Як діє воднева бомба і які наслідки вибуху

Теоретична можливість отримання енергії шляхом термоядерного синтезу була відома ще до Другої світової війни, але саме війна і подальша гонка озброєнь поставили питання про створення технічного пристрою для практичного створення цієї реакції. Відомо, що в Німеччині в 1944 році велися роботи з ініціювання термоядерного синтезу шляхом стиснення ядерного палива з використанням зарядів звичайної вибухової речовини - але вони не увінчалися успіхом, тому що не вдалося отримати необхідних температур і тиску. США і СРСР вели розробки термоядерної зброї починаючи з 40-х років, практично одночасно відчувши перші термоядерні пристрої на початку 50-х.

Пристрій, випробуваний США в 1952 році, практично не було бомбою, а являло собою лабораторний зразок, «3-поверховий будинок, наповнений рідким дейтерієм», виконаний у вигляді спеціальної конструкції. Радянські ж вчені розробили саме бомбу - закінчений пристрій, придатне до практичного військового застосування.

Принцип дії водневої бомби

Дія водневої бомби засноване на використанні енергії, що виділяється при реакції термоядерного синтезу легких ядер. Саме ця реакція протікає в надрах зірок, де під дією надвисоких температур і гігантського тиску ядра водню стикаються і зливаються в більш важкі ядра гелію. Під час реакції частина маси ядер водню перетворюється в велику кількість енергії - завдяки цьому зірки і виділяють величезну кількість енергії постійно. Вчені скопіювали цю реакцію з використанням ізотопів водню - дейтерію і тритію, що і дало назву «воднева бомба». Спочатку для виробництва зарядів використовувалися рідкі ізотопи водню, а згодом став використовуватися дейтерид літію-6, тверда речовина, з'єднання дейтерію і ізотопу літію.

Дейтерид літію-6 є основним компонентом водневої бомби, термоядерним пальним. У ньому вже зберігається дейтерій, а ізотоп літію служить сировиною для утворення тритію. Для початку реакції термоядерного синтезу потрібно створити високі температуру і тиск, а також виділити з літію-6 тритій. Ці умови забезпечують наступним чином.

Оболонку контейнера для термоядерного пального роблять з урану-238 і пластика, поруч з контейнером розміщують звичайний ядерний заряд потужністю кілька кілотонн - його називають тригером, або зарядом-ініціатором водневої бомби.

Під час вибуху плутонієвого заряду-ініціатора під дією потужного рентгенівського випромінювання оболонка контейнера перетворюється в плазму, стискаючись в тисячі разів, що створює необхідне високий тиск і величезну температуру. Одночасно з цим нейтрони, що випускаються плутонієм, взаємодіють з літієм-6, утворюючи тритій. Ядра дейтерію і тритію взаємодіють під дією надвисоких температури і тиску, що і призводить до термоядерного вибуху.

Якщо зробити кілька шарів урану-238 і дейтериду літію-6, то кожен з них додасть свою потужність до вибуху бомби - т. Е. Така «слойка» дозволяє нарощувати потужність вибуху практично необмежено. Завдяки цьому водневу бомбу можна зробити майже будь-якої потужності, причому вона буде набагато дешевше звичайної ядерної бомби такої ж потужності.