Чим відрізняється атомна бомба від водневої?

Як відомо, основним двигуном прогресу людської цивілізації є війна. І багато «яструби» виправдовують масові винищення собі подібних саме цим. Питання завжди було спірним, а поява ядерної зброї безповоротно перетворило знак плюс в знак мінус. Дійсно, навіщо потрібен прогрес, який в кінцевому підсумку нас і знищить? Причому навіть у цьому самогубчому справі проявив властиву йому енергію та винахідливість. Мало того, що він придумав зброя масового знищення (атомну бомбу) – він продовжив його удосконалювати, щоб убити себе швидко, якісно і гарантовано. Прикладом такої діяльної активності може служити дуже швидкий стрибок на наступну сходинку розвитку атомних військових технологій – створення термоядерної зброї (воднева бомба). Але залишимо осторонь моральний аспект цих суїцидальних нахилів і перейдемо до питання, винесеного в заголовок статті, – чим відрізняється атомна бомба від водневої?

Зміст статті

• Трохи історії
• Що таке атомна бомба?
• Що таке воднева бомба?
• Різниця між атомною і водневою бомбою
• ПОРІВНЯЛЬНА ТАБЛИЦЯ

Трохи історії
Там, за океаном

Як відомо, американці – найкмітливіший народ у світі. Чуття на все нове у них величезна. Тому не варто дивуватися тому, що перша атомна бомба з’явилася саме в цій частині світу. Дамо невелику історичну довідку.

• Першим етапом на шляху до створення атомної бомби можна вважати експеримент двох німецьких вчених О. Гана і Ф. Штрассмана з розщеплення атома урану на дві частини. Цей, так би мовити, ще неусвідомлений крок був зроблений в 1938 році.

• Нобелівський лауреат француз Ф. Жоліо-Кюрі в 1939 році доводить, що поділ атома призводить до ланцюгової реакції, що супроводжується потужним виділенням енергії.

• Геній теоретичної фізики А. Ейнштейн поставив свій підпис під листом (в 1939 р.) на ім’я президента США, ініціатором якого був інший фізик-атомник Л. Силард. У результаті ще до початку Другої світової війни в США було прийнято рішення приступити до розробки атомної зброї.

• Перше випробування нової зброї було проведене 16 липня 1945 року в північній частині штату Нью-Мексико.

• Менше ніж через місяць на японські міста Хіросіма і Нагасакі (6 і 9 серпня 1945 р.) були скинуті 2 атомні бомби. Людство вступило в нову еру – тепер воно було здатне знищити саму себе за кілька годин.

Американці впали в справжню ейфорію від результатів тотального і блискавичного розгрому мирних міст. Штабні теоретики ЗС США тут же взялися за складання грандіозних планів, які полягають у повному стирання з лиця Землі 1/6 частини світу – Радянського Союзу.

Наздогнали і перегнали

У Радянському Союзі теж не сиділи склавши руки. Правда, було присутнє деяке відставання, спричинене вирішенням більш нагальних справ – йшла Друга світова війна, основний тягар якої лежало на країну Рад. Однак американці недовго носили жовту майку лідера. Вже 29 серпня 1949 року на полігоні р. під Семипалатинському був вперше випробуваний атомний заряд радянського зразка, створений в ударні терміни російськими атомниками під керівництвом академіка Курчатова.

І поки засмучені «яструби» з Пентагону переглядали свої амбітні плани по знищенню «оплоту світової революції», Кремль завдав превентивного удару – в 1953 році 12 серпня були проведені випробування нового різновиду ядерної зброї. Там же, в районі р. Семипалатинська, була підірвана перша в світі воднева бомба під кодовою назвою «Виріб РДС?6с». Дана подія викликало справжню істерику і паніку не тільки на Капітолійському пагорбі, але і у всіх 50 штатах «оплоту світової демократії». Чому? Яка відмінність атомної бомби від водневої ввергло в жах світову супердержаву? Відповімо відразу. Воднева бомба за своєю бойовою міццю набагато перевершує атомну. При цьому вона обходиться значно дешевше, ніж еквівалентний атомний зразок. Розглянемо ці відмінності більш докладно.

до змісту ?Що таке атомна бомба?

Принцип дії атомної бомби заснований на використанні енергії, що виникає в результаті наростання ланцюгової реакції, викликаної розподілом (розщепленням) важких ядер плутонію або урану-235 з подальшим утворенням більш легких ядер.

Сам процес називають однофазним, і він протікає наступним чином:

• Після детонації заряду речовина, що знаходиться всередині бомби (ізотопи урану або плутонію), переходить у стадію розпаду і починає захоплення нейтронів.

• Процес розпаду наростає, як снігова лавина. Розщеплення одного атома приводить до розпаду декількох. Виникає ланцюгова реакція, яка веде до руйнування всіх атомів, що знаходяться в бомбі.

• Починається ядерна реакція. Весь заряд бомби перетворюється в єдине ціле, і його маса переходить свою критичну позначку. Причому вся ця вакханалія триває дуже недовго і супроводжується миттєвим виділенням величезної кількості енергії, що в кінцевому підсумку і призводить до грандіозного вибуху.

До речі, ця особливість атомного однофазного заряду – швидко набирати критичну масу – не дозволяє нескінченно збільшувати потужність даного виду боєприпасу. Заряд може бути потужністю сотні кілотонн, але чим ближче він до мегатонному рівня, тим менше його ефективність. Він просто не встигне повністю розщепиться: відбудеться вибух і частина заряду так і залишиться невикористаною – її розметає вибухом. Ця проблема була вирішена в наступному вигляді атомного боєприпасу – у водневій бомбі, яка також називається термоядерної.

до змісту ?Що таке воднева бомба?

У водневій бомбі відбувається дещо інший процес вивільнення енергії. Він заснований на роботі з ізотопами водню – дейтерію (важкий водень) і тритію. Сам процес ділиться на дві частини або, як прийнято говорити, – є двофазним.

• Перша фаза – це коли головним постачальником енергії є реакція розщеплення важких ядер дейтериду літію на гелій і тритій.

• Друга фаза – запускається термоядерний синтез на основі гелію і тритію, що призводить до миттєвого нагріву всередині бойового заряду і, як наслідок, викликає потужний вибух.

Завдяки двофазної системі термоядерний заряд може бути якої завгодно потужності.

Примітка. Опис процесів, що відбуваються в атомної і водневої бомб, – далеко не повна і примітивне. Воно дано тільки для загального розуміння відмінностей між цими двома видами зброї.

до змісту ?Різниця між атомною і водневою бомбою
Що в сухому залишку?

Про вражаючих факторах атомного вибуху знає будь-який школяр:

• світлове випромінювання;
• ударна хвиля;
• електромагнітний імпульс (ЕМІ);
• проникаюча радіація;
• радіоактивне зараження.

Те ж саме можна сказати і про термоядерному вибуху. Але!!! Міць і наслідки термоядерного вибуху значно сильніше, ніж атомного. Наведемо два загальновідомі приклади.

«Малюк»: чорний гумор або цинізм дядька Сема?

Атомна бомба (кодове ім’я «Малюк»), скинута на Хіросіму американцями, до цих пір вважається «еталонним показником для атомних зарядів. Її потужність склала приблизно від 13 до 18 кілотонн, і вибух був ідеальний за всіма показниками. Пізніше не раз проводилися випробування більш потужних зарядів, але не набагато (20-23 кілотонни). Однак вони показували результати, мало перевищують досягнення «Малюка», а потім і зовсім припинилися. З’явилася більш дешева і сильна «воднева сестра», і сенсу удосконалювати атомні заряди вже не було. Ось що вийшло «на виході» після вибуху «Малюка»:

• Ядерний гриб досяг висоти 12 км, діаметр «шляпки» був близько 5 км.
• Миттєве вивільнення енергії під час ядерної реакції викликало температуру в епіцентрі вибуху 4000 °С.
• Вогненна куля: діаметр близько 300 метрів.
• Ударна хвиля вибивала скло на відстані до 19 км, а відчувалася значно далі.
• Одномоментно загинуло близько 140 тис. чоловік.

Цариця всіх цариць

Наслідки вибуху найпотужнішою на сьогоднішній день з випробуваних водневих бомб, так званої Цар-бомби (кодова назва АН602), перевершили всі проведені до цього вибухи атомних зарядів (не термоядерних), разом узяті. Бомба була радянська, потужністю 50 мегатонн. Її випробування проводилися 30 жовтня 1961 року в районі Нової Землі.

• Ядерний гриб виріс на 67 км у висоту і приблизно 95 км був діаметр верхньої «шляпки».
• Світлове випромінювання било на відстань під 100 км, викликаючи опіки третього ступеня.
• Вогняний клубок, або куля, розрісся до 4,6 км (радіус).
• Звукова хвиля була зафіксована на відстані 800 км.
• Сейсмічна хвиля тричі обігнула планету.
• Ударна хвиля відчувалася на відстані до 1000 км.
• Електромагнітний імпульс створював потужні перешкоди протягом 40 хвилин на кілька сотень кілометрів від епіцентру вибуху.

Можна тільки фантазувати, що сталося б з Хіросімою, якби на неї був скинутий такий монстр. Скоріше всього, зник би не тільки місто, але і сама Країна Висхідного Сонця. Ну, а тепер приведемо все, що ми розповіли, до спільного знаменника, тобто складемо порівняльну таблицю.

до змісту ?ПОРІВНЯЛЬНА ТАБЛИЦЯ

Атомна бомба
Воднева бомба

Принцип дії бомби побудований на поділі ядер урану і плутонію, що викликають прогресуючу ланцюгову реакцію, в результаті чого відбувається потужний викид енергії, що приводить до вибуху. Цей процес отримав назву однофазного, або одноступінчатого
Ядерна реакція йде за двоступеневою (двофазного) схемою і в її основі лежать ізотопи водню. Спочатку відбувається поділ важких ядер дейтериду літію, потім, не чекаючи закінчення поділу, починається термоядерний синтез за участю отриманих елементів. Обидва процеси супроводжуються колосальним виділенням енергії і в кінцевому підсумку закінчуються вибухом

В силу певних фізичних причин (див. вище) максимальна потужність атомного заряду коливається в межах 1 мегатонни
Потужність термоядерного заряду майже необмежена. Чим більше вихідного матеріалу, тим сильніше буде вибух

Процес створення атомного заряду досить складний і доріг
Воднева бомба значно простіше у виготовленні і не так дорога

Отже, ми з’ясували, в чому різниця між атомною і водневою бомбою. На жаль, наш маленький аналіз підтвердив тезу, висловлену на початку статті: прогрес, пов’язаний з війною, пішов по згубному шляху. Людство на межу самознищення. Залишилося тільки натиснути кнопку. Але не будемо закінчувати статтю на такій трагічній ноті. Ми дуже сподіваємося, що розум, інстинкт самозбереження, зрештою, переможуть і нас чекає мирне майбутнє.