Vesiniku pomm (vesinikupomm, HB, WB) on massihävitusrelv, millel on uskumatu hävitav jõud (selle võimsust hindavad megatonid TNT ekvivalendis). Pommi ja struktuuri skeemi toimimise põhimõte põhineb vesiniku tuumade termotuumasünteesi energia kasutamisel. Plahvatuse ajal toimuvad protsessid sarnanevad tähtedele (kaasa arvatud Päike). Esimene WB katse, mis sobib transportimiseks pikematel vahemaadel (A.Shharovi projekt), toimus Nõukogude Liidus Semipalatinski lähedal.
Termo-tuuma reaktsioon
Päike sisaldab tohutuid vesiniku varusid, mis on pidevalt mõjutatud ultraigh rõhust ja temperatuurist (umbes 15 miljonit Kelvini). Sellisel äärmisel tihedusel ja plasmatemperatuuril põrkuvad vesinikuaatomite tuumad juhuslikult üksteisega kokku. Kokkupõrgete tulemus on tuumasüntees ja selle tulemusena raskema elemendi - heeliumi - tuumade moodustumine. Seda tüüpi reaktsioone nimetatakse termotuumasünteesiks, mida iseloomustab tohutu energiakoguse vabastamine.
Füüsika seadused selgitavad energia vabanemist termotuumareaktsiooni ajal järgmiselt: raskemate elementide moodustumisse kaasatud kerge tuumade massi osa jääb kasutamata ja muutub tohututes kogustes puhtaks energiaks. Seetõttu kaotab meie taevakeha umbes 4 miljonit tonni ainet sekundis, vabastades samas pideva energia voolu kosmosesse.
Vesiniku isotoopid
Kõigi olemasolevate aatomite lihtsaim on vesinikuaatom. See koosneb ainult ühest prootonist, mis moodustab tuuma ja ainsa elektroni, mis selle ümber pöörleb. Vee (H2O) teaduslike uuringute tulemusel leiti, et selles on väikese koguse nn rasket vett. See sisaldab „raskeid” vesiniku (2H või deuteeriumi) isotoope, mille tuumad sisaldavad lisaks ühele prootonile ka ühte neutronit (protoonile massist lähedane, kuid tasuta).
Teadus teab ka tritiumit, kolmandat vesiniku isotoopi, mille tuum sisaldab 1 protooni ja 2 neutronit korraga. Tritiumile on iseloomulik ebastabiilsus ja pidev spontaanne lagunemine koos energia (kiirguse) vabanemisega, mille tulemusena moodustub heeliumi isotoop. Tritiumijäljed leiduvad Maa atmosfääri ülemistes kihtides: kosmiliste kiirte mõjul toimub õhu moodustavate gaaside molekulide sarnane muutus. Tritiumide saamine on võimalik ka tuumareaktoris, kiirendades liitium-6 isotoopi võimsa neutronivooga.
Vesiniku pommi arendamine ja esimesed testid
Põhjaliku teoreetilise analüüsi tulemusena jõudsid NSV Liidu ja USA spetsialistid järeldusele, et deuteeriumi ja triitiumi segu lihtsustab termotuumasünteesi reaktsiooni alustamist. Sellest teadmisest lähtudes hakkasid Ameerika Ühendriikide teadlased eelmise sajandi 50ndatel aastatel looma vesiniku pommi. Ja 1951. aasta kevadel viidi läbi Enyvetoki saidil (Atoll Vaikse ookeani piirkonnas) testkatse, kuid seejärel saavutati ainult osaline termotuumasüntees.
Veidi üle aasta möödas ja 1952. aasta novembris viidi läbi teine test vesinikupommiga, mille võimsus oli umbes 10 Mt TNT-s. Kuid seda plahvatust ei saa nimetada termotuumapommi plahvatuseks tänapäeva mõttes: tegelikult oli seade suur konteiner (kolmekorruselise maja suurus), mis oli täidetud vedela deuteeriumiga.
Ka Venemaal tegid nad aatomirelvade parandamise ja A.D. Sahharovi testiti Semipalatinski katsekohas 12. augustil 1953. RDS-6 (seda tüüpi massihävitusrelvi nimetati Sahharovi „puffiks”, kuna selle skeem näitas, et laengu initsiaatorit ümbritsevate deuteeriumkihtide järjestikune kasutuselevõtt) oli võimsus 10 Mt. Erinevalt Ameerika „kolmekorruselisest hoonest” oli Nõukogude pomm kompaktne ja seda võis kohe anda vaenlase territooriumi rünnaku asukohale strateegilisel pommitajal.
Pärast seda, kui väljakutse vastu võeti, lasi Ameerika Ühendriigid 1954. aasta märtsis Bikini atollis (Vaikse ookeani) testimisplatsil plahvatada võimsam õhupomm (15 Mt). Katse oli suure radioaktiivsete ainete atmosfääri vabanemise põhjuseks, millest mõned langesid sadade kilomeetrite kaugusel sademete epitsentrist. Jaapani laev "Happy Dragon" ja Rogelapi saarele paigaldatud seadmed salvestasid kiirguse järsu tõusu.
Kuna vesiniku pommi plahvatuse käigus tekkivate protsesside tulemusena moodustub stabiilne, ohutu heelium, eeldati, et radioaktiivsed heitkogused ei tohi ületada termo-tuumasünteesi aatomdetonaatori saastumist. Kuid tegeliku radioaktiivse sademe arvutused ja mõõtmised varieerusid suuresti nii koguses kui ka koostises. Seetõttu otsustas USA juhtkond ajutiselt peatada selle relva disaini kuni täieliku uurimiseni selle mõju kohta keskkonnale ja inimesele.
Video: testid NSVLis
Tsaaripomm - NSV Liidu termotuuma pomm
Vesinikupommide ahela rasvapunkt määrati NSVLi poolt, kui 30. oktoobril 1961 viidi läbi Novaya Zemlya 50-megatoni (suurim ajaloos) tsaaripommi test - uurimisgrupi AD pikaajalise töö tulemus. Sahharov. Plahvatus ähvardas 4 kilomeetri kõrgusel ja löögilaine registreeriti kolm korda üle kogu maailma. Hoolimata asjaolust, et test ei avastanud mingeid tõrkeid, ei jõudnud pomm kunagi teenistusse. Kuid väga tõsiasi, et Nõukogude Liidu relvad on valduses, on teinud kogu maailmale kustumatu mulje, samas kui Ameerika Ühendriikides on nad lõpetanud tuumaarsenali tonnaaži. Venemaal otsustasid nad omakorda loobuda sõjaväeotsade sissetoomisest, mille eest võetavad vesinikulud.
Vesiniku pommi põhimõte
Vesiniku pomm on kõige keerulisem tehniline seade, mille plahvatus nõuab mitmete protsesside järjestikust voolu.
Esiteks on WB (miniatuurne aatomipomm) kesta sees initsiaatori laengu detonatsioon, mille tulemuseks on võimas neutronite väljutamine ja kõrge temperatuuri loomine, mis on vajalik termotuumasünteesi alustamiseks põhilaengus. Alustatakse massiivse liitium-deuteriidvooderdise neutronpommitamist (mis saadakse deuteeriumi liitmisel liitium-6 isotoopiga).
Neutronite toimel jaguneb liitium-6 tritiumiks ja heeliumiks. Aatom sulavkaitse saab käesoleval juhul materjalide allikaks, mis on vajalik termotuumasünteesi tekkimiseks plahvatavas pommis.
Triitiumi ja deuteeriumi segu käivitab termotuumasünteesi, mille tulemusena pommis kiiresti temperatuur tõuseb ning protsessis osaleb üha rohkem vesinikku.
Vesiniku pommi toimimise põhimõte eeldab nende protsesside ülikiiret voolu (sellele aitab kaasa laadimisseade ja põhielementide paigutus), mis vaatlejale otsekohe näevad.
Superbomb: jagunemine, süntees, jagunemine
Eespool kirjeldatud protsesside järjestus lõpeb pärast triitiumiga deuteeriumreaktsiooni algust. Lisaks otsustati kasutada tuumalõhustumist, mitte raskemate sünteesi. Pärast triitiumi ja deuteeriumi tuumade sulandumist vabaneb vaba helium ja kiire neutronid, millel on piisavalt energiat uraani-238 lõhustumise alustamiseks. Kiire neutronid võivad jagada aatomid superbombi uraani kestast. Ühe tonni uraani jagamine tekitab energiat suurusjärgus 18 mt. Sel juhul kulutatakse energiat mitte ainult lööklaine loomiseks ja tohutu hulga soojuse vabastamiseks. Iga uraani aatom langeb kahte radioaktiivsesse "fragmenti". Moodustab terve keemilise elemendi (kuni 36) ja umbes kakssada radioaktiivset isotoopi "kimp". Sel põhjusel tekib arvukalt radioaktiivseid sademeid, mis registreeritakse sadade kilomeetrite kaugusel plahvatuse epitsentrist.
Pärast „raudse eesriide” langemist sai teada, et NSVL kavatseb arendada „pommi kuninga” võimsusega 100 miljonit tonni. Tulenevalt asjaolust, et sel ajal ei olnud sellist massiivset tasu kandvat õhusõidukit, loobuti ideest 50-meetrise pommi kasuks.
Vesiniku pommiplahvatuse tagajärjed
Shock-laine
Vesiniku pommiplahvatusega kaasneb ulatuslik hävitamine ja tagajärjed ning esmane (otsene, otsene) mõju on kolmekordne. Kõigist otsestest mõjudest on kõige ilmsem ultra-kõrge intensiivsusega lööklaine. Selle hävitav võime väheneb koos plahvatuse epitsentrist kaugusega ja sõltub ka pommi võimust ja kõrgusest, millega laeng detoneerib.
Soojusefekt
Plahvatuse soojuse mõju sõltub samadest teguritest nagu lööklaine võimsus. Kuid neile lisatakse veel üks - õhumasside läbipaistvuse aste. Udu või isegi väike hägusus vähendab oluliselt kahjustuse raadiust, kus soojuse välk võib põhjustada tõsiseid põletusi ja nägemise kaotust. Vesiniku pommiplahvatus (üle 20 Mt) tekitab uskumatu koguse soojusenergiat, mis on piisav, et sulatada betooni 5 km kaugusel, aurustada vesi peaaegu kogu väikese järve veest 10 km kaugusel, hävitada vaenlase vaenlase tööjõud, seadmed ja hooned samal kaugusel . Keskele on moodustatud lehtri läbimõõduga 1-2 km ja sügavusega 50 m, mis on kaetud paksuga klaasmassiga (mitu meetrit suure liivasisaldusega kivimid sulavad peaaegu koheselt, muutudes klaasiks).
Vastavalt tegelike testide käigus saadud arvutustele saavad inimesed 50% -lise võimaluse elada, kui nad:
- Nad asuvad betoonist varjupaigas (maa all), 8 km kaugusel plahvatuse epitsentrist (EV);
- Asub elamutes 15 km kaugusel EV-st;
- Need asuvad avatud alal, mis on EV-st kaugemal kui 20 km kaugusel, halva nähtavusega („puhtaks” atmosfääri jaoks on minimaalne kaugus antud juhul 25 km).
Kaugusega EV-st suureneb tõenäosus elada inimestel, kes satuvad avatud alasse, järsult. Seega on see 32 km kaugusel 90-95%. 40–45 km raadius on plahvatuse esmane mõju piir.
Fireball
Teine vesiniku pommiplahvatuse ilmselge mõju on isemajandavad tulirelvad (orkaanid), mis on moodustatud tulekahju põletava materjali tohutute masside tõttu. Kuid sellest hoolimata on plahvatuse mõju kõige ohtlikumaks keskkonnaks kümnete kilomeetrite ümbritsev keskkonna kiirgusreostus.
Fallout
Pärast plahvatust ilmunud tulekera täidetakse kiiresti suurte radioaktiivsete osakestega (raskete tuumade lagunemissaadused). Osakeste suurus on nii väike, et ülemise atmosfääri juures on nad väga pikka aega seal. Kõik, mida tulepall on maapinnal jõudnud, muutub koheselt tuhaks ja tolmuks ning seejärel tõmmatakse tule sambasse. Leekide vorteksid segavad neid osakesi laetud osakestega, moodustades radioaktiivse tolmu ohtliku segu, mille graanulite settimine kestab pikka aega.
Jäme tolm settib üsna kiiresti, kuid peened tolmud pannakse õhuga pika vahemaa tagant, langedes järk-järgult äsja moodustunud pilvest. EV vahetus läheduses paigutatakse suurimad ja laetud osakesed ning silmaga nähtavad tuhapartiklid on sellest ikka veel sadu kilomeetreid eemal. Nad moodustavad surmava katte, mille paksus on mitu sentimeetrit. Igaüks, kes on tema lähedane, võib saada tõsise kiirgusdoosi.
Väiksemad ja eristamatud osakesed võivad atmosfääris paljude aastate jooksul ujuda, painutades seda maad mitu korda. Selleks ajaks, kui nad langevad pinnale, on nad päris radioaktiivsuse kaotanud. Kõige ohtlikum strontsium-90, mille poolväärtusaeg on 28 aastat ja tekitab kogu selle aja jooksul stabiilse kiirguse. Selle väljanägemine määratakse kindlaks kogu maailma instrumentidega. "Maandumine" rohu ja lehestiku peal, osaleb ta toiduahelates. Sel põhjusel leidsid uuringu käigus testimispaikadest tuhandeid kilomeetreid inimesed luudesse kogunenud strontsium-90. Isegi kui selle sisu on äärmiselt väike, ei ole võimalus olla „radioaktiivsete jäätmete ladustamise kohaks” isikule hea, mis põhjustab luu pahaloomuliste kasvajate arengut. Venemaal (samuti teistes riikides), mis on vesinikupommide katseprojektide lähedal, täheldatakse endiselt suurenenud radioaktiivset tausta, mis tõestab taas seda tüüpi relva võimet jätta olulisi tagajärgi.
