Хидрогенска бомба (Хидроген Бомб, ХБ, ВБ) је оружје за масовно уништење, које има невероватну деструктивну моћ (своју моћ процењују мегатони у ТНТ еквиваленту). Принцип рада бомбе и структурална схема заснива се на употреби енергије термонуклеарне синтезе језгара водоника. Процеси који се дешавају током експлозије, слични онима који се јављају на звездама (укључујући Сунце). Први тест ВБ, погодан за превоз на велике удаљености (пројекат А.Д. Сахарова), спроведен је у Совјетском Савезу на локацији близу Семипалатинска.
Тхермонуцлеар реацтион
Сунце садржи огромне резерве водоника, које је под сталним дејством ултра високог притиска и температуре (око 15 милиона Келвина). Код тако екстремне густине и температуре плазме, језгра атома водоника насумично се сударају један са другим. Резултат судара је нуклеарна фузија, и као резултат тога, формирање језгара тежег елемента - хелијума. Реакције овог типа називају се термонуклеарна фузија, које карактерише ослобађање огромних количина енергије.
Закони физике објашњавају ослобађање енергије током термонуклеарне реакције на сљедећи начин: дио масе лаких језгара укључених у формирање тешких елемената остаје неискориштен и претвара се у чисту енергију у огромним количинама. Зато наше небеско тело губи око 4 милиона тона материје у секунди, док ослобађа континуирани проток енергије у свемир.
Изотопи водоника
Најједноставнији од свих постојећих атома је атом водоника. Састоји се од само једног протона, који формира језгро, и једини електрон који се окреће око њега. Као резултат научних истраживања воде (Х2О), утврђено је да је у малим количинама у њему присутна такозвана "тешка" вода. Садржи "тешке" изотопе водика (2Х или деутериј), чије језгре, поред једног протона, садрже и један неутрон (честица близу масе протону, али лишена набоја).
Наука такође познаје трицијум, трећи изотоп водоника, чије језгро садржи одједном 1 протон и 2 неутрона. Трицијум се одликује нестабилношћу и сталним спонтаним пропадањем ослобађањем енергије (зрачења), што резултира стварањем изотопа хелијума. Трагови трицијума налазе се у горњим слојевима Земљине атмосфере: тамо, под утицајем космичких зрака, молекуле гасова које формирају ваздух подлежу сличним променама. Добијање трицијума је такође могуће у нуклеарном реактору ирадијацијом литијум-6 изотопа са снажним неутронским флуксом.
Развој и прва испитивања хидрогенске бомбе
Као резултат темељите теоријске анализе, стручњаци из СССР-а и САД-а су дошли до закључка да мјешавина деутеријума и тритија олакшава почетак реакције термонуклеарне фузије. Наоружани тим знањем, научници из Сједињених Држава 50-их година прошлог века почели су да стварају хидрогенску бомбу. А у пролеће 1951. године извршено је тестирање на локацији Ениветок (атол у Тихом океану), али је онда постигнута само делимична термонуклеарна фузија.
Прошло је нешто више од годину дана, ау новембру 1952. године извршен је други тест водоничне бомбе снаге око 10 Мт у ТНТ-у. Међутим, та експлозија се тешко може назвати експлозијом термонуклеарне бомбе у модерном смислу: уствари, уређај је био велики контејнер (величине три спрата) пуњен течним деутеријем.
И у Русији су преузели унапређење атомског оружја и прву хидрогенску бомбу пројекта А.Д. Сакхаров је тестиран на полигону Семипалатинск 12. августа 1953. године. РДС-6 (овај тип оружја за масовно уништење називан је "пухом" Сахарова, пошто је његова схема подразумевала секвенцијално распоређивање слојева деутеријума око иницијатора набоја) имала је снагу од 10 Мт. Међутим, за разлику од америчке "троетажне зграде", совјетска бомба била је компактна и могла би се одмах доставити на локацију напада на непријатељску територију на стратешком бомбардеру.
Након што је прихватио изазов, САД су у марту 1954. направиле експлозију снажније ваздушне бомбе (15 Мт) на полигону на атоку Бикини (Тихи оцеан). Тест је био узрок ослобађања велике количине радиоактивних материја у атмосферу, од којих су неке пале са падавинама на стотине километара од епицентра експлозије. Јапански брод "Хаппи Драгон" и уређаји инсталирани на отоку Рогелап, забиљежили су нагли пораст зрачења.
Како се услед процеса који се дешавају током детонације хидрогенске бомбе, формира стабилан, сигуран хелијум, очекивало се да радиоактивне емисије не прелазе ниво контаминације из атомског детонатора термонуклеарне фузије. Али прорачуни и мерења стварних радиоактивних падавина су се веома разликовали, како по количини тако и по саставу. Због тога је америчко руководство донело одлуку да привремено обустави дизајн овог оружја до потпуног проучавања његовог утицаја на животну средину и човека.
Видео: тестови у СССР-у
Тсар Бомб - СССР Тхермонуцлеар Бомб
Точку масноће у ланцу тонжине хидрогенских бомби одредио је СССР када је 30. октобра 1961. године на Новој Земли проведен тест од 50 мегатона (највећи у историји) - резултат "дугогодишњег рада" истраживачке групе АД Сакхаров. Експлозија је загрмила на висини од 4 километра, а ударни таласи су забележени три пута преко уређаја широм планете. Упркос чињеници да тест није открио никакве грешке, бомба никада није ушла у службу. Али сама чињеница да су Совјети посједовали такво оружје учинила је неизбрисив утисак на цијели свијет, док су у Сједињеним Државама престали да добивају тонажу нуклеарног арсенала. У Русији су заузврат одлучили да одустану од увођења бојевих глава са водиковим набојем на борбену дужност.
Принцип хидрогенске бомбе
Хидрогенска бомба је најсложенији технички уређај, чија експлозија захтева секвенцијални проток низа процеса.
Прво, детонација иницијаторског набоја унутар љуске ВБ (минијатурна атомска бомба), што резултира снажним избацивањем неутрона и стварање високе температуре потребне за почетак термонуклеарне фузије у главном пуњењу. Почиње масовно неутронско бомбардовање литијум деутеридног линера (произведено комбиновањем деутеријума са литијум-6 изотопом).
Под дејством неутрона, литиј-6 се дели на трицијум и хелијум. Атомски осигурач у овом случају постаје извор материјала потребних за појаву термонуклеарне фузије у самој детонираној бомби.
Мешавина трицијума и деутеријума покреће термонуклеарну реакцију, због чега долази до брзог пораста температуре унутар бомбе, а све више и више водоника је укључено у процес.
Принцип рада хидрогенске бомбе подразумева ултрабрзи ток ових процеса (томе доприносе уређаји за пуњење и распоред главних елемената), који тренутачно гледају посматрача.
Супербомб: подела, синтеза, подела
Секвенца горе описаних процеса завршава након почетка деутеријске реакције са трицијем. Даље, одлучено је да се користи нуклеарна фисија, а не синтеза тешких. Након фузије језгра трицијума и деутеријума ослобађају се слободни хелијум и брзи неутрони, који имају довољно енергије да започну настанак фисије уранијума-238. Брзи неутрони могу раздвојити атоме од уранијумске љуске суперомбона. Подела тона уранијума генерише енергију реда величине 18 Мт. У овом случају, енергија се троши не само на стварање експлозивног таласа и ослобађање огромне количине топлоте. Сваки атом урана пада у два радиоактивна "фрагмента". Формира читав "букет" различитих хемијских елемената (до 36) и око две стотине радиоактивних изотопа. Управо из тог разлога настају бројни радиоактивни падови, забиљежени на стотинама километара од епицентра експлозије.
Након пада "гвоздене завесе", постало је познато да СССР планира да развије "Краља бомбе" капацитета 100 Мт. Због чињенице да у то вријеме није било авиона који би могли носити тако масивну наплату, идеја је била напуштена у корист бомбе од 50 Мт.
Последице експлозије водоничне бомбе
Схоцк ваве
Експлозија хидрогенске бомбе подразумева уништавање великих размера и последице, а примарни (експлицитни, директни) утицај има троструки карактер. Најочитији од свих директних ефеката је ултра-високи интензитет ударног таласа. Његова деструктивна способност се смањује са растојањем од епицентра експлозије, а такође зависи од снаге саме бомбе и висине на којој пуњење детонира.
Хеат еффецт
Утицај топлоте од експлозије зависи од истих фактора као и снага ударног таласа. Али њима се додаје још један - степен транспарентности ваздушних маса. Магла или чак и мала наоблаке драстично смањују радијус лезије, у којем топлотни бљесак може изазвати озбиљне опекотине и губитак вида. Експлозија водоничне бомбе (преко 20 Мт) генерише невероватну количину топлотне енергије, довољно да се растали бетон на удаљености од 5 км, испари вода скоро сва вода из малог језера на удаљености од 10 км, уништи људску снагу непријатељског непријатеља, опрему и зграде на истој удаљености . У средини се формира левак пречника 1-2 км и дубине од 50 м, прекривен дебелим слојем стакластог материјала (неколико метара стијена с високим садржајем пијеска истопи се готово тренутно, претварајући се у стакло).
Према прорачунима добијеним током тестова, људи добијају 50% шансе да остану живи ако:
- Налазе се у бетонском склоништу (подземном), 8 км од епицентра експлозије (ЕВ);
- Налази се у стамбеним зградама на удаљености од 15 км од ЕВ;
- Они ће бити на отвореном простору на удаљености већој од 20 км од ЕВ у лошој видљивости (за „чисту“ атмосферу, минимална удаљеност у овом случају је 25 км).
Са удаљености од ЕВ, вјероватноћа да останемо живи у људима који се нађу на отвореном простору драматично се повећава. Дакле, на удаљености од 32 км, то ће бити 90-95%. Радијус од 40-45 км представља границу за примарни удар експлозије.
Фиребалл
Још један очигледан ефекат експлозије хидрогенске бомбе су самоодрживе ватрене олује (урагани), које настају као резултат огромне масе запаљивог материјала који се увлачи у ватрену куглу. Али, упркос томе, најопаснији по степену утицаја експлозије биће радијацијско загађење околине на десетине километара около.
Фаллоут
Ватрена кугла која се појавила након експлозије брзо се пуни радиоактивним честицама у великим количинама (производи разградње тешких језгара). Величина честица је толико мала да су, пошто су у горњој атмосфери, у стању да тамо дуго остану. Све што је ватрена кугла достигла на површини земље одмах се претвара у пепео и прашину, а затим се увлачи у ватрени стуб. Вортекси пламена мешају те честице са набијеним честицама, формирајући опасну мешавину радиоактивне прашине, чији се процес таложења гранула протеже дуго времена.
Груба прашина се нагло смирује, али ситна прашина се преноси ваздухом на велике удаљености, постепено испада из новоформираног облака. У непосредној близини ЕВ, депонују се највеће и највише наелектрисане честице, а честице пепела видљиве оку још увијек се могу наћи на стотинама километара од ње. Они формирају смртоносни покривач, дебљине неколико центиметара. Свако ко је близу њега рискира да добије озбиљну дозу зрачења.
Мање и неразлучиве честице могу „плутати“ у атмосфери дуги низ година, савијајући се око Земље много пута. До времена када падну на површину, прилично губе радиоактивност. Најопаснији стронциј-90, који има полуживот од 28 година и генерише стабилно зрачење током овог времена. Његов изглед је одређен инструментима широм света. "Слетим" на траву и лишће, он се бави ланцима хране. Из тог разлога, људи који су на хиљадама километара од места тестирања током прегледа пронашли су стронциј-90, накупљен у костима. Чак и ако је његов садржај екстремно мали, могућност постојања "локације за складиштење радиоактивног отпада" није добра за особу, што доводи до развоја малигних тумора костију. У регионима Русије (као иу другим земљама) у близини локација пробних бацања хидрогенских бомби, још увијек се уочава повећана радиоактивна позадина, што још једном доказује способност овог типа оружја да остави значајне посљедице.
