Huvud teknologi

Thermonuclear bomb fusion device

Thermonuclear bomb fusion device
Thermonuclear bomb fusion device

Video: Hydrogen Bomb: How it Works in detail. Atomic vs thermo nuclear bomb 2024, Maj

Video: Hydrogen Bomb: How it Works in detail. Atomic vs thermo nuclear bomb 2024, Maj
Anonim

Termonukleär bomber, även kallad vätebomb, eller H-bom, vapen vars enorma explosiva kraft är resultatet av en okontrollerad självbärande kedjereaktion där isotoper av väte kombineras under extremt höga temperaturer för att bilda helium i en process som kallas kärnfusion. De höga temperaturerna som krävs för reaktionen produceras genom detonationen av en atombombe.

kärnvapen: termonukleära vapen

I juni 1948 utnämndes Igor Y. Tamm till chef för en särskild forskargrupp vid PN Lebedev Physics Institute (FIAN) för att undersöka

En termonukleär bomber skiljer sig grundläggande från en atombombe genom att den utnyttjar energin som frigörs när två lätta atomkärnor kombineras, eller säkras, för att bilda en tyngre kärna. En atombomb använder däremot den energi som frigörs när en tung atomkärna delar eller klyper i två lättare kärnor. Under vanliga omständigheter bär atomkärnor positiva elektriska laddningar som verkar starkt avvisa andra kärnor och förhindra att de kommer nära varandra. Endast under temperaturer på miljoner grader kan de positivt laddade kärnorna få tillräcklig kinetisk energi, eller hastighet, för att övervinna deras ömsesidiga elektriska avstötning och närma sig tillräckligt nära varandra för att kombinera under attraktionen av den kortsiktiga kärnkraften. De mycket lätta kärnorna av väteatomer är idealiska kandidater för denna fusionsprocess eftersom de har svaga positiva laddningar och därmed har mindre motstånd att övervinna.

Vätekärnorna som kombineras för att bilda tyngre heliumkärnor måste tappa en liten del av sin massa (cirka 0,63 procent) för att ”passa ihop” i en enda större atom. De förlorar denna massa genom att omvandla den helt till energi, enligt Albert Einsteins berömda formel: E = mc 2. Enligt denna formel är den skapade energimängden lika med den mängd massa som konverteras multiplicerad med kvadratet med ljusets kvadrat. Den sålunda producerade energin bildar en vätebombas explosiva kraft.

Deuterium och tritium, som är isotoper av väte, ger perfekta interagerande kärnor för fusionsprocessen. Två atomer av deuterium, var och en med en proton och en neutron, eller tritium, med en proton och två neutroner, kombineras under fusionsprocessen för att bilda en tyngre heliumkärna, som har två protoner och antingen en eller två neutroner. I nuvarande termonukleära bomber används litium-6-deuterid som fusionsbränsle; det omvandlas till tritium tidigt i fusionsprocessen.

I en termonukleär bomb börjar den explosiva processen med detonationen av det som kallas primärsteget. Detta består av en relativt liten mängd konventionella sprängämnen, vars detonation samlar tillräckligt klyvbart uran för att skapa en klyvningskedjereaktion, vilket i sin tur ger en ytterligare explosion och en temperatur på flera miljoner grader. Kraften och värmen i denna explosion reflekteras tillbaka av en omgivande behållare med uran och kanaliseras mot sekundärsteget, innehållande litium-6-deuteriden. Den enorma värmen initierar fusion, och den resulterande explosionen i sekundärsteget spränger uranbehållaren isär. De neutroner som släpps ut genom fusionsreaktionen får uranbehållaren till klyvning, vilket ofta står för det mesta av energin som frigörs av explosionen och som också producerar nedfall (avsättning av radioaktiva material från atmosfären) i processen. (En neutronbombe är en termonukleär anordning där uranbehållaren är frånvarande och därmed producerar mycket mindre explosion men en dödlig "förbättrad strålning" av neutroner.) Hela serien av explosioner i en termonukleär bomber tar en bråkdel av en sekund att inträffa.

En termonukleär explosion producerar explosion, ljus, värme och varierande mängder nedfall. Själva sprängkraften i själva sprängningen har formen av en chockvåg som strålar från explosionens punkt med supersoniska hastigheter och som helt kan förstöra alla byggnader inom en radie på flera mil. Det intensiva vita ljuset av explosionen kan orsaka permanent blindhet för människor som tittar på den på ett avstånd av dussintals mil. Explosionens intensiva ljus- och värmevärde trä och andra brännbara material upphör vid många mil och skapar enorma bränder som kan sammanfalla till en eldstorm. Det radioaktiva nedfallet förorenar luft, vatten och jord och kan fortsätta år efter explosionen. dess distribution är praktiskt taget över hela världen.

Termonukleära bomber kan vara hundratals eller till och med tusentals gånger kraftigare än atombomber. Det explosiva utbytet av atombomber mäts i kiloton, varav varje enhet är lika med den explosiva kraften på 1 000 ton TNT. Den explosiva kraften hos vätebomber uttrycks däremot ofta i megatoner, varav varje enhet är lika med den explosiva kraften på 1 000 000 ton TNT. Vätebomber på mer än 50 megaton har detonerats, men sprängkraften hos vapnen monterade på strategiska missiler sträcker sig vanligtvis från 100 kiloton till 1,5 megaton. Termonukleära bomber kan göras tillräckligt små (några meter långa) för att passa i stridsspetsarna för interkontinentala ballistiska missiler; dessa missiler kan färdas nästan halvvägs över hela världen på 20 eller 25 minuter och har datoriserade styrsystem så exakta att de kan landa inom några hundra meter från ett angiven mål.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam och andra amerikanska forskare utvecklade den första vätebomben, som testades vid Enewetak atoll den 1 november 1952. Sovjetunionen testade först en vätebomb den 12 augusti 1953, följt av Storbritannien i maj 1957, Kina (1967) och Frankrike (1968). 1998 testade Indien en "termonukleär enhet", som tros vara en vätebomb. Under slutet av 1980-talet fanns det cirka 40 000 termonukleära enheter lagrade i arsenalerna i världens kärnvapenländer. Detta antal minskade under 1990-talet. Det enorma destruktiva hotet med dessa vapen har varit en viktig oro för världens befolkning och dess statsmän sedan 1950-talet. Se även vapenkontroll.