Dispozitiv de fuziune cu bombe termonucleare

Bomba termonucleară, numită și bombă cu hidrogen, sau bombă H, o armă a cărei putere explozivă enormă rezultă dintr-o reacție de lanț necontrolată în lanț în care izotopii de hidrogen se combină la temperaturi extrem de ridicate pentru a forma heliu într-un proces cunoscut sub numele de fuziune nucleară. Temperaturile ridicate care sunt necesare pentru reacție sunt produse prin detonarea unei bombe atomice.

arma nucleară: arme termonucleare

În iunie 1948, Igor Y. Tamm a fost numit să conducă un grup special de cercetare la Institutul de Fizică al PN Lebedev (FIAN) pentru a investiga

O bombă termonucleară diferă fundamental de o bombă atomică prin faptul că folosește energia eliberată când doi nuclei atomici ușori se combină, sau siguranță, pentru a forma un nucleu mai greu. O bombă atomică, în schimb, folosește energia eliberată atunci când un nucleu atomic greu se împarte, sau fisiuni, în două nuclee mai ușoare. În circumstanțe obișnuite, nucleele atomice poartă sarcini electrice pozitive care acționează pentru a respinge puternic alți nuclei și pentru a le împiedica să se apropie unul de altul. Numai sub temperaturi de milioane de grade, nucleele încărcate pozitiv pot câștiga suficientă energie cinetică sau viteză, pentru a-și depăși repulsia electrică reciprocă și pentru a se apropia suficient de mult pentru a se combina sub atracția forței nucleare pe distanțe scurte. Nucleii foarte ușori ai atomilor de hidrogen sunt candidații ideali pentru acest proces de fuziune, deoarece au sarcini pozitive slabe și, prin urmare, au o rezistență mai mică la depășire.

Nucleii de hidrogen care se combină pentru a forma nuclee mai mari de heliu trebuie să piardă o mică parte din masa lor (aproximativ 0,63 la sută) pentru a se „potrivi” într-un singur atom mai mare. Ei pierd această masă transformând-o complet în energie, conform celebrei formule a lui Albert Einstein: E = mc ². Conform acestei formule, cantitatea de energie creată este egală cu cantitatea de masă care este convertită înmulțită cu viteza luminii pătrate. Energia astfel produsă formează puterea explozivă a unei bombe cu hidrogen.

Deuteriu și tritiul, care sunt izotopi ai hidrogenului, oferă nuclee ideale de interacțiune pentru procesul de fuziune. Doi atomi de deuteriu, fiecare cu un proton și un neutron, sau tritiu, cu un proton și doi neutroni, se combină în timpul procesului de fuziune pentru a forma un nucleu mai greu de heliu, care are doi protoni și unul sau doi neutroni. În bombele termonucleare actuale, deuteridul litiu-6 este utilizat ca combustibil de fuziune; acesta este transformat în tritiu timpuriu în procesul de fuziune.

Într-o bombă termonucleară, procesul exploziv începe cu detonarea a ceea ce se numește stadiul primar. Aceasta constă într-o cantitate relativ mică de explozibili convenționali, a căror detonare reunește suficient uraniu fisionabil pentru a crea o reacție în lanț de fisiune, care la rândul său produce o altă explozie și o temperatură de câteva milioane de grade. Forța și căldura acestei explozii sunt reflectate înapoi de un recipient înconjurător de uraniu și sunt canalizate către stadiul secundar, care conține deuterid de litiu-6. Căldura imensă inițiază fuziunea, iar explozia rezultată a etapei secundare aruncă recipientul de uraniu în afară. Neutronii eliberați de reacția de fuziune determină fisiunea containerului de uraniu, care reprezintă adesea cea mai mare parte a energiei eliberate de explozie și care produce și căderea (depunerea materialelor radioactive din atmosferă) în proces. (O bombă cu neutroni este un dispozitiv termonuclear în care containerul de uraniu este absent, producând astfel mult mai puțină explozie, dar o „radiație letală” mai mare de neutroni.) Întreaga serie de explozii dintr-o bombă termonucleară durează o fracție de secundă.

O explozie termonucleară produce explozie, lumină, căldură și diferite cantități de cădere. Forța concuzivă a exploziei ia forma unui val de șoc care radiază din punctul de explozie la viteze supersonice și care poate distruge complet orice clădire pe o rază de câțiva kilometri. Lumina albă intensă a exploziei poate cauza orbirea permanentă a oamenilor care o privesc de la o distanță de zeci de kilometri. Lumina și căldura intensă a exploziei setează lemnul și alte materiale combustibile, la o distanță de mai mulți kilometri, creând incendii uriașe care se pot coala într-o furtună de foc. Căderea radioactivă contaminează aerul, apa și solul și poate continua ani de zile după explozie; distribuția sa este practic la nivel mondial.

Bombele termonucleare pot fi de sute sau chiar de mii de ori mai puternice decât bombele atomice. Randamentul exploziv al bombelor atomice este măsurat în kilotoni, fiecare unitate egală cu forța explozivă de 1.000 de tone de TNT. Puterea explozivă a bombelor cu hidrogen, prin contrast, este exprimată frecvent în megatoni, fiecare unitate egală cu forța explozivă de 1.000.000 tone de TNT. Bombe cu hidrogen de peste 50 de megatoni au fost detonate, dar puterea explozivă a armelor montate pe rachetele strategice variază, de obicei, de la 100 de kilotoni la 1,5 megatoni. Bombele termonucleare pot fi făcute suficient de mici (câțiva metri lungime) pentru a se încadra în focoșele rachetelor balistice intercontinentale; aceste rachete pot călători aproape pe jumătate pe glob în 20 sau 25 de minute și au sisteme de ghidare computerizate atât de precise încât pot ateriza la câteva sute de metri de o țintă desemnată.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam și alți oameni de știință americani au dezvoltat prima bombă cu hidrogen, care a fost testată la atolul Enewetak la 1 noiembrie 1952. URSS a testat pentru prima dată o bombă cu hidrogen pe 12 august 1953, urmată de Regatul Unit în mai. 1957, China (1967) și Franța (1968). În 1998, India a testat un „dispozitiv termonuclear”, despre care se credea a fi o bombă cu hidrogen. La sfârșitul anilor 1980, au fost depozitate aproximativ 40.000 de dispozitive termonucleare în arsenalele națiunilor armate nucleare ale lumii. Acest număr a scăzut în anii’90. Amenințarea masivă distructivă a acestor arme a fost o preocupare principală a populației lumii și a oamenilor de stat din anii '50. A se vedea, de asemenea, controlul armelor.