Hvordan atomvåpen fungerer. Hvem oppfant atombomben? Historien om oppfinnelsen og opprettelsen av den sovjetiske atombomben

Hundretusenvis av kjente og glemte våpensmeder fra antikken kjempet på jakt etter det ideelle våpenet som var i stand til å fordampe fiendens hær med ett klikk. Med jevne mellomrom kan man finne spor av disse søkene i eventyr, som mer eller mindre plausibelt beskriver et mirakelsverd eller en bue som treffer uten bom.

Heldigvis gikk den teknologiske utviklingen så sakte i lang tid at den virkelige legemliggjørelsen av knusende våpen forble i drømmer og muntlige historier, og senere på boksidene. Det vitenskapelige og teknologiske spranget på 1800-tallet ga betingelsene for opprettelsen av hovedfobien på 1900-tallet. Atombomben, skapt og testet under reelle forhold, revolusjonerte både militære saker og politikk.

Historien om opprettelsen av våpen

I lang tid ble det antatt at de kraftigste våpnene bare kunne lages ved bruk av eksplosiver. Funnene til forskere som arbeider med de minste partiklene ga en vitenskapelig begrunnelse for det faktum at ved hjelp av elementærpartikler kan generere enorm energi. Den første i rekken av forskere kan kalles Becquerel, som i 1896 oppdaget radioaktiviteten til uransalter.

Uran i seg selv har vært kjent siden 1786, men på det tidspunktet var det ingen som mistenkte dets radioaktivitet. Arbeidet til vitenskapsmenn på begynnelsen av 1800- og 1900-tallet avslørte ikke bare spesielle fysiske egenskaper, men også muligheten for å få energi fra radioaktive stoffer.

Muligheten for å lage våpen basert på uran ble først beskrevet i detalj, publisert og patentert av franske fysikere, Joliot-Curie-ektefellene i 1939.

Til tross for verdien for våpen, var forskerne selv sterkt imot opprettelsen av et så ødeleggende våpen.

Etter å ha gått gjennom andre verdenskrig i motstandsbevegelsen, på 1950-tallet, er ektefellene (Frederick og Irene), som innså krigens ødeleggende kraft, for generell nedrustning. De støttes av Niels Bohr, Albert Einstein og andre fremtredende fysikere på den tiden.

I mellomtiden, mens Joliot-Curies var opptatt med problemet med nazistene i Paris, på den andre siden av planeten, i Amerika, ble verdens første atomladning utviklet. Robert Oppenheimer, som ledet arbeidet, fikk de bredeste fullmakter og enorme ressurser. Slutten av 1941 ble preget av begynnelsen av Manhattan-prosjektet, som til slutt førte til opprettelsen av den første kampatomladningen.

I byen Los Alamos, New Mexico, ble de første produksjonsanleggene for produksjon av uran av våpenkvalitet reist. I fremtiden vil de samme kjernefysiske sentrene dukke opp over hele landet, for eksempel i Chicago, i Oak Ridge, Tennessee, ble det også utført forskning i California. De beste styrkene til professorene ved amerikanske universiteter, så vel som fysikere som flyktet fra Tyskland, ble kastet inn i opprettelsen av bomben.

I selve "det tredje riket" ble arbeidet med å lage en ny type våpen lansert på en måte som er karakteristisk for Fuhrer.

Siden den besatte var mer interessert i stridsvogner og fly, og jo flere jo bedre, så han ikke mye behov for en ny mirakelbombe.

Følgelig gikk prosjekter som ikke støttes av Hitler, i beste fall i sneglefart.

Da det begynte å bake, og det viste seg at stridsvognene og flyene ble slukt av Østfronten, fikk det nye mirakelvåpenet støtte. Men det var for sent, under forholdene for bombing og den konstante frykten for sovjetiske tankkiler, var det ikke mulig å lage en enhet med en kjernefysisk komponent.

Sovjetunionen var mer oppmerksom på muligheten for å lage en ny type destruktive våpen. I førkrigstiden samlet og oppsummerte fysikere generell kunnskap om atomenergi og muligheten for å lage atomvåpen. Etterretningen jobbet hardt i hele perioden med opprettelsen av atombomben både i USSR og i USA. Krigen spilte en betydelig rolle i å dempe utviklingstakten, da enorme ressurser gikk til fronten.

Riktignok fremmet akademiker Kurchatov Igor Vasilyevich, med sin karakteristiske utholdenhet, arbeidet til alle underordnede enheter også i denne retningen. Ser vi litt fremover, vil det være han som vil bli instruert om å fremskynde utviklingen av våpen i møte med trusselen om et amerikansk angrep på byene i Sovjetunionen. Det var han, som sto i grusen til en enorm maskin med hundrevis og tusenvis av forskere og arbeidere, som skulle bli tildelt ærestittelen som faren til den sovjetiske atombomben.

Verdens første test

Men tilbake til det amerikanske atomprogrammet. Sommeren 1945 hadde amerikanske forskere lykkes med å lage verdens første atombombe. Enhver gutt som har laget seg selv eller kjøpt en kraftig fyrverkeri i en butikk, opplever ekstraordinær pine, og ønsker å sprenge den så snart som mulig. I 1945 opplevde hundrevis av amerikanske militære og forskere det samme.

Den 16. juni 1945, i Alamogordo-ørkenen, New Mexico, ble de første atomvåpenprøvene i historien og en av de kraftigste eksplosjonene på den tiden utført.

Øyenvitner som så detonasjonen fra bunkeren ble truffet av kraften som ladningen eksploderte med på toppen av et 30 meter langt ståltårn. Først ble alt oversvømmet av lys, flere ganger sterkere enn solen. Så steg en ildkule opp i himmelen og ble til en røyksøyle som tok form i den berømte soppen.

Så snart støvet la seg, skyndte forskere og bombeprodusenter seg til eksplosjonsstedet. De så konsekvensene fra blyforede Sherman-tanks. Det de så skremte dem, ingen våpen ville gjøre slik skade. Sanden smeltet til glass stedvis.

Små rester av tårnet ble også funnet, i en trakt med enorm diameter illustrerte lemlestede og fragmenterte strukturer tydelig den destruktive kraften.

Påvirkende faktorer

Denne eksplosjonen ga den første informasjonen om kraften til det nye våpenet, om hvordan det kan ødelegge fienden. Dette er flere faktorer:

lysstråling, en blits som kan blinde selv beskyttede synsorganer;
sjokkbølge, en tett strøm av luft som beveger seg fra sentrum, og ødelegger de fleste bygninger;
en elektromagnetisk puls som deaktiverer det meste av utstyret og ikke tillater bruk av kommunikasjon for første gang etter eksplosjonen;
penetrerende stråling, den farligste faktoren for de som har søkt tilflukt fra andre skadelige faktorer, er delt inn i alfa-beta-gamma-stråling;
radioaktiv forurensning som kan påvirke helse og liv negativt i flere titalls eller hundrevis av år.

Den videre bruken av atomvåpen, inkludert i kamp, viste alle trekk ved innvirkningen på levende organismer og på naturen. 6. august 1945 var den siste dagen for titusenvis av innbyggere i den lille byen Hiroshima, den gang kjent for flere viktige militære installasjoner.

Utfallet av krigen i Stillehavet var en selvfølge, men Pentagon mente at operasjonen i den japanske skjærgården ville koste mer enn en million liv for amerikanske marinesoldater. Det ble besluttet å drepe flere fluer i en smekk, trekke Japan ut av krigen, spare på landingsoperasjonen, teste nye våpen i aksjon og erklære det for hele verden, og fremfor alt til USSR.

Klokken ett om morgenen lettet flyet, om bord som atombomben «Kid» var lokalisert i, på et oppdrag.

En bombe som ble sluppet over byen eksploderte i en høyde av rundt 600 meter klokken 8.15. Alle bygninger som ligger i en avstand på 800 meter fra episenteret ble ødelagt. Veggene til bare noen få bygninger overlevde, designet for et 9-punkts jordskjelv.

Av hver ti personer som på tidspunktet for eksplosjonen befant seg innenfor en radius på 600 meter, var det bare én som kunne overleve. Lysstråling gjorde folk til kull, og etterlot spor av en skygge på steinen, et mørkt avtrykk av stedet der personen var. Den påfølgende eksplosjonsbølgen var så sterk at den klarte å slå ut glass i en avstand på 19 kilometer fra eksplosjonsstedet.

En tett strøm av luft slo en tenåring ut av huset gjennom vinduet, og landet, fyren så hvordan veggene i huset ble foldet som kort. Eksplosjonsbølgen ble fulgt av en brennende virvelvind som ødela de få innbyggerne som overlevde eksplosjonen og ikke hadde tid til å forlate brannsonen. De som var på avstand fra eksplosjonen begynte å oppleve alvorlig ubehag, årsaken til dette var i utgangspunktet uklart for legene.

Mye senere, noen uker senere, ble begrepet «stråleforgiftning» laget, nå kjent som strålingssyke.

Mer enn 280 tusen mennesker ble ofre for bare én bombe, både direkte fra eksplosjonen og fra påfølgende sykdommer.

Bombingen av Japan med atomvåpen endte ikke der. Etter planen skulle bare fire til seks byer bli truffet, men værforholdene gjorde det mulig å treffe kun Nagasaki. I denne byen ble mer enn 150 tusen mennesker ofre for Fat Man-bomben.

Løfter fra den amerikanske regjeringen om å gjennomføre slike streiker før overgivelsen av Japan førte til en våpenhvile, og deretter til signering av en avtale som tok slutt verdenskrig. Men for atomvåpen var dette bare begynnelsen.

Den kraftigste bomben i verden

etterkrigstiden var preget av konfrontasjonen av blokken av USSR og allierte med USA og NATO. På 1940-tallet vurderte amerikanerne seriøst å angripe Sovjetunionen. For å begrense den tidligere allierte var det nødvendig å få fart på arbeidet med å lage en bombe, og allerede i 1949, 29. august, var USAs monopol på atomvåpen over. Under våpenkappløpet fortjener to tester av atomstridshoder mest oppmerksomhet.

Bikiniatoll, først og fremst kjent for useriøse badedrakter, tordnet i 1954 bokstavelig talt over hele verden i forbindelse med tester av en atomladning med spesiell kraft.

Amerikanerne, etter å ha bestemt seg for å teste en ny design av atomvåpen, beregnet ikke ladningen. Som et resultat viste eksplosjonen seg å være 2,5 ganger kraftigere enn planlagt. Beboere på nærliggende øyer, så vel som de allestedsnærværende japanske fiskerne, ble angrepet.

Men det var ikke den kraftigste amerikanske bomben. I 1960 ble B41-atombomben tatt i bruk, som ikke besto fullverdige tester på grunn av sin kraft. Styrken på ladningen ble beregnet teoretisk, i frykt for å sprenge et så farlig våpen på treningsplassen.

Sovjetunionen, som elsket å være den første i alt, opplevde i 1961, tilnavnet annerledes "Kuzkins mor."

Som svar på USAs atomutpressing skapte sovjetiske forskere den kraftigste bomben i verden. Testet på Novaya Zemlya, har den satt sine spor i nesten hvert eneste hjørne av kloden. Ifølge memoarer ble et lett jordskjelv følt i de fjerneste hjørnene på tidspunktet for eksplosjonen.

Eksplosjonsbølgen, selvfølgelig, etter å ha mistet all sin destruktive kraft, var i stand til å gå rundt jorden. Til dags dato er dette den kraftigste atombomben i verden, skapt og testet av menneskeheten. Selvfølgelig, hvis hendene hans var løst, ville Kim Jong-uns atombombe vært kraftigere, men han har ikke New Earth for å teste den.

Atombombeanordning

Tenk på en veldig primitiv, rent for forståelses skyld, enhet av atombomben. Det er mange klasser av atombomber, men tenk på de tre viktigste:

uran, basert på uran 235 for første gang eksploderte over Hiroshima;
plutonium, basert på plutonium 239, detonerte først over Nagasaki;
termonukleær, noen ganger kalt hydrogen, basert på tungtvann med deuterium og tritium, heldigvis ble det ikke brukt mot befolkningen.

De to første bombene er basert på effekten av fisjon av tunge kjerner til mindre ved en ukontrollert kjernefysisk reaksjon med frigjøring av en enorm mengde energi. Den tredje er basert på fusjon av hydrogenkjerner (eller rettere sagt, dens isotoper av deuterium og tritium) med dannelsen av helium, som er tyngre i forhold til hydrogen. Med samme vekt som en bombe er det destruktive potensialet til en hydrogenbombe 20 ganger større.

Hvis det for uran og plutonium er nok å samle en masse større enn den kritiske (hvor en kjedereaksjon begynner), så er ikke dette nok for hydrogen.

For å pålitelig koble flere uranstykker til en, brukes pistoleffekten, der mindre uranstykker skytes mot større. Krutt kan også brukes, men eksplosiver med lav effekt brukes for pålitelighet.

I en plutoniumbombe plasseres eksplosiver rundt plutoniumblokker for å skape de nødvendige forholdene for en kjedereaksjon. På grunn av den kumulative effekten, samt nøytroninitiatoren som ligger i sentrum (beryllium med noen få milligram polonium), oppnås de nødvendige forholdene.

Den har en hovedladning, som ikke kan eksplodere av seg selv, og en sikring. For å skape forhold for sammensmelting av deuterium- og tritiumkjerner, trengs trykk og temperaturer som er utenkelige for oss i det minste på ett tidspunkt. Det som skjer videre er en kjedereaksjon.

For å lage slike parametere inkluderer bomben en konvensjonell, men laveffekt, atomladning, som er sikringen. Dens undergraving skaper forholdene for starten av en termonukleær reaksjon.

For å vurdere kraften til en atombombe brukes den såkalte «TNT-ekvivalenten». En eksplosjon er frigjøring av energi, det mest kjente eksplosivet i verden er TNT (TNT - trinitrotoluene), og alle nye typer eksplosiver sidestilles med det. Bombe "Kid" - 13 kilotonn TNT. Det tilsvarer 13000.

Bombe "Fat Man" - 21 kilotonn, "Tsar Bomba" - 58 megatonn TNT. Det er skummelt å tenke på 58 millioner tonn eksplosiver konsentrert i en masse på 26,5 tonn, det er hvor gøy denne bomben er.

Faren for atomkrig og katastrofer knyttet til atomet

Ved å dukke opp midt i den mest forferdelige krigen i det tjuende århundre, har atomvåpen blitt den største faren for menneskeheten. Rett etter andre verdenskrig begynte den kalde krigen, som flere ganger nærmest eskalerte til en fullverdig atomkonflikt. Trusselen om bruk av atombomber og missiler fra minst én side begynte å bli diskutert allerede på 1950-tallet.

Alle forsto og forstår at det ikke kan være noen vinnere i denne krigen.

For inneslutning har innsatsen til mange forskere og politikere vært og blir gjort. University of Chicago, ved å bruke oppfatningen fra inviterte atomforskere, inkludert nobelprisvinnere, stiller dommedagsklokken noen minutter før midnatt. Midnatt betegner en atomkatastrofe, begynnelsen på en ny verdenskrig og ødeleggelsen av den gamle verden. I forskjellige år svingte viserne på klokken fra 17 til 2 minutter til midnatt.

Det er også flere store ulykker som har skjedd ved atomkraftverk. Disse katastrofene har et indirekte forhold til våpen, atomkraftverk er fortsatt forskjellige fra atombomber, men de viser perfekt resultatene av å bruke atomet til militære formål. Den største av dem:

1957, Kyshtym-ulykke, på grunn av en feil i lagringssystemet, skjedde en eksplosjon nær Kyshtym;
1957, Storbritannia, nordvest i England, ble ikke sikkerheten kontrollert;
1979, USA, på grunn av en utidig oppdaget lekkasje, skjedde det en eksplosjon og et utslipp fra et atomkraftverk;
1986, tragedie i Tsjernobyl, eksplosjon av den fjerde kraftenheten;
2011, ulykke på Fukushima-stasjonen, Japan.

Hver av disse tragediene satte et tungt segl på skjebnen til hundretusener av mennesker og gjorde hele regioner om til ikke-boligsoner med spesiell kontroll.

Det var hendelser som nesten kostet starten på en atomkatastrofe. Sovjetiske atomubåter har gjentatte ganger hatt reaktorrelaterte ulykker om bord. Amerikanerne slapp Superfortress-bombeflyet med to Mark 39-atombomber om bord, med en kapasitet på 3,8 megatonn. Men "sikkerhetssystemet" som fungerte tillot ikke anklagene å detonere, og katastrofen ble unngått.

Atomvåpen fortid og nåtid

I dag er det klart for enhver at en atomkrig vil ødelegge den moderne menneskeheten. I mellomtiden hjemsøker ønsket om å eie atomvåpen og gå inn i atomklubben, eller snarere ramle inn i den ved å sparke ned døren, fortsatt hodet til noen statsledere.

India og Pakistan skapte vilkårlig atomvåpen, israelerne skjuler tilstedeværelsen av bomben.

For noen er besittelse av en atombombe en måte å bevise deres betydning på den internasjonale arenaen. For andre er det en garanti for ikke-innblanding fra bevinget demokrati eller andre faktorer utenfra. Men det viktigste er at disse aksjene ikke går i virksomhet, som de egentlig ble opprettet for.

Video

Historien om opprettelsen av atombomben, og spesielt våpen, begynner i 1939, med oppdagelsen gjort av Joliot Curie. Det var fra det øyeblikket forskerne innså at en urankjedereaksjon ikke bare kunne bli en kilde til enorm energi, men også et forferdelig våpen. Og så, i hjertet av enheten til atombomben er bruken kjernekraft frigjøres i en kjernefysisk kjedereaksjon.

Sistnevnte innebærer prosessen med fisjon av tunge kjerner eller syntese av lette kjerner. Som et resultat er atombomben et masseødeleggelsesvåpen, på grunn av det faktum at på kortest tid frigjøres en enorm mengde intranukleær energi i et lite rom. Med den input fra denne prosessen er det vanlig å trekke frem to nøkkelsteder.

For det første er dette sentrum for en atomeksplosjon, hvor denne prosessen. Og for det andre er dette episenteret, som i sin essens representerer projeksjonen av selve prosessen på overflaten (land eller vann). Dessuten frigjør en atomeksplosjon en slik mengde energi at seismiske skjelvinger oppstår når den projiseres på jorden. Og rekkevidden av forplantning av slike vibrasjoner er utrolig stort, selv om de forårsaker materiell skade på miljøet bare i en avstand på bare noen få hundre meter.

Videre er det verdt å merke seg at en atomeksplosjon er ledsaget av frigjøring av en stor mengde varme og lys, som danner en lys blink. Dessuten overstiger den i sin kraft mange ganger kraften til solens stråler. Dermed kan lys- og varmeskader oppnås selv på flere kilometers avstand.

Men en svært farlig type atombombestøt er strålingen som produseres i en atomeksplosjon. Varigheten av virkningen av dette fenomenet er lav, og er i gjennomsnitt 60 sekunder, men den gjennomtrengende kraften til denne bølgen er fantastisk.

Med hensyn til enheten til atombomben inkluderer den hele linjen ulike komponenter. Som regel skilles to hovedelementer av denne typen våpen: kroppen og automatiseringssystemet.

Kroppen inneholder en atomladning og automatisering, og det er han som utfører beskyttende funksjon mot forskjellige typer effekter (mekaniske, termiske, etc.). Og automatiseringssystemets rolle er å sørge for at eksplosjonen skjer på et klart definert tidspunkt, og ikke tidligere eller senere. Automatiseringssystemet består av slike systemer som: nøddetonasjon; beskyttelse og spenning; kilde til kraft; detonasjons- og detonasjonssensorer.

Men atombomber leveres ved hjelp av ballistiske, cruise- og luftvernmissiler. De. atomvåpen kan være et element i en luftbombe, torpedo, landmine og så videre.

Og selv detonasjonssystemene for en atombombe kan være forskjellige. En av de mest enkle systemer er injeksjon, når drivkraften for en atomeksplosjon er et prosjektil som treffer et mål, etterfulgt av dannelsen av en superkritisk masse. Det var til denne typen atombombe den første detonerte bomben over Hiroshima i 1945, som inneholdt uran, tilhørte. Derimot var bomben som ble sluppet over Nagasaki samme år plutonium.

Etter en så levende demonstrasjon av kraften og styrken til atomvåpen, falt de øyeblikkelig i kategorien de farligste masseødeleggelsesmidlene. Når vi snakker om typene atomvåpen, bør det nevnes at de bestemmes av størrelsen på kaliberet. Så for øyeblikket er det tre hovedkaliber for dette våpenet, disse er små, store og mellomstore. Kraften til eksplosjonen er oftest preget av ekvivalenten til TNT. Så, for eksempel, et lite kaliber av et atomvåpen innebærer en ladningskraft som tilsvarer flere tusen tonn TNT. Og et kraftigere atomvåpen, mer presist, et middels kaliber, utgjør allerede titusenvis av tonn TNT, og til slutt er sistnevnte allerede målt i millioner. Men samtidig skal man ikke blande sammen begrepet atomvåpen og hydrogenvåpen, som generelt kalles atomvåpen. Hovedforskjellen mellom atomvåpen og hydrogenvåpen er kjernefysisk fisjonsreaksjon av en rekke tunge grunnstoffer, som plutonium og uran. Og hydrogenvåpen betyr prosessen med fusjon av kjernene til atomer av ett element til et annet, dvs. helium fra hydrogen.

Første atombombetest

Den første testen av et atomvåpen ble utført av det amerikanske militæret 16. juli 1945 på et sted kalt Almogordo, som viste den fulle kraften til atomenergi. Etter det ble atombombene tilgjengelig for de amerikanske styrkene lastet på et krigsskip og sendt til kysten av Japan. Den japanske regjeringens avslag på fredelig dialog gjorde det mulig å demonstrere den fulle kraften til atomvåpen, hvis ofre først var byen Hiroshima, og litt senere Nagasaki. Så, den 6. august 1945, for første gang, ble atomvåpen brukt på sivile, som et resultat av at byen praktisk talt ble tørket til bakken av sjokkbølger. Mer enn en halv Innbyggerne i byen døde for første gang i løpet av dagene av atomangrepet, og utgjorde totalt rundt to hundre og førti tusen mennesker. Og bare fire dager senere forlot to fly den amerikanske militærbasen på en gang farlig gods ombord, hvis mål var Kokura og Nagasaki. Og hvis Kokura, dekket av ugjennomtrengelig røyk, var et vanskelig mål, ble målet truffet i Nagasaki. Til slutt, fra atombomben i Nagasaki de første dagene, døde 73 tusen mennesker av skader og eksponering for disse ofrene, en liste på trettifem tusen mennesker ble lagt til. Samtidig var døden til de siste ofrene ganske smertefull, siden effekten av stråling er utrolig ødeleggende.

Faktorer for ødeleggelse av atomvåpen

Dermed har atomvåpen flere typer ødeleggelse; lys, radioaktivt, sjokkbølge, penetrerende stråling og elektromagnetisk impuls. Ved utdanning lysstråling etter eksplosjonen av et atomvåpen, som senere blir til ødeleggende varme. Deretter kommer radioaktiv forurensning, som er farlig bare den første tiden timer etter eksplosjonen. Sjokkbølgen anses å være det farligste stadiet i en atomeksplosjon, fordi den i løpet av sekunder forårsaker stor skade på ulike bygninger, utstyr og mennesker. Men penetrerende stråling er svært farlig for menneskekroppen, og blir ofte årsaken til strålesyke. Den elektromagnetiske pulsen treffer teknikken. Til sammen gjør alt dette atomvåpen svært farlige.

La oss ta en titt på et typisk stridshode (i virkeligheten kan det være det designforskjeller). Dette er en kjegle laget av lette sterke legeringer - vanligvis titan. Inne er det skott, rammer, kraftramme - nesten som i et fly. Kraftrammen er dekket med en kraftig metallkappe. Et tykt lag med varmeskjermende belegg påføres huden. Det ser ut som en gammel neolittisk kurv, sjenerøst smurt med leire og brent i menneskets første eksperimenter med varme og keramikk. Likheten er lett å forklare: både kurven og stridshodet må motstå den ytre varmen.

Stridshode og dets fylling

Inne i kjeglen, festet på "setene", er det to hoved-"passasjerer" som alt startes for: en termonukleær ladning og en ladekontrollenhet, eller en automatiseringsenhet. De er utrolig kompakte. Automatiseringsenheten er på størrelse med en fem-liters krukke med syltede agurker, og ladningen er på størrelse med en vanlig hagebøtte. Tung og tung, foreningen av en boks og en bøtte vil eksplodere med tre hundre og femti til fire hundre kilotonn. To passasjerer er forbundet med et bånd, som siamesiske tvillinger, og gjennom dette båndet utveksler de stadig noe. Dialogen deres pågår hele tiden, selv når raketten er på kamptjeneste, selv når disse tvillingene bare blir transportert fra produksjonsanlegget.

Det er også en tredje passasjer - en blokk for å måle bevegelsen til et stridshode eller generelt kontrollere flyvningen. I sistnevnte tilfelle er arbeidskontroller innebygd i stridshodet, slik at du kan endre banen. For eksempel executive pneumatiske systemer eller pulversystemer. Og også et elektrisk nettverk ombord med strømkilder, kommunikasjonslinjer med scene, i form av beskyttede ledninger og kontakter, beskyttelse mot en elektromagnetisk puls og et temperaturkontrollsystem - opprettholdelse av ønsket ladetemperatur.

På bildet - avlsstadiet til MX (Peacekeeper) missil og ti stridshoder. Dette missilet har lenge vært tatt ut av drift, men stridshodene brukes fortsatt på samme måte (og enda eldre). Amerikanerne har installert ballistiske missiler med flere stridshoder kun på ubåter.

Etter å ha forlatt bussen, fortsetter stridshodene å få høyde og haster samtidig mot målene. De stiger til de høyeste punktene i banene sine, og deretter, uten å bremse den horisontale flukten, begynner de å gli ned raskere og raskere. På nøyaktig hundre kilometer over havet krysser hvert stridshode den formelt utpekte menneskelige grensen til det ytre rom. Stemning i vente!

elektrisk vind

Nedenfor, foran stridshodet, var det et enormt, kontrasterende skinnende fra formidable høye høyder, dekket med en blå oksygendis, dekket med aerosolsuspensjoner, det grenseløse og grenseløse femte havet. Stridshodet snur seg sakte og knapt merkbart fra de gjenværende effektene av separasjon, og fortsetter sin nedstigning langs en svak bane. Men så trakk en veldig uvanlig bris forsiktig mot henne. Han rørte litt på den – og ble merkbar, dekket kroppen med en tynn, bakovervendt bølge av blek blå-hvit glød. Denne bølgen er betagende høy temperatur, men den brenner ennå ikke stridshodet, siden den er for ukroppslig. Vinden som blåser over stridshodet er elektrisk ledende. Hastigheten på kjeglen er så høy at den bokstavelig talt knuser luftmolekyler til elektrisk ladede fragmenter med dens påvirkning, og det oppstår slagionisering av luften. Denne plasmabrisen kalles en hypersonisk høy Mach-strøm, og hastigheten er tjue ganger lydens hastighet.

På grunn av den høye sjeldenheten er brisen nesten umerkelig i de første sekundene. Ved å vokse og komprimere med en dypere inn i atmosfæren, varmer den først mer enn legger press på stridshodet. Men begynner gradvis å komprimere kjeglen hennes med kraft. Strømmen vender stridshodenesen fremover. Den snur seg ikke med en gang - kjeglen svaier litt frem og tilbake, bremser gradvis svingningene og stabiliserer seg til slutt.

Varme på hypersonisk

Strømmen kondenserer etter hvert som den synker, og legger mer og mer press på stridshodet, og bremser flyvningen. Med retardasjon synker temperaturen gradvis. Fra enorme verdier begynnelsen av inngangen, en hvit-blå glød på titusenvis av kelvin, opp til en gul-hvit glød på fem til seks tusen grader. Dette er temperaturen på overflatelagene til solen. Gløden blir blendende fordi luftens tetthet øker raskt, og med den strømmer varme inn i stridshodets vegger. Varmeskjoldet forkuller og begynner å brenne.

Det brenner ikke i det hele tatt av friksjon mot luft, som ofte feil sagt. På grunn av den enorme hypersoniske bevegelseshastigheten (nå femten ganger raskere enn lyd), divergerer en annen kjegle i luften fra toppen av skroget - en sjokkbølge, som om den omslutter et stridshode. Den innkommende luften, som kommer inn i sjokkbølgekjeglen, komprimeres øyeblikkelig mange ganger og presses tett mot overflaten av stridshodet. Fra krampaktig, øyeblikkelig og gjentatt kompresjon, hopper temperaturen umiddelbart til flere tusen grader. Grunnen til dette er den vanvittige hastigheten på det som skjer, den transcendente dynamikken i prosessen. Gassdynamisk kompresjon av strømmen, og ikke friksjon, er det som nå varmer opp sidene av stridshodet.

Verst av alt står for buen. Det dannes den største komprimeringen av den motgående strømmen. Sonen til denne forseglingen beveger seg litt fremover, som om den løsner fra kroppen. Og den holdes fremover, i form av en tykk linse eller pute. Denne formasjonen kalles en "detached bow shock wave". Den er flere ganger tykkere enn resten av overflaten til sjokkbølgekjeglen rundt stridshodet. Frontkompresjonen av den motgående strømmen er sterkest her. Derfor, i den frittstående baugen sjokkbølge, den høyeste temperaturen og mest høy tetthet varme. Denne lille solen brenner nesen til stridshodet på en strålende måte - fremhever, stråler varme fra seg selv direkte inn i nesen på skroget og forårsaker alvorlig svie i nesen. Derfor er det det tykkeste laget med termisk beskyttelse. Det er hodesjokkbølgen som en mørk natt lyser opp området i mange kilometer rundt et stridshode som flyr i atmosfæren.

Bokam blir ganske usøtet. De steker nå også med en uutholdelig utstråling fra hodesjokkbølgen. Og den brenner varm komprimert luft, som har blitt til et plasma fra knusing av molekylene. Men ved en så høy temperatur blir luften ionisert og ganske enkelt fra oppvarming - dens molekyler brytes opp i deler fra varmen. Det viser seg en blanding av sjokkionisering og temperaturplasma. Ved sin friksjonsvirkning sliper denne plasmaen den brennende overflaten til det termiske skjoldet, som med sand eller sandpapir. Det oppstår gassdynamisk erosjon, som forbruker det varmeskjermende belegget.

På dette tidspunktet passerte stridshodet den øvre grensen til stratosfæren - stratopausen - og går inn i stratosfæren i en høyde av 55 km. Den beveger seg nå i hypersoniske hastigheter ti til tolv ganger raskere enn lyd.

Umenneskelig overbelastning

Alvorlig forbrenning endrer nesens geometri. Bekken, som en skulptørs meisel, brenner et spiss sentralt fremspring inn i nesedekket. Andre egenskaper ved overflaten vises på grunn av ujevn utbrenning. Formendringer resulterer i flytendringer. Dette endrer trykkfordelingen trykkluft på overflaten av stridshodet og temperaturfeltet. Det er variasjoner i krafteffekten til luft sammenlignet med den beregnede strømningen rundt, noe som forårsaker et avvik fra innfallspunktet - det dannes en glipp. La det være lite - la oss si to hundre meter, men det himmelske prosjektilet vil treffe fiendens missilsilo med et avvik. Eller så treffer den ikke i det hele tatt.

I tillegg er mønsteret av sjokkbølgeoverflater, hodebølgen, trykk og temperaturer i konstant endring. Hastigheten avtar gradvis, men lufttettheten vokser raskt: kjeglen faller lavere og lavere ned i stratosfæren. På grunn av ujevnt trykk og temperaturer på overflaten av stridshodet, på grunn av hurtigheten til endringene, kan termiske sjokk oppstå. Fra det varmeskjermende belegget er de i stand til å bryte av stykker og stykker, noe som introduserer nye endringer i strømningsmønsteret. Og øker avviket til innfallspunktet.

Samtidig kan stridshodet gå inn i spontan hyppig svaiing med endring i retning av disse svaier fra "opp-ned" til "høyre-venstre" og omvendt. Disse selvsvingningene skaper lokale akselerasjoner i forskjellige deler stridshoder. Akselerasjoner varierer i retning og størrelse, noe som kompliserer påvirkningen som stridshodet opplever. Hun mottar flere belastninger, asymmetri av sjokkbølger rundt seg, ujevne temperaturfelt og andre små sjarm som umiddelbart vokser til store problemer.

Men den motgående strømmen utmatter seg heller ikke med dette. På grunn av et så kraftig trykk av motgående trykkluft, opplever stridshodet en enorm bremseeffekt. Det er en stor negativ akselerasjon. Stridshodet med alt innmat er i en raskt voksende overbelastning, og det er umulig å skjerme mot overbelastning.

Astronauter opplever ikke slike g-krefter under nedstigning. Et bemannet kjøretøy er mindre strømlinjeformet og ikke fylt så tett som et stridshode. Astronautene har ikke hastverk med å gå raskt ned. Et stridshode er et våpen. Hun må nå målet så snart som mulig før hun blir skutt ned. Og jo vanskeligere det er å avskjære det, jo raskere flyr det. Kjeglen er figuren av den beste supersoniske flyten. Etter å ha holdt høy hastighet til de nedre lagene av atmosfæren, møter stridshodet en veldig stor retardasjon der. Derfor trenger vi sterke skott og en kraftramme. Og komfortable "seter" for to ryttere - ellers vil de bli blåst av bakken av overbelastning.

Dialog med siamesiske tvillinger

Forresten, hva med disse rytterne? Det er på tide å huske de viktigste passasjerene, for de sitter nå ikke passivt, men går gjennom sin egen vanskelige vei, og dialogen deres blir den mest meningsfulle i akkurat disse øyeblikkene.

Ladningen ble demontert under transport. Når det er installert i et stridshode, er det satt sammen, og når et stridshode er installert i et missil, er det utstyrt til en full kampklar konfigurasjon (en pulserende nøytroninitiator er satt inn, utstyrt med detonatorer, etc.). Ladningen er klar til å fly til målet om bord på stridshodet, men er ennå ikke klar til å eksplodere. Logikken her er klar: ladningens konstante beredskap for en eksplosjon er ikke nødvendig og er teoretisk farlig.

Det vil måtte overføres til en tilstand av beredskap for en eksplosjon (nær målet) ved hjelp av komplekse sekvensielle algoritmer basert på to prinsipper: påliteligheten av bevegelse til eksplosjonen og kontroll over prosessen. Detonasjonssystemet overfører strengt tatt ladningen til stadig høyere beredskapsgrader. Og når en kampkommando for detonasjon kommer fra kontrollenheten til en fullstendig klar ladning, vil eksplosjonen skje umiddelbart, øyeblikkelig. Et stridshode som flyr med hastigheten til en snikskytterkule vil passere bare et par hundredeler av en millimeter, og ikke ha tid til å skifte i rommet selv med tykkelsen på et menneskehår, når en termonukleær reaksjon begynner, utvikler seg, passerer fullstendig og er allerede fullført i sin kostnad, og fremhever all den nominelle kraften.

siste blink

Etter å ha endret seg mye både utvendig og innvendig, passerte stridshodet inn i troposfæren - de siste ti kilometerne over havet. Hun sakket mye ned. Hypersonisk flyging degenerert til supersonisk Mach 3-4. Stridshodet skinner allerede svakt, forsvinner og nærmer seg målpunktet.

En eksplosjon på jordoverflaten er sjelden planlagt - bare for gjenstander begravd i bakken som missilsiloer. De fleste målene ligger på overflaten. Og for deres største nederlag utføres detonasjonen i en viss høyde, avhengig av ladningens kraft. For taktiske tjue kilotonn er dette 400-600 m. For et strategisk megatonn optimal høyde eksplosjon - 1200 m. Hvorfor? Fra eksplosjonen går to bølger gjennom området. Nærmere episenteret vil eksplosjonsbølgen treffe tidligere. Den vil falle og reflekteres, sprette til sidene, hvor den vil smelte sammen med en frisk bølge som nettopp har kommet hit ovenfra, fra eksplosjonspunktet. To bølger - innfallende fra midten av eksplosjonen og reflektert fra overflaten - legger seg sammen, og danner den kraftigste sjokkbølgen i overflatelaget, hovedfaktoren for ødeleggelse.

Under testoppskytinger når stridshodet vanligvis uhindret bakken. Om bord er en halv centner med eksplosiver, detonert i høst. Til hva? For det første er stridshodet et klassifisert objekt og må destrueres forsvarlig etter bruk. For det andre er det nødvendig for deponiets målesystemer - for operasjonell deteksjon av støtpunktet og måling av avvik.

En røyketrakt på flere meter fullfører bildet. Men før det, et par kilometer før sammenstøtet, blir en pansret minnekassett med registrering av alt som ble registrert om bord under flygingen skutt ut fra teststridshodet. Denne pansrede flash-stasjonen vil sikre seg mot tap av informasjon om bord. Hun vil bli funnet senere, når et helikopter kommer med en spesiell søkegruppe. Og de vil registrere resultatene av en fantastisk flytur.

Det første interkontinentale ballistiske missilet med et atomstridshode

Verdens første ICBM med et atomstridshode var den sovjetiske R-7. Hun bar ett stridshode på tre megaton og kunne treffe gjenstander i en avstand på opptil 11 000 km (modifikasjon 7-A). Ideen til S.P. Selv om dronningen ble tatt i bruk, viste det seg å være ineffektivt som militærmissil på grunn av manglende evne til å være lang tid på kamptjeneste uten ekstra påfylling av et oksidasjonsmiddel (flytende oksygen). Men R-7 (og dens mange modifikasjoner) spilte en enestående rolle i romutforskning.

Det første stridshodet til en ICBM med flere stridshoder

Verdens første ICBM med et kjøretøy med flere reentry var amerikansk rakett LGM-30 Minuteman III, som begynte utplasseringen i 1970. Sammenlignet med den forrige modifikasjonen ble W-56-stridshodet erstattet av tre W-62-lette stridshoder installert i avlsstadiet. Dermed kunne missilet treffe tre separate mål, eller konsentrere alle tre stridshodene for å treffe ett om gangen. Foreløpig er det bare ett stridshode igjen på alle Minuteman III-missiler som en del av nedrustningsinitiativet.

Stridshode med variabelt utbytte

Siden tidlig på 1960-tallet har teknologier blitt utviklet for å lage termonukleære stridshoder med variabelt utbytte. Disse inkluderer for eksempel W80-stridshodet, som ble installert spesielt på Tomahawk-missilet. Disse teknologiene ble laget for termonukleære ladninger bygget i henhold til Teller-Ulam-skjemaet, der fisjonsreaksjonen til kjernene til uran- eller plutoniumisotoper utløser en fusjonsreaksjon (det vil si en termonukleær eksplosjon). Endringen i kraft skjedde ved å gjøre justeringer av samspillet mellom de to trinnene.

PS. Jeg vil også legge til at der, på toppen, jobber jamming-enheter også med oppgaven sin, lokkeduer slippes ut, og i tillegg sprenges øvre etapper og/eller en buss i luften etter avl for å øke antall mål på radarer og overlast missilforsvar.

Utseendet til et så kraftig våpen som en atombombe var resultatet av samspillet mellom globale faktorer av objektiv og subjektiv natur. Objektivt sett ble opprettelsen forårsaket av den raske utviklingen av vitenskapen, som begynte med de grunnleggende oppdagelsene av fysikk i første halvdel av det 20. århundre. Den sterkeste subjektive faktoren var den militærpolitiske situasjonen på 40-tallet, da landene i anti-Hitler-koalisjonen - USA, Storbritannia, USSR - prøvde å komme hverandre i forkant i utviklingen av atomvåpen.

Forutsetninger for å lage en atombombe

referansepunkt vitenskapelig måte 1896 begynte å lage atomvåpen, da den franske kjemikeren A. Becquerel oppdaget radioaktiviteten til uran. Det var kjedereaksjonen til dette elementet som dannet grunnlaget for utviklingen av forferdelige våpen.

På slutten av det 19. og i de første tiårene av det 20. århundre oppdaget forskere alfa-, beta-, gammastråler, oppdaget mange radioaktive isotoper kjemiske elementer, loven om radioaktivt forfall og la grunnlaget for studiet av kjernefysisk isometri. På 1930-tallet ble nøytronet og positronet kjent, og kjernen til uranatomet med absorpsjon av nøytroner ble først splittet. Dette var drivkraften for å lage atomvåpen. Den franske fysikeren Frédéric Joliot-Curie var den første som oppfant og patenterte designet til atombomben i 1939.

Som et resultat av videre utvikling har atomvåpen blitt et historisk enestående militær-politisk og strategisk fenomen som er i stand til å sikre den nasjonale sikkerheten til besitterstaten og minimere evnene til alle andre våpensystemer.

Utformingen av en atombombe består av en rekke forskjellige komponenter, blant dem er det to hovedkomponenter:

ramme,
automatiseringssystem.

Automatisering, sammen med en kjernefysisk ladning, er plassert i et etui som beskytter dem mot ulike påvirkninger (mekanisk, termisk, etc.). Automatiseringssystemet kontrollerer at eksplosjonen skjer på et strengt fastsatt tidspunkt. Den består av følgende elementer:

nøddetonasjon;
sikkerhets- og spennanordning;
kilde til kraft;
ladedetonasjonssensorer.

Leveranse atomladninger utføres ved hjelp av luftfart, ballistiske og kryssermissiler. Samtidig kan kjernefysisk ammunisjon være et element i en landmine, torpedo, luftbomber osv.

Detonasjonssystemer for atombombe er forskjellige. Den enkleste er injeksjonsanordningen, der drivkraften til eksplosjonen treffer målet og den påfølgende dannelsen av en superkritisk masse.

Et annet kjennetegn ved atomvåpen er størrelsen på kaliberet: liten, middels, stor. Oftest er eksplosjonens kraft karakterisert i TNT-ekvivalent. Et lite kaliber atomvåpen innebærer en ladekapasitet på flere tusen tonn TNT. Gjennomsnittlig kaliber er allerede lik titusenvis av tonn TNT, stort - målt i millioner.

Driftsprinsipp

Opplegget for atombomben er basert på prinsippet om å bruke atomenergi frigjort under en kjernefysisk kjedereaksjon. Dette er prosessen med fisjon av tunge eller syntese av lette kjerner. På grunn av utgivelsen av en enorm mengde intra-atomenergi på kortest tid, er en atombombe klassifisert som et masseødeleggelsesvåpen.

Det er to hovedpunkter i denne prosessen:

sentrum av en atomeksplosjon, der prosessen direkte finner sted;
episenteret, som er projeksjonen av denne prosessen på overflaten (land eller vann).

En atomeksplosjon frigjør en mengde energi som, når den projiseres på bakken, forårsaker seismiske skjelvinger. Rekkevidden av deres distribusjon er veldig stor, men betydelig miljøskade er forårsaket i en avstand på bare noen få hundre meter.

Atomvåpen har flere typer ødeleggelse:

lysutslipp,
radioaktiv forurensning,
sjokkbølge,
penetrerende stråling,
elektromagnetisk impuls.

En kjernefysisk eksplosjon er ledsaget av en lys blink, som dannes på grunn av frigjøring av en stor mengde lys og termisk energi. Styrken til denne blitsen er mange ganger større enn kraften til solstrålene, så faren for lys- og varmeskader strekker seg over flere kilometer.

En annen svært farlig faktor i virkningen av en atombombe er strålingen som genereres under eksplosjonen. Den fungerer kun de første 60 sekundene, men har maksimal penetreringskraft.

Sjokkbølgen har en høy kraft og en betydelig destruktiv effekt, derfor forårsaker den i løpet av sekunder stor skade på mennesker, utstyr og bygninger.

Penetrerende stråling er farlig for levende organismer og er årsak til strålesyke hos mennesker. Den elektromagnetiske pulsen påvirker kun teknikken.

Alle disse skadetypene til sammen gjør atombomben til et veldig farlig våpen.

Første atombombeprøver

USA var det første som viste størst interesse for atomvåpen. På slutten av 1941 ble det bevilget enorme midler og ressurser i landet for å lage atomvåpen. Arbeidet resulterte i de første testene av en atombombe med en eksplosiv enhet «Gadget», som fant sted 16. juli 1945 i den amerikanske delstaten New Mexico.

Det er på tide at USA handler. For den seirende slutten av andre verdenskrig ble det besluttet å beseire den allierte til Nazi-Tyskland - Japan. I Pentagon ble det valgt mål for de første atomangrepene, der USA ønsket å demonstrere hvor kraftige våpen de besitter.

6. august samme år ble den første atombomben under navnet «Kid» sluppet over den japanske byen Hiroshima, og 9. august falt en bombe med navnet «Fat Man» over Nagasaki.

Treffet i Hiroshima ble ansett som ideelt: et atomapparat eksploderte i 200 meters høyde. Eksplosjonsbølgen veltet ovnene i husene til japanerne, oppvarmet av kull. Dette har ført til mange branner selv i urbane områder langt fra episenteret.

Det første blinket ble etterfulgt av et hetebølgenedslag som varte i sekunder, men kraften, som dekket en radius på 4 km, smeltet fliser og kvarts i granittplater, brente telegrafstolper. Etter hetebølgen kom sjokkbølgen. Vindstyrken var 800 km/t, og vindkastet raserte nesten alt i byen. Av de 76 000 bygningene ble 70 000 fullstendig ødelagt.

Noen minutter senere begynte et merkelig regn med store svarte dråper å falle. Det ble forårsaket av kondens dannet i de kaldere lagene av atmosfæren fra damp og aske.

Personer som ble truffet av en ildkule på 800 meters avstand ble brent og forvandlet til støv. Noen fikk den brente huden revet av av sjokkbølgen. Dråper svart radioaktivt regn etterlot uhelbredelige brannskader.

De overlevende ble syke av en tidligere ukjent sykdom. De begynte å oppleve kvalme, oppkast, feber, anfall av svakhet. Nivået av hvite blodlegemer i blodet falt kraftig. Dette var de første tegnene på strålesyke.

3 dager etter bombingen av Hiroshima ble en bombe sluppet over Nagasaki. Den hadde samme kraft og forårsaket lignende effekter.

To atombomber drepte hundretusenvis av mennesker på sekunder. Den første byen ble praktisk talt utslettet fra jordens overflate av sjokkbølgen. Mer enn halvparten av de sivile (omtrent 240 tusen mennesker) døde umiddelbart av sårene deres. Mange mennesker ble utsatt for stråling, noe som førte til strålesyke, kreft, infertilitet. I Nagasaki ble 73 tusen mennesker drept de første dagene, og etter en stund døde ytterligere 35 tusen innbyggere i stor smerte.

Video: atombombeprøver

RDS-37 tester

Opprettelse av atombomben i Russland

Konsekvensene av bombingen og historien til innbyggerne i japanske byer sjokkerte I. Stalin. Det ble klart at opprettelsen av deres egne atomvåpen er et spørsmål om nasjonal sikkerhet. Den 20. august 1945 begynte Atomenergikomiteen sitt arbeid i Russland, ledet av L. Beria.

Kjernefysisk forskning har blitt utført i USSR siden 1918. I 1938 ble det opprettet en kommisjon for atomkjernen ved Vitenskapsakademiet. Men med krigsutbruddet ble nesten alt arbeid i denne retningen suspendert.

I 1943 sovjetiske etterretningsoffiserer overlevert fra England stengt vitenskapelige arbeider om atomenergi, hvorfra det fulgte at opprettelsen av atombomben i Vesten hadde kommet langt foran. Samtidig ble pålitelige agenter introdusert i flere amerikanske kjernefysiske forskningssentre i USA. De ga informasjon om atombomben til sovjetiske forskere.

Referansevilkårene for utviklingen av to varianter av atombomben ble satt sammen av deres skaper og en av de vitenskapelige lederne Yu. Khariton. I samsvar med det var det planlagt å lage en RDS ("spesiell jetmotor") med en indeks på 1 og 2:

RDS-1 - en bombe med en ladning av plutonium, som var ment å undergrave ved sfærisk kompresjon. Enheten hans ble overlevert av russisk etterretning.
RDS-2 er en kanonbombe med to deler av en uranladning, som må nærme seg hverandre i kanonløpet til en kritisk masse er skapt.

I historien til den berømte RDS ble den vanligste dekodingen - "Russland gjør det selv" - oppfunnet av Yu. Kharitons stedfortreder for vitenskapelig arbeid K. Shchelkin. Disse ordene formidlet veldig nøyaktig essensen av arbeidet.

Informasjon om at USSR hadde mestret hemmelighetene til atomvåpen førte til en impuls i USA til å starte en forebyggende krig så snart som mulig. I juli 1949 dukket den trojanske planen opp, ifølge hvilken det var planlagt å starte fiendtligheter 1. januar 1950. Da ble datoen for angrepet flyttet til 1. januar 1957, med forutsetning av at alle NATO-land går inn i krigen.

Informasjon mottatt gjennom etterretningskanaler akselererte arbeidet til sovjetiske forskere. Ifølge vestlige eksperter kunne sovjetiske atomvåpen ikke ha blitt laget før 1954-1955. Imidlertid fant testen av den første atombomben sted i USSR i slutten av august 1949.

Den 29. august 1949 ble RDS-1-atomapparatet sprengt på teststedet Semipalatinsk – den første sovjetiske atombomben, som ble oppfunnet av et team av forskere ledet av I. Kurchatov og Yu. Khariton. Eksplosjonen hadde en kraft på 22 kt. Utformingen av ladningen imiterte den amerikanske "Fat Man", og den elektroniske fyllingen ble laget av sovjetiske forskere.

Den trojanske planen, ifølge hvilken amerikanerne skulle slippe atombomber over 70 byer i USSR, ble forpurret på grunn av sannsynligheten for et gjengjeldelsesangrep. Arrangementet på teststedet Semipalatinsk informerte verden om at den sovjetiske atombomben avsluttet det amerikanske monopolet på besittelse av nye våpen. Denne oppfinnelsen ødela fullstendig den militaristiske planen til USA og NATO og forhindret utviklingen av den tredje verdenskrig. En ny historie har begynt - verdensfredens æra, som eksisterer under trusselen om total ødeleggelse.

Verdens "atomklubb".

Atomklubben er et symbol for flere stater som eier atomvåpen. I dag er det slike våpen:

i USA (siden 1945)
i Russland (opprinnelig USSR, siden 1949)
i Storbritannia (siden 1952)
i Frankrike (siden 1960)
i Kina (siden 1964)
i India (siden 1974)
i Pakistan (siden 1998)
i Nord-Korea (siden 2006)

Israel anses også å ha atomvåpen, selv om landets ledelse ikke kommenterer deres tilstedeværelse. I tillegg, på territoriet til NATOs medlemsland (Tyskland, Italia, Tyrkia, Belgia, Nederland, Canada) og allierte (Japan, Sør-Korea, til tross for det offisielle avslaget) er et amerikansk atomvåpen.

Kasakhstan, Ukraina, Hviterussland, som eide deler av atomvåpnene etter Sovjetunionens kollaps, overleverte det på 90-tallet til Russland, som ble den eneste arvingen til det sovjetiske atomarsenalet.

Atomvåpen (atomvåpen) er det mektigste verktøyet i global politikk, som har kommet godt inn i arsenalet av forhold mellom stater. På den ene siden er det det effektivt verktøy trusler, derimot, et tungtveiende argument for å forhindre militær konflikt og styrke freden mellom maktene som eier disse våpnene. Dette er et symbol på en hel epoke i menneskehetens historie og internasjonale relasjoner, som må håndteres veldig klokt.

Video: atomvåpenmuseum

Video om den russiske tsaren Bomba

Hvis du har spørsmål - legg dem igjen i kommentarene under artikkelen. Vi eller våre besøkende vil gjerne svare dem.

Det er skrevet hundrevis av bøker om historien til atomkonfrontasjonen mellom supermaktene og utformingen av de første atombombene. Men det er mange myter om moderne atomvåpen. Popular Mechanics bestemte seg for å avklare dette problemet og fortelle hvordan det mest destruktive våpenet oppfunnet av mennesket fungerer.

Eksplosiv natur

Urankjernen inneholder 92 protoner. Naturlig uran er hovedsakelig en blanding av to isotoper: U238 (med 146 nøytroner i kjernen) og U235 (143 nøytroner), sistnevnte er bare 0,7 % i naturlig uran. De kjemiske egenskapene til isotoper er helt identiske, derfor for å skille dem kjemiske metoder umulig, men forskjellen i massene (235 og 238 enheter) gjør det mulig å gjøre dette ved fysiske metoder: en blanding av uraner omdannes til en gass (uranheksafluorid), og pumpes deretter gjennom utallige porøse skillevegger. Selv om isotopene av uran ikke kan skilles fra hverandre enten i utseende eller kjemisk, er de atskilt av en avgrunn i egenskapene til deres kjernefysiske karakterer.

Fisjonsprosessen til U238 er betalt: et nøytron som kommer utenfra må ha med seg en energi på 1 MeV eller mer. Og U235 er uinteressert: for eksitasjon og påfølgende forfall kreves ingenting fra det innkommende nøytronet, dets bindingsenergi i kjernen er ganske nok.

Når nøytroner rammes, deler kjernen av uran-235 seg lett og danner nye nøytroner. Under visse forhold starter en kjedereaksjon.

Når et nøytron treffer en kjerne som er i stand til fisjon, dannes det en ustabil forbindelse, men veldig raskt (på 10−23−10−22 s) brytes en slik kjerne opp i to 14 c) og sender ut to eller tre nye nøytroner, slik at over gang antall spaltbare kjerner kan formere seg (en slik reaksjon kalles en kjedereaksjon). Dette er bare mulig i U235, fordi den grådige U238 ikke ønsker å dele seg fra sine egne nøytroner, hvis energi er en størrelsesorden mindre enn 1 MeV. Den kinetiske energien til partikler - fisjonsprodukter overstiger i mange størrelsesordener energien som frigjøres under enhver handling av en kjemisk reaksjon der sammensetningen av kjernene ikke endres.

Metallisk plutonium finnes i seks faser med tettheter fra 14,7 til 19,8 kg/cm 3 . Ved temperaturer under 119 grader Celsius er det en monoklin alfafase (19,8 kg / cm 3), men slikt plutonium er veldig skjørt, og i den kubiske ansiktssentrerte deltafasen (15,9) er det duktilt og godt bearbeidet (det er dette fase som de prøver å spare med legeringstilsetningsstoffer). Under detonasjonskompresjon kan det ikke være faseoverganger - plutonium er i en kvasi-flytende tilstand. Faseoverganger er farlige i produksjon: når store størrelser deler, selv med en liten endring i tetthet, er det mulig å nå en kritisk tilstand. Selvfølgelig vil dette skje uten en eksplosjon - arbeidsstykket vil ganske enkelt varmes opp, men nikkelbelegg kan tilbakestilles (og plutonium er veldig giftig).

Kritisk forsamling

Fisjonsprodukter er ustabile og bruker lang tid på å "komme til fornuft", og sender ut ulike strålinger (inkludert nøytroner). Nøytroner som sendes ut etter lang tid (opptil titalls sekunder) etter fisjon kalles forsinkede nøytroner, og selv om andelen deres er liten sammenlignet med øyeblikkelige (mindre enn 1%), er rollen de spiller i driften av kjernefysiske installasjoner. det viktigste.

Eksplosive linser skapte en konvergerende bølge. Pålitelighet ble gitt av et par detonatorer i hver blokk.

Fisjonsprodukter under tallrike kollisjoner med omkringliggende atomer gir dem energien, og øker temperaturen. Etter at nøytroner dukker opp i sammenstillingen med spaltbart materiale, kan varmeavgivelseskraften øke eller reduseres, og sammenstillingsparametrene, der antall spaltninger per tidsenhet er konstant, kalles kritiske. Kritiskiteten til sammenstillingen kan opprettholdes både ved et stort og et lite antall nøytroner (ved en tilsvarende høyere eller lavere varmeavgivelseshastighet). Den termiske kraften økes enten ved å pumpe ytterligere nøytroner inn i den kritiske sammenstillingen utenfra, eller ved å gjøre sammenstillingen superkritisk (da tilføres ytterligere nøytroner av flere og flere generasjoner av spaltbare kjerner). For eksempel, hvis det er nødvendig å øke den termiske kraften til reaktoren, bringes den til et slikt regime når hver generasjon av prompte nøytroner er litt mindre tallrike enn den forrige, men på grunn av forsinkede nøytroner passerer reaktoren knapt merkbart kritisk tilstand. Da går den ikke i akselerasjon, men får kraft sakte – slik at veksten kan stoppes til rett tid ved å introdusere nøytronabsorbere (staver som inneholder kadmium eller bor).

Plutoniumsammenstillingen (sfærisk lag i midten) var omgitt av et uran-238-hus og deretter et lag med aluminium.

Fisjonsproduserte nøytroner flyr ofte forbi de omkringliggende kjernene uten å forårsake en ny fisjon. Jo nærmere overflaten av materialet et nøytron er født, jo større sjanse har det for å fly ut av det spaltbare materialet og aldri komme tilbake. Derfor er monteringsskjemaet som sparer det største antallet nøytroner, er en ball: for en gitt materiemasse har den en minimumsoverflate. En ulukket (ensom) kule på 94 % U235 uten hulrom inni blir kritisk ved en masse på 49 kg og en radius på 85 mm. Hvis sammenstillingen av samme uran er en sylinder med lengde lik diameteren, blir den kritisk ved en masse på 52 kg. Overflaten avtar også med økende tetthet. Derfor kan eksplosiv kompresjon, uten å endre mengden av spaltbart materiale, bringe sammenstillingen inn i en kritisk tilstand. Det er denne prosessen som ligger til grunn for den utbredte utformingen av en atomladning.

De første atomladningene brukte polonium og beryllium (sentrum) som nøytronkilder.

ball montering

Men oftest brukes ikke uran, men plutonium-239 i atomvåpen. Det produseres i reaktorer ved å bestråle uran-238 med kraftige nøytronflukser. Plutonium koster omtrent seks ganger mer enn U235, men ved fisjon avgir Pu239-kjernen i gjennomsnitt 2.895 nøytroner - mer enn U235 (2.452). I tillegg er sannsynligheten for fisjon av plutonium høyere. Alt dette fører til det faktum at den ensomme Pu239-kulen blir kritisk med nesten en tredjedel mindre masse enn urankulen, og viktigst av alt, ved en mindre radius, noe som gjør det mulig å redusere dimensjonene til den kritiske sammenstillingen.

Aluminiumlaget ble brukt for å redusere sjeldne bølgen etter detonasjonen av eksplosivet.

Sammenstillingen er laget av to nøye tilpassede halvdeler i form av et sfærisk lag (hul innside); det er åpenbart underkritisk, selv for termiske nøytroner og selv etter å ha vært omgitt av en moderator. En ladning er montert rundt sammenstillingen av svært presist monterte blokker med eksplosiver. For å spare nøytroner er det nødvendig å bevare den edle formen til ballen under eksplosjonen - for dette må det eksplosive laget undergraves samtidig over hele dens ytre overflate, og komprimere enheten jevnt. Det er en utbredt oppfatning at dette krever mye elektriske detonatorer. Men dette var bare ved begynnelsen av "bombingen": for driften av mange dusin detonatorer var det nødvendig med mye energi og en betydelig størrelse på initieringssystemet. I moderne ladninger brukes flere detonatorer valgt med en spesiell teknikk, nære egenskaper, hvorfra svært stabile (når det gjelder detonasjonshastighet) eksplosiver avfyres i spor frest i et polykarbonatlag (hvis formen på en sfærisk overflate er beregnet ved hjelp av Riemann geometrimetoder). En detonasjon med en hastighet på omtrent 8 km/s vil løpe absolutt like avstander langs sporene, nå hullene samtidig og detonere hovedladingen - samtidig på alle de nødvendige punktene.

Figurene viser de første øyeblikkene av livet til ildkulen til en kjernefysisk ladning - strålingsdiffusjon (a), utvidelse av varmt plasma og dannelse av "blemmer" (b) og en økning i strålingskraften i det synlige området når sjokkbølge separeres (c).

Bang innover

En innadrettet eksplosjon komprimerer sammenstillingen med over en million atmosfærers trykk. Overflaten på enheten minker, det indre hulrommet forsvinner nesten i plutonium, tettheten øker, og veldig raskt - på ti mikrosekunder hopper den komprimerbare enheten over den kritiske tilstanden på termiske nøytroner og blir betydelig superkritisk på raske nøytroner.

Etter en periode bestemt av en ubetydelig tid med ubetydelig retardasjon av raske nøytroner, tilfører hver av deres nye, flere generasjoner 202 MeV energi ved fisjon til sammenstillingsmaterialet, som allerede er sprengt av monstrøst trykk. På skalaen til forekommende fenomener er styrken til selv de beste legerte stålene så liten at det aldri faller noen inn å ta det i betraktning når man beregner dynamikken til en eksplosjon. Det eneste som ikke lar sammenstillingen spre seg er treghet: for å utvide plutoniumkulen med bare 1 cm på ti nanosekunder, kreves det å gi stoffet en akselerasjon som er titalls billioner ganger større enn akselerasjonen fritt fall, og det er ikke lett.

Til slutt flyr materien likevel fra hverandre, fisjon stopper, men prosessen slutter ikke der: energien omfordeles mellom de ioniserte fragmentene av de separerte kjernene og andre partikler som slippes ut under fisjon. Deres energi er i størrelsesorden titalls og til og med hundrevis av MeV, men bare elektrisk nøytrale høyenergi-gammakvanta og nøytroner har en sjanse til å unngå interaksjon med materie og "unnslippe". Ladede partikler mister raskt energi ved kollisjoner og ioniseringer. I dette tilfellet sendes det ut stråling - men det er ikke lenger hardt kjernefysisk, men mykere, med en energi som er tre størrelsesordener lavere, men fortsatt mer enn tilstrekkelig til å slå ut elektroner fra atomer - ikke bare fra ytre skall, men generelt sett. alt. Et rot av bare kjerner, elektroner strippet fra dem og stråling med en tetthet på gram per kubikkcentimeter (prøv å forestille deg hvor godt du kan sole deg under lys som har fått tettheten til aluminium!) - alt som for et øyeblikk siden var en ladning - kommer i en slags likevekt. I en veldig ung ildkule etableres en temperatur i størrelsesorden titalls millioner grader.

Brannkule

Det ser ut til at selv myk, men beveger seg med lysets hastighet, bør stråling etterlate langt bak stoffet som ga opphav til det, men dette er ikke tilfelle: i kald luft er rekkevidden av keV-energikvanta centimeter, og det gjør de ikke bevege seg i en rett linje, men endre bevegelsesretningen, utsendes på nytt med hver interaksjon. Quanta ionisere luften, forplante seg i den, som kirsebærjuice helles i et glass vann. Dette fenomenet kalles strålingsdiffusjon.

En ung ildkule av en eksplosjon med en kraft på 100 kt, noen titalls nanosekunder etter fullføringen av fisjonsutbruddet, har en radius på 3 m og en temperatur på nesten 8 millioner kelvin. Men etter 30 mikrosekunder er dens radius 18 m, men temperaturen synker under en million grader. Ballen sluker plass, og den ioniserte luften bak fronten beveger seg nesten ikke: stråling kan ikke overføre et betydelig momentum til den under diffusjon. Men den pumper enorm energi inn i denne luften, varmer den opp, og når strålingsenergien tørker opp, begynner ballen å vokse på grunn av utvidelsen av varmt plasma, og sprenger fra innsiden med det som pleide å være en ladning. Ved å utvide seg, som en oppblåst boble, blir plasmaskallet tynnere. I motsetning til en boble blåser selvfølgelig ingenting opp: det er nesten ikke noe stoff igjen på innsiden, alt flyr fra sentrum av treghet, men 30 mikrosekunder etter eksplosjonen er hastigheten på denne flyturen mer enn 100 km/s , og det hydrodynamiske trykket i stoffet - mer enn 150 000 atm! Skallet er ikke skjebnebestemt til å bli for tynt, det sprekker og danner "blemmer".

I et vakuumnøytronrør, mellom et tritiummettet mål (katode) 1 og en anodeenhet 2, påføres en pulserende spenning på hundre kilovolt. Når spenningen er maksimal, er det nødvendig at deuteriumioner vises mellom anoden og katoden, som må akselereres. Til dette brukes en ionekilde. En tenningspuls påføres dens anode 3, og utladningen, som passerer over overflaten av keramikk 4 mettet med deuterium, danner deuteriumioner. Akselererende bombarderer de et mål mettet med tritium, som et resultat av at en energi på 17,6 MeV frigjøres og nøytroner og helium-4-kjerner dannes. I partikkelsammensetning og til og med i energiutbytte er denne reaksjonen identisk med fusjon, prosessen med fusjon av lette kjerner. På 1950-tallet trodde mange det, men senere viste det seg at det skjer et "sammenbrudd" i røret: enten et proton eller et nøytron (hvorav deuteriumionet akselereres av et elektrisk felt) "sett seg fast" i målkjernen (tritium). Hvis et proton myrer ned, bryter nøytronet av og blir fritt.

Hvilken av mekanismene for å overføre energien til en ildkule til miljøet som råder, avhenger av eksplosjonens kraft: hvis den er stor, spiller strålingsdiffusjon hovedrollen, hvis den er liten, utvidelse av plasmaboblen. Det er klart at et mellomtilfelle også er mulig når begge mekanismene er effektive.

Prosessen fanger opp nye luftlag, det er ikke lenger nok energi til å fjerne alle elektronene fra atomene. Energien til det ioniserte laget og fragmenter av plasmaboblen tørker opp, de er ikke lenger i stand til å flytte en enorm masse foran seg og redusere hastigheten merkbart. Men det som var luft før eksplosjonen beveger seg, bryter bort fra ballen, absorberer flere og flere lag med kald luft ... Dannelsen av en sjokkbølge begynner.

Sjokkbølge og atomsopp

Når sjokkbølgen skilles fra ildkulen, endres egenskapene til det emitterende laget og strålingskraften i den optiske delen av spekteret øker kraftig (det såkalte første maksimum). Videre konkurrerer prosessene med luminescens og endringer i gjennomsiktigheten til den omgivende luften, noe som fører til realiseringen av det andre maksimumet, som er mindre kraftig, men mye lengre - så mye at utgangen av lysenergi er større enn i første maksimum.

I nærheten av eksplosjonen fordamper alt rundt, bort - det smelter, men enda lenger, der varmestrømmen allerede er utilstrekkelig for smelting faste stoffer, jord, steiner, hus flyter som en væske, under et monstrøst trykk av gass, ødelegger alle styrkebindinger, glødende til en uutholdelig utstråling for øynene.

Til slutt beveger sjokkbølgen seg langt fra eksplosjonspunktet, hvor det gjenstår en løs og svekket, men utvidet mange ganger over sky av kondenserte damper som ble til det minste og svært radioaktive støvet av det som var ladningens plasma, og hva viste seg å være i nærheten av den forferdelige timen til et sted man burde holde seg så langt unna som mulig. Skyen begynner å stige. Den kjøler seg ned, endrer farge, "tar på" en hvit hette med kondensert fuktighet, etterfulgt av støv fra jordoverflaten, og danner et "ben" av det som vanligvis kalles en "atomsopp".

nøytroninitiering

Oppmerksomme lesere kan med en blyant i hånden anslå energifrigjøringen under eksplosjonen. Når enheten er i superkritisk tilstand av størrelsesorden mikrosekunder, er nøytronenes alder i størrelsesorden picosekunder og multiplikasjonsfaktoren er mindre enn 2, omtrent en gigajoule energi frigjøres, som tilsvarer .. 250 kg TNT. Og hvor er kilo- og megatonnene?

Nøytroner - sakte og raske

I et ikke-spaltbart stoff, som "spretter av" kjerner, overfører nøytroner deler av energien sin til dem, jo større, jo lettere (nærmere i masse) er kjernene. Enn i mer kollisjoner involverte nøytroner, jo mer de bremser ned, og til slutt kommer de i termisk likevekt med det omkringliggende stoffet - de termaliserer (dette tar millisekunder). Hastigheten til termiske nøytroner er 2200 m/s (energi 0,025 eV). Nøytroner kan flykte fra moderatoren, fanges opp av kjernene, men med nedgang øker deres evne til å gå inn i kjernefysiske reaksjoner betydelig, så nøytroner som ikke er "tapt" mer enn kompenserer for nedgangen i antall.
Så hvis en ball med spaltbart stoff er omgitt av en moderator, vil mange nøytroner forlate moderatoren eller bli absorbert i den, men det vil også være de som vil returnere til ballen ("reflektere") og, etter å ha mistet energien, er mye mer sannsynlig å forårsake fisjonshandlinger. Hvis ballen er omgitt av et lag beryllium med en tykkelse på 25 mm, kan 20 kg U235 spares og fortsatt nå den kritiske tilstanden til sammenstillingen. Men slike besparelser betales over tid: hver påfølgende generasjon av nøytroner, før de forårsaker fisjon, må først bremse. Denne forsinkelsen reduserer antall generasjoner av nøytroner som produseres per tidsenhet, noe som betyr at energifrigjøringen er forsinket. Jo mindre spaltbart materiale i sammenstillingen, desto mer moderator kreves for utviklingen av en kjedereaksjon, og fisjon fortsetter med stadig lavere energinøytroner. I det begrensende tilfellet, når kritikalitet bare oppnås på termiske nøytroner, for eksempel i en løsning av uransalter i en god moderator - vann, er massen av samlingene hundrevis av gram, men løsningen koker ganske enkelt med jevne mellomrom. De nye dampboblene reduseres gjennomsnittlig tetthet spaltbart stoff, stopper kjedereaksjonen, og når boblene forlater væsken, gjentas fisjonsflashen (hvis karet er tilstoppet, vil dampen bryte det - men dette vil være en termisk eksplosjon, blottet for alle typiske "kjernefysiske" tegn ).

Faktum er at kjeden av fisjon i en sammenstilling ikke begynner med et enkelt nøytron: i løpet av det nødvendige mikrosekundet injiseres millioner av dem inn i den superkritiske sammenstillingen. I de første kjernefysiske ladningene ble isotopkilder brukt til dette, plassert i et hulrom inne i plutoniumsammenstillingen: polonium-210 kombinert med beryllium i kompresjonsøyeblikket og forårsaket nøytronutslipp med dets alfapartikler. Men alle isotopkilder er ganske svake (mindre enn en million nøytroner per mikrosekund ble generert i det første amerikanske produktet), og polonium er allerede svært forgjengelig - på bare 138 dager reduserer det aktiviteten med det halve. Derfor har isotoper blitt erstattet av mindre farlige (stråler ikke når de ikke er slått på), og viktigst av alt, mer intenst utstrålende nøytronrør (se sidefelt): hundrevis av millioner nøytroner blir født på noen få mikrosekunder (varigheten av pulsen som dannes ved røret). Men hvis det ikke fungerer eller ikke fungerer til rett tid, vil den såkalte popen, eller "zilch" oppstå - en termisk eksplosjon med lav effekt.

Nøytroninitiering øker ikke bare energifrigjøringen av en atomeksplosjon med mange størrelsesordener, men gjør det også mulig å regulere den! Det er klart at etter å ha mottatt et kampoppdrag, i hvis formulering kraften til et atomangrep nødvendigvis er indikert, er det ingen som demonterer ladningen for å utstyre den med en plutoniumenhet som er optimal for en gitt makt. I ammunisjon med en byttebar TNT-ekvivalent er det nok å bare endre forsyningsspenningen til nøytronrøret. Følgelig vil nøytronutbyttet og energifrigjøringen endres (selvfølgelig, når strømmen reduseres på denne måten, går mye dyrt plutonium bort).

Men de begynte å tenke på behovet for å regulere energifrigjøringen mye senere, og i de første etterkrigsårene kunne det ikke være snakk om å redusere kraften. Kraftigere, kraftigere og kraftigere! Men det viste seg at det er kjernefysiske og hydrodynamiske begrensninger på de tillatte dimensjonene til den subkritiske sfæren. TNT-ekvivalenten til en eksplosjon på hundre kilotonn er nær den fysiske grensen for enfase ammunisjon, der det kun skjer fisjon. Som et resultat ble fisjon som den viktigste energikilden forlatt, og de stolte på reaksjoner fra en annen klasse - fusjon.