Принцип действия термоядерного синтеза

Человечество прилично преуспело в изобретении различного вида смертоносного оружия. Этот прискорбный факт заставляет усомниться в радужном будущем пребывании нашего вида на Земле. Всю мощь интеллектуального и технологического развития верхушка правления направляла на кровавые рельсы. Венцом такой сомнительной деятельности стала водородная бомба. Взрыв, прогремевший в 1961 году над полигоном «Новая земля», остается самым масштабным разрушающим действием, которое выдела наша планета. Мощность заряда, приведенного в действие, превысила всю взрывчатку, которая использовалась во Второй мировой войне, включая две атомные бомбы, сброшенные на Японию. Разрушающий эффект такого изобретения просто не поддается никакому описанию и здравому смыслу. Уже тогда стало понятно, что любой военный конфликт с использованием подобного оружия, сотрет человечество с лица Земли.

История создания водородной бомбы

Ядерная гонка вооружений началась еще до Второй мировой войны. Лучшие физики трудились над атомной бомбой по разные стороны океана. Казалось, что это самое мощное оружие, которое сможет придумать человек. Однако разведка различных стран докладывала о параллельной работе американских ученых над еще более мощным термоядерным зарядом. Некоторые уважаемые физики не считали возможным такую реакцию, что ставило под сомнение правдивость информации. Еще не успело человечество прийти в себя от взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки, как ученые взялись за новые эксперименты. Теперь было решено использовать реакции, которые наблюдаются на Солнце и других звездах. Именно небесные светила невольно подали идею водородной бомбы.

Еще в 1941 году Энрико Ферми выдвинул идею термоядерного синтеза, катализатором которого должен был стать атомный заряд.  В самом начале Манхэттенского проекта Ферми поделился своими соображениями с коллегой Эдвардом Теллером, которого заинтересовала такая идея. Теллер посвятил приличное количество своего времени на обдумывание замысла Ферми. Чуть позже команда Эдварда Теллера стала предлагать практические идеи реализации термоядерного синтеза. Некий Станислав Улам выработал основные принципы, предложив разместить отдельно термоядерный заряд и атомный заряд-катализатор, при этом сжимая термоядерное топливо до начала его нагрева. Такие умозаключения позволили приступить к практическим исследованиям. Известно, что ученые в Германии также плотно занимались возможностью подобных зарядов, но, к счастью, прикладных успехов они не достигли.

Начало 50-х годов охарактеризовалось динамичными успехами с водородным зарядом у американских и советских ученых. США запустила программу «OperationGreenhouse», которая вплотную занялась наработками Теллера и Улама.  Уже в 1952 году американцы провели первое испытание термоядерной реакции. Однако устройство заняло двухэтажное строение, что очень удаленно навевало практическое применение. Исследователи бросили весь свой интеллектуальный запал на уменьшение габаритов и веса водородного заряда. Уже в 70-х годах американские баллистические ракеты могли нести более 10 термоядерных боеголовок одновременно.

Отстав на старте разработки водородной бомбы, СССР довольно быстро догнал соперника. Заслуга в такой прыти принадлежит выдающемуся физику Андрею Сахарову. Еще в 1949 году он спроектировал первое советское термоядерное устройство, которое получило название «Слойка». Сахаров предложил принципиально новую концепцию реализации термоядерной реакции, которая в корне отличалась от раздельной схемы Теллера-Улама. Физик разработал схему чередования расщепляющегося материала со слоями топлива-зачинщика реакции. В 1953 году «Слойка» была испытана. Мощность взрыва достигла 400 килотонн, однако показатель КПД откровенно хромал, колеблясь в районе 20%. В 1953 году группа советских ученых, которая включала Сахарова, Зельдовича, Трутнева и других сильных физиков, разработала идею использования рентгеновского излучения для сжатия дейтерида лития перед синтезом. Эта концепция позволила в 1955 году добиться мощности взрыва в 1,6 мегатонн, открыв безграничные просторы для наращивания силы заряды. Через 6 лет была взорвана «Царь-бомба», которая остается самым мощным оружием, испытанным человечеством.

Принцип действия водородной бомбы

vodorbombaShema

Основой термоядерного взрыва является энергия, которая выделяется при реакции термоядерного синтеза легких ядер. Подобные реакции происходят на солнце и других небесных светилах. Критические температуры и колоссальное давление приводят к столкновению ядер водорода, при котором образуются тяжелые ядра гелия. Некоторая часть массы ядра водорода переходит в энергию. Подобные реакции и провоцируют постоянное выделение энергии у звезд. Ученые положили в основу такой реакции изотопы водорода, что и дало название будущей бомбе. Именно на дейтерий и тритий положились основные задачи термоядерной реакции. Чуть позже основой водородной бомбы стало соединение дейтерия и изотопа лития, которое получило название дейтерид лития-6. Этот элемент стал термоядерным горючим, имея в своем составе главные ингредиенты требуемой реакции. Изотоп лития служит исходным материалом для получения трития, вследствие воздействия высокой температуры и давления.

Оболочка несущего контейнера состоит из пластика и урана-238. В ее пределах располагается ядерный заряд – катализатор реакции водородной бомбы. Во время взрыва этого заряда возникает громадное рентгеновское излучение, которое превращает оболочку в плазму. Происходит сжатие, измеримое в тысячном эквиваленте, которое и создает необходимые первичные условия для начала термоядерной реакции. Ядра образовавшегося трития взаимодействуют с дейтерием, вызывая термоядерный взрыв. Возможность использования нескольких слоев урана-238 и дейтерида лития-6, делают границы мощности заряда неосязаемыми.

Возможные последствия

Многие ученые, разрабатывая ядерную и водородную бомбы, преследовали довольно гуманные цели. Они полагали, что такое мощное оружие положит конец войнам и восстановит мирное существование на Земле. Ядерные арсеналы действительно дают возможность регулировать геополитическую обстановку в мире. Однако высока опасность попадания подобной силы в «неправильные» руки, что может стать причиной глобальной катастрофы человечества. Каждый из жителей планеты должен всем сердцем желать, чтобы никогда наше небо не озарила вспышка от ядерной или водородной бомбы.

Дайте свою оценку данной статье


Поделитесь этой статьей со своими друзьями

Оставьте свой отзыв

Вы должны Войти, чтобы оставлять отзывы. Вы также можете войти через соцсеть: