Bom nguyên tử và bom khinh khí là vũ khí mạnh mẽ, sử dụng phản ứng hạt nhân như một nguồn năng lượng bùng nổ. Các nhà khoa học lần đầu tiên phát triển công nghệ vũ khí hạt nhân trong Thế chiến thứ hai.
Bom nguyên tử ở chiến tranh thực sự Chúng chỉ được sử dụng hai lần, cả hai lần đều là do Hoa Kỳ chống lại Nhật Bản vào cuối Thế chiến thứ hai. Sau chiến tranh là thời kỳ phổ biến vũ khí hạt nhân, và trong Chiến tranh Lạnh, Hoa Kỳ và Liên Xô tranh giành quyền thống trị trong cuộc đua toàn cầu vũ khí hạt nhân.
Chuyện gì đã xảy ra vậy bom hydro Cách thức hoạt động, nguyên lý hoạt động của điện tích nhiệt hạch và thời điểm các thử nghiệm đầu tiên được thực hiện ở Liên Xô được viết dưới đây.
Bom nguyên tử hoạt động như thế nào?
Sau khi các nhà vật lý người Đức Otto Hahn, Lise Meitner và Fritz Strassmann phát hiện ra hiện tượng này ở Berlin năm 1938 phân hạch hạt nhân, cơ hội nảy sinh để tạo ra vũ khí có sức mạnh phi thường.
Khi một nguyên tử chất phóng xạ phân tách thành các nguyên tử nhẹ hơn sẽ xảy ra sự giải phóng năng lượng mạnh mẽ và đột ngột.
Việc phát hiện ra phản ứng phân hạch hạt nhân đã mở ra khả năng sử dụng công nghệ hạt nhân, bao gồm cả vũ khí.
Bom nguyên tử là loại vũ khí chỉ lấy được năng lượng nổ từ phản ứng phân hạch.
Nguyên lý hoạt động của bom hydro hay điện tích nhiệt hạch dựa trên sự kết hợp giữa phản ứng phân hạch hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân là một loại phản ứng khác trong đó các nguyên tử nhẹ hơn kết hợp với nhau để giải phóng năng lượng. Ví dụ, do phản ứng tổng hợp hạt nhân, một nguyên tử helium được hình thành từ các nguyên tử deuterium và tritium, giải phóng năng lượng.
Dự án Manhattan
Dự án Manhattan - tên mã dự án Mỹđể phát triển một quả bom nguyên tử thực tế trong Thế chiến thứ hai. Dự án Manhattan được khởi động nhằm đáp lại nỗ lực của các nhà khoa học Đức nghiên cứu về vũ khí sử dụng công nghệ hạt nhân, kể từ những năm 1930.
Vào ngày 28 tháng 12 năm 1942, Tổng thống Franklin Roosevelt đã cho phép thành lập Dự án Manhattan để tập hợp nhiều nhà khoa học và quan chức quân sự đang nghiên cứu hạt nhân.
Phần lớn công việc được thực hiện tại Los Alamos, New Mexico, dưới sự chỉ đạo của nhà vật lý lý thuyết J. Robert Oppenheimer.
Vào ngày 16 tháng 7 năm 1945, tại một địa điểm sa mạc xa xôi gần Alamogordo, New Mexico, quả bom nguyên tử đầu tiên có sức mạnh tương đương 20 kiloton TNT đã được thử nghiệm thành công. Vụ nổ bom hydro tạo ra đám mây hình nấm khổng lồ cao khoảng 150 mét và mở ra thời đại nguyên tử.
Bức ảnh duy nhất về vụ nổ nguyên tử đầu tiên trên thế giới do nhà vật lý người Mỹ Jack Aebi chụp Em bé và ông béo
Các nhà khoa học từ Los Alamos đã phát triển hai nhiều loại bom nguyên tử vào năm 1945 - một dự án dựa trên uranium có tên "Baby" và vũ khí dựa trên plutonium có tên "Fat Man".
Trong khi chiến tranh ở châu Âu kết thúc vào tháng 4, Chiến đấu V. khu vực Thái Bình Dương tiếp tục giữa quân Nhật và quân đội Mỹ.
Vào cuối tháng 7, Tổng thống Harry Truman kêu gọi Nhật Bản đầu hàng trong Tuyên bố Potsdam. Tuyên bố hứa hẹn "sự hủy diệt nhanh chóng và hoàn toàn" nếu Nhật Bản không đầu hàng.
Vào ngày 6 tháng 8 năm 1945, Hoa Kỳ thả quả bom nguyên tử đầu tiên từ máy bay ném bom B-29 có tên Enola Gay xuống thành phố Hiroshima của Nhật Bản.
Vụ nổ của "Baby" tương ứng với 13 kiloton TNT, san bằng 5 dặm vuông thành phố và ngay lập tức giết chết 80.000 người. Hàng chục ngàn người sau đó sẽ chết vì nhiễm phóng xạ.
Người Nhật tiếp tục chiến đấu và ba ngày sau, Hoa Kỳ thả quả bom nguyên tử thứ hai xuống thành phố Nagasaki. Vụ nổ Fat Man đã giết chết khoảng 40.000 người.
Đề cập đến sức tàn phá của “quả bom mới và tàn khốc nhất”, hoàng đế nhật bản Hirohito tuyên bố đất nước đầu hàng vào ngày 15 tháng 8, kết thúc Thế chiến thứ hai.
Chiến tranh Lạnh
TRONG những năm sau chiến tranh Hoa Kỳ đã đất nước duy nhất với vũ khí hạt nhân. Lúc đầu, Liên Xô không có đủ sự phát triển khoa học và nguyên liệu thô để tạo ra đầu đạn hạt nhân.
Tuy nhiên, nhờ nỗ lực của các nhà khoa học Liên Xô, dữ liệu tình báo và phát hiện được nguồn uranium trong khu vực ở Đông Âu Ngày 29/8/1949, Liên Xô thử quả bom hạt nhân đầu tiên. Thiết bị bom hydro được phát triển bởi Viện sĩ Sakharov.
Từ vũ khí nguyên tử đến vũ khí nhiệt hạch
Hoa Kỳ đáp lại vào năm 1950 bằng một chương trình phát triển một hệ thống tiên tiến hơn vũ khí nhiệt hạch. Cuộc chạy đua vũ trang thời Chiến tranh Lạnh bắt đầu và thử nghiệm hạt nhân và nghiên cứu đã trở thành mục tiêu quy mô lớn đối với một số quốc gia, đặc biệt là Hoa Kỳ và Liên Xô.
năm nay Mỹ đã cho nổ một quả bom nhiệt hạch có sức công phá 10 megaton TNT
1955 - Liên Xô phản ứng bằng lần đầu tiên thử nghiệm nhiệt hạch- chỉ 1,6 megaton. Nhưng những thành công chính của tổ hợp công nghiệp quân sự Liên Xô còn ở phía trước. Chỉ riêng năm 1958, Liên Xô đã thử nghiệm 36 quả bom hạt nhân thuộc nhiều loại khác nhau. Nhưng không có gì Liên Xô trải qua có thể so sánh được với Bom Sa hoàng.
Thử nghiệm và vụ nổ bom khinh khí đầu tiên ở Liên Xô
Sáng ngày 30/10/1961, máy bay ném bom Tu-95 của Liên Xô cất cánh từ sân bay Olenya trên Bán đảo Kola tới cực bắc Nga.
Chiếc máy bay này là một phiên bản được sửa đổi đặc biệt đã được đưa vào sử dụng vài năm trước - một con quái vật bốn động cơ khổng lồ có nhiệm vụ vận chuyển kho vũ khí hạt nhân của Liên Xô.
Phiên bản sửa đổi của TU-95 "Bear", được chuẩn bị đặc biệt cho cuộc thử nghiệm bom Tsar hydro đầu tiên ở Liên Xô Tu-95 mang theo một quả bom khổng lồ có sức công phá 58 megaton, một thiết bị quá lớn để có thể nhét vừa vào khoang chứa bom của máy bay, nơi thường mang những loại đạn như vậy. Quả bom dài 8 m có đường kính khoảng 2,6 m, nặng hơn 27 tấn và đi vào lịch sử với cái tên Tsar Bomba - “Tsar Bomba”.
Tsar Bomba không phải là một quả bom hạt nhân thông thường. Đó là kết quả của sự nỗ lực hết mình các nhà khoa học Liên Xô tạo ra vũ khí hạt nhân mạnh nhất.
Tupolev đã đến được điểm mục tiêu - Novaya Zemlya, một quần đảo dân cư thưa thớt ở Biển Barents, phía trên lớp băng giá khu vực phía Bắc Liên Xô.
Tsar Bomba phát nổ lúc 11h32 theo giờ Moscow. Kết quả thử nghiệm bom hydro ở Liên Xô đã chứng minh toàn bộ mức độ gây sát thương của loại vũ khí này. Trước khi trả lời câu hỏi bom nguyên tử hay bom hydro mạnh hơn, bạn nên biết rằng sức mạnh của bom hydro được đo bằng megaton, trong khi đối với bom nguyên tử, nó được đo bằng kiloton.
Bức xạ ánh sáng
Trong chớp mắt quả bom đã tạo ra quả cầu lửa rộng bảy km. Quả cầu lửa phát ra từ lực sóng xung kích của chính nó. Đèn flash có thể được nhìn thấy cách xa hàng nghìn km - ở Alaska, Siberia và Bắc Âu.
Sóng xung kích
Hậu quả của vụ nổ bom hydro ở Novaya Zemlya thật thảm khốc. Tại làng Severny, cách Ground Zero khoảng 55 km, mọi ngôi nhà đều bị phá hủy hoàn toàn. Có thông tin cho rằng vào ngày lãnh thổ Liên Xô Cách khu vực vụ nổ hàng trăm km, mọi thứ đều bị hư hại - nhà cửa bị phá hủy, mái nhà đổ, cửa ra vào bị hư hại, cửa sổ bị phá hủy.
Tầm bắn của bom hydro là vài trăm km.
Tùy thuộc vào công suất sạc và các yếu tố gây hại.
Cảm biến được ghi lại làn sóng nổ, quay quanh Trái đất không phải một, không phải hai mà là ba lần. Sóng âm được ghi lại gần đảo Dikson ở khoảng cách khoảng 800 km.
Xung điện từ
Liên lạc vô tuyến trên khắp Bắc Cực đã bị gián đoạn trong hơn một giờ.
Bức xạ xuyên thấu
Phi hành đoàn đã nhận được một lượng bức xạ nhất định.
Ô nhiễm phóng xạ khu vực
Vụ nổ Tsar Bomba trên Novaya Zemlya hóa ra lại “sạch” đến bất ngờ. Những người thử nghiệm đã đến điểm nổ hai giờ sau đó. Mức độ bức xạ ở nơi này không gây nguy hiểm lớn - không quá 1 mR/giờ trong bán kính chỉ 2-3 km. Nguyên nhân là do đặc điểm thiết kế của quả bom và vụ nổ ở khoảng cách đủ lớn so với bề mặt.
Bức xạ nhiệt
Mặc dù thực tế là máy bay tác chiến được phủ một lớp sơn phản xạ nhiệt và ánh sáng đặc biệt đã bay cách đó 45 km vào thời điểm quả bom phát nổ nhưng nó vẫn quay trở lại căn cứ với bề ngoài bị tổn hại nhiệt đáng kể. Ở người không được bảo vệ, bức xạ có thể gây bỏng cấp độ ba ở khoảng cách lên tới 100 km.
 |
Cây nấm sau vụ nổ có thể nhìn thấy ở khoảng cách 160 km, đường kính đám mây tại thời điểm chụp ảnh là 56 km |
 |
Tia sáng từ vụ nổ của Tsar Bomba, đường kính khoảng 8 km |
Nguyên lý hoạt động của bom hydro
Thiết bị bom hydro. Giai đoạn chính hoạt động như một công tắc - kích hoạt. Phản ứng phân hạch plutonium trong bộ kích hoạt bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch ở giai đoạn thứ cấp, khi đó nhiệt độ bên trong quả bom ngay lập tức đạt tới 300 triệu °C. Một vụ nổ nhiệt hạch xảy ra. Vụ thử bom khinh khí đầu tiên gây sốc cộng đồng thế giới sức tàn phá của nó.
Video vụ nổ ở bãi thử hạt nhân
Vào ngày 16 tháng 1 năm 1963, ở đỉnh điểm của Chiến tranh Lạnh, Nikita Khrushchev nói với thế giới rằng Liên Xô có vũ khí mới trong kho vũ khí của mình. sự hủy diệt hàng loạt- một quả bom hydro.
Một năm rưỡi trước đó, Liên Xô đã sản xuất được nhiều nhất vụ nổ mạnh mẽ quả bom hydro trên thế giới - một quả bom có sức mạnh hơn 50 megaton đã được kích nổ trên Novaya Zemlya. Theo nhiều cách, tuyên bố này lãnh đạo Liên Xô khiến thế giới nhận thức được mối đe dọa leo thang hơn nữa của cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân: vào ngày 5 tháng 8 năm 1963, một hiệp ước cấm thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong khí quyển, ngoài vũ trụ và dưới nước đã được ký kết tại Moscow.
Lịch sử sáng tạo
Khả năng lý thuyết thu được năng lượng bằng phản ứng tổng hợp nhiệt hạch đã được biết đến ngay cả trước Thế chiến thứ hai, nhưng chính chiến tranh và cuộc chạy đua vũ trang sau đó đã đặt ra câu hỏi về việc tạo ra một thiết bị kỹ thuật để tạo ra phản ứng này trong thực tế. Được biết, ở Đức vào năm 1944, công việc đã được thực hiện để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch bằng cách nén nhiên liệu hạt nhân sử dụng chất nổ thông thường - nhưng chúng không thành công vì không đạt được nhiệt độ và áp suất cần thiết. Hoa Kỳ và Liên Xô đã phát triển vũ khí nhiệt hạch từ những năm 40, gần như đồng thời thử nghiệm các thiết bị nhiệt hạch đầu tiên vào đầu những năm 50. Năm 1952, trên đảo san hô Eniwetak, Hoa Kỳ đã cho nổ một quả bom có sức công phá 10,4 megaton (mạnh gấp 450 lần quả bom thả xuống Nagasaki), và năm 1953, Liên Xô đã thử nghiệm một thiết bị có sức công phá 400 kiloton. .
Thiết kế của các thiết bị nhiệt hạch đầu tiên không phù hợp cho việc sử dụng trong chiến đấu thực tế. Ví dụ, thiết bị được Hoa Kỳ thử nghiệm năm 1952 là một cấu trúc trên mặt đất có chiều cao bằng tòa nhà 2 tầng và nặng hơn 80 tấn. Nhiên liệu nhiệt hạch lỏng được lưu trữ trong đó bằng cách sử dụng một khối lượng lớn đơn vị làm lạnh. Do đó, trong tương lai, việc sản xuất hàng loạt vũ khí nhiệt hạch được thực hiện bằng nhiên liệu rắn - lithium-6 deuteride. Năm 1954, Hoa Kỳ đã thử nghiệm một thiết bị dựa trên nó tại Đảo san hô Bikini, và vào năm 1955, một quả bom nhiệt hạch mới của Liên Xô đã được thử nghiệm tại địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk. Năm 1957, các cuộc thử nghiệm bom hydro được thực hiện ở Anh. Vào tháng 10 năm 1961, một quả bom nhiệt hạch có sức công suất 58 megaton đã được kích nổ ở Liên Xô trên Novaya Zemlya - quả bom mạnh nhất từng được nhân loại thử nghiệm, đã đi vào lịch sử với cái tên “Tsar Bomba”. 
Sự phát triển tiếp theo nhằm mục đích giảm kích thước thiết kế của bom hydro để đảm bảo chúng có thể được tên lửa đạn đạo phóng tới mục tiêu. Ngay từ những năm 60, khối lượng thiết bị đã giảm xuống còn vài trăm kg và đến thập niên 70, tên lửa đạn đạo có thể mang cùng lúc hơn 10 đầu đạn - đây là những tên lửa có nhiều đầu đạn, mỗi bộ phận có thể tự bắn trúng mình. mục tiêu riêng. Ngày nay, Hoa Kỳ, Nga và Anh đều có kho vũ khí nhiệt hạch; các cuộc thử nghiệm điện tích hạt nhân cũng được thực hiện ở Trung Quốc (năm 1967) và ở Pháp (năm 1968). 
Nguyên lý hoạt động của bom hydro
Hoạt động của bom hydro dựa trên việc sử dụng năng lượng được giải phóng trong phản ứng tổng hợp nhiệt hạch của hạt nhân nhẹ. Phản ứng này diễn ra ở độ sâu của các ngôi sao, nơi dưới tác động của nhiệt độ cực cao và áp suất cực lớn, hạt nhân hydro va chạm và hợp nhất thành hạt nhân helium nặng hơn. Trong quá trình phản ứng, một phần khối lượng hạt nhân hydro được chuyển hóa thành một lượng năng lượng lớn - nhờ đó, các ngôi sao liên tục giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Các nhà khoa học đã sao chép phản ứng này bằng cách sử dụng các đồng vị của hydro - deuterium và tritium, đặt cho nó cái tên "bom hydro". Ban đầu, các đồng vị lỏng của hydro được sử dụng để tạo ra điện tích, và sau đó lithium-6 deuteride được sử dụng, chất rắn, một hợp chất của deuterium và một đồng vị của lithium.
Lithium-6 deuteride là thành phần chính của bom hydro, nhiên liệu nhiệt hạch. Nó đã lưu trữ deuterium và đồng vị lithium đóng vai trò là nguyên liệu thô để hình thành tritium. Để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, cần tạo ra nhiệt độ và áp suất cao, cũng như tách triti khỏi lithium-6. Những điều kiện này cung cấp như sau. 
Ánh chớp của vụ nổ bom AN602 ngay sau khi sóng xung kích tách ra. Lúc đó, đường kính của quả bóng là khoảng 5,5 km, sau vài giây nó tăng lên 10 km.
Vỏ của thùng chứa nhiên liệu nhiệt hạch được làm bằng uranium-238 và nhựa, và một điện tích hạt nhân thông thường có công suất vài kiloton được đặt bên cạnh thùng chứa - nó được gọi là bộ kích hoạt hoặc điện tích khởi tạo của bom hydro. Trong vụ nổ của chất khởi đầu plutonium dưới tác động của một lực mạnh bức xạ tia X vỏ thùng biến thành plasma, nén hàng ngàn lần, tạo ra lực cần thiết huyết áp cao và nhiệt độ rất lớn. Đồng thời, neutron phát ra từ plutonium tương tác với lithium-6, tạo thành tritium. Hạt nhân deuterium và tritium tương tác với nhau dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cực cao, dẫn đến vụ nổ nhiệt hạch. 
Bức xạ ánh sáng Vụ nổ có thể gây bỏng cấp độ ba ở khoảng cách lên tới một trăm km. Bức ảnh này được chụp từ khoảng cách 160 km.
Nếu bạn tạo ra một số lớp uranium-238 và lithium-6 deuteride, thì mỗi lớp sẽ tiếp thêm sức mạnh riêng cho vụ nổ bom - nghĩa là, một "tiếng nổ" như vậy cho phép bạn tăng sức mạnh của vụ nổ gần như không giới hạn. Nhờ đó, một quả bom hydro có thể được chế tạo từ hầu hết mọi loại năng lượng và nó sẽ rẻ hơn nhiều so với một quả bom hạt nhân thông thường có cùng sức mạnh. 
Sóng địa chấn do vụ nổ gây ra lan đi khắp nơi khối cầu ba lần. Chiều cao của nấm hạt nhân đạt tới độ cao 67 km và đường kính “nắp” của nó là 95 km. Sóng âm đã tới đảo Dikson, nằm cách nơi thử nghiệm 800 km.
Thử nghiệm bom hydro RDS-6S, 1953
Bom hydro (Hydrogen Bomb, HB) là loại vũ khí hủy diệt hàng loạt có sức công phá đáng kinh ngạc (sức mạnh của nó ước tính tương đương megaton TNT). Nguyên lý hoạt động của quả bom và cấu trúc của nó dựa trên việc sử dụng năng lượng của phản ứng tổng hợp nhiệt hạch của hạt nhân hydro. Các quá trình xảy ra trong vụ nổ tương tự như các quá trình xảy ra trên các ngôi sao (bao gồm cả Mặt trời). Thử nghiệm đầu tiên về một chiếc VB phù hợp để vận chuyển trên quãng đường dài (do A.D. Sakharov thiết kế) đã được thực hiện ở Liên Xô tại một địa điểm thử nghiệm gần Semipalatinsk.
Phản ứng nhiệt hạch
Mặt trời chứa trữ lượng hydro khổng lồ dưới hành động liên tụcáp suất và nhiệt độ cực cao (khoảng 15 triệu độ Kelvin). Ở mật độ và nhiệt độ plasma cực cao như vậy, hạt nhân của các nguyên tử hydro va chạm ngẫu nhiên với nhau. Kết quả của sự va chạm là sự hợp nhất của các hạt nhân và kết quả là sự hình thành hạt nhân của một nguyên tố nặng hơn - helium.
Các phản ứng thuộc loại này được gọi là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch; chúng được đặc trưng bởi sự giải phóng lượng năng lượng khổng lồ. Các định luật vật lý giải thích sự giải phóng năng lượng trong phản ứng nhiệt hạch như sau: một phần khối lượng hạt nhân nhẹ tham gia vào quá trình hình thành các nguyên tố nặng hơn vẫn không được sử dụng và được chuyển hóa thành năng lượng nguyên chất với số lượng khổng lồ. Đó là lý do tại sao của chúng tôi thiên thể
mất khoảng 4 triệu tấn vật chất mỗi giây, giải phóng một dòng năng lượng liên tục vào không gian vũ trụ.
Đồng vị của hydro Đơn giản nhất trong tất cả các nguyên tử hiện có là nguyên tử hydro. Nó chỉ bao gồm một proton, tạo thành hạt nhân và một electron quay quanh nó. Kết quả là nghiên cứu khoa học
Khoa học còn biết đến tritium, đồng vị thứ ba của hydro, hạt nhân của nó chứa 1 proton và 2 neutron. Tritium được đặc trưng bởi sự không ổn định và sự phân rã tự phát liên tục khi giải phóng năng lượng (bức xạ), dẫn đến sự hình thành đồng vị helium. Dấu vết của tritium được tìm thấy trong lớp trên Bầu khí quyển của Trái đất: chính xác ở đó, dưới ảnh hưởng tia vũ trụ Các phân tử khí tạo nên không khí cũng trải qua những thay đổi tương tự. Cũng có thể thu được tritium trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách chiếu xạ đồng vị lithium-6 bằng dòng neutron mạnh.
Sự phát triển và thử nghiệm đầu tiên của bom hydro
Nhờ phân tích lý thuyết kỹ lưỡng, các chuyên gia từ Liên Xô và Hoa Kỳ đã đi đến kết luận rằng hỗn hợp deuterium và triti giúp dễ dàng khởi động phản ứng tổng hợp nhiệt hạch hơn. Được trang bị kiến thức này, các nhà khoa học Hoa Kỳ vào những năm 50 của thế kỷ trước đã bắt đầu chế tạo bom hydro. Và vào mùa xuân năm 1951, một cuộc thử nghiệm đã được thực hiện tại địa điểm thử nghiệm Enewetak (một đảo san hô ở Thái Bình Dương), nhưng sau đó chỉ đạt được phản ứng tổng hợp nhiệt hạch một phần.
Hơn một năm trôi qua, vào tháng 11 năm 1952, cuộc thử nghiệm bom khinh khí thứ hai với sức công phá khoảng 10 triệu tấn TNT đã được thực hiện. Tuy nhiên, vụ nổ đó khó có thể gọi là vụ nổ bom nhiệt hạch theo nghĩa hiện đại: trên thực tế, thiết bị này là một thùng chứa lớn (cỡ một tòa nhà ba tầng) chứa đầy deuterium lỏng.
Nga cũng đảm nhận nhiệm vụ cải tiến vũ khí nguyên tử và quả bom khinh khí đầu tiên của dự án A.D. Sakharov được thử nghiệm tại bãi thử Semipalatinsk vào ngày 12 tháng 8 năm 1953. RDS-6 ( loại này vũ khí hủy diệt hàng loạt được đặt biệt danh là "thuốc xịt" của Sakharov, vì thiết kế của nó liên quan đến việc sắp xếp tuần tự các lớp deuterium xung quanh điện tích khởi đầu) có sức công phá 10 Mt. Tuy nhiên, không giống như “ngôi nhà ba tầng” của Mỹ, bom Liên Xô nhỏ gọn và có thể nhanh chóng được chuyển đến địa điểm thả trên lãnh thổ đối phương bằng máy bay ném bom chiến lược.
Chấp nhận thách thức, tháng 3/1954, Mỹ cho nổ một quả bom trên không mạnh hơn (15 Mt) tại bãi thử nghiệm trên đảo san hô Bikini (Thái Bình Dương). Cuộc thử nghiệm đã dẫn đến việc giải phóng một lượng lớn chất phóng xạ, một số trong đó rơi xuống kèm theo lượng mưa cách tâm vụ nổ hàng trăm km.
Tàu "Lucky Dragon" của Nhật Bản và các thiết bị lắp đặt trên đảo Rogelap ghi nhận mức phóng xạ tăng mạnh. heli an toàn, người ta đã mong đợi rằng phát thải phóng xạ không được vượt quá mức độ ô nhiễm từ ngòi nổ phản ứng tổng hợp nguyên tử. Nhưng các tính toán và đo lường bụi phóng xạ thực tế rất khác nhau, cả về số lượng và thành phần. Vì vậy, giới lãnh đạo Mỹ quyết định tạm dừng việc thiết kế loại vũ khí này cho đến khi nghiên cứu đầy đủ về tác động của nó đối với môi trường và con người.
Video: các cuộc thử nghiệm ở Liên Xô
Tsar Bomba - bom nhiệt hạch của Liên Xô
Liên Xô đã đặt một điểm táo bạo trong chuỗi tăng trọng tải bom khinh khí khi vào ngày 30/10/1961, cuộc thử nghiệm loại bom Tsar Bomba 50 megaton (lớn nhất trong lịch sử) được thực hiện trên Novaya Zemlya - kết quả trong nhiều năm làm việc nhóm nghiên cứuĐỊA NGỤC. Sakharov. Vụ nổ xảy ra ở độ cao 4 km và sóng xung kích được ghi lại ba lần bằng các thiết bị trên toàn cầu. Mặc dù cuộc thử nghiệm không cho thấy bất kỳ thất bại nào nhưng quả bom chưa bao giờ được đưa vào sử dụng. Nhưng chính việc Liên Xô sở hữu những vũ khí như vậy đã tạo ra ấn tượng khó phai trên khắp thế giới và ở Hoa Kỳ, họ đã ngừng tích lũy trọng tải kho vũ khí hạt nhân của mình. Ngược lại, Nga quyết định từ bỏ việc đưa đầu đạn chứa hydro vào nhiệm vụ chiến đấu.
Bom hydro là một thiết bị kỹ thuật phức tạp, việc phát nổ đòi hỏi phải thực hiện tuần tự một số quy trình.
Đầu tiên, điện tích khởi đầu nằm bên trong vỏ của VB (bom nguyên tử thu nhỏ) phát nổ, dẫn đến giải phóng neutron mạnh mẽ và tạo ra nhiệt độ cao cần thiết để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch trong điện tích chính. Bắt đầu bắn phá neutron lớn vào khối chèn lithium deuteride (thu được bằng cách kết hợp deuterium với đồng vị lithium-6).
Dưới tác dụng của neutron, lithium-6 phân tách thành tritium và helium. Cầu chì nguyên tử trong trường hợp này trở thành nguồn vật liệu cần thiết cho phản ứng tổng hợp nhiệt hạch xảy ra trong chính quả bom đã phát nổ.
Hỗn hợp tritium và deuterium gây ra phản ứng nhiệt hạch, khiến nhiệt độ bên trong quả bom tăng nhanh và ngày càng có nhiều hydro tham gia vào quá trình này.
Nguyên lý hoạt động của bom khinh khí ngụ ý sự diễn ra cực nhanh của các quá trình này (thiết bị tích điện và cách bố trí các bộ phận chính góp phần tạo nên điều này), mà đối với người quan sát, điều này xuất hiện ngay lập tức.
Superbomb: phân hạch, hợp hạch, phân hạch
Trình tự các quá trình được mô tả ở trên kết thúc sau khi bắt đầu phản ứng của deuterium với tritium. Tiếp theo, người ta quyết định sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân thay vì phản ứng tổng hợp các hạt nặng hơn. Sau khi hợp nhất hạt nhân tritium và deuterium, helium tự do và neutron nhanh được giải phóng, năng lượng của chúng đủ để bắt đầu quá trình phân hạch hạt nhân uranium-238. Neutron nhanh có khả năng tách các nguyên tử khỏi vỏ uranium của siêu bom. Sự phân hạch của một tấn uranium tạo ra năng lượng khoảng 18 Mt. Trong trường hợp này, năng lượng không chỉ được sử dụng để tạo ra sóng nổ và giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ. Mỗi nguyên tử uranium phân rã thành hai “mảnh” phóng xạ. Toàn bộ "bó hoa" được hình thành từ nhiều nguyên tố hóa học khác nhau (lên tới 36) và khoảng hai trămđồng vị phóng xạ
. Chính vì lý do này mà nhiều bụi phóng xạ được hình thành, được ghi nhận cách tâm vụ nổ hàng trăm km. Sau mùa thu" rèm sắt
“, người ta biết rằng Liên Xô đang có kế hoạch phát triển một loại “Bom Sa hoàng” có sức công phá 100 Mt. Do vào thời điểm đó chưa có máy bay nào có khả năng mang điện tích lớn như vậy nên ý tưởng chế tạo bom 50 Mt đã bị loại bỏ.
Hậu quả của vụ nổ bom khinh khí
Sóng xung kích
Vụ nổ bom hydro kéo theo sự tàn phá và hậu quả trên quy mô lớn, và tác động chính (rõ ràng, trực tiếp) gấp ba lần. Rõ ràng nhất trong tất cả các tác động trực tiếp là sóng xung kích có cường độ cực cao. Khả năng hủy diệt của nó giảm dần theo khoảng cách từ tâm vụ nổ, đồng thời cũng phụ thuộc vào sức mạnh của quả bom và độ cao mà điện tích phát nổ.
Hiệu ứng nhiệt Ảnh hưởng của tác động nhiệt của vụ nổ phụ thuộc vào các yếu tố giống như sức mạnh của sóng xung kích. Nhưng một điều nữa được thêm vào chúng - mức độ minh bạch khối không khí . Sương mù hoặc thậm chí có mây nhẹ làm giảm mạnh bán kính sát thương mà tia nhiệt có thể gây bỏng nghiêm trọng và mất thị lực. Vụ nổ bom hydro (hơn 20 Mt) tạo ra một lượng nhiệt năng đáng kinh ngạc, đủ để làm tan chảy bê tông ở khoảng cách 5 km, làm bốc hơi gần như toàn bộ nước từ một hồ nước nhỏ cách đó 10 km, phá hủy nhân lực
Theo tính toán dựa trên các thử nghiệm thực tế, con người có 50% cơ hội sống sót nếu họ:
- Chúng được đặt trong một hầm trú ẩn bằng bê tông cốt thép (dưới lòng đất) cách tâm chấn vụ nổ (EV) 8 km;
- Chúng nằm trong các tòa nhà dân cư cách xe điện 15 km;
- Sẽ kết thúc vào khu vực mởở khoảng cách hơn 20 km tính từ xe điện trong điều kiện tầm nhìn kém (đối với bầu không khí “sạch”, khoảng cách tối thiểu trong trường hợp này sẽ là 25 km).
Với khoảng cách từ xe điện, khả năng sống sót của những người ở khu vực rộng mở tăng mạnh. Vì vậy, ở khoảng cách 32 km sẽ là 90-95%. Bán kính 40-45 km là giới hạn cho tác động chính của vụ nổ.
Quả cầu lửa
Một tác động rõ ràng khác từ vụ nổ bom khinh khí là các cơn bão lửa tự duy trì (cơn bão), được hình thành do một khối lượng khổng lồ vật liệu dễ cháy bị hút vào quả cầu lửa. Nhưng bất chấp điều này, hậu quả nguy hiểm nhất của vụ nổ xét về mặt tác động sẽ là ô nhiễm phóng xạ. môi trường trong phạm vi hàng chục km xung quanh.
bụi phóng xạ
Quả cầu lửa xuất hiện sau vụ nổ nhanh chóng chứa đầy các hạt phóng xạ với số lượng khổng lồ (sản phẩm của sự phân rã của hạt nhân nặng). Kích thước hạt nhỏ đến mức khi đi vào tầng khí quyển phía trên, chúng có thể ở đó trong một thời gian rất dài. Mọi thứ mà quả cầu lửa chạm tới trên bề mặt trái đất ngay lập tức biến thành tro bụi, sau đó bị hút vào cột lửa. Các xoáy lửa trộn các hạt này với các hạt tích điện, tạo thành hỗn hợp nguy hiểm
bụi phóng xạ, quá trình lắng đọng hạt kéo dài.
Bụi thô lắng xuống khá nhanh, nhưng bụi mịn được các luồng không khí mang theo trên một khoảng cách rộng lớn, dần dần rơi ra khỏi đám mây mới hình thành. Các hạt lớn và mang điện tích lớn nhất nằm ở vùng lân cận của EC; các hạt tro có thể nhìn thấy bằng mắt vẫn có thể được tìm thấy ở cách xa hàng trăm km. Chúng tạo thành một lớp vỏ chết chóc dày vài cm. Bất cứ ai đến gần anh ta đều có nguy cơ bị nhiễm một lượng phóng xạ nghiêm trọng. Các hạt nhỏ hơn, khó phân biệt hơn có thể trôi nổi trong khí quyển, liên tục quay quanh Trái đất. Khi rơi xuống bề mặt, chúng đã mất đi một lượng phóng xạ khá lớn. Nguy hiểm nhất là strontium-90, có chu kỳ bán rã 28 năm và tạo ra bức xạ ổn định trong suốt thời gian này. Sự xuất hiện của nó được phát hiện bởi các thiết bị trên khắp thế giới. “Hạ cánh” trên cỏ và tán lá, nó tham gia vào chuỗi thức ăn. Vì lý do này, việc kiểm tra những người ở cách xa địa điểm thử nghiệm hàng nghìn km cho thấy strontium-90 tích tụ trong xương. Ngay cả khi nội dung của nó cực kỳ nhỏ, triển vọng trở thành “trang lưu trữ” chất thải phóng xạ“Không tốt cho một người, dẫn đến sự phát triển của các khối u ác tính ở xương. Tại các khu vực của Nga (cũng như các quốc gia khác) gần địa điểm phóng thử bom hydro, người ta vẫn quan sát thấy phông phóng xạ gia tăng, điều này một lần nữa chứng tỏ khả năng loại vũ khí này để lại hậu quả đáng kể.
Video về bom hydro
Nếu có thắc mắc gì hãy để lại ở phần bình luận bên dưới bài viết. Chúng tôi hoặc khách truy cập của chúng tôi sẽ vui lòng trả lời họ
Nội dung của bài viết
BOM HYDRO, vũ khí lớn lực hủy diệt(theo thứ tự megaton tương đương với TNT), nguyên lý hoạt động của nó dựa trên phản ứng tổng hợp nhiệt hạch của các hạt nhân nhẹ. Nguồn năng lượng vụ nổ là các quá trình tương tự như các quá trình xảy ra trên Mặt trời và các ngôi sao khác.
Phản ứng nhiệt hạch.
Phần bên trong Mặt trời chứa một lượng hydro khổng lồ, ở trạng thái nén cực cao ở nhiệt độ xấp xỉ. 15.000.000 K. Ở nhiệt độ và mật độ plasma cao như vậy, các hạt nhân hydro liên tục va chạm với nhau, một số va chạm kết thúc bằng phản ứng tổng hợp và cuối cùng là hình thành hạt nhân helium nặng hơn. Những phản ứng như vậy, được gọi là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, đi kèm với việc giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Theo các định luật vật lý, sự giải phóng năng lượng trong quá trình tổng hợp nhiệt hạch là do trong quá trình hình thành hạt nhân nặng hơn, một phần khối lượng của hạt nhân nhẹ có trong thành phần của nó được chuyển hóa thành một lượng năng lượng khổng lồ. Đó là lý do tại sao Mặt trời, có khối lượng khổng lồ, mất đi khoảng. 100 tỷ tấn vật chất và giải phóng năng lượng, nhờ đó nó trở thành cuộc sống có thể trên Trái đất.
Đồng vị của hydro.
Nguyên tử hydro là nguyên tử đơn giản nhất trong tất cả các nguyên tử hiện có. Nó bao gồm một proton, là hạt nhân của nó, xung quanh đó có một electron quay. Các nghiên cứu kỹ lưỡng về nước (H 2 O) đã chỉ ra rằng nó chứa một lượng không đáng kể nước “nặng” chứa “đồng vị nặng” hydro - deuterium (2 H). Hạt nhân deuterium bao gồm một proton và neutron - một hạt trung tính có khối lượng gần bằng proton.
Có một đồng vị thứ ba của hydro, tritium, hạt nhân của nó chứa một proton và hai neutron. Tritium không ổn định và trải qua quá trình phân rã phóng xạ tự phát, biến thành đồng vị của helium. Dấu vết của tritium đã được tìm thấy trong bầu khí quyển Trái đất, nơi nó được hình thành do sự tương tác của các tia vũ trụ với các phân tử khí tạo nên không khí. Tritium được sản xuất nhân tạo trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách chiếu xạ đồng vị lithium-6 bằng dòng neutron.
Sự phát triển của bom hydro.
sơ bộ phân tích lý thuyết cho thấy phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được thực hiện dễ dàng nhất trong hỗn hợp deuterium và tritium. Lấy điều này làm cơ sở, nhà khoa học Mỹđầu năm 1950 họ bắt đầu thực hiện dự án chế tạo bom khinh khí (HB). Những thử nghiệm đầu tiên của mô hình thiết bị hạt nhânđược thực hiện tại sân tập Enewetak vào mùa xuân năm 1951; phản ứng tổng hợp nhiệt hạch chỉ là một phần. Thành công đáng kể đã đạt được vào ngày 1 tháng 11 năm 1951 trong quá trình thử nghiệm một thiết bị hạt nhân cỡ lớn, sức nổ của nó tương đương 4 × 8 Mt TNT.
Quả bom hydro đầu tiên được kích nổ ở Liên Xô vào ngày 12 tháng 8 năm 1953 và vào ngày 1 tháng 3 năm 1954, người Mỹ đã cho nổ một quả bom trên không mạnh hơn (khoảng 15 Mt) trên đảo san hô Bikini. Kể từ đó, cả hai cường quốc đã thực hiện các vụ nổ vũ khí megaton tiên tiến.
Vụ nổ ở đảo san hô Bikini đi kèm với việc giải phóng một lượng lớn chất phóng xạ. Một số trong số chúng rơi cách nơi xảy ra vụ nổ trên tàu cá Lucky Dragon của Nhật Bản hàng trăm km, trong khi một số khác bao phủ đảo Rongelap. Vì phản ứng tổng hợp nhiệt hạch tạo ra helium ổn định, nên độ phóng xạ từ vụ nổ của bom hydro nguyên chất sẽ không lớn hơn độ phóng xạ của ngòi nổ nguyên tử của phản ứng nhiệt hạch. Tuy nhiên, trong trường hợp đang xem xét, bụi phóng xạ dự đoán và thực tế khác nhau đáng kể về số lượng và thành phần.
Cơ chế hoạt động của bom hydro.
Trình tự các quá trình xảy ra trong vụ nổ bom hydro có thể được biểu diễn như sau. Đầu tiên, điện tích khởi tạo phản ứng nhiệt hạch (một quả bom nguyên tử nhỏ) nằm bên trong vỏ HB phát nổ, tạo ra tia neutron và tạo ra nhiệt độ cao cần thiết để bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Các neutron bắn phá một vật chèn làm từ lithium deuteride, một hợp chất của deuterium và lithium (một đồng vị lithium có số khối là 6 được sử dụng). Lithium-6 bị phân tách thành helium và tritium dưới tác dụng của neutron. Do đó, ngòi nổ nguyên tử tạo ra các vật liệu cần thiết để tổng hợp trực tiếp trong chính quả bom thực tế.
Sau đó nó bắt đầu phản ứng nhiệt hạch trong hỗn hợp deuterium và tritium, nhiệt độ bên trong quả bom tăng lên nhanh chóng, kéo theo ngày càng nhiều hơn hydro. Khi nhiệt độ tăng thêm, phản ứng giữa hạt nhân deuterium, đặc trưng của bom hydro nguyên chất, có thể bắt đầu. Tất nhiên, tất cả các phản ứng đều xảy ra nhanh đến mức chúng được coi là tức thời.
Phân hạch, hợp hạch, phân hạch (siêu bom).
Trên thực tế, trong một quả bom, chuỗi các quá trình được mô tả ở trên kết thúc ở giai đoạn phản ứng của deuterium với tritium. Hơn nữa, các nhà thiết kế bom đã chọn không sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân mà sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân. Sự hợp nhất của hạt nhân deuterium và tritium tạo ra helium và neutron nhanh, năng lượng của chúng đủ cao để gây ra sự phân hạch hạt nhân của uranium-238 (đồng vị chính của uranium, rẻ hơn nhiều so với uranium-235 được sử dụng trong bom nguyên tử thông thường). Neutron nhanh tách các nguyên tử của vỏ uranium của một siêu bom. Sự phân hạch của một tấn uranium tạo ra năng lượng tương đương với 18 Mt. Năng lượng không chỉ dùng để bùng nổ và sinh nhiệt. Mỗi hạt nhân uranium chia thành hai “mảnh” có tính phóng xạ cao. Sản phẩm phân hạch bao gồm 36 nguyên tố hóa học khác nhau và gần 200 đồng vị phóng xạ. Tất cả điều này tạo thành bụi phóng xạ đi kèm với các vụ nổ siêu bom.
Nhờ thiết kế độc đáo và cơ chế hoạt động được mô tả, loại vũ khí này có thể được chế tạo mạnh mẽ như mong muốn. Nó rẻ hơn nhiều so với bom nguyên tử có cùng sức mạnh.
Hậu quả của vụ nổ.
Sóng xung kích và hiệu ứng nhiệt.
Tác động trực tiếp (chính) của vụ nổ siêu bom gấp ba lần. Tác động trực tiếp rõ ràng nhất là một làn sóng xung kích có cường độ cực lớn. Độ mạnh của tác động của nó, tùy thuộc vào sức mạnh của quả bom, độ cao của vụ nổ so với bề mặt trái đất và tính chất của địa hình, giảm dần theo khoảng cách từ tâm vụ nổ. Tác động nhiệt của vụ nổ được xác định bởi các yếu tố giống nhau, nhưng cũng phụ thuộc vào độ trong suốt của không khí - sương mù làm giảm đáng kể khoảng cách mà tia lửa nhiệt có thể gây bỏng nghiêm trọng.
Theo tính toán, trong một vụ nổ trong bầu khí quyển của một quả bom 20 megaton, 50% trường hợp con người sẽ sống sót nếu họ 1) trú ẩn trong một nơi trú ẩn bằng bê tông cốt thép dưới lòng đất ở khoảng cách khoảng 8 km tính từ tâm chấn của trận động đất. vụ nổ (E), 2) nằm trong các tòa nhà đô thị thông thường ở khoảng cách khoảng . 15 km từ EV, 3) thấy mình đang ở một nơi thoáng đãng với khoảng cách khoảng. Cách EV 20 km. Trong điều kiện tầm nhìn kém và ở khoảng cách ít nhất 25 km, nếu bầu không khí trong lành, đối với người dân ở khu vực thoáng đãng, khả năng sống sót tăng nhanh theo khoảng cách từ tâm chấn; ở khoảng cách 32 km giá trị tính toán của nó là hơn 90%. Khu vực mà bức xạ xuyên thấu tạo ra trong vụ nổ gây ra cái chết, tương đối nhỏ ngay cả trong trường hợp siêu bom công suất cao.
Quả cầu lửa.
Tùy thuộc vào thành phần và khối lượng vật liệu dễ cháy có trong quả cầu lửa, những cơn bão lửa khổng lồ tự duy trì có thể hình thành và hoành hành trong nhiều giờ. Tuy nhiên, hậu quả nguy hiểm nhất (mặc dù là thứ yếu) của vụ nổ là ô nhiễm phóng xạ môi trường.
Bụi phóng xạ.
Chúng được hình thành như thế nào.
Khi một quả bom phát nổ, quả cầu lửa tạo ra chứa đầy một lượng lớn hạt phóng xạ. Thông thường, những hạt này nhỏ đến mức một khi chúng chạm tới tầng trên của bầu khí quyển, chúng có thể tồn tại ở đó trong một thời gian dài. Nhưng nếu một quả cầu lửa tiếp xúc với bề mặt Trái đất, nó sẽ biến mọi thứ trên đó thành bụi và tro nóng và hút chúng thành một cơn lốc xoáy rực lửa. Trong cơn lốc lửa, chúng trộn lẫn và liên kết với các hạt phóng xạ. Bụi phóng xạ, ngoại trừ loại lớn nhất, không lắng xuống ngay lập tức. Bụi mịn hơn được đám mây thu được mang đi và dần dần rơi ra ngoài khi nó di chuyển theo gió. Ngay tại nơi xảy ra vụ nổ, bụi phóng xạ có thể cực kỳ mạnh - chủ yếu là bụi lớn lắng đọng trên mặt đất. Cách địa điểm vụ nổ hàng trăm km và ở khoảng cách xa hơn, các hạt tro nhỏ nhưng vẫn có thể nhìn thấy rơi xuống đất. Chúng thường tạo thành một lớp phủ tương tự như tuyết rơi, gây tử vong cho bất kỳ ai tình cờ ở gần. Ngay cả những hạt nhỏ hơn và vô hình, trước khi lắng xuống mặt đất, có thể lang thang trong bầu khí quyển trong nhiều tháng, thậm chí nhiều năm, bay vòng quanh địa cầu nhiều lần. Khi chúng rơi ra ngoài, tính phóng xạ của chúng yếu đi đáng kể. Bức xạ nguy hiểm nhất vẫn là stronti-90 với chu kỳ bán rã 28 năm. Sự mất mát của nó được quan sát rõ ràng trên toàn thế giới. Khi định cư trên lá và cỏ, nó xâm nhập vào chuỗi thức ăn trong đó có con người. Kết quả của việc này là một lượng đáng chú ý, mặc dù chưa nguy hiểm, đã được tìm thấy trong xương của cư dân ở hầu hết các quốc gia. Sự tích tụ strontium-90 trong xương người về lâu dài rất nguy hiểm vì dẫn đến hình thành các khối u xương ác tính.
Khu vực bị ô nhiễm lâu dài do bụi phóng xạ.
Trong trường hợp xảy ra chiến sự, việc sử dụng bom khinh khí sẽ dẫn đến hậu quả ngay lập tức. ô nhiễm phóng xạ khu vực trong bán kính khoảng. Cách tâm vụ nổ 100 km. Nếu siêu bom phát nổ, khu vực hàng chục nghìn người sẽ bị ô nhiễm kilômét vuông. Diện tích hủy diệt khổng lồ như vậy chỉ bằng một quả bom khiến nó trở thành một loại vũ khí hoàn toàn mới. Ngay cả khi siêu bom không bắn trúng mục tiêu, tức là. sẽ không tác động vào vật thể bằng các hiệu ứng nhiệt sốc, bức xạ xuyên thấu và bụi phóng xạ đi kèm vụ nổ sẽ khiến không gian xung quanh không thể ở được. Lượng mưa như vậy có thể tiếp tục trong nhiều ngày, nhiều tuần và thậm chí nhiều tháng. Tùy thuộc vào số lượng của chúng, cường độ bức xạ có thể đạt tới mức chết người. Một số lượng siêu bom tương đối nhỏ cũng đủ để bao phủ hoàn toàn một đất nước rộng lớn bằng một lớp bụi phóng xạ gây chết người cho mọi sinh vật. Vì vậy, việc tạo ra siêu bom đã đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên có khả năng khiến toàn bộ lục địa không thể ở được. Thậm chí rất lâu sau khi chấm dứt tiếp xúc trực tiếp với bụi phóng xạ, mối nguy hiểm do độc tính phóng xạ cao của các đồng vị như strontium-90 sẽ vẫn còn. Với thực phẩm trồng trên đất bị nhiễm đồng vị này, chất phóng xạ sẽ xâm nhập vào cơ thể con người.
Bom hydro hoặc nhiệt hạch trở thành nền tảng của cuộc chạy đua vũ trang giữa Mỹ và Liên Xô. Hai siêu cường đã tranh cãi trong nhiều năm về việc ai sẽ trở thành chủ sở hữu đầu tiên của loại vũ khí hủy diệt mới.
Dự án vũ khí nhiệt hạch
Vào đầu Chiến tranh Lạnh, thử nghiệm bom hydro là lập luận quan trọng nhất cho sự lãnh đạo của Liên Xô trong cuộc chiến chống lại Hoa Kỳ. Moscow muốn đạt được sự ngang bằng về hạt nhân với Washington và đã đầu tư số tiền khổng lồ vào cuộc chạy đua vũ trang. Tuy nhiên, công việc chế tạo bom hydro bắt đầu không phải nhờ nguồn tài trợ hào phóng mà nhờ báo cáo từ các đặc vụ bí mật ở Mỹ. Năm 1945, Điện Kremlin biết được rằng Mỹ đang chuẩn bị chế tạo một loại vũ khí mới. Đó là một siêu bom, dự án được gọi là Super.
Nguồn thông tin có giá trị là Klaus Fuchs, nhân viên của Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở Mỹ. Ông đã cung cấp cho Liên Xô những thông tin cụ thể liên quan đến việc bí mật phát triển siêu bom của Mỹ. Đến năm 1950, Siêu dự án bị ném vào thùng rác vì các nhà khoa học phương Tây thấy rõ rằng kế hoạch vũ khí mới như vậy không thể thực hiện được. Đạo diễn của chương trình này là Edward Teller.
Năm 1946, Klaus Fuchs và John phát triển ý tưởng cho dự án Super và được cấp bằng sáng chế hệ thống riêng. Nguyên lý nổ phóng xạ về cơ bản là mới. Ở Liên Xô, kế hoạch này bắt đầu được xem xét muộn hơn một chút - vào năm 1948. Nhìn chung, có thể nói rằng ở giai đoạn đầu, nó hoàn toàn dựa trên thông tin tình báo Mỹ nhận được. Nhưng bằng cách tiếp tục nghiên cứu dựa trên những vật liệu này, các nhà khoa học Liên Xô đã đi trước một cách đáng kể so với các đồng nghiệp phương Tây, điều này cho phép Liên Xô có được quả bom nhiệt hạch đầu tiên và sau đó là quả bom nhiệt hạch mạnh nhất.
Vào ngày 17 tháng 12 năm 1945, tại cuộc họp của một ủy ban đặc biệt được thành lập trực thuộc Hội đồng Ủy viên nhân dân Liên Xô, các nhà vật lý hạt nhân Ykov Zeldovich, Isaac Pomeranchuk và Julius Hartion đã lập báo cáo “Sử dụng năng lượng hạt nhân của các nguyên tố nhẹ”. Bài viết này xem xét khả năng sử dụng bom deuterium. Bài phát biểu này đánh dấu sự khởi đầu của chương trình hạt nhân của Liên Xô.
Năm 1946 nghiên cứu lý thuyết bắt đầu được tổ chức tại Viện vật lý hóa học. Kết quả đầu tiên của công việc này đã được thảo luận tại một trong các cuộc họp của Hội đồng Khoa học và Kỹ thuật tại Tổng cục Đầu tiên. Hai năm sau, Lavrentiy Beria hướng dẫn Kurchatov và Khariton phân tích các tài liệu về hệ thống von Neumann, được chuyển giao cho Liên Xô nhờ các điệp viên bí mật ở phương Tây. Dữ liệu từ những tài liệu này đã tạo thêm động lực cho nghiên cứu dẫn đến sự ra đời của dự án RDS-6.
"Evie Mike" và "Lâu đài Bravo"
Vào ngày 1 tháng 11 năm 1952, người Mỹ đã thử nghiệm thiết bị nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới. Nó chưa phải là một quả bom nhưng đã là thành phần quan trọng nhất của nó. Vụ nổ xảy ra trên đảo san hô Enivotek, ở Thái Bình Dương. và Stanislav Ulam (mỗi người trong số họ thực sự là người tạo ra bom khinh khí) gần đây đã phát triển một thiết kế hai giai đoạn mà người Mỹ đã thử nghiệm. Thiết bị này không thể được sử dụng làm vũ khí vì nó được sản xuất bằng deuterium. Ngoài ra, nó còn được phân biệt bởi trọng lượng và kích thước khổng lồ. Đơn giản là không thể thả một viên đạn như vậy từ máy bay xuống.
Quả bom hydro đầu tiên đã được các nhà khoa học Liên Xô thử nghiệm. Sau khi Hoa Kỳ biết được việc sử dụng thành công RDS-6, rõ ràng là cần phải thu hẹp khoảng cách với người Nga trong cuộc chạy đua vũ trang càng nhanh càng tốt. Cuộc thử nghiệm của Mỹ diễn ra vào ngày 1 tháng 3 năm 1954. Đảo san hô Bikini ở Quần đảo Marshall được chọn làm địa điểm thử nghiệm. Quần đảo Thái Bình Dương không được chọn ngẫu nhiên. Hầu như không có dân cư ở đây (và một số ít người sống trên các hòn đảo gần đó đã bị đuổi khỏi nhà vào đêm trước cuộc thí nghiệm).
Hầu hết vụ nổ hủy diệt Bom hydro của người Mỹ được gọi là Castle Bravo. Công suất sạc hóa ra cao hơn 2,5 lần so với dự kiến. Vụ nổ đã dẫn đến ô nhiễm phóng xạ trên một khu vực rộng lớn (nhiều đảo và Thái Bình Dương), dẫn đến một vụ bê bối và phải sửa đổi chương trình hạt nhân.
Sự phát triển của RDS-6
Dự án bom nhiệt hạch đầu tiên của Liên Xô được gọi là RDS-6s. Kế hoạch đã được viết nhà vật lý xuất sắc Andrei Sakharov. Năm 1950, Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô quyết định tập trung nghiên cứu chế tạo vũ khí mới KB-11. Theo quyết định này, một nhóm các nhà khoa học do Igor Tamm dẫn đầu đã đến Arzamas-16 đã đóng cửa.
Đặc biệt đối với việc này dự án hoành trángĐịa điểm thử nghiệm Semipalatinsk đã được chuẩn bị. Trước khi cuộc thử nghiệm bom khinh khí bắt đầu, nhiều thiết bị đo lường, quay phim và ghi âm đã được lắp đặt ở đó. Ngoài ra, thay mặt các nhà khoa học, gần hai nghìn chỉ số đã xuất hiện ở đó. Khu vực bị ảnh hưởng bởi vụ thử bom hydro bao gồm 190 công trình.
Thí nghiệm Semipalatinsk độc đáo không chỉ vì loại vũ khí mới. Các cửa hút độc đáo được thiết kế cho các mẫu hóa chất và phóng xạ đã được sử dụng. Chỉ có một làn sóng xung kích mạnh mẽ mới có thể mở được chúng. Các thiết bị ghi âm và quay phim được lắp đặt trong các công trình kiên cố được chuẩn bị đặc biệt trên mặt đất và trong các hầm ngầm dưới lòng đất.
Đồng hồ báo thức
Trở lại năm 1946, Edward Teller, người làm việc ở Hoa Kỳ, đã phát triển một nguyên mẫu của RDS-6s. Nó được gọi là Đồng hồ báo thức. Dự án cho thiết bị này ban đầu được đề xuất như một giải pháp thay thế cho Super. Vào tháng 4 năm 1947, một loạt thí nghiệm bắt đầu tại phòng thí nghiệm Los Alamos được thiết kế để nghiên cứu bản chất của các nguyên lý nhiệt hạch.
Các nhà khoa học mong đợi sự giải phóng năng lượng lớn nhất từ Đồng hồ báo thức. Vào mùa thu, Teller quyết định sử dụng lithium deuteride làm nhiên liệu cho thiết bị. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa sử dụng chất này nhưng mong đợi rằng nó sẽ cải thiện hiệu quả. Điều thú vị là Teller đã ghi chú trong bài viết của mình. bản ghi nhớ sự phụ thuộc của chương trình hạt nhân vào phát triển hơn nữa máy tính. Kỹ thuật này là cần thiết để các nhà khoa học thực hiện các phép tính chính xác và phức tạp hơn.
Đồng hồ báo thức và RDS-6 có nhiều điểm chung nhưng chúng cũng khác nhau về nhiều mặt. Phiên bản Mỹ không thực tế như của Liên Xô do kích thước của nó. kích thước lớn nó được kế thừa từ siêu dự án. Cuối cùng, người Mỹ đã phải từ bỏ sự phát triển này. Các nghiên cứu cuối cùng diễn ra vào năm 1954, sau đó người ta thấy rõ rằng dự án này không có lãi.
Vụ nổ quả bom nhiệt hạch đầu tiên
Vụ thử bom hydro đầu tiên trong lịch sử loài người diễn ra vào ngày 12 tháng 8 năm 1953. Vào buổi sáng, một tia sáng rực rỡ xuất hiện ở phía chân trời, chói mắt ngay cả khi đeo kính bảo hộ. Vụ nổ của RDS-6 hóa ra mạnh gấp 20 lần so với bom nguyên tử. Thí nghiệm được coi là thành công. Các nhà khoa học đã có thể đạt được một bước đột phá công nghệ quan trọng. Lần đầu tiên lithium hydrua được sử dụng làm nhiên liệu. Trong bán kính 4 km tính từ tâm vụ nổ, cơn sóng đã phá hủy toàn bộ tòa nhà.
Các cuộc thử nghiệm bom khinh khí tiếp theo ở Liên Xô đều dựa trên kinh nghiệm thu được khi sử dụng RDS-6. Vũ khí hủy diệt này không chỉ mạnh nhất. Một ưu điểm quan trọng của quả bom là sự nhỏ gọn của nó. Đạn được đặt trên máy bay ném bom Tu-16. Thành công cho phép các nhà khoa học Liên Xô vượt lên trên người Mỹ. Ở Hoa Kỳ lúc đó đã có một thiết bị nhiệt hạch có kích thước bằng một ngôi nhà. Nó không thể vận chuyển được.
Khi Moscow thông báo bom nhiệt hạch của Liên Xô đã sẵn sàng, Washington đã phản bác thông tin này. Lập luận chính của người Mỹ là bom nhiệt hạch nên được chế tạo theo sơ đồ Teller-Ulam. Nó dựa trên nguyên lý nổ bức xạ. Dự án này sẽ được thực hiện ở Liên Xô hai năm sau, vào năm 1955.
Nhà vật lý Andrei Sakharov đã có đóng góp lớn nhất trong việc tạo ra RDS-6. Bom khinh khí là đứa con tinh thần của ông - chính ông là người đề xuất những quả bom mang tính cách mạng giải pháp kỹ thuật, giúp có thể hoàn thành thành công các bài kiểm tra tại địa điểm thử nghiệm Semipalatinsk. Chàng trai trẻ Sakharov ngay lập tức trở thành viện sĩ tại Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, một Anh hùng Lao động xã hội chủ nghĩa và người đoạt giải Giải thưởng Stalin. Các nhà khoa học khác cũng nhận được các giải thưởng và huy chương: Yuli Khariton, Kirill Shchelkin, Ykov Zeldovich, Nikolai Dukhov, v.v. Năm 1953, một cuộc thử nghiệm bom khinh khí cho thấy điều đó khoa học Xô Viết có thể vượt qua những gì cho đến gần đây vẫn có vẻ hư cấu và tưởng tượng. Do đó, ngay sau vụ nổ thành công của RDS-6, việc phát triển các loại đạn mạnh hơn nữa đã bắt đầu.
RDS-37
Vào ngày 20 tháng 11 năm 1955, các cuộc thử nghiệm bom hydro tiếp theo đã diễn ra ở Liên Xô. Lần này nó có hai giai đoạn và tương ứng với sơ đồ Teller-Ulam. Quả bom RDS-37 sắp được thả từ máy bay. Tuy nhiên, khi nó cất cánh, rõ ràng là các cuộc thử nghiệm sẽ phải được thực hiện trong tình huống khẩn cấp. Trái ngược với dự báo thời tiết, thời tiết xấu đi rõ rệt khiến mây mù dày đặc bao phủ sân tập.
Lần đầu tiên, các chuyên gia buộc phải hạ cánh một chiếc máy bay có mang bom nhiệt hạch trên máy bay. Một thời gian ở miền Trung sở chỉ huyđã có một cuộc thảo luận về những việc cần làm tiếp theo. Đề xuất thả bom xuống vùng núi gần đó đã được cân nhắc, nhưng phương án này bị bác bỏ vì quá rủi ro. Trong khi đó, máy bay tiếp tục bay vòng gần địa điểm thử nghiệm, hết nhiên liệu.
Zeldovich và Sakharov đã nhận được lời cuối cùng. Một quả bom hydro phát nổ bên ngoài bãi thử sẽ dẫn đến thảm họa. Các nhà khoa học hiểu đầy đủ mức độ rủi ro và trách nhiệm của chính họ, tuy nhiên họ đã đưa ra xác nhận bằng văn bản rằng máy bay sẽ hạ cánh an toàn. Cuối cùng, chỉ huy phi hành đoàn Tu-16, Fyodor Golovashko, nhận được lệnh hạ cánh. Cuộc hạ cánh rất suôn sẻ. Các phi công thể hiện hết kỹ năng và không hề hoảng sợ tình huống nguy kịch. Cuộc diễn tập thật hoàn hảo. Bộ Chỉ huy Trung ương thở phào nhẹ nhõm.
Người tạo ra bom hydro, Sakharov và nhóm của ông đã sống sót sau các cuộc thử nghiệm. Lần thử thứ hai được lên kế hoạch vào ngày 22 tháng 11. Vào ngày này mọi thứ diễn ra mà không có bất kỳ tình huống khẩn cấp nào. Quả bom được thả từ độ cao 12 km. Trong khi đạn pháo đang rơi, máy bay đã di chuyển được khoảng cách an toàn từ tâm chấn vụ nổ. Trong vài phút nữa nấm hạt nhânđạt độ cao 14 km và đường kính của nó là 30 km.
Vụ nổ không phải là không có những sự cố bi thảm. Sóng xung kích làm vỡ kính ở khoảng cách 200 km, khiến nhiều người bị thương. Một cô gái sống ở làng bên cạnh cũng thiệt mạng khi trần nhà đổ sập xuống người. Một nạn nhân khác là một người lính đang ở trong khu giam giữ đặc biệt. Người lính ngủ quên trong hầm và chết vì ngạt thở trước khi đồng đội kịp kéo anh ta ra ngoài.
Sự phát triển của Tsar Bomba
Năm 1954, các nhà vật lý hạt nhân giỏi nhất của đất nước, dưới sự lãnh đạo, bắt đầu phát triển loại bom nhiệt hạch mạnh nhất trong lịch sử nhân loại. Andrei Sakharov, Viktor Adamsky, Yury Babaev, Yury Smirnov, Yuuri Trutnev, v.v. cũng tham gia vào dự án này. Do sức mạnh và kích thước của nó, quả bom này được biết đến với cái tên “Bom Sa hoàng”. Những người tham gia dự án sau này kể lại rằng cụm từ này xuất hiện sau câu nói nổi tiếng Khrushchev về “Mẹ của Kuzka” tại Liên Hợp Quốc. Chính thức, dự án được gọi là AN602.
Trải qua bảy năm phát triển, quả bom đã trải qua nhiều lần tái sinh. Lúc đầu, các nhà khoa học dự định sử dụng các thành phần từ uranium và phản ứng Jekyll-Hyde, nhưng sau đó ý tưởng này phải bỏ dở do nguy cơ ô nhiễm phóng xạ.
Thử nghiệm trên Novaya Zemlya
Trong một thời gian, dự án Tsar Bomba đã bị đóng băng vì Khrushchev sắp sang Mỹ, và vào năm chiến tranh lạnh có một khoảng dừng ngắn. Năm 1961, xung đột giữa các nước lại bùng lên và ở Moscow người ta lại nhớ đến vũ khí nhiệt hạch. Khrushchev công bố các cuộc thử nghiệm sắp tới vào tháng 10 năm 1961 tại Đại hội XXII của CPSU.
Vào ngày 30, một chiếc Tu-95B mang bom cất cánh từ Olenya và hướng tới Trái đất mới. Máy bay mất hai giờ để đến đích. Một quả bom hydro khác của Liên Xô đã được thả ở độ cao 10,5 nghìn mét phía trên bãi thử hạt nhân Sukhoi Nos. Quả đạn phát nổ khi vẫn còn ở trên không. Một quả cầu lửa xuất hiện, đạt đường kính ba km và gần như chạm đất. Theo tính toán của các nhà khoa học, sóng địa chấn từ vụ nổ đã vượt qua hành tinh này ba lần. Tác động có thể được cảm nhận ở cách xa hàng nghìn km và mọi thứ sống ở khoảng cách hàng trăm km đều có thể bị bỏng cấp độ ba (điều này đã không xảy ra vì khu vực này không có người ở).
Vào thời điểm đó, quả bom nhiệt hạch mạnh nhất của Mỹ có sức mạnh kém gấp 4 lần so với Tsar Bomba. Giới lãnh đạo Liên Xô hài lòng với kết quả thí nghiệm. Moscow đã có được thứ mình muốn từ quả bom hydro tiếp theo. Cuộc thử nghiệm đã chứng minh rằng Liên Xô có vũ khí mạnh hơn Mỹ rất nhiều. Sau đó, kỷ lục hủy diệt của “Tsar Bomba” không bao giờ bị phá vỡ. Vụ nổ bom khinh khí mạnh nhất từ trước đến nay cột mốc quan trọng trong lịch sử khoa học và Chiến tranh Lạnh.
Vũ khí nhiệt hạch của các nước khác
Quá trình phát triển bom khinh khí của Anh bắt đầu vào năm 1954. Người quản lý dự án là William Penney, người trước đây từng là người tham gia Dự án Manhattan ở Hoa Kỳ. Người Anh có những thông tin vụn vặt về cấu trúc của vũ khí nhiệt hạch. Các đồng minh của Mỹ không chia sẻ thông tin này. Ở Washington họ đề cập đến luật về năng lượng nguyên tử, được thông qua vào năm 1946. Ngoại lệ duy nhất đối với người Anh là được phép quan sát các cuộc thử nghiệm. Họ cũng sử dụng máy bay để thu thập các mẫu vật do vụ nổ đạn pháo của Mỹ để lại.
Lúc đầu, London quyết định hạn chế chế tạo một quả bom nguyên tử cực mạnh. Thế là cuộc thử nghiệm Orange Messenger bắt đầu. Trong thời gian đó, quả bom phi nhiệt hạch mạnh nhất trong lịch sử loài người đã được thả xuống. Nhược điểm của nó là chi phí quá cao. Vào ngày 8 tháng 11 năm 1957, một quả bom hydro đã được thử nghiệm. Lịch sử tạo ra thiết bị hai giai đoạn của Anh là một ví dụ về sự tiến bộ thành công trong điều kiện tụt hậu so với hai siêu cường đang tranh cãi với nhau.
Bom hydro xuất hiện ở Trung Quốc năm 1967, ở Pháp năm 1968. Như vậy, ngày nay có 5 quốc gia trong câu lạc bộ các quốc gia sở hữu vũ khí nhiệt hạch. Thông tin về bom nhiệt hạch ở Triều Tiên vẫn còn gây tranh cãi. Người đứng đầu CHDCND Triều Tiên tuyên bố rằng các nhà khoa học của ông đã có thể phát triển loại đạn như vậy. Trong quá trình thử nghiệm, các nhà địa chấn học các quốc gia khác nhau ghi lại hoạt động địa chấn do vụ nổ hạt nhân gây ra. Nhưng vẫn chưa có thông tin cụ thể về bom nhiệt hạch ở Triều Tiên.