III. Типы и мощность ядерных бомб. Атомная проблема
III. Типы и мощность ядерных бомб
Устройство ядерных бомб постоянно совершенствовалось, а их мощность возрастала.
1. Атомные бомбы.
а) Типы бомб.
Как мы уже говорили, бомба, сброшенная на Хиросиму, в качестве заряда имела уран 235. Во всех остальных бомбах, основанных на делении ядер, насколько нам известно, применялся плутоний, получаемый из урана 238.
В сообщении, сделанном русскими в апреле 1956 года, говорилось об атомной бомбе с зарядом тория. По всей вероятности, речь шла об уране 233, получаемом из тория искусственным путем.
б) Мощность бомб.
Мощность бомб, основанных на делении ядер, может быть самой различной: их тротиловый эквивалент может доходить до 500 тыс. т включительно. Иначе говоря, самые крупные бомбы этого типа соответствуют по мощности примерно 25 номинальным бомбам.
Такое ограничение объясняется двумя факторами, о которых мы говорили выше: критической массой и коэффициентом использования ядерного «горючего». Как мы видели, этот коэффициент у бомбы, сброшенной на Хиросиму, не превышал 5 %, что означает, что 19 кг урана из 20 не участвовало в реакции. Следовательно, для увеличения мощности атомных бомб нужно добиться такого положения, чтобы в реакции деления активно участвовала как можно большая часть расщепляющегося материала. По-видимому, этого можно достигнуть путем увеличения толщины оболочки заряда.
С точки зрения эффективности бомба типа сброшенной на Хиросиму с успехом заменяет 200 обычных десятитонных бомб. Для достижения того же эффекта с помощью 1000 артиллерийских орудий калибра 155 мм пришлось бы беспрерывно вести огонь 1,5 часа и выпустить сотню тысяч снарядов.
Но, кроме таких крупных бомб, производятся бомбы и меньшей мощности с тротиловым эквивалентом порядка 1000 т, а возможно, и ниже. В марте 1954 года американцы произвели подземный взрыв атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 1000 т. Эта бомба, умещающаяся в обыкновенном портфеле, делает воронку радиусом 50 м и глубиной 15 м.
Наконец, ни для кого теперь не является секретом, что существует атомная артиллерия. Вот основные тактико-технические данные американской 280-мм атомной пушки: максимальная скорость передвижения 50 км/час, вес всей системы в походном положении 85 т, длина в походном положении 26 м, ширина лафета 3,35 м, практическая дальность стрельбы порядка 20 км, вес снаряда — 450 кг (тротиловый эквивалент составляет 14–15 тыс. т).
У русских также есть атомные пушки различных моделей. Необходимо отметить, что если тактико-технические данные самих атомных орудий хорошо известны, то об атомных снарядах известно очень мало. Интересно, что американская 280-мм атомная пушка имеет практическую дальность стрельбы порядка 20 км, в то время как в 1918 году «Большая Берта», имевшая такой же калибр, вела огонь по Парижу из Компьенского леса, расположенного в 70 км от французской столицы.
2. Термоядерные бомбы.
а) Типы бомб.
В первых термоядерных бомбах, как мы видели, в качестве ядерного взрывчатого вещества использовались изотопы водорода. Бомба, испытанная американцами 1 ноября 1952 года, имела огромные размеры. Она была выполнена в форме куба с ребром 7–8 м и весила 65 т, в связи с чем одно время высказывались сомнения относительно того, сможет ли ее поднять тяжелый бомбардировщик.
Действительно, применявшиеся в этих бомбах жидкие дейтерий и тритий нужно было поместить в сосуд с очень толстыми стенками, способными выдержать давление, образующееся в результате испарения этих жидкостей при очень низких температурах. Этот сосуд в свою очередь нужно было окружить теплоизоляцией, чтобы замедлить испарение сжиженных газов.
Позднее, в 1954 году, стало известно, что водородные бомбы, испытанные 26 марта и 7 апреля, были сброшены обычными американскими бомбардировщиками. Очевидно, изменилось устройство бомб. Действительно, на этот раз речь шла о бомбах, использующих в качестве ядерного заряда литий. Литий является третьим элементов периодической системы элементов Менделеева. Он представляет собой чрезвычайно легкий одновалентный металл с удельным весом 0,5. Основную массу заряда в этих бомбах составлял, по всей вероятности, дейтерид лития. Под действием нейтронного потока, возникающего в момент взрыва атомного детонатора, литий, входящий в состав дейтерида лития, превращается в тритий, а затем происходит соединение ядер дейтерия и трития.
Потом появились водородные бомбы типа U (Ultimate Bomb), у которых оболочка заряда делалась не из урана 235, а из урана 238.
Взрыв в таких бомбах происходит в три приема. Сначала взрывается детонатор, представляющий собой обычную атомную бомбу, и создает высокую температуру, необходимую для реакции синтеза. Затем происходит реакция соединения ядер легких элементов, входящих в состав гидрида лития. Эта реакция сопровождается образованием большого количества нейтронов, обладающих высокой энергией; они вызывают деление урана 238, из которого сделана оболочка заряда. Поэтому такие бомбы называют иногда бомбами, основанными на принципе «деление — синтез — деление», а также бомбами типа «Fi-Fu-Fi» или «3F»[7].
В водородной бомбе, испытанной американцами в марте 1954 года в Бикини, 80 % всей энергии взрыва выделилось за счет деления урана 238, из которого состояла оболочка, и только 20 % — за счет реакции синтеза легких элементов.
Иногда говорят и о так называемой кобальтовой бомбе. В этой бомбе корпус якобы сделан не из стали, а из кобальта, который под действием нейтронного потока становится радиоактивным и, испаряясь, очень сильно повышает радиоактивность облака взрыва. О степени радио активности этого облака приводились самые различные цифры. По тем данным, которыми мы располагаем, кобальтовые бомбы не испытывались.
Наконец, по имеющимся сведениям, испытанная русскими в ноябре 1955 года водородная бомба была вмонтирована в головку ракеты. Ракета, запущенная в Восточной Сибири, взорвалась на расстоянии 4 тыс. км от места запуска, в Северном Ледовитом океане, на высоте около 40 км, причем не исключена возможность, что взрыв произошел преждевременно, так как оптимальная высота взрыва должна была быть порядка не нескольких десятков километров, а всего нескольких километров.
б) Мощность термоядерных бомб.
Теоретически мощность термоядерных бомб ничем не ограничена. Как американцы, так и русские создали водородные бомбы в 1000–2000 раз мощнее номинальной.
Однако, как нам кажется, бомбы мощностью в 2000–3000 номинальных бомб представляют собой предел, так как v более мощных бомб ударная волна может в конце концов стать своеобразным препятствием, каким является забойка в шпуре, и основное действие взрыва будет проявляться только в верхних, более разреженных слоях атмосферы.
Американцы заявляли, что они проведут в 1956 году испытания еще более мощных бомб.
Подсчитано, что во время второй мировой войны союзники сбросили на Германию 13–50 тыс. т бомб. Полагают, что этих же самых результатов можно было бы добиться 50 номинальными атомными бомбами или 7 бомбами с тротиловым эквивалентом 150 тыс. т. А одна водородная бомба с тротиловым эквивалентом 12 млн. т в 10 раз мощнее всех сброшенных на Германию бомб!
Возможность применения ядерных бомб значительно возросла благодаря использованию современной ракетной техники. Один самолет-снаряд типа F-86H может брать шесть атомных бомб с общим тротиловым эквивалентом 500 тыс. т, что соответствует более чем 600 тыс. т обычных бомб. Впрочем, сведения в этой области поступают к нам с опозданием, поэтому приведенные выше данные к настоящему времени (лето 1956 года) наверняка уже превзойдены.
В последние годы некоторыми людьми овладела идея гонки вооружений. Не ведет ли эта гонка вооружений мир к пропасти?
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
3.1. Современные атомные бомбы и снаряды.
В зависимости от мощности атомного заряда атомные бомбы, снаряды делят на калибры: малый, средний и крупный. Чтобы получить энергию, равную энергии взрыва атомной бомбы малого калибра, нужно взорвать несколько тысяч тонн тротила. Тротиловый эквивалент атомной бомбы среднего калибра составляет десятки тысяч, а бомбы крупного калибра – сотни тысяч тонн тротила. Еще большей мощностью может обладать термоядерное (водородное) оружие, его тротиловый эквивалент может достигать миллионов и даже десятков миллионов тонн.
Атомные бомбы, тротиловый эквивалент которых равен 1- 50 тыс. т, относят к классу тактических атомных бомб и предназначают для решения оперативно-тактических задач. К тактическому оружию относят также артиллерийские снаряды с атомным зарядом мощность 10 – 15 тыс. т. и атомные заряды (мощностью около 5 – 20 тыс. т) для зенитных управляемых снарядов и снарядов, используемых для вооружения истребителей. Атомные и водородные бомбы мощностью свыше 50 тыс. т относят к классу стратегического оружия.
Нужно отметить, что подобная классификация атомного оружия является лишь условной, поскольку в действительности последствие применения тактического атомного оружия могут быть не меньшими, чем те, которые испытало на себе население Хиросимы и Нагасаки, а даже большими.
Сейчас очевидно, что взрыв только одной водородной бомбы способен вызвать такие тяжелые последствия на огромных территориях, каких не несли с собой десятки тысяч снарядов и бомб, применявшихся в прошлых мировых войнах. А нескольких водородных бомб вполне достаточно, чтобы превратить в зону пустыни огромные территории.
Ядерное оружие подразделяется на 2 основных типа: атомное и водородное (термоядерное). В атомном оружии выделение энергии происходит за счет реакции деления ядер атомов тяжелых элементов урана или плутония. В водородном оружии энергия выделяется в результате образования (или синтеза) ядер атомов гелия из атомов водорода. Виды термоядерного оружия будут рассмотрены ниже.
3.2. Современное термоядерное оружие.
Современное термоядерное оружие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника важнейших промышленных, военных объектов, крупных городов как цивилизационных центров. Наиболее известным типом термоядерного оружия являются термоядерные (водородные) бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного назначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. Впервые подобная ракета была испытана в СССР еще в 1957 году, в настоящее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Назначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках.
В основе действия термоядерного оружия лежит использование термоядерной реакции с водородом или его соединениями. В этих реакциях, протекающих при сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, или из ядер водорода и лития. Для образования гелия используется, в основном, тяжелый водород – дейтерий, ядра которого имеют необычную структуру – один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько десятков миллионов градусов его атому теряют свои электронные оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В результате этого среда оказывается состоящей лишь из протонов и движущихся независимо от них электронов. Скорость теплового движения частиц достигает таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию мощных ядерных сил соединяться друг с другом, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии.
Принципиальная схема водородной бомбы такова. Дейтерий и тритий в жидком состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой, которая служит для длительного сохранения дейтерия и трития в сильно охлажденном состоянии (для поддержания из жидкостного агрегатного состояния). Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих из твердого сплава, твердой углекислоты и жидкого азота. Вблизи резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода нагреваются до высоких температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Однако, в процессе создания водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, так как в таком случае бомба приобретает слишком большой вес (более 60 т.), из-за чего нельзя было и думать об использовании таких зарядов на стратегических бомбардировщиках, а уж тем более в баллистических ракетах любой дальности. Второй проблемой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала невозможным его длительное хранение.
В ходе исследования 2 вышеуказанные проблемы были решены. Жидкие изотопы водорода были заменены твердым химическим соединением дейтерия с литием-6. Это позволило значительно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Кроме того, гидрид лития был использован вместо трития, что позволило размещать термоядерные заряды на истребителях бомбардировщиках и баллистических ракетах.
Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного оружия, появлялись все новые и новые его образцы, была создана водородно-урановая бомба, а также некоторые ее разновидности – сверхмощные и, наоборот, малокалиберные бомбы. Последним этапом совершенствования термоядерного оружия стало создания так называемой “чистой” водородной бомбы, которая будет описана ниже.
studfiles.net
Атомная бомба — это… Что такое Атомная бомба?
- Атомная бомба
- авиационная бомба с ядерным зарядом. Первые А. б. были изготовлены в США в конце 2-й мировой войны. При взрыве А. б. освобождается огромное количество ядерной энергии (См. Ядерная энергия). В июле 1945 американцы провели испытание А. б., а затем сбросили 2 бомбы с тротиловым эквивалентом (См. Тротиловый эквивалент) 20 тыс. т на японские города Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа 1945). Взрыв А. б. вызвал большие разрушения в этих городах и огромные жертвы среди мирного гражданского населения. В Хиросиме было убито и ранено более 140 тыс. чел., а в Нагасаки около 75 тыс. чел. В дальнейшем несколько сот тыс. чел. умерло в результате последствий атомной бомбардировки. Применение А. б. не было вызвано военной необходимостью. Американские правящие круги, спекулируя на временной монополии США в области ядерного оружия, пытались использовать его для устрашения свободолюбивых народов. Однако атомные «секреты» уже в 1947 были раскрыты советскими учёными во главе с академиком И. В. Курчатовым, а в августе 1949 в СССР произведён экспериментальный взрыв атомного устройства, что привело к полному краху атомного шантажа. Термин «А. б.» в настоящее время употребляется редко (см. Ядерное оружие. Ядерные боеприпасы и лит. к этим статьям).
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Атомная артиллерия
- Атомная дипломатия
Смотреть что такое «Атомная бомба» в других словарях:
АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие … Современная энциклопедия
АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, см. АТОМНОЕ ОРУЖИЕ … Научно-технический энциклопедический словарь
Атомная бомба — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Aviacinė bomba su atominiu užtaisu, branduolinio šaudmens rūšis. Į taikinį neša naikintuvai, taktiniai naikintuvai, bombonešiai. Pagrindinės atominės bombos dalys:… … Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas
атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalijimosi reakcija. atitikmenys: angl. atom bomb rus. атомная бомба … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. atomic bomb vok. Atombombe, f rus. атомная бомба, f pranc. bombe atomique, f … Fizikos terminų žodynas
атомная бомба — branduolinė bomba statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalinimosi reakcija. Branduolinį užtaisą sudaro urano ²³⁵U, ²³³U arba plutonio ²³⁹Pu… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Атомная бомба — первоначальное название авиационной ядерной бомбы, действие которой ос ноч пю на взрывной цепной ядер нон реакции деления. С появлением так называемой водородной бомбы, основанной на термоядерной реакции синтеза, утвердился обшпй для них термин… … Словарь военных терминов
АТОМНАЯ БОМБА — см. Ядерное оружие … Большой энциклопедический политехнический словарь
Атомная бомба — … Википедия
dic.academic.ru