Uređaj za fuziju termonuklearne bombe

Termonuklearna bomba, koja se naziva i vodikova bomba, ili H-bomba, oružje čija ogromna eksplozivna snaga proizlazi iz nekontrolirane samoodržavajuće lančane reakcije u kojoj se izotopi vodika kombiniraju pod ekstremno visokim temperaturama da bi tvorili helij u procesu poznatom kao nuklearna fuzija. Visoke temperature koje su potrebne za reakciju nastaju detonacijom atomske bombe.

nuklearno oružje: termonuklearno oružje

U lipnju 1948. godine Igor Y. Tamm postavljen je za voditelja posebne istraživačke skupine na Fizičkom institutu PN Lebedeva (FIAN) koja je trebala istraživati

Termonuklearna se bomba bitno razlikuje od atomske bombe po tome što koristi energiju koja se oslobađa kada se dvije lagane atomske jezgre kombiniraju ili se stapaju kako bi tvorile teže jezgro. Atomska bomba, nasuprot tome, koristi energiju koja se oslobađa kada se teško atomsko jezgro odvoji ili podijeli u dvije lakše jezgre. U uobičajenim okolnostima atomska jezgra nose pozitivne električne naboje koji djeluju snažno na odbijanje drugih jezgara i sprječavaju ih da se približe jedna drugoj. Samo pod temperaturama od milijun stupnjeva, pozitivno nabijene jezgre mogu dobiti dovoljno kinetičke energije ili brzine da bi svladale međusobno električno odbijanje i približile se dovoljno blizu jedna drugoj da se mogu kombinirati pod privlačenjem nuklearne sile kratkog dometa. Vrlo lagane jezgre vodikovih atoma idealni su kandidati za ovaj proces fuzije jer nose slabe pozitivne naboje i na taj način imaju manju otpornost na prevladavanje.

Vodikove jezgre koje se kombiniraju u veće teže jezgre helija moraju izgubiti mali dio svoje mase (oko 0,63 posto) kako bi se “spojile” u jedan veći atom. Oni gube ovu masu pretvarajući je u potpunosti u energiju, prema poznatoj formuli Alberta Einsteina: E = mc ². Prema ovoj formuli, količina energije koja je stvorena jednaka je količini mase koja se pretvara pomnožena sa kvadratom brzine svjetlosti. Tako proizvedena energija formira eksplozivnu snagu vodikove bombe.

Deuterij i tritij, koji su izotopi vodika, daju idealne interaktivne jezgre za proces fuzije. Dva atoma deuterija, svaki s jednim protonom i jednim neutronom, ili tritijem, s jednim protonom i dva neutrona, kombiniraju se tijekom procesa fuzije kako bi tvorili teže jezgro helija koji ima dva protona i jedan ili dva neutrona. U trenutnim termonuklearnim bombama, fuzijsko gorivo koristi se litij-6 deuterid; transformira se u tritij već u procesu fuzije.

U termonuklearnoj bombi, eksplozivni proces započinje detonacijom onoga što se naziva primarnom fazom. Sastoji se od relativno male količine konvencionalnih eksploziva, čija detonacija okuplja dovoljno fisibilnog urana za stvaranje lančane reakcije fisije, što zauzvrat stvara novu eksploziju i temperaturu od nekoliko milijuna stupnjeva. Sila i toplina ove eksplozije odražavaju se u okolnom spremniku urana i usmjeravaju se prema sekundarnom stupnju koji sadrži litij-6 deuterid. Ogromna toplina pokreće fuziju, a rezultirajuća eksplozija sekundarne faze razbija spremnik urana. Neutroni koji se oslobađaju reakcijom fuzije uzrokuju fisiju spremnika urana, što često čini većinu energije koja se oslobađa eksplozijom, a koja također stvara ispadanje (taloženje radioaktivnih materijala iz atmosfere) u procesu. (Neutronska bomba je termonuklearna naprava u kojoj je spremnik urana odsutan, stvarajući tako puno manje eksplozije, ali smrtonosnog „pojačanog zračenja“ neutrona.) Cijeli niz eksplozija u termonuklearnoj bombi treba djelovati u sekundi sekunde.

Termonuklearna eksplozija proizvodi eksploziju, svjetlost, toplinu i različite količine ispadanja. Sama potresna sila eksplozije ima oblik udarnog vala koji zrači od točke eksplozije nadzvučnim brzinama i koji može u potpunosti uništiti svaku zgradu u krugu od nekoliko milja. Intenzivna bijela svjetlost eksplozije može izazvati trajno sljepilo kod ljudi koji je gledaju s desetaka kilometara. Intenzivna svjetlost i toplina eksplozije drvo i druge zapaljive materijale zapalili su se na udaljenosti od više kilometara, stvarajući ogromne požare koji se mogu stopiti u vatrenoj oluji. Radioaktivni ispad kontaminira zrak, vodu i tlo i može se nastaviti godinama nakon eksplozije; distribucija je gotovo u cijelom svijetu.

Termonuklearne bombe mogu biti stotine ili čak tisuće puta snažnije od atomske bombe. Eksplozivni prinos atomske bombe mjeri se u kilotonima, od kojih je svaka jedinica jednaka eksplozivnoj sili od 1000 tona TNT-a. Suprotno tome, eksplozivna snaga vodikovih bombi često se izražava u megatonima, čija je jedinica jednaka eksplozivnoj sili od 1.000.000 tona TNT-a. Vodikove bombe veće od 50 megatona detonirane su, ali eksplozivna snaga oružja postavljenog na strateškim raketama obično se kreće od 100 kilotona do 1,5 megatona. Termonuklearne bombe mogu se napraviti dovoljno male (nekoliko stopa duge) da se stave u bojeve glave interkontinentalnih balističkih projektila; ove rakete mogu proći gotovo na pola svijeta u 20 ili 25 minuta i imati računalne sustave navođenja tako precizne da mogu sletjeti unutar nekoliko stotina metara od određenog cilja.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam i drugi američki znanstvenici razvili su prvu vodikovu bombu koja je testirana na atolu Enewetak 1. studenoga 1952. SSSR je prvi put testirao hidrogensku bombu 12. kolovoza 1953., a nakon toga je u svibnju bila Velika Britanija. 1957, Kina (1967) i Francuska (1968). 1998. godine Indija je testirala „termonuklearni uređaj“, za koji se vjerovalo da je vodikova bomba. Tijekom kasnih osamdesetih bilo je oko 40 000 termonuklearnih uređaja pohranjenih u arsenalima svjetskih nuklearnih naoružanih država. Taj se broj smanjivao tijekom 1990-ih. Golema destruktivna prijetnja tim oružjem glavna je briga svjetskog pučanstva i njegovih državnika od 1950-ih. Vidi također kontrolu oružja.