemmässä ilmakehässä he voivat pysyä siellä hyvin pitkään. Kaikki, mitä tulipallo on päässyt maan pinnalle, muuttuu välittömästi tuhkaksi ja pölyksi, ja sitten vedetään tulipilariin. Liekin vorteksit sekoittavat näitä hiukkasia varautuneiden hiukkasten kanssa muodostaen vaarallisen radioaktiivisen pölyn seoksen, jonka rakeiden sedimentoituminen jatkuu pitkään.
Karkea pöly laskeutuu melko nopeasti, mutta hienojakoista pölyä kuljetetaan ilmassa pitkiä matkoja, jotka vähitellen putoavat hiljattain muodostuneesta pilvestä. EV: n välittömässä läheisyydessä tallennetaan suurimmat ja varautuneimmat hiukkaset, ja silmin näkyvät tuhkapartikkelit löytyvät silti satoja kilometrejä. Ne muodostavat tappavan kannen, jonka paksuus on useita senttejä. Jokainen, joka sattuu olemaan lähellä häntä, voi saada vakavan säteilyannoksen.
Pienemmät ja erottamattomat hiukkaset voivat "uida" ilmakehässä monta vuotta taivutellen ympäri maata monta kertaa. Mennessä kun ne putoavat pintaan, ne ovat melko menettämässä radioaktiivisuutta. Vaarallisin strontium-90, jonka puoliintumisaika on 28 vuotta ja joka tuottaa vakaan säteilyn koko ajan. Sen ulkonäkö määräytyy instrumenttien avulla ympäri maailmaa. "Lasku" ruohon ja lehtineen, hän osallistuu ruokaketjuihin. Tästä syystä henkilöt, jotka ovat tuhansien kilometrien päässä testikohteista, totesivat, että strontium-90, joka on kertynyt luuhun. Vaikka sen sisältö on erittäin pieni, mahdollisuus olla "radioaktiivisen jätteen varastointipaikka" ei osoita hyvää ihmiselle, mikä johtaa luun pahanlaatuisten kasvainten kehittymiseen. Venäjällä (samoin kuin muissa maissa), jotka ovat lähellä vetypommien koekäynnistyspaikkoja, havaitaan edelleen lisääntynyttä radioaktiivista taustaa, joka osoittaa jälleen kerran tämäntyyppisen aseen kyvyn jättää merkittäviä seurauksia.
