Bom nguyên tử là một loại đạn được thiết kế để tạo ra vụ nổ năng lượng cao do sự giải phóng năng lượng hạt nhân (nguyên tử) rất nhanh.
Nguyên lý hoạt động của bom nguyên tử
Điện tích hạt nhân được chia thành nhiều phần theo kích thước tới hạn để trong mỗi phần đó không thể bắt đầu phản ứng dây chuyền tự phát triển không kiểm soát được về sự phân hạch của các nguyên tử của chất phân hạch. Phản ứng như vậy sẽ chỉ xảy ra khi tất cả các phần điện tích nhanh chóng được kết nối thành một tổng thể. Tính hoàn chỉnh của phản ứng và cuối cùng là sức mạnh của vụ nổ phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ hội tụ của từng bộ phận. Để truyền tốc độ cao đến các bộ phận của điện tích, có thể sử dụng vụ nổ của chất nổ thông thường. Nếu các phần của điện tích hạt nhân được đặt theo hướng xuyên tâm ở một khoảng cách nhất định tính từ tâm và điện tích TNT được đặt ở bên ngoài, thì có thể thực hiện một vụ nổ điện tích thông thường hướng về tâm điện tích hạt nhân. Tất cả các phần của điện tích hạt nhân sẽ không chỉ kết hợp thành một tổng thể duy nhất với tốc độ cực lớn mà còn bị nén trong một thời gian từ mọi phía bởi áp suất cực lớn của các sản phẩm nổ và sẽ không thể tách rời ngay khi hạt nhân nổ. phản ứng dây chuyền bắt đầu trong điện tích. Kết quả là, sự phân hạch sẽ xảy ra lớn hơn đáng kể so với khi không bị nén như vậy, và do đó, sức mạnh của vụ nổ sẽ tăng lên. Một vật phản xạ neutron cũng góp phần làm tăng sức nổ cho cùng một lượng vật liệu phân hạch (các vật phản xạ hiệu quả nhất là berili< Be >, than chì, nước nặng< H3O >). Sự phân hạch đầu tiên sẽ bắt đầu một phản ứng dây chuyền, cần ít nhất một neutron. Không thể tin tưởng vào sự bắt đầu kịp thời của một phản ứng dây chuyền dưới tác động của neutron xuất hiện trong quá trình phân hạch hạt nhân tự phát, bởi vì nó xảy ra tương đối hiếm: đối với U-235 - 1 phân rã mỗi giờ trên 1 g. chất. Ngoài ra còn có rất ít neutron tồn tại ở dạng tự do trong khí quyển: qua S = 1 cm/sq. Trung bình có khoảng 6 neutron bay qua mỗi giây. Vì lý do này, nguồn neutron nhân tạo được sử dụng trong điện tích hạt nhân - một loại đầu nổ hạt nhân. Nó cũng đảm bảo rằng nhiều quá trình phân hạch bắt đầu đồng thời, do đó phản ứng diễn ra dưới dạng vụ nổ hạt nhân.
Tùy chọn kích nổ (Sơ đồ súng và nổ)
Có hai phương án chính để kích nổ điện tích phân hạch: pháo, hay còn gọi là đạn đạo, và nổ.
"Thiết kế pháo" đã được sử dụng trong một số vũ khí hạt nhân thế hệ đầu tiên. Bản chất của mạch pháo là bắn một lượng thuốc súng từ một khối vật liệu phân hạch có khối lượng dưới tới hạn (“viên đạn”) vào một khối đứng yên khác (“mục tiêu”). Các khối được thiết kế sao cho khi được kết nối, tổng khối lượng của chúng trở nên siêu tới hạn.
Phương pháp kích nổ này chỉ có thể áp dụng được với đạn uranium, vì plutonium có nền neutron cao hơn hai bậc, điều này làm tăng mạnh khả năng phát triển sớm phản ứng dây chuyền trước khi các khối được kết nối. Điều này dẫn đến việc giải phóng năng lượng không hoàn toàn (cái gọi là "fizzy", tiếng Anh). Để thực hiện mạch pháo trong đạn plutonium, cần phải tăng tốc độ kết nối của các bộ phận tích điện lên mức không thể đạt được về mặt kỹ thuật. , uranium có thể chịu được tình trạng quá tải cơ học tốt hơn plutonium.
Đề án tiềm ẩn. Sơ đồ kích nổ này liên quan đến việc đạt được trạng thái siêu tới hạn bằng cách nén vật liệu phân hạch bằng sóng xung kích tập trung được tạo ra bởi vụ nổ của chất nổ hóa học. Để tập trung sóng xung kích, người ta sử dụng cái gọi là thấu kính nổ và quá trình kích nổ được thực hiện đồng thời ở nhiều điểm với độ chính xác cao. Việc tạo ra một hệ thống như vậy để đặt chất nổ và kích nổ đã có lúc là một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất. Sự hình thành sóng xung kích hội tụ được đảm bảo bằng việc sử dụng thấu kính nổ từ chất nổ “nhanh” và “chậm” - TATV (Triaminotrinitrobenzen) và baratol (hỗn hợp trinitrotoluene với bari nitrat) và một số chất phụ gia)
Người phát minh ra bom nguyên tử thậm chí không thể tưởng tượng được hậu quả bi thảm mà phát minh kỳ diệu của thế kỷ 20 này có thể dẫn đến. Phải mất một hành trình rất dài trước khi người dân thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản được trải nghiệm siêu vũ khí này.
Một sự khởi đầu đã được thực hiện
Vào tháng 4 năm 1903, những người bạn của Paul Langevin tụ tập tại khu vườn Paris của Pháp. Nguyên nhân là để bảo vệ luận án của nhà khoa học trẻ tài năng Marie Curie. Trong số những vị khách quý có nhà vật lý nổi tiếng người Anh Sir Ernest Rutherford. Giữa cuộc vui, đèn đã tắt. thông báo với mọi người rằng sẽ có một điều bất ngờ. Với vẻ trang trọng, Pierre Curie mang vào một ống nhỏ đựng muối radium, tỏa ánh sáng xanh lục, gây thích thú lạ thường cho những người có mặt. Sau đó, các vị khách đã thảo luận sôi nổi về tương lai của hiện tượng này. Mọi người đều đồng ý rằng radium sẽ giải quyết được vấn đề cấp bách là thiếu năng lượng. Điều này đã truyền cảm hứng cho mọi người cho nghiên cứu mới và triển vọng xa hơn. Nếu lúc đó họ được biết rằng công việc trong phòng thí nghiệm với các nguyên tố phóng xạ sẽ đặt nền móng cho những loại vũ khí khủng khiếp của thế kỷ 20 thì không biết phản ứng của họ sẽ ra sao. Đó cũng là lúc câu chuyện về bom nguyên tử bắt đầu, giết chết hàng trăm nghìn thường dân Nhật Bản.
Chơi trước
Vào ngày 17 tháng 12 năm 1938, nhà khoa học người Đức Otto Gann đã thu được bằng chứng không thể chối cãi về sự phân rã uranium thành các hạt cơ bản nhỏ hơn. Về cơ bản, anh ta đã tách được nguyên tử. Trong giới khoa học, đây được coi là một cột mốc mới trong lịch sử nhân loại. Otto Gann không chia sẻ quan điểm chính trị của Đế chế thứ ba. Do đó, cùng năm 1938, nhà khoa học buộc phải chuyển đến Stockholm, nơi cùng với Friedrich Strassmann, ông tiếp tục nghiên cứu khoa học của mình. Lo sợ Đức Quốc xã sẽ là nước đầu tiên nhận được vũ khí khủng khiếp, ông viết một lá thư cảnh báo về việc này. Tin tức về một bước tiến có thể xảy ra đã khiến chính phủ Hoa Kỳ vô cùng lo lắng. Người Mỹ bắt đầu hành động nhanh chóng và dứt khoát.
Ai đã tạo ra bom nguyên tử? dự án Mỹ
Ngay cả trước nhóm, nhiều người trong số họ là người tị nạn từ chế độ Đức Quốc xã ở châu Âu, đã được giao nhiệm vụ phát triển vũ khí hạt nhân. Điều đáng chú ý là nghiên cứu ban đầu được thực hiện ở Đức Quốc xã. Năm 1940, chính phủ Hoa Kỳ bắt đầu tài trợ cho chương trình phát triển vũ khí nguyên tử của riêng mình. Một khoản tiền đáng kinh ngạc là hai tỷ rưỡi đô la đã được phân bổ để thực hiện dự án. Các nhà vật lý xuất sắc của thế kỷ 20 đã được mời thực hiện dự án bí mật này, trong số đó có hơn 10 người đoạt giải Nobel. Tổng cộng có khoảng 130 nghìn nhân viên tham gia, trong số đó không chỉ có quân nhân mà còn cả dân thường. Nhóm phát triển do Đại tá Leslie Richard Groves đứng đầu và Robert Oppenheimer trở thành giám đốc khoa học. Ông là người đã phát minh ra bom nguyên tử. Một tòa nhà kỹ thuật bí mật đặc biệt đã được xây dựng ở khu vực Manhattan mà chúng ta biết với mật danh “Dự án Manhattan”. Trong vài năm tiếp theo, các nhà khoa học từ dự án bí mật đã nghiên cứu vấn đề phân hạch hạt nhân của uranium và plutonium.
Nguyên tử không hòa bình của Igor Kurchatov
Ngày nay, mọi học sinh đều có thể trả lời câu hỏi ai đã phát minh ra bom nguyên tử ở Liên Xô. Và rồi, vào đầu những năm 30 của thế kỷ trước, không ai biết đến điều này.
Năm 1932, Viện sĩ Igor Vasilyevich Kurchatov là một trong những người đầu tiên trên thế giới bắt đầu nghiên cứu hạt nhân nguyên tử. Tập hợp những người cùng chí hướng xung quanh mình, Igor Vasilyevich đã tạo ra máy cyclotron đầu tiên ở châu Âu vào năm 1937. Cùng năm đó, ông và những người cùng chí hướng đã tạo ra hạt nhân nhân tạo đầu tiên.
Năm 1939, I.V. bắt đầu nghiên cứu một hướng mới - vật lý hạt nhân. Sau một số thành công trong phòng thí nghiệm trong việc nghiên cứu hiện tượng này, nhà khoa học nhận được một trung tâm nghiên cứu bí mật, được đặt tên là “Phòng thí nghiệm số 2”. Ngày nay, đối tượng mật này được gọi là "Arzamas-16".
Hướng mục tiêu của trung tâm này là nghiên cứu và chế tạo vũ khí hạt nhân một cách nghiêm túc. Bây giờ đã rõ ai đã tạo ra bom nguyên tử ở Liên Xô. Đội của anh khi đó chỉ gồm mười người.
Sẽ có bom nguyên tử
Đến cuối năm 1945, Igor Vasilyevich Kurchatov đã tập hợp được một nhóm các nhà khoa học nghiêm túc với số lượng hơn một trăm người. Những bộ óc giỏi nhất thuộc nhiều chuyên ngành khoa học khác nhau đã đến phòng thí nghiệm từ khắp đất nước để tạo ra vũ khí nguyên tử. Sau khi người Mỹ ném bom nguyên tử xuống Hiroshima, các nhà khoa học Liên Xô nhận ra rằng điều này có thể được thực hiện với Liên Xô. "Phòng thí nghiệm số 2" nhận được từ lãnh đạo đất nước sự gia tăng mạnh về kinh phí và một lượng lớn nhân sự có trình độ. Lavrenty Pavlovich Beria được bổ nhiệm chịu trách nhiệm cho một dự án quan trọng như vậy. Những nỗ lực to lớn của các nhà khoa học Liên Xô đã mang lại kết quả.
Địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk
Bom nguyên tử của Liên Xô lần đầu tiên được thử nghiệm tại bãi thử ở Semipalatinsk (Kazakhstan). Vào ngày 29 tháng 8 năm 1949, một thiết bị hạt nhân có công suất 22 kiloton đã làm rung chuyển đất Kazakhstan. Nhà vật lý đoạt giải Nobel Otto Hanz nói: “Đây là một tin tốt. Nếu Nga có vũ khí nguyên tử thì sẽ không có chiến tranh”. Chính quả bom nguyên tử này ở Liên Xô, được mã hóa là sản phẩm số 501, hay RDS-1, đã xóa bỏ sự độc quyền của Mỹ về vũ khí hạt nhân.
Bom nguyên tử. Năm 1945
Sáng sớm ngày 16/7, Dự án Manhattan đã tiến hành thử nghiệm thành công thiết bị nguyên tử đầu tiên - bom plutonium - tại địa điểm thử nghiệm Alamogordo ở New Mexico, Mỹ.
Số tiền đầu tư vào dự án đã được chi tiêu tốt. Lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại được thực hiện vào lúc 5h30 sáng.
Sau này, người đã phát minh ra bom nguyên tử ở Mỹ, sau này được gọi là “cha đẻ của bom nguyên tử”, sẽ nói: “Chúng tôi đã làm công việc của ma quỷ”.
Nhật Bản sẽ không đầu hàng
Vào thời điểm thử nghiệm bom nguyên tử cuối cùng và thành công, quân đội Liên Xô và đồng minh cuối cùng đã đánh bại Đức Quốc xã. Tuy nhiên, có một quốc gia hứa sẽ chiến đấu đến cùng để giành quyền thống trị ở Thái Bình Dương. Từ giữa tháng 4 đến giữa tháng 7 năm 1945, quân Nhật liên tục tiến hành các cuộc không kích nhằm vào lực lượng đồng minh, qua đó gây tổn thất nặng nề cho quân đội Mỹ. Cuối tháng 7 năm 1945, chính phủ quân phiệt Nhật Bản bác bỏ yêu cầu đầu hàng của quân Đồng minh theo Tuyên bố Potsdam. Đặc biệt, nó tuyên bố rằng trong trường hợp bất tuân, quân đội Nhật Bản sẽ phải đối mặt với sự hủy diệt nhanh chóng và hoàn toàn.
Tổng thống đồng ý
Chính phủ Mỹ đã giữ lời và bắt đầu ném bom có chủ đích vào các vị trí quân sự của Nhật Bản. Các cuộc không kích không mang lại kết quả như mong muốn và Tổng thống Mỹ Harry Truman quyết định quân đội Mỹ xâm chiếm lãnh thổ Nhật Bản. Tuy nhiên, bộ chỉ huy quân sự đã ngăn cản tổng thống của mình đưa ra quyết định như vậy, với lý do thực tế là một cuộc xâm lược của Mỹ sẽ gây ra một số lượng lớn thương vong.
Theo gợi ý của Henry Lewis Stimson và Dwight David Eisenhower, người ta quyết định sử dụng một cách hiệu quả hơn để kết thúc chiến tranh. Là một người ủng hộ lớn cho bom nguyên tử, Thư ký Tổng thống Hoa Kỳ James Francis Byrnes, tin rằng việc ném bom vào lãnh thổ Nhật Bản cuối cùng sẽ chấm dứt chiến tranh và đưa Hoa Kỳ vào thế thống trị, điều này sẽ có tác động tích cực đến diễn biến tiếp theo của các sự kiện trong thế giới thời hậu chiến. Vì vậy, Tổng thống Mỹ Harry Truman tin chắc rằng đây là lựa chọn đúng đắn duy nhất.
Bom nguyên tử. Hiroshima
Thành phố nhỏ Hiroshima của Nhật Bản với dân số chỉ hơn 350 nghìn người, nằm cách thủ đô Tokyo của Nhật Bản 500 dặm, được chọn làm mục tiêu đầu tiên. Sau khi máy bay ném bom B-29 Enola Gay cải tiến đến căn cứ hải quân Mỹ trên đảo Tinian, một quả bom nguyên tử đã được lắp đặt trên máy bay. Hiroshima đã phải hứng chịu tác động của 9 nghìn pound uranium-235.
Loại vũ khí chưa từng thấy này dành cho dân thường ở một thị trấn nhỏ của Nhật Bản. Chỉ huy máy bay ném bom là Đại tá Paul Warfield Tibbetts Jr. Bom nguyên tử của Mỹ mang cái tên hoài nghi “Baby”. Vào khoảng 8h15 sáng ngày 6/8/1945, chiếc “Little” của Mỹ đã được thả xuống Hiroshima, Nhật Bản. Khoảng 15 nghìn tấn thuốc nổ TNT đã tiêu diệt toàn bộ sự sống trong bán kính 5 dặm vuông. Một trăm bốn mươi nghìn cư dân thành phố đã chết chỉ trong vài giây. Những người Nhật còn sống sót đã chết một cách đau đớn vì bệnh phóng xạ.
Họ đã bị phá hủy bởi quả bom nguyên tử "Baby" của Mỹ. Tuy nhiên, sự tàn phá ở Hiroshima không khiến Nhật Bản đầu hàng ngay lập tức như mọi người mong đợi. Sau đó, người ta quyết định thực hiện một vụ đánh bom khác vào lãnh thổ Nhật Bản.
Nagasaki. Bầu trời đang bốc cháy
Quả bom nguyên tử “Fat Man” của Mỹ được lắp đặt trên máy bay B-29 vào ngày 9/8/1945, vẫn còn ở đó, tại căn cứ hải quân Mỹ ở Tinian. Lần này chỉ huy máy bay là Thiếu tá Charles Sweeney. Ban đầu, mục tiêu chiến lược là thành phố Kokura.
Tuy nhiên, điều kiện thời tiết không cho phép thực hiện kế hoạch; mây dày đặc cản trở. Charles Sweeney bước vào vòng hai. Lúc 11:02 sáng, “Fat Man” hạt nhân của Mỹ nhấn chìm Nagasaki. Đó là một cuộc không kích có sức tàn phá mạnh mẽ hơn, mạnh hơn nhiều lần so với vụ đánh bom ở Hiroshima. Nagasaki đã thử nghiệm vũ khí nguyên tử nặng khoảng 10 nghìn pound và 22 kiloton TNT.
Vị trí địa lý của thành phố Nhật Bản làm giảm hiệu quả mong đợi. Có điều là thành phố nằm trong một thung lũng hẹp giữa những ngọn núi. Vì vậy, việc phá hủy 2,6 dặm vuông không bộc lộ hết tiềm năng của vũ khí Mỹ. Vụ thử bom nguyên tử Nagasaki được coi là Dự án Manhattan thất bại.
Nhật Bản đầu hàng
Trưa ngày 15 tháng 8 năm 1945, Hoàng đế Hirohito tuyên bố đất nước đầu hàng trong bài phát biểu trên đài phát thanh trước người dân Nhật Bản. Tin tức này nhanh chóng lan truyền khắp thế giới. Lễ kỷ niệm bắt đầu ở Hoa Kỳ để đánh dấu chiến thắng trước Nhật Bản. Người dân vui mừng.
Vào ngày 2 tháng 9 năm 1945, một thỏa thuận chính thức chấm dứt chiến tranh đã được ký kết trên tàu chiến Missouri của Mỹ neo đậu ở Vịnh Tokyo. Như vậy đã kết thúc cuộc chiến tàn khốc và đẫm máu nhất trong lịch sử loài người.
Trong sáu năm dài, cộng đồng thế giới đã hướng tới ngày quan trọng này - kể từ ngày 1 tháng 9 năm 1939, khi những phát súng đầu tiên của Đức Quốc xã nổ ra trên lãnh thổ Ba Lan.
Nguyên tử bình yên
Tổng cộng có 124 vụ nổ hạt nhân đã được thực hiện ở Liên Xô. Điều đặc trưng là tất cả chúng đều được thực hiện vì lợi ích của nền kinh tế quốc gia. Chỉ có ba trong số đó là tai nạn dẫn đến rò rỉ chất phóng xạ. Các chương trình sử dụng nguyên tử hòa bình chỉ được thực hiện ở hai quốc gia - Hoa Kỳ và Liên Xô. Năng lượng hạt nhân hòa bình cũng là một ví dụ về thảm họa toàn cầu, khi một lò phản ứng phát nổ ở tổ máy điện thứ 4 của nhà máy điện hạt nhân Chernobyl.
Đó là một trong những quá trình tuyệt vời, bí ẩn và khủng khiếp nhất. Nguyên lý hoạt động của vũ khí hạt nhân dựa trên phản ứng dây chuyền. Đây là một quá trình mà chính sự tiến bộ của nó sẽ bắt đầu sự tiếp tục của nó. Nguyên lý hoạt động của bom khinh khí dựa trên phản ứng nhiệt hạch.
Bom nguyên tửHạt nhân của một số đồng vị của các nguyên tố phóng xạ (plutonium, californium, uranium và các loại khác) có khả năng phân rã trong khi bắt giữ neutron. Sau đó, hai hoặc ba neutron nữa được giải phóng. Sự phá hủy hạt nhân của một nguyên tử trong điều kiện lý tưởng có thể dẫn đến sự phân rã của hai hoặc ba nguyên tử nữa, do đó, có thể tạo ra các nguyên tử khác. Và vân vân. Một quá trình giống như tuyết lở phá hủy số lượng hạt nhân ngày càng tăng xảy ra, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ để phá vỡ liên kết nguyên tử. Trong một vụ nổ, những nguồn năng lượng khổng lồ được giải phóng trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn. Điều này xảy ra tại một thời điểm. Đây là lý do vì sao vụ nổ bom nguyên tử lại có sức công phá và sức tàn phá khủng khiếp đến vậy.
Để bắt đầu một phản ứng dây chuyền, lượng chất phóng xạ phải vượt quá khối lượng tới hạn. Rõ ràng, bạn cần lấy một số phần uranium hoặc plutonium và kết hợp chúng thành một. Tuy nhiên, điều này chưa đủ để khiến một quả bom nguyên tử phát nổ, vì phản ứng sẽ dừng lại trước khi giải phóng đủ năng lượng, hoặc quá trình sẽ diễn ra chậm chạp. Để đạt được thành công, không chỉ cần vượt quá khối lượng tới hạn của chất mà còn phải thực hiện điều này trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn. Tốt nhất là sử dụng một số loại. Điều này đạt được bằng cách sử dụng những loại khác. Hơn nữa, chúng xen kẽ giữa chất nổ nhanh và chậm.
Vụ thử hạt nhân đầu tiên được thực hiện vào tháng 7 năm 1945 tại Hoa Kỳ gần thị trấn Almogordo. Vào tháng 8 cùng năm, người Mỹ đã sử dụng những vũ khí này để tấn công Hiroshima và Nagasaki. Vụ nổ bom nguyên tử trong thành phố đã dẫn đến sự tàn phá khủng khiếp và cái chết của phần lớn người dân. Ở Liên Xô, vũ khí nguyên tử được chế tạo và thử nghiệm vào năm 1949.
Bom hydro
Nó là loại vũ khí có sức công phá rất lớn. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên sự tổng hợp hạt nhân helium nặng hơn từ các nguyên tử hydro nhẹ hơn. Điều này giải phóng một lượng năng lượng rất lớn. Phản ứng này tương tự như các quá trình xảy ra trên Mặt trời và các ngôi sao khác. Cách dễ nhất là sử dụng các đồng vị của hydro (tritium, deuterium) và lithium.
Người Mỹ thử nghiệm đầu đạn hydro đầu tiên vào năm 1952. Theo cách hiểu hiện đại, thiết bị này khó có thể được gọi là bom. Đó là một tòa nhà ba tầng chứa đầy deuterium lỏng. Vụ nổ bom hydro đầu tiên ở Liên Xô được thực hiện sáu tháng sau đó. Đạn nhiệt hạch RDS-6 của Liên Xô được kích nổ vào tháng 8 năm 1953 gần Semipalatinsk. Liên Xô đã thử nghiệm quả bom hydro lớn nhất có sức công phá 50 megaton (Tsar Bomba) vào năm 1961. Làn sóng sau vụ nổ đạn bay vòng quanh hành tinh ba lần.
Triều Tiên đe dọa Mỹ thử bom hydro siêu mạnh ở Thái Bình Dương. Nhật Bản, quốc gia có thể bị thiệt hại do các cuộc thử nghiệm, cho rằng kế hoạch của Triều Tiên là hoàn toàn không thể chấp nhận được. Tổng thống Donald Trump và Kim Jong-un tranh luận trong các cuộc phỏng vấn và nói về xung đột quân sự mở. Dành cho những người chưa hiểu về vũ khí hạt nhân nhưng muốn tìm hiểu, The Futurist đã biên soạn một hướng dẫn.
Vũ khí hạt nhân hoạt động như thế nào?
Giống như một thanh thuốc nổ thông thường, bom hạt nhân sử dụng năng lượng. Chỉ có điều nó được giải phóng không phải trong phản ứng hóa học nguyên thủy mà trong các quá trình hạt nhân phức tạp. Có hai cách chính để khai thác năng lượng hạt nhân từ một nguyên tử. TRONG phân hạch hạt nhân hạt nhân nguyên tử phân rã thành hai mảnh nhỏ hơn có neutron. Phản ứng tổng hợp hạt nhân – quá trình Mặt trời tạo ra năng lượng – bao gồm sự kết hợp của hai nguyên tử nhỏ hơn để tạo thành một nguyên tử lớn hơn. Trong bất kỳ quá trình phân hạch hoặc nhiệt hạch nào, một lượng lớn năng lượng nhiệt và bức xạ đều được giải phóng. Tùy thuộc vào việc sử dụng phản ứng phân hạch hay phản ứng tổng hợp hạt nhân, bom được chia thành hạt nhân (nguyên tử) Và nhiệt hạch .
Bạn có thể cho tôi biết thêm về phân hạch hạt nhân?
Vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima (1945)
Như bạn còn nhớ, một nguyên tử được tạo thành từ ba loại hạt hạ nguyên tử: proton, neutron và electron. Tâm của nguyên tử, gọi là cốt lõi , bao gồm proton và neutron. Proton mang điện tích dương, electron mang điện tích âm và neutron không mang điện tích gì cả. Tỷ lệ proton-electron luôn là một trên một, do đó nguyên tử nói chung có điện tích trung tính. Ví dụ, một nguyên tử carbon có sáu proton và sáu electron. Các hạt được giữ với nhau bởi một lực cơ bản - lực hạt nhân mạnh .
Các tính chất của một nguyên tử có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào số lượng hạt khác nhau mà nó chứa. Nếu bạn thay đổi số proton, bạn sẽ có một nguyên tố hóa học khác. Nếu bạn thay đổi số neutron, bạn sẽ nhận được đồng vị cùng một yếu tố mà bạn có trong tay. Ví dụ, carbon có ba đồng vị: 1) carbon-12 (sáu proton + sáu neutron), là dạng ổn định và phổ biến của nguyên tố này, 2) carbon-13 (sáu proton + bảy neutron), ổn định nhưng hiếm và 3) carbon -14 (sáu proton + tám neutron), rất hiếm và không ổn định (hoặc có tính phóng xạ).
Hầu hết các hạt nhân nguyên tử đều ổn định, nhưng một số không ổn định (phóng xạ). Những hạt nhân này tự phát phát ra các hạt mà các nhà khoa học gọi là bức xạ. Quá trình này được gọi là phân rã phóng xạ . Có ba loại phân rã:
Phân rã alpha : Hạt nhân phát ra một hạt alpha - hai proton và hai neutron liên kết với nhau. phân rã beta : Neutron biến thành proton, electron và phản neutrino. Electron thoát ra là hạt beta. Phân hạch tự phát: hạt nhân phân rã thành nhiều phần và phát ra neutron, đồng thời phát ra một xung năng lượng điện từ - tia gamma. Loại phân rã thứ hai được sử dụng trong bom hạt nhân. Các neutron tự do phát ra do quá trình phân hạch bắt đầu phản ứng dây chuyền , giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ.
Bom hạt nhân được làm từ gì?
Chúng có thể được chế tạo từ uranium-235 và plutonium-239. Uranium xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng hỗn hợp của ba đồng vị: 238 U (99,2745% uranium tự nhiên), 235 U (0,72%) và 234 U (0,0055%). Loại 238 U phổ biến nhất không hỗ trợ phản ứng dây chuyền: chỉ 235 U mới có khả năng làm được điều này. Để đạt được sức nổ tối đa, hàm lượng 235 U trong quá trình “làm đầy” bom phải ít nhất là 80%. Do đó, uranium được sản xuất nhân tạo làm giàu . Để làm điều này, hỗn hợp các đồng vị uranium được chia thành hai phần sao cho một trong số chúng chứa hơn 235 U.
Thông thường, quá trình tách đồng vị để lại rất nhiều uranium nghèo không thể trải qua phản ứng dây chuyền nhưng có một cách để làm được điều đó. Thực tế là plutonium-239 không tồn tại trong tự nhiên. Nhưng nó có thể thu được bằng cách bắn phá 238 U bằng neutron.
Sức mạnh của họ được đo lường như thế nào?
Sức mạnh của điện tích hạt nhân và nhiệt hạch được đo bằng đơn vị tương đương TNT - lượng trinitrotoluene phải được kích nổ để thu được kết quả tương tự. Nó được đo bằng kiloton (kt) và megaton (Mt). Hiệu suất của vũ khí hạt nhân siêu nhỏ chưa đến 1 kt, trong khi bom siêu mạnh mang lại hiệu suất hơn 1 tấn.
Theo nhiều nguồn tin, sức mạnh của "Bom Sa hoàng" của Liên Xô là từ 57 đến 58,6 megaton tương đương TNT; sức mạnh của quả bom nhiệt hạch mà CHDCND Triều Tiên thử nghiệm vào đầu tháng 9 là khoảng 100 kiloton.
Ai đã tạo ra vũ khí hạt nhân?
Nhà vật lý người Mỹ Robert Oppenheimer và Tướng Leslie Groves
Vào những năm 1930, nhà vật lý người Ý Enrico Fermi chứng minh rằng các nguyên tố bị neutron bắn phá có thể biến đổi thành các nguyên tố mới. Kết quả của công việc này là sự phát hiện neutron chậm , cũng như việc phát hiện ra các nguyên tố mới không có trong bảng tuần hoàn. Ngay sau phát hiện của Fermi, các nhà khoa học Đức Otto Hahn Và Fritz Strassmann bắn phá uranium bằng neutron, dẫn đến sự hình thành đồng vị phóng xạ của bari. Họ kết luận rằng neutron tốc độ thấp khiến hạt nhân uranium vỡ thành hai mảnh nhỏ hơn.
Công việc này đã kích thích tâm trí của cả thế giới. Tại Đại học Princeton Niels Bohr làm việc với John Wheeler để phát triển một mô hình giả thuyết về quá trình phân hạch. Họ cho rằng uranium-235 trải qua quá trình phân hạch. Cùng lúc đó, các nhà khoa học khác phát hiện ra rằng quá trình phân hạch thậm chí còn tạo ra nhiều neutron hơn. Điều này khiến Bohr và Wheeler đặt ra một câu hỏi quan trọng: liệu các neutron tự do được tạo ra bởi sự phân hạch có thể bắt đầu một phản ứng dây chuyền giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ hay không? Nếu đúng như vậy thì có thể tạo ra vũ khí có sức mạnh không thể tưởng tượng được. Giả định của họ đã được xác nhận bởi một nhà vật lý người Pháp Frederic Joliot-Curie . Kết luận của ông đã trở thành động lực cho sự phát triển trong việc chế tạo vũ khí hạt nhân.
Các nhà vật lý từ Đức, Anh, Mỹ và Nhật Bản đã nghiên cứu chế tạo vũ khí nguyên tử. Trước khi bắt đầu Thế chiến thứ hai Albert Einstein viết thư cho Tổng thống Mỹ Franklin Roosevelt rằng Đức Quốc xã có kế hoạch tinh chế uranium-235 và chế tạo bom nguyên tử. Bây giờ hóa ra Đức còn lâu mới thực hiện được phản ứng dây chuyền: họ đang chế tạo một quả bom “bẩn”, có tính phóng xạ cao. Dù vậy, chính phủ Mỹ đã nỗ lực hết sức để tạo ra bom nguyên tử càng sớm càng tốt. Dự án Manhattan được khởi động, do nhà vật lý người Mỹ đứng đầu Robert Oppenheimer và chung Leslie Groves . Nó có sự tham dự của các nhà khoa học nổi tiếng di cư từ châu Âu. Đến mùa hè năm 1945, vũ khí nguyên tử được tạo ra dựa trên hai loại vật liệu phân hạch - uranium-235 và plutonium-239. Một quả bom, quả bom plutonium “Thing”, đã được phát nổ trong quá trình thử nghiệm, và hai quả bom khác, quả bom uranium “Baby” và quả bom plutonium “Fat Man” đã được thả xuống các thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản.
Bom nhiệt hạch hoạt động như thế nào và ai đã phát minh ra nó?
Bom nhiệt hạch dựa trên phản ứng phản ứng tổng hợp hạt nhân . Không giống như phản ứng phân hạch hạt nhân, có thể xảy ra một cách tự phát hoặc cưỡng bức, phản ứng tổng hợp hạt nhân là không thể nếu không có nguồn cung cấp năng lượng bên ngoài. Hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương nên chúng đẩy nhau. Tình huống này được gọi là rào cản Coulomb. Để vượt qua lực đẩy, những hạt này phải được tăng tốc đến tốc độ điên cuồng. Điều này có thể được thực hiện ở nhiệt độ rất cao - khoảng vài triệu Kelvin (do đó có tên như vậy). Có ba loại phản ứng nhiệt hạch: tự duy trì (diễn ra ở độ sâu của các ngôi sao), được kiểm soát và không được kiểm soát hoặc nổ - chúng được sử dụng trong bom hydro.
Ý tưởng về một quả bom có phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được khởi xướng bởi điện tích nguyên tử đã được Enrico Fermi đề xuất với đồng nghiệp của mình Edward Teller trở lại năm 1941, khi bắt đầu Dự án Manhattan. Tuy nhiên, ý tưởng này không được yêu cầu vào thời điểm đó. Sự phát triển của Teller đã được cải thiện Stanislav Ulam , biến ý tưởng về bom nhiệt hạch trở nên khả thi trong thực tế. Năm 1952, thiết bị nổ nhiệt hạch đầu tiên được thử nghiệm trên đảo san hô Enewetak trong Chiến dịch Ivy Mike. Tuy nhiên, đó là mẫu phòng thí nghiệm, không phù hợp để chiến đấu. Một năm sau, Liên Xô cho nổ quả bom nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới, được lắp ráp theo thiết kế của các nhà vật lý Andrey Sakharov Và Yulia Kharitona . Thiết bị này trông giống như một chiếc bánh nhiều lớp nên vũ khí đáng gờm này được đặt biệt danh là “Puff”. Trong quá trình phát triển hơn nữa, quả bom mạnh nhất trên Trái đất, “Tsar Bomba” hay “Mẹ của Kuzka” đã ra đời. Vào tháng 10 năm 1961, nó được thử nghiệm trên quần đảo Novaya Zemlya.
Bom nhiệt hạch được làm bằng gì?
Nếu bạn nghĩ rằng hydro và bom nhiệt hạch là những thứ khác nhau, bạn đã nhầm. Những từ này đồng nghĩa. Đó là hydro (hay đúng hơn là các đồng vị của nó - deuterium và tritium) cần thiết để thực hiện phản ứng nhiệt hạch. Tuy nhiên, có một khó khăn: để kích nổ bom hydro, trước tiên cần phải đạt được nhiệt độ cao trong vụ nổ hạt nhân thông thường - chỉ khi đó hạt nhân nguyên tử mới bắt đầu phản ứng. Vì vậy, trong trường hợp bom nhiệt hạch, thiết kế đóng một vai trò lớn.
Hai kế hoạch được biết đến rộng rãi. Đầu tiên là món “bánh phồng” của Sakharov. Ở trung tâm là một ngòi nổ hạt nhân, được bao quanh bởi các lớp lithium deuteride trộn với tritium, xen kẽ với các lớp uranium đã được làm giàu. Thiết kế này giúp có thể đạt được công suất trong vòng 1 Mt. Thứ hai là kế hoạch Teller-Ulam của Mỹ, trong đó bom hạt nhân và đồng vị hydro được đặt riêng biệt. Nó trông như thế này: bên dưới có một thùng chứa hỗn hợp deuterium và tritium lỏng, ở giữa có một “bugi đánh lửa” - một thanh plutonium, và bên trên - một điện tích hạt nhân thông thường, và tất cả những thứ này nằm trong một vỏ kim loại nặng (ví dụ, uranium nghèo). Các neutron nhanh được tạo ra trong vụ nổ gây ra phản ứng phân hạch nguyên tử trong vỏ uranium và bổ sung năng lượng vào tổng năng lượng của vụ nổ. Việc bổ sung thêm các lớp deuteride lithium uranium-238 giúp có thể tạo ra các viên đạn có sức mạnh vô hạn. Năm 1953, nhà vật lý Liên Xô Victor Davidenko đã vô tình lặp lại ý tưởng của Teller-Ulam, và trên cơ sở đó, Sakharov đã nghĩ ra một kế hoạch gồm nhiều giai đoạn giúp tạo ra vũ khí có sức mạnh chưa từng có. Mẹ của Kuzka đã làm việc chính xác theo kế hoạch này.
Ngoài ra còn có những quả bom nào nữa?
Ngoài ra còn có neutron, nhưng điều này nói chung là đáng sợ. Về cơ bản, bom neutron là bom nhiệt hạch công suất thấp, trong đó 80% năng lượng nổ là bức xạ (bức xạ neutron). Nó trông giống như một điện tích hạt nhân năng lượng thấp thông thường, được thêm vào một khối có đồng vị berili - một nguồn neutron. Khi điện tích hạt nhân phát nổ, phản ứng nhiệt hạch sẽ được kích hoạt. Loại vũ khí này được phát triển bởi một nhà vật lý người Mỹ Samuel Cohen . Người ta tin rằng vũ khí neutron tiêu diệt mọi sinh vật ngay cả trong những nơi trú ẩn, nhưng phạm vi hủy diệt của những vũ khí đó là nhỏ, vì bầu khí quyển phân tán các dòng neutron nhanh và sóng xung kích mạnh hơn ở khoảng cách lớn.
Còn bom coban thì sao?
Không, con trai, điều này thật tuyệt vời. Chính thức thì không có quốc gia nào có bom coban. Về mặt lý thuyết, đây là một quả bom nhiệt hạch có vỏ coban, đảm bảo khu vực bị ô nhiễm phóng xạ mạnh ngay cả khi vụ nổ hạt nhân tương đối yếu. 510 tấn coban có thể lây nhiễm toàn bộ bề mặt Trái đất và tiêu diệt mọi sự sống trên hành tinh. nhà vật lý Leo Szilard , người đã mô tả thiết kế giả định này vào năm 1950, gọi nó là "Cỗ máy Ngày tận thế".
Cái gì hay hơn: bom hạt nhân hay nhiệt hạch?
Mô hình thật của "Tsar Bomba"
Bom hydro tiên tiến và công nghệ tiên tiến hơn nhiều so với bom nguyên tử. Sức nổ của nó vượt xa sức nổ của nguyên tử và chỉ bị giới hạn bởi số lượng thành phần có sẵn. Trong phản ứng nhiệt hạch, mỗi nucleon (được gọi là hạt nhân cấu thành, proton và neutron) giải phóng nhiều năng lượng hơn so với phản ứng hạt nhân. Ví dụ, sự phân hạch của hạt nhân uranium tạo ra 0,9 MeV (megaelectronvolt) trên mỗi nucleon và sự phản ứng tổng hợp hạt nhân helium từ hạt nhân hydro giải phóng năng lượng 6 MeV.
Như bom giaođến mục tiêu?
Lúc đầu, chúng được thả từ máy bay, nhưng hệ thống phòng không không ngừng được cải tiến và việc cung cấp vũ khí hạt nhân theo cách này hóa ra là không khôn ngoan. Với sự phát triển của sản xuất tên lửa, mọi quyền cung cấp vũ khí hạt nhân đã được chuyển sang tên lửa đạn đạo và hành trình của nhiều căn cứ khác nhau. Vì vậy, bom bây giờ không có nghĩa là bom mà là đầu đạn.
Người ta tin rằng bom hydro của Triều Tiên quá lớn để có thể gắn lên tên lửa - vì vậy nếu CHDCND Triều Tiên quyết định thực hiện lời đe dọa, nó sẽ được vận chuyển bằng tàu đến địa điểm nổ.
Hậu quả của chiến tranh hạt nhân là gì?
Hiroshima và Nagasaki chỉ là một phần nhỏ của ngày tận thế có thể xảy ra. Ví dụ, giả thuyết “mùa đông hạt nhân” đã được biết đến, được đưa ra bởi nhà vật lý thiên văn người Mỹ Carl Sagan và nhà địa vật lý Liên Xô Georgy Golitsyn. Người ta cho rằng vụ nổ của một số đầu đạn hạt nhân (không phải ở sa mạc hay vùng nước mà ở các khu vực đông dân cư) sẽ gây ra nhiều đám cháy, một lượng lớn khói và bồ hóng sẽ tràn vào bầu khí quyển, dẫn đến hiện tượng lạnh đi toàn cầu. Giả thuyết này đã bị chỉ trích khi so sánh hiệu ứng này với hoạt động của núi lửa, vốn ít ảnh hưởng đến khí hậu. Ngoài ra, một số nhà khoa học lưu ý rằng hiện tượng nóng lên toàn cầu có nhiều khả năng xảy ra hơn là nguội đi - mặc dù cả hai bên đều hy vọng rằng chúng ta sẽ không bao giờ biết được.
Vũ khí hạt nhân có được phép không?
Sau cuộc chạy đua vũ trang vào thế kỷ 20, các quốc gia đã tỉnh táo và quyết định hạn chế sử dụng vũ khí hạt nhân. Liên Hợp Quốc đã thông qua các hiệp ước về không phổ biến vũ khí hạt nhân và cấm thử hạt nhân (các hiệp ước sau này không được các cường quốc hạt nhân non trẻ là Ấn Độ, Pakistan và CHDCND Triều Tiên ký kết). Vào tháng 7 năm 2017, một hiệp ước mới về cấm vũ khí hạt nhân đã được thông qua.
Điều đầu tiên của hiệp ước nêu rõ: “Mỗi quốc gia thành viên cam kết không bao giờ, trong bất kỳ trường hợp nào, phát triển, thử nghiệm, sản xuất, chế tạo, mua, sở hữu hoặc dự trữ vũ khí hạt nhân hoặc các thiết bị nổ hạt nhân khác”.
Tuy nhiên, tài liệu này sẽ không có hiệu lực cho đến khi được 50 bang phê chuẩn.
Hàng trăm nghìn thợ chế tạo súng nổi tiếng và bị lãng quên thời cổ đại đã chiến đấu để tìm kiếm loại vũ khí lý tưởng có khả năng tiêu diệt quân địch chỉ bằng một cú nhấp chuột. Thỉnh thoảng, dấu vết của những cuộc tìm kiếm này có thể được tìm thấy trong những câu chuyện cổ tích ít nhiều mô tả một cách hợp lý về một thanh kiếm thần kỳ hoặc một cây cung bắn trúng không trượt.
May mắn thay, tiến bộ công nghệ diễn ra quá chậm trong một thời gian dài nên hiện thân thực sự của thứ vũ khí hủy diệt này vẫn còn trong những giấc mơ, những câu chuyện truyền miệng và sau này là trên những trang sách. Bước nhảy vọt về khoa học và công nghệ của thế kỷ 19 đã tạo điều kiện hình thành nỗi ám ảnh chính của thế kỷ 20. Bom hạt nhân, được chế tạo và thử nghiệm trong điều kiện thực tế, đã cách mạng hóa cả vấn đề quân sự và chính trị.
Lịch sử tạo ra vũ khí
Trong một thời gian dài, người ta tin rằng vũ khí mạnh nhất chỉ có thể được tạo ra bằng chất nổ. Những khám phá của các nhà khoa học làm việc với các hạt nhỏ nhất đã cung cấp bằng chứng khoa học cho thấy năng lượng khổng lồ có thể được tạo ra nhờ sự trợ giúp của các hạt cơ bản. Người đầu tiên trong loạt nhà nghiên cứu có thể được gọi là Becquerel, người vào năm 1896 đã phát hiện ra tính phóng xạ của muối uranium.
Bản thân uranium đã được biết đến từ năm 1786, nhưng vào thời điểm đó không ai nghi ngờ tính phóng xạ của nó. Công trình của các nhà khoa học vào đầu thế kỷ 19 và 20 không chỉ tiết lộ những tính chất vật lý đặc biệt mà còn cả khả năng thu được năng lượng từ các chất phóng xạ.
Phương án chế tạo vũ khí dựa trên uranium lần đầu tiên được mô tả chi tiết, được công bố và cấp bằng sáng chế bởi các nhà vật lý người Pháp, Joliot-Curies vào năm 1939.
Bất chấp giá trị của nó đối với vũ khí, bản thân các nhà khoa học vẫn phản đối mạnh mẽ việc tạo ra loại vũ khí có sức tàn phá khủng khiếp như vậy.
Trải qua Thế chiến thứ hai trong cuộc kháng chiến, vào những năm 1950, cặp đôi (Frederick và Irene), nhận ra sức tàn phá của chiến tranh, đã chủ trương giải trừ quân bị chung. Họ được hỗ trợ bởi Niels Bohr, Albert Einstein và các nhà vật lý lỗi lạc khác vào thời điểm đó.
Trong khi đó, trong khi Joliot-Curies đang bận rộn giải quyết vấn đề Đức Quốc xã ở Paris thì ở phía bên kia hành tinh, ở Mỹ, nguồn điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới đang được phát triển. Robert Oppenheimer, người lãnh đạo công việc, được trao quyền lực rộng rãi nhất và nguồn lực khổng lồ. Cuối năm 1941 đánh dấu sự khởi đầu của Dự án Manhattan, dự án cuối cùng dẫn đến việc tạo ra đầu đạn hạt nhân chiến đấu đầu tiên.
Tại thị trấn Los Alamos, New Mexico, cơ sở sản xuất uranium cấp độ vũ khí đầu tiên đã được xây dựng. Sau đó, các trung tâm hạt nhân tương tự xuất hiện trên khắp đất nước, chẳng hạn như ở Chicago, Oak Ridge, Tennessee và nghiên cứu được thực hiện ở California. Lực lượng tốt nhất của các giáo sư của các trường đại học Mỹ, cũng như các nhà vật lý chạy trốn khỏi Đức, đã được huy động vào việc tạo ra quả bom.
Trong chính "Đế chế thứ ba", công việc tạo ra một loại vũ khí mới đã được triển khai theo cách đặc trưng của Fuhrer.
Vì “Besnovaty” quan tâm nhiều hơn đến xe tăng và máy bay, và càng nhiều càng tốt, nên anh không thấy cần thiết lắm về một quả bom thần kỳ mới.
Theo đó, các dự án không được Hitler hỗ trợ sẽ di chuyển với tốc độ chóng mặt.
Khi mọi chuyện bắt đầu nóng lên, hóa ra xe tăng và máy bay đã bị Mặt trận phía Đông nuốt chửng, vũ khí thần kỳ mới đã nhận được sự ủng hộ. Nhưng đã quá muộn, trong điều kiện bị ném bom và nỗi sợ hãi thường trực của xe tăng Liên Xô, việc tạo ra một thiết bị có thành phần hạt nhân là không thể.
Liên Xô chú ý hơn đến khả năng tạo ra một loại vũ khí hủy diệt mới. Trong thời kỳ trước chiến tranh, các nhà vật lý đã thu thập và củng cố kiến thức chung về năng lượng hạt nhân và khả năng tạo ra vũ khí hạt nhân. Tình báo hoạt động tích cực trong suốt thời kỳ chế tạo bom hạt nhân ở cả Liên Xô và Hoa Kỳ. Chiến tranh đóng một vai trò quan trọng trong việc làm chậm tốc độ phát triển, khi các nguồn lực khổng lồ được đưa ra mặt trận.
Đúng vậy, Viện sĩ Igor Vasilyevich Kurchatov, với đặc tính kiên trì của mình, đã thúc đẩy công việc của tất cả các bộ phận trực thuộc theo hướng này. Nhìn về phía trước một chút, chính anh ta sẽ được giao nhiệm vụ đẩy nhanh quá trình phát triển vũ khí trước nguy cơ Mỹ tấn công các thành phố của Liên Xô. Chính ông, đứng trên nền sỏi của cỗ máy khổng lồ gồm hàng trăm, hàng nghìn nhà khoa học và công nhân, sẽ được trao tặng danh hiệu danh dự là cha đẻ của bom hạt nhân Liên Xô.
Những thử nghiệm đầu tiên trên thế giới
Nhưng hãy quay trở lại chương trình hạt nhân của Mỹ. Đến mùa hè năm 1945, các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo được quả bom hạt nhân đầu tiên trên thế giới. Bất kỳ cậu bé nào tự chế tạo hoặc mua một khẩu pháo cực mạnh trong cửa hàng đều phải trải qua sự dày vò tột độ, muốn cho nổ tung nó càng nhanh càng tốt. Năm 1945, hàng trăm binh sĩ và nhà khoa học Mỹ đã trải qua điều tương tự.
Vào ngày 16 tháng 6 năm 1945, vụ thử vũ khí hạt nhân đầu tiên và là một trong những vụ nổ mạnh nhất cho đến nay đã diễn ra ở sa mạc Alamogordo, New Mexico.
Những người chứng kiến vụ nổ từ boongke đã vô cùng kinh ngạc trước lực nổ của quả bom trên đỉnh tháp thép cao 30 mét. Lúc đầu, mọi thứ tràn ngập ánh sáng, mạnh hơn mặt trời gấp mấy lần. Sau đó một quả cầu lửa bay lên trời, biến thành cột khói hình thành cây nấm nổi tiếng.
Ngay khi lớp bụi lắng xuống, các nhà nghiên cứu và chế tạo bom đã nhanh chóng đến hiện trường vụ nổ. Họ đã chứng kiến hậu quả từ những chiếc xe tăng Sherman nạm chì. Những gì họ nhìn thấy khiến họ kinh ngạc; không có loại vũ khí nào có thể gây ra thiệt hại như vậy. Cát tan chảy thành thủy tinh ở nhiều nơi.
Những tàn tích nhỏ bé của tòa tháp cũng được tìm thấy; trong một miệng núi lửa có đường kính khổng lồ, những công trình bị cắt xén và nghiền nát minh họa rõ ràng cho sức mạnh hủy diệt.
Yếu tố gây hại
Vụ nổ này cung cấp thông tin đầu tiên về sức mạnh của loại vũ khí mới, về những gì nó có thể sử dụng để tiêu diệt kẻ thù. Đây là một số yếu tố:
- bức xạ ánh sáng, đèn flash, có khả năng làm mù cả các cơ quan thị giác được bảo vệ;
- sóng xung kích, luồng không khí dày đặc di chuyển từ trung tâm, phá hủy hầu hết các tòa nhà;
- một xung điện từ làm vô hiệu hóa hầu hết các thiết bị và không cho phép sử dụng thông tin liên lạc lần đầu tiên sau vụ nổ;
- bức xạ xuyên thấu, yếu tố nguy hiểm nhất đối với những người đã trốn tránh các yếu tố gây hại khác, được chia thành chiếu xạ alpha-beta-gamma;
- ô nhiễm phóng xạ có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe và cuộc sống hàng chục, thậm chí hàng trăm năm.
Việc sử dụng thêm vũ khí hạt nhân, bao gồm cả trong chiến đấu, cho thấy tất cả những đặc thù về tác động của chúng đối với các sinh vật sống và thiên nhiên. Ngày 6 tháng 8 năm 1945 là ngày cuối cùng của hàng chục nghìn cư dân ở thành phố nhỏ Hiroshima, nơi được biết đến với nhiều cơ sở quân sự quan trọng.
Kết quả của cuộc chiến ở Thái Bình Dương là một kết quả được định trước, nhưng Lầu Năm Góc tin rằng hoạt động trên quần đảo Nhật Bản sẽ cướp đi sinh mạng của hơn một triệu lính thủy đánh bộ Mỹ. Người ta quyết định giết nhiều con chim bằng một hòn đá, đưa Nhật Bản ra khỏi cuộc chiến, cứu vãn chiến dịch đổ bộ, thử nghiệm vũ khí mới và công bố nó với toàn thế giới, và trên hết là với Liên Xô.
Lúc 1 giờ sáng, chiếc máy bay chở bom hạt nhân "Baby" cất cánh làm nhiệm vụ.
Quả bom rơi xuống thành phố phát nổ ở độ cao khoảng 600 mét lúc 8h15. Tất cả các tòa nhà nằm cách tâm chấn 800 m đều bị phá hủy. Chỉ có một số bức tường của tòa nhà được thiết kế để chịu được trận động đất mạnh 9 độ richter còn tồn tại.
Cứ mười người ở trong bán kính 600 mét vào thời điểm xảy ra vụ nổ bom thì chỉ có một người sống sót. Bức xạ ánh sáng biến con người thành than đá, để lại vết bóng trên đá, dấu vết đen tối về nơi người đó ở. Sóng nổ sau đó mạnh đến mức có thể làm vỡ kính ở khoảng cách 19 km tính từ nơi xảy ra vụ nổ.
Một thiếu niên bị luồng không khí dày đặc hất ra khỏi nhà qua cửa sổ; khi hạ cánh, anh chàng nhìn thấy những bức tường của ngôi nhà gấp lại như những tấm thiệp. Tiếp theo làn sóng vụ nổ là một cơn lốc xoáy lửa, tiêu diệt số ít cư dân sống sót sau vụ nổ và không kịp rời khỏi vùng cháy. Những người ở xa vụ nổ bắt đầu cảm thấy khó chịu nghiêm trọng, nguyên nhân ban đầu không rõ ràng đối với các bác sĩ.
Mãi về sau, vài tuần sau, thuật ngữ “ngộ độc phóng xạ” mới được công bố, ngày nay được gọi là bệnh phóng xạ.
Hơn 280 nghìn người đã trở thành nạn nhân của chỉ một quả bom, trực tiếp từ vụ nổ và những căn bệnh tiếp theo.
Vụ ném bom Nhật Bản bằng vũ khí hạt nhân chưa kết thúc ở đó. Theo kế hoạch, chỉ có 4 đến 6 thành phố bị tấn công, nhưng điều kiện thời tiết chỉ cho phép Nagasaki bị tấn công. Tại thành phố này, hơn 150 nghìn người đã trở thành nạn nhân của quả bom Fat Man.
Lời hứa của chính phủ Mỹ sẽ thực hiện các cuộc tấn công như vậy cho đến khi Nhật Bản đầu hàng đã dẫn đến một hiệp định đình chiến và sau đó là việc ký kết một thỏa thuận chấm dứt Thế chiến thứ hai. Nhưng đối với vũ khí hạt nhân thì đây mới chỉ là khởi đầu.
Quả bom mạnh nhất thế giới
Thời kỳ hậu chiến được đánh dấu bằng cuộc đối đầu giữa khối Liên Xô và các đồng minh với Hoa Kỳ và NATO. Vào những năm 1940, người Mỹ đã cân nhắc nghiêm túc khả năng tấn công Liên Xô. Để kiềm chế đồng minh cũ, công việc chế tạo bom phải được đẩy nhanh, và vào năm 1949, vào ngày 29 tháng 8, thế độc quyền về vũ khí hạt nhân của Mỹ đã chấm dứt. Trong cuộc chạy đua vũ trang, hai vụ thử hạt nhân đáng được quan tâm nhất.
Đảo san hô Bikini, chủ yếu được biết đến với những bộ đồ bơi phù phiếm, thực sự đã gây chú ý trên toàn thế giới vào năm 1954 do thử nghiệm một điện tích hạt nhân cực mạnh.
Người Mỹ, sau khi quyết định thử nghiệm một thiết kế vũ khí nguyên tử mới, đã không tính toán phí tổn. Kết quả là vụ nổ mạnh gấp 2,5 lần so với dự kiến. Cư dân của các hòn đảo gần đó cũng như ngư dân Nhật Bản có mặt khắp nơi đều bị tấn công.
Nhưng nó không phải là quả bom mạnh nhất của Mỹ. Năm 1960, bom hạt nhân B41 được đưa vào sử dụng nhưng chưa bao giờ được thử nghiệm toàn diện do sức mạnh của nó. Lực tấn công được tính toán trên lý thuyết vì sợ phát nổ loại vũ khí nguy hiểm như vậy tại bãi thử.
Liên Xô, quốc gia được yêu thích là nước đầu tiên trong mọi thứ, đã trải qua năm 1961, hay còn có biệt danh là “mẹ của Kuzka”.
Để đối phó với sự tống tiền hạt nhân của Mỹ, các nhà khoa học Liên Xô đã tạo ra quả bom mạnh nhất thế giới. Đã được thử nghiệm trên Novaya Zemlya, nó đã để lại dấu ấn ở hầu hết mọi nơi trên thế giới. Theo hồi ức, vào thời điểm xảy ra vụ nổ, người ta cảm nhận được một trận động đất nhẹ ở những góc xa nhất.
Tất nhiên, làn sóng nổ đã mất hết sức tàn phá nên đã có thể bay vòng quanh Trái đất. Đến nay, đây là quả bom hạt nhân mạnh nhất thế giới được nhân loại chế tạo và thử nghiệm. Tất nhiên, nếu rảnh tay, bom hạt nhân của Kim Jong-un sẽ mạnh hơn, nhưng ông không có Trái đất mới để thử nghiệm.
Thiết bị bom nguyên tử
Chúng ta hãy xem xét một thiết bị rất nguyên thủy, hoàn toàn để hiểu, của một quả bom nguyên tử. Có nhiều loại bom nguyên tử, nhưng chúng ta hãy xem xét ba loại chính:
- uranium, dựa trên uranium 235, lần đầu tiên phát nổ ở Hiroshima;
- plutonium, dựa trên plutonium 239, phát nổ lần đầu tiên ở Nagasaki;
- nhiệt hạch, đôi khi được gọi là hydro, dựa trên nước nặng có deuterium và tritium, may mắn thay là không được sử dụng để chống lại dân chúng.
Hai quả bom đầu tiên dựa trên hiệu ứng phân hạch hạt nhân nặng thành hạt nhân nhỏ hơn thông qua phản ứng hạt nhân không kiểm soát được, giải phóng lượng năng lượng khổng lồ. Thứ ba dựa trên sự phản ứng tổng hợp của hạt nhân hydro (hay đúng hơn là đồng vị của deuterium và tritium) với sự hình thành helium, nặng hơn so với hydro. Với cùng trọng lượng bom, khả năng hủy diệt của bom hydro lớn hơn 20 lần.
Nếu đối với uranium và plutonium, chỉ cần tập hợp một khối lượng lớn hơn khối lượng tới hạn (tại đó phản ứng dây chuyền bắt đầu), thì đối với hydro, điều này là không đủ.
Để kết nối nhiều mảnh uranium thành một một cách đáng tin cậy, hiệu ứng pháo được sử dụng trong đó những mảnh uranium nhỏ hơn được bắn thành những mảnh lớn hơn. Thuốc súng cũng có thể được sử dụng, nhưng để đảm bảo độ tin cậy, người ta sử dụng chất nổ công suất thấp.
Trong bom plutonium, để tạo điều kiện cần thiết cho phản ứng dây chuyền, chất nổ được đặt xung quanh các thỏi chứa plutonium. Do hiệu ứng tích lũy, cũng như chất khởi đầu neutron nằm ở chính giữa (beryllium với vài miligam polonium), các điều kiện cần thiết đã đạt được.
Nó có một bộ sạc chính, không thể tự phát nổ và có cầu chì. Để tạo điều kiện cho sự hợp nhất của hạt nhân deuterium và tritium, chúng ta cần áp suất và nhiệt độ không thể tưởng tượng được tại ít nhất một điểm. Tiếp theo sẽ xảy ra phản ứng dây chuyền.
Để tạo ra các thông số như vậy, quả bom bao gồm một điện tích hạt nhân thông thường nhưng năng lượng thấp, đó là cầu chì. Sự phát nổ của nó tạo điều kiện cho sự bắt đầu của phản ứng nhiệt hạch.
Để ước tính sức mạnh của một quả bom nguyên tử, người ta sử dụng cái gọi là “tương đương TNT”. Vụ nổ là sự giải phóng năng lượng, loại thuốc nổ nổi tiếng nhất thế giới là TNT (TNT - trinitrotoluene), và tất cả các loại thuốc nổ mới đều tương đương với nó. Bom "Baby" - 13 kiloton TNT. Số đó tương đương với 13000.
Bom "Fat Man" - 21 kiloton, "Bom Sa hoàng" - 58 megaton TNT. Thật đáng sợ khi nghĩ đến 58 triệu tấn thuốc nổ tập trung thành khối 26,5 tấn, đó chính là khối lượng của quả bom này.
Nguy cơ chiến tranh hạt nhân và thảm họa hạt nhân
Xuất hiện giữa cuộc chiến tranh tồi tệ nhất thế kỷ XX, vũ khí hạt nhân trở thành mối nguy hiểm lớn nhất đối với nhân loại. Ngay sau Thế chiến thứ hai, Chiến tranh Lạnh bắt đầu, nhiều lần gần như leo thang thành một cuộc xung đột hạt nhân toàn diện. Mối đe dọa sử dụng bom hạt nhân và tên lửa của ít nhất một bên bắt đầu được thảo luận từ những năm 1950.
Mọi người đều hiểu và hiểu rằng không thể có người chiến thắng trong cuộc chiến này.
Để ngăn chặn nó, nhiều nhà khoa học và chính trị gia đã và đang nỗ lực thực hiện. Đại học Chicago, sử dụng thông tin đầu vào của các nhà khoa học hạt nhân đến thăm, bao gồm cả những người đoạt giải Nobel, đặt Đồng hồ Ngày tận thế vài phút trước nửa đêm. Nửa đêm báo hiệu một thảm họa hạt nhân, sự khởi đầu của một Thế chiến mới và sự hủy diệt của thế giới cũ. Qua nhiều năm, kim đồng hồ dao động từ 17 đến 2 phút cho đến nửa đêm.
Ngoài ra còn có một số vụ tai nạn lớn được biết đến xảy ra tại các nhà máy điện hạt nhân. Những thảm họa này có mối liên hệ gián tiếp đến vũ khí; các nhà máy điện hạt nhân tuy khác với bom hạt nhân nhưng chúng thể hiện một cách hoàn hảo kết quả của việc sử dụng nguyên tử cho mục đích quân sự. Lớn nhất trong số họ:
- Năm 1957, tai nạn Kyshtym, do hệ thống lưu trữ bị trục trặc, một vụ nổ xảy ra gần Kyshtym;
- 1957, Anh, ở phía tây bắc nước Anh, việc kiểm tra an ninh không được thực hiện;
- 1979, Hoa Kỳ, do phát hiện kịp thời sự rò rỉ nên đã xảy ra vụ nổ và rò rỉ từ nhà máy điện hạt nhân;
- 1986, thảm kịch Chernobyl, vụ nổ tổ máy điện số 4;
- 2011, tai nạn ở nhà ga Fukushima, Nhật Bản.
Mỗi thảm kịch này đều để lại dấu ấn nặng nề cho số phận của hàng trăm nghìn người và biến toàn bộ khu vực thành khu phi dân cư được kiểm soát đặc biệt.
Có những sự cố gần như gây ra thảm họa hạt nhân. Các tàu ngầm hạt nhân của Liên Xô đã nhiều lần gặp tai nạn liên quan đến lò phản ứng trên tàu. Người Mỹ đã thả một máy bay ném bom Superfortress mang theo hai quả bom hạt nhân Mark 39 trên máy bay, có sức công phá 3,8 megaton. Nhưng “hệ thống an toàn” được kích hoạt đã không cho phép các quả bom phát nổ và thảm họa đã tránh được.
Vũ khí hạt nhân xưa và nay
Ngày nay ai cũng thấy rõ rằng một cuộc chiến tranh hạt nhân sẽ hủy diệt loài người hiện đại. Trong khi đó, mong muốn sở hữu vũ khí hạt nhân và gia nhập câu lạc bộ hạt nhân, hay nói đúng hơn là bộc phát bằng cách gõ cửa, vẫn kích thích tâm trí của một số lãnh đạo nhà nước.
Ấn Độ và Pakistan đã tạo ra vũ khí hạt nhân mà không được phép, còn người Israel thì che giấu sự hiện diện của bom.
Đối với một số người, sở hữu bom hạt nhân là cách chứng minh tầm quan trọng của mình trên trường quốc tế. Đối với những người khác, đó là sự đảm bảo không bị can thiệp bởi nền dân chủ có cánh hoặc các yếu tố bên ngoài khác. Nhưng điều quan trọng nhất là những khoản dự trữ này không được đưa vào hoạt động kinh doanh mà chúng thực sự được tạo ra.
Băng hình