Термоядерное оружие
-
Конструкция термоядерного оружия
- Термоядерное оружие использует реакции ядерного синтеза для создания большей разрушительной силы.
- Состоит из первичной ступени ядерного деления и вторичной ступени ядерного синтеза.
- Первичная ступень использует уран-235 или плутоний-239, вторичная — дейтерид лития.
-
Процесс взрыва
- Первичная ступень деления взрывается, создавая тепловое рентгеновское излучение.
- Рентгеновские лучи заполняют пустоту между первичной и вторичной ступенями.
- Вторичная ступень взрывается под действием рентгеновского излучения, вызывая цепную реакцию ядерного деления.
-
Термоядерные реакции
- Цепная реакция нагревает термоядерное топливо до 300 миллионов Кельвинов.
- Вторичная ступень испускает свободные нейтроны, обеспечивая тритиевый компонент.
- Уплотнитель вторичной обмотки служит тепловым барьером.
-
Двухступенчатое оружие
- Устройство из урана, обогащенного урана или плутония улавливает быстрые термоядерные нейтроны.
- Радиационный корпус также подвергается делению, увеличивая общую мощность.
-
История и развитие
- Первое полномасштабное термоядерное испытание проведено США в 1952 году.
- Конструкция современного термоядерного оружия известна как конфигурация Теллера-Улама.
-
История и разработка ядерного оружия
- Термоядерная бомба «Царь-бомба» была самой мощной бомбой, когда-либо взорванной.
- Термоядерное оружие представляет собой наиболее эффективную конструкцию для получения энергии в оружии мощностью более 50 килотонн.
- Практически все ядерные боеприпасы такого размера, развернутые пятью государствами, являются термоядерным оружием.
-
Принцип Теллера-Улама
- Основной принцип конфигурации Теллера-Улама заключается в поэтапном соединении частей термоядерного оружия.
- Первичная секция состоит из ядерной бомбы имплозионного типа, вторичная секция — из термоядерного топлива.
- Энергия первичной обмотки сжимает вторичную обмотку, вызывая ядерный синтез.
- Теоретически, можно создать термоядерное оружие сколь угодно высокой мощности.
-
Осведомленность общественности
- Подробные сведения о ядерном оружии засекречены в большинстве промышленно развитых стран.
- В США такие знания классифицируются как «Данные ограниченного доступа».
- Официальная политика Министерства энергетики США заключается в сокрытии утечек информации.
- Большинство публичных описаний деталей конструкции основаны на предположениях и обратном проектировании.
-
Уровень осведомленности
- Уровень осведомленности общественности о проекте Теллера-Улама сформировался на основе нескольких инцидентов.
- Основной принцип включает первичную и вторичную стадии, а также радиационный корпус.
- Внешняя сторона радиационного корпуса является единственным общедоступным визуальным свидетельством конфигурации бомбы.
-
Конструкция термоядерной бомбы
- Основная часть бомбы — ядерная бомба с делением методом имплозии.
- Термоядерное топливо (дейтерий:тритий) используется для повышения эффективности.
- Ядро из 239Pu или 235U сжимается взрывчатыми веществами, инициируя цепную реакцию.
-
Вторичный реактор
- Вторичный реактор состоит из термоядерного топлива и других компонентов.
- Термоядерное топливо (дейтерид лития) бомбардируется нейтронами, производя тритий и дейтерий.
- Внутри слоя топлива находится «свеча зажигания» из 239Pu или 235U.
-
Промежуточный этап
- Промежуточный этап регулирует передачу энергии от первичной обмотки к вторичной.
- Включает отражатели, нейтронные пушки и поляризаторы.
- В Ivy Mike использовалось золото для усиления эффекта абсолютно черного тела.
-
Передача энергии
- Энергия передается с помощью рентгеновских и гамма-лучей.
- Рентгеновские лучи создают давление, сжимающее вторичную обмотку.
- Существуют три теории: радиационное давление, давление пенной плазмы и удаление тампером/толкателем.
-
Радиационное давление
- Радиационное давление может быть достаточным для сжатия вторичной обмотки.
- Давление излучения при экстремальной интенсивности огромно.
-
Давление пенной плазмы
- Пена превращается в горячую плазму, давящую на тампер вторичного источника.
- Топливо из дейтерида лития сжимается и нагревается до термоядерных температур.
-
Термоядерная реакция и деление
- Термоядерная реакция между тритием и дейтерием высвобождает нейтроны и энергию.
- Нейтроны облучают взрыватель из 238U, вызывая деление, обеспечивающее половину энергии.
- Термоядерный синтез относительно «чист», деление выделяет радиоактивные продукты.
-
Нейтронная бомба
- Водородная бомба с тонкой оболочкой для высвобождения быстрых нейтронов.
- Первичная бомба запускает деление, вторичная — термоядерный синтез.
- Пенополистирол превращается в плазму, плутониевая свеча зажигания расщепляется.
-
Критика и абляция
- Давление вспененной плазмы не эффективно, пеноматериалы плохо поглощают гамма-излучение.
- Абляция с помощью тамперного толкателя: внешние слои нагреваются и расширяются, выталкивая вторичную обмотку.
- Скорость расширения газа-толкателя составляет 290-410 км/с, скорость взрыва — 400-570 км/с.
-
Сравнение механизмов имплозии
- Давление абляции превышает давление плазмы и излучения.
- Пенопластовые материалы замедляют абляцию, распределяя энергию.
-
Варианты дизайна
- Использование 235U для увеличения мощности.
- Дополнительные внутренние структуры для защиты вторичной обмотки.
- Внутренняя часть корпуса может быть обработана для отражения рентгеновских лучей.
-
Испытания и терминология
- В США испытана только одна трехступенчатая бомба.
- Расщепление последнего слоя урана не считается «стадией».
-
Разработка и конструкция термоядерных бомб
- В 1941 году Энрико Ферми предложил идею термоядерной бомбы Эдварду Теллеру.
- Теллер и Станислав Улам разработали концепцию, включающую сжатие термоядерного топлива и использование первичного компонента для сжатия вторичного.
- В 1951 году была продемонстрирована основная концепция в малом масштабе.
- В 1952 году была испытана конфигурация Теллера-Улама на атолле Эневеток с мощностью 10,4 Мт.
-
Советский Союз и термоядерные бомбы
- Первый советский термоядерный реактор «Слоика» был разработан в 1949 году.
- Конструкция «Слоика» не обладала масштабируемостью и не позволяла создавать многомегатонные бомбы.
- Первое испытание «Слоика» было проведено в 1953 году с мощностью 400 кт.
-
Современные разработки
- В 1999 году была создана боеголовка W88 с мощностью до 475 килотонн.
- Боеголовка W88 имеет яйцевидную первичную оболочку, что позволяет уменьшить размер и улучшить летные характеристики.
- Современные боеголовки могут быть размещены на небольших ракетах с дистанционным управлением.
-
История создания термоядерной бомбы
- В 1948 году Гинзбург предложил использовать дейтерид лития для создания трития и дейтерия.
- В 1953 году Давиденко совершил первый прорыв в организации реакций.
- В 1954 году Сахаров и Зельдович открыли радиационную имплозию.
- В 1955 году СССР испытал «РДС-37» с выходом 1,6 млн тонн.
- В 1961 году СССР взорвал «Царь-бомбу», самое крупное ядерное оружие.
-
Великобритания
- В 1954 году начались работы по созданию британской термоядерной бомбы.
- В 1957 году проведены испытания грейфера, но мощность была ниже американской и советской.
- В 1958 году Великобритания испытала бомбу мощностью 3 Мт, что привело к обмену ядерными разработками с США.
-
Китай
- В 1967 году Китай взорвал первую термоядерную бомбу мощностью 3,31 Мт.
- Китай получил техническую помощь от СССР, но позже прекратил сотрудничество.
-
Франция
- В 1968 году Франция испытала «Канопус» мощностью 2,6 Мт.
- Франция провела более 190 ядерных испытаний до 1996 года.
- В 2015 году Франция подтвердила наличие около 300 боеголовок.
-
Индия
- В 1998 году Индия заявила о взрыве термоядерной бомбы мощностью 45 кт.
- Результаты испытаний остаются предметом споров среди ученых.
-
Израиль
- Утверждается, что Израиль обладает термоядерным оружием, но неизвестно, испытывал ли он его.
-
Консультации Теллера для Израиля
- Эдвард Теллер консультировал Израиль по ядерным вопросам в течение 20 лет.
- В 1964-1967 годах Теллер совершил шесть визитов в Израиль, читая лекции в Тель-Авивском университете.
- В 1976 году Карл Дакетт из ЦРУ подтвердил ядерный потенциал Израиля.
- В 1990-х годах Теллер подтвердил, что Израиль обладает ядерным оружием.
-
Испытания Северной Кореи
- Северная Корея заявила об испытании водородной бомбы в 2016 году.
- В 2017 году Северная Корея провела второе испытание, которое, по данным США, было мощнее первого.
- США и другие страны продолжают обсуждать мощность и детали испытаний.
-
Разработка Теллера-Улама
- Разработка Теллера-Улама долгое время была секретной.
- Министерство энергетики США рассекретило некоторые детали, но не все.
- Говард Морланд опубликовал книгу о конструкции Теллера-Улама, что вызвало цензуру со стороны Министерства энергетики.
-
Другие ядерные инциденты
- В 1958 году ядерная бомба Mark 15 была потеряна у побережья острова Тайби.
- В 1966 году произошло столкновение B-52G и KC-135, что привело к рассеянию плутония.
-
Крушение самолета B-52G
- 21 января 1968 года самолет B-52G с четырьмя термоядерными бомбами B28FI разбился на льду залива Северная Звезда в Гренландии.
- Пожар вызвал обширное радиоактивное заражение.
- Персоналу не удалось собрать все обломки трех бомб, одна бомба не была извлечена.
-
Основные принципы ядерного оружия
- «Основные принципы поэтапной радиационной имплозии (Теллер–Улам)» из книги Кэри Саблетта NuclearWeaponArchive.org.
- «Гидродинамика вещества, энергии и излучения» из книги Кэри Саблетта «Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию».
- «Разработка и конструирование ядерного оружия» из книги Кэри Саблетта «Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию».
- «Элементы конструкции термоядерного оружия» из книги Кэри Саблетта «Часто задаваемые вопросы по ядерному оружию».
-
История ядерного оружия
- PBS: «Гонка за супербомбой»: Интервью и стенограммы, опубликованные 11 марта 2017 года в The Wayback Machine.
- Говард Морланд о том, как он открыл «секрет водородной бомбы».
- Передовой выпуск за ноябрь 1979 года – «Секрет водородной бомбы: как мы его получили, почему мы рассказываем».
- Аннотированная библиография по водородной бомбе из электронной библиотеки Alsos.
- Саутгемптонский университет, Маунтбеттенский центр международных исследований, Рабочий документ по ядерной истории №5.
- Документальный фильм Питера Курана «Тринити и за его пределами», снятый 9 декабря 2018 года в архиве the Wayback Machine.
- YouTube-плейлист с рассекреченными результатами испытаний ядерного взрыва, полученными путем преобразования сканов пленки в цифровую форму в Ливерморской лаборатории Лоуренса.