Устөрөгчийн бөмбөгийг хэн зохион бүтээсэн бэ? Оросын цөмийн зэвсэг: дизайн, үйл ажиллагааны зарчим, анхны туршилтууд. Видео: ЗХУ-д хийсэн туршилтууд

1953 оны 8-р сарын 12-нд Зөвлөлтийн анхны устөрөгчийн бөмбөгийг Семипалатинскийн туршилтын талбайд туршжээ.

Мөн 1963 оны нэгдүгээр сарын 16-нд хүйтэн дайны ид оргил үед Никита ХрущевЗХУ-ын зэвсэглэлд шинэ зэвсэг байгааг дэлхий нийтэд зарлав үй олноор сүйрэл. Жил хагасын өмнө ЗХУ-д хамгийн хүчтэй дэлбэрэлт болсон устөрөгчийн бөмбөгдэлхийд - Новая Земля дээр 50 мегатонноос дээш хүчин чадалтай цэнэгийг дэлбэлсэн. Цөмийн зэвсгийн уралдааныг улам хурцатгах аюулыг дэлхий дахинд ойлгуулсан ЗХУ-ын удирдагчийн хэлсэн үг олон талаараа: 1963 оны 8-р сарын 5-нд Москвад цөмийн зэвсгийн туршилтыг агаар мандалд, гадаа талбайд хийхийг хориглосон гэрээнд гарын үсэг зурсан. орон зай ба усан дор.

Бүтээлийн түүх

-аар эрчим хүч авах онолын боломж термоядролын нэгдэлДэлхийн 2-р дайны өмнө ч мэдэгдэж байсан боловч дайн ба дараагийн зэвсгийн уралдаан нь энэхүү урвалыг бодитоор бий болгох техникийн төхөөрөмжийг бий болгох асуудлыг тавьсан юм. 1944 онд Германд ердийн тэсрэх бодисын цэнэгийг ашиглан цөмийн түлшийг шахах замаар термоядролын хайлуулах ажлыг эхлүүлсэн нь мэдэгдэж байгаа боловч шаардлагатай температур, даралтыг олж авах боломжгүй байсан тул амжилтанд хүрээгүй. АНУ, ЗСБНХУ 40-өөд оноос хойш термоядролын зэвсгийг хөгжүүлж, 50-аад оны эхээр анхны термоядролын төхөөрөмжийг бараг нэгэн зэрэг туршиж байжээ. 1952 онд Эниветак шүрэн дээр АНУ 10.4 мегатонн (Нагасакид хаясан бөмбөгөөс 450 дахин хүчтэй) цэнэгийг дэлбэлж, 1953 онд ЗХУ 400 килотонны хүчин чадалтай төхөөрөмжийг туршжээ. .

Анхны термоядролын төхөөрөмжүүдийн загвар нь бодит байдалд тохиромжгүй байв байлдааны хэрэглээ. Жишээлбэл, 1952 онд АНУ-ын туршсан төхөөрөмж нь 2 давхар байшингийн өндөртэй, 80 гаруй тонн жинтэй газар дээр суурилсан байгууламж байв. Шингэн термоядролын түлшийг асар том хөргөлтийн төхөөрөмж ашиглан тэнд хадгалсан. Тиймээс ирээдүйд термоядролын зэвсгийн цуврал үйлдвэрлэлийг хатуу түлш - лити-6 дейтерид ашиглан хийжээ. 1954 онд АНУ түүн дээр суурилсан төхөөрөмжийг Бикини Атолл дээр туршсан бол 1955 онд Семипалатинскийн туршилтын талбайд Зөвлөлтийн шинэ термоядролын бөмбөг туршжээ. 1957 онд Их Британид устөрөгчийн бөмбөгний туршилт хийсэн. 1961 оны 10-р сард ЗСБНХУ-д Новая Земля дээр 58 мегатонны хүчин чадалтай термоядролын бөмбөг дэлбэрсэн нь хүн төрөлхтний туршсан хамгийн хүчирхэг бөмбөг бөгөөд түүхэнд "Цар Бомба" нэрээр бичигджээ.

Цаашдын хөгжил нь баллистик пуужингаар зорилтот газарт хүргэхийн тулд устөрөгчийн бөмбөгний дизайны хэмжээг багасгахад чиглэв. 60-аад оны үед төхөөрөмжүүдийн масс хэдэн зуун кг хүртэл буурч, 70-аад он гэхэд баллистик пуужингууд 10 гаруй цэнэгт хошууг нэгэн зэрэг зөөвөрлөх боломжтой - эдгээр нь олон байлдааны хошуутай пуужингууд бөгөөд хэсэг бүр өөрийн зорилтот түвшинд хүрч чаддаг. Өнөөдөр АНУ, Орос, Их Британид термоядролын зэвсгийн туршилтыг Хятад (1967 онд), Францад (1968 онд) хийсэн.

Устөрөгчийн бөмбөгний үйл ажиллагааны зарчим

Устөрөгчийн бөмбөгний үйлдэл нь хөнгөн цөмийн термоядролын нэгдлийн урвалын үед ялгарах энергийг ашиглахад суурилдаг. Чухамхүү энэ урвал нь оддын гүнд явагддаг бөгөөд хэт өндөр температур, асар их даралтын нөлөөн дор устөрөгчийн бөөмүүд мөргөлдөж, илүү хүнд гелий цөмд нийлдэг. Урвалын явцад устөрөгчийн цөмийн массын нэг хэсэг нь их хэмжээний энерги болж хувирдаг - үүний ачаар одод асар их хэмжээний энерги ялгаруулдаг. Эрдэмтэд энэ урвалыг устөрөгчийн изотоп дейтерий ба тритий ашиглан хуулбарлаж, "устөрөгчийн бөмбөг" гэж нэрлэжээ. Эхэндээ устөрөгчийн шингэн изотопуудыг цэнэг үйлдвэрлэхэд ашигласан бөгөөд хожим нь литий-6 дейтеридыг ашигласан. хатуу, дейтерийн нэгдэл ба литийн изотоп.

Лити-6 дейтерид нь устөрөгчийн бөмбөг, термоядролын түлшний гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь дейтерийг аль хэдийн хадгалдаг бөгөөд литийн изотоп нь трити үүсэх түүхий эд болдог. Термоядролыг нэгтгэх урвалыг эхлүүлэхийн тулд өндөр температур, даралтыг бий болгох, түүнчлэн тритиумыг литий-6-аас салгах шаардлагатай. Эдгээр нөхцлийг дараах байдлаар хангана.

Термоядролын түлшний савны бүрхүүл нь уран-238 ба хуванцараар хийгдсэн бөгөөд савны хажууд хэд хэдэн килотонны хүчин чадалтай ердийн цөмийн цэнэгийг байрлуулсан байдаг - үүнийг устөрөгчийн бөмбөгийг гох буюу эхлүүлэгч цэнэг гэж нэрлэдэг. Хүчтэй рентген цацрагийн нөлөөн дор плутони үүсгэгч цэнэг дэлбэрч байх үед савны бүрхүүл нь хэдэн мянган удаа шахагдаж плазм болж хувирдаг бөгөөд энэ нь шаардлагатай өндөр даралт, асар их температурыг бий болгодог. Үүний зэрэгцээ плутониас ялгарах нейтрон нь литий-6-тай харилцан үйлчилж, трити үүсгэдэг. Дейтерий ба тритий цөмүүд нь хэт өндөр температур, даралтын нөлөөн дор харилцан үйлчилдэг бөгөөд энэ нь термоядролын дэлбэрэлтэд хүргэдэг.

Хэрэв та уран-238 ба литий-6 дейтеридын хэд хэдэн давхаргыг хийвэл тэдгээр нь тус бүр нь тэсрэх бөмбөгийн дэлбэрэлтэд өөрийн хүчийг нэмнэ, өөрөөр хэлбэл ийм "хөөрөлдөх" нь дэлбэрэлтийн хүчийг бараг хязгааргүй нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Үүний ачаар устөрөгчийн бөмбөгийг бараг бүх хүчээр хийж болох бөгөөд энэ нь ердийнхөөс хамаагүй хямд байх болно. цөмийн бөмбөгижил хүч.

Өнгөрсөн зууны 30-аад оны сүүлээр Европт хуваагдал, задралын хуулиуд аль хэдийн нээгдэж, устөрөгчийн бөмбөг уран зохиолын ангиллаас бодит байдалд шилжсэн. Цөмийн энергийн хөгжлийн түүх нь сонирхолтой бөгөөд өнөөг хүртэл сонирхолтой өрсөлдөөнийг төлөөлдөг шинжлэх ухааны боломжорнууд: Нацист Герман, ЗХУ, АНУ. Аль ч улсын эзэмшихийг мөрөөддөг байсан хамгийн хүчирхэг бөмбөг бол зэвсэг төдийгүй улс төрийн хүчирхэг хэрэгсэл байв. Зэвсэгт нь байсан улс нь үнэхээр бүхнийг чадагч болж, өөрийн дүрэм журмыг тогтоож чаддаг болсон.

Устөрөгчийн бөмбөг нь физикийн хуулиуд, тухайлбал термоядролын процесст үндэслэсэн өөрийн гэсэн бий болсон түүхтэй. Эхэндээ үүнийг атом гэж буруу нэрлэж, бичиг үсэг үл мэдэх явдал буруутай. Хожим нь шагналтан болсон эрдэмтэн Бете Нобелийн шагнал, эрчим хүчний хиймэл эх үүсвэр болох ураны задрал дээр ажилласан. Энэ бол оргил үе байсан шинжлэх ухааны үйл ажиллагааОлон физикчид байсан бөгөөд тэдний дунд шинжлэх ухааны хууль тогтоомж нь олон улсын шинж чанартай байдаг тул шинжлэх ухааны нууц огт байх ёсгүй гэсэн үзэл бодол байдаг.

Онолын хувьд устөрөгчийн бөмбөгийг зохион бүтээж байсан бол одоо зохион бүтээгчдийн тусламжтайгаар техникийн хэлбэрийг олж авах шаардлагатай болсон. Үлдсэн зүйл бол үүнийг тусгай бүрхүүлд хийж, хүчийг нь шалгах явдал байв. Энэхүү хүчирхэг зэвсгийг бүтээхэд нэр нь үүрд холбоотой байх хоёр эрдэмтэн байдаг: АНУ-д Эдвард Теллер, ЗХУ-д Андрей Сахаров нар юм.

АНУ-д нэгэн физикч 1942 оноос эхлэн термоядролын асуудлыг судалж эхэлсэн бөгөөд тухайн үеийн АНУ-ын Ерөнхийлөгч Харри Трумэний тушаалаар тус улсын шилдэг эрдэмтэд энэ асуудал дээр ажиллаж, устгах цоо шинэ зэвсэг бүтээжээ. Түүгээр ч барахгүй засгийн газрын захиалга нь дор хаяж нэг сая тонн тротил хүчин чадалтай бөмбөг хийх явдал байв. Устөрөгчийн бөмбөгийг Теллер бүтээсэн бөгөөд Хирошима, Нагасаки дахь хүн төрөлхтөнд хязгааргүй боловч сүйтгэх чадварыг харуулсан.

Хирошимад 4.5 тонн жинтэй, 100 кг уран агуулсан бөмбөг хаясан. Энэ дэлбэрэлт бараг 12500 тонн тротилтой тэнцэж байв. Японы Нагасаки хот ижил масстай, гэхдээ аль хэдийн 20,000 тонн тротилтой тэнцэх хэмжээний плутонийн бөмбөгөнд өртөж сүйрчээ.

ЗХУ-ын ирээдүйн академич А.Сахаров 1948 онд судалгаандаа үндэслэн РДС-6 нэрийн дор устөрөгчийн бөмбөг хийх загварыг танилцуулсан. Түүний судалгаа нь хоёр салбарыг дагаж мөрддөг: эхнийх нь "хөөрөг" (RDS-6s) нэртэй байсан бөгөөд түүний онцлог шинж чанар нь хүнд ба хөнгөн элементүүдийн давхаргаар хүрээлэгдсэн атомын цэнэг байв. Хоёрдахь салаа нь "хоолой" буюу (RDS-6t) бөгөөд үүнд плутонийн бөмбөг шингэн дейтерид агуулагддаг. Дараа нь маш чухал нээлт хийгдсэн бөгөөд энэ нь "хоолой" чиглэл нь мухардалд орсныг нотолсон юм.

Устөрөгчийн бөмбөгний үйл ажиллагааны зарчим нь дараах байдалтай байна: нэгдүгээрт, HB цэнэг нь дулааныг үүсгэгч бүрхүүлийн дотор дэлбэрдэг. цөмийн урвал, үр дүнд нь нейтрон гялбаа үүсдэг. Энэ тохиолдолд процесс нь суллах дагалддаг өндөр температурЦаашид шаардлагатай нейтронууд нь литийн дейтеридын оруулгыг бөмбөгдөж эхэлдэг бөгөөд энэ нь эргээд нейтроны шууд үйл ажиллагааны дор тритий ба гели гэсэн хоёр элементэд хуваагддаг. Ашигласан атомын гал хамгаалагч нь аль хэдийн дэлбэрсэн бөмбөгийг нэгтгэхэд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бүрдүүлдэг. Энэ бол устөрөгчийн бөмбөгний үйл ажиллагааны нарийн төвөгтэй зарчим юм. Энэхүү урьдчилсан үйл ажиллагааны дараа термоядролын урвал шууд дейтерий ба тритиумын холимогоор эхэлдэг. Энэ үед бөмбөг дэх температур улам бүр нэмэгдэж, нийлэгжилтэнд устөрөгчийн хэмжээ нэмэгддэг. Хэрэв та эдгээр урвалын цаг хугацааг хянаж байвал тэдгээрийн үйл ажиллагааны хурдыг агшин зуурын гэж тодорхойлж болно.

Дараа нь эрдэмтэд цөмийн нийлэгжилтийг бус харин тэдгээрийн хуваагдлыг ашиглаж эхэлсэн. Нэг тонн уран задрахад 18 мт-тай тэнцэх энерги үүсдэг. Энэ бөмбөг асар их хүч чадалтай. Хүн төрөлхтний бүтээсэн хамгийн хүчирхэг бөмбөг ЗХУ-ынх байв. Тэр ч байтугай Гиннесийн амжилтын номонд орсон. Түүний дэлбэрэлтийн долгион нь 57 (ойролцоогоор) мегатон TNT-тэй тэнцэж байв. 1961 онд архипелаг бүсэд дэлбэрсэн Шинэ Дэлхий.

Манай нийтлэлийг бүтээх түүхэнд зориулагдсан болно ерөнхий зарчимзаримдаа устөрөгч гэж нэрлэгддэг ийм төхөөрөмжийн синтез. Уран гэх мэт хүнд элементүүдийн цөмийг задлах замаар тэсрэх энерги ялгаруулахын оронд хөнгөн элементүүдийн цөмийг (устөрөгчийн изотопууд гэх мэт) нэг хүнд (гели гэх мэт) нэгтгэснээр илүү их энерги үүсгэдэг.

Яагаад цөмийн хайлалтыг илүүд үздэг вэ?

Үүнд оролцож буй цөмийн нэгдлээс бүрдэх термоядролын урвалд химийн элементүүд, цөмийн задралын урвалыг хэрэгжүүлдэг цэвэр атомын бөмбөгтэй харьцуулахад физик төхөөрөмжийн нэгж масс тутамд илүү их энерги үүсдэг.

Атомын бөмбөгөнд хуваагддаг цөмийн түлш нь ердийн тэсрэх бодисын тэсэлгээний энергийн нөлөөн дор хурдан жижиг бөмбөрцөг хэлбэрээр нэгдэж, түүний чухал масс гэж нэрлэгддэг масс үүсч, хуваагдах урвал эхэлдэг. Энэ тохиолдолд задралын цөмүүдээс ялгарах олон нейтрон нь түлшний масс дахь бусад цөмүүдийг задлахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь мөн нэмэлт нейтронуудыг ялгаруулж, гинжин урвалд хүргэдэг. Энэ нь бөмбөг дэлбэрэхээс өмнөх түлшний 20% -иас илүүгүй, эсвэл нөхцөл байдал тохиромжгүй бол үүнээс хамаагүй бага хувийг эзэлдэг: Хирошимад хаясан Бяцхан жаал, Нагасакид цохиулсан бүдүүн хүн атомын бөмбөг шиг, үр ашиг (хэрэв ийм нэр томъёо байж болох юм бол). тэдэнд хэрэглэсэн) хэрэглэх) нь зөвхөн 1.38% ба 13% байсан.

Цөмийн нэгдэл (эсвэл нэгдэх) нь бөмбөгний цэнэгийн бүх массыг хамардаг бөгөөд нейтронууд урвалд ороогүй термоядролын түлшийг олж чадах хүртэл үргэлжилнэ. Тиймээс ийм бөмбөгний масс болон тэсрэх хүч нь онолын хувьд хязгааргүй юм. Ийм нэгдэл нь онолын хувьд тодорхойгүй хугацаагаар үргэлжлэх боломжтой. Үнэн хэрэгтээ, термоядролын бөмбөг бол хүн төрөлхтний бүх амьдралыг сүйрүүлж чадах мөхлийн өдрүүдийн боломжит төхөөрөмжүүдийн нэг юм.

Цөмийн хайлуулах урвал гэж юу вэ?

Термоядролын нэгдлийн урвалын түлш нь устөрөгчийн изотопууд дейтерий эсвэл тритий юм. Эхнийх нь энгийн устөрөгчөөс ялгаатай нь түүний цөм нь нэг протоноос гадна бас нейтрон агуулдаг ба тритиум цөм нь аль хэдийн хоёр нейтронтой байдаг. Байгалийн усанд 7000 устөрөгчийн атом тутамд нэг дейтерийн атом байдаг боловч түүний хэмжээнээс хэтэрдэг. Нэг аяга усанд агуулагдах, термоядролын урвалын үр дүнд 200 литр бензин шатаахтай ижил хэмжээний дулааныг авч болно. 1946 онд Америкийн устөрөгчийн бөмбөгний эцэг Эдвард Теллер улс төрчидтэй уулзахдаа дейтерий нь уран эсвэл плутониас илүү жинтэй нэг грамм эрчим хүч өгдөг боловч нэг грамм хуваагдах түлш хэдэн зуун доллартай харьцуулахад грамм нь хорин центээр үнэлэгддэг гэж онцлон тэмдэглэжээ. Тритиум нь байгальд чөлөөт төлөвт огт байдаггүй, тиймээс энэ нь дейтерийнхээс хамаагүй үнэтэй, зах зээлийн үнэ нь грамм нь хэдэн арван мянган долларын үнэтэй боловч хамгийн их тооГелийн атомын цөм үүсч, 17.59 МэВ-ын илүүдэл энергийг гадагшлуулж, нейтрон ялгардаг дейтерий ба тритий цөмийг нэгтгэх урвалын үед энерги ялгардаг.

D + T → 4 He + n + 17.59 МэВ.

Энэ урвалыг схемийн дагуу доорх зурагт үзүүлэв.

Их үү, бага уу? Та бүхний мэдэж байгаагаар бүх зүйлийг харьцуулж сурдаг. Тиймээс 1 МеВ-ийн энерги нь 1 кг тос шатаах үед ялгардаг энергиэс ойролцоогоор 2.3 сая дахин их байна. Улмаар, дейтерий ба тритий хоёрхон цөмийг нийлүүлэхэд 2.3∙10 6 ∙17.59 = 40.5∙10 6 кг тосыг шатаах үед ялгарах хэмжээний энерги ялгардаг. Гэхдээ бид ярьж байнаердөө хоёр атом. Өнгөрсөн зууны 40-өөд оны хоёрдугаар хагаст АНУ, ЗСБНХУ-д ажил эхэлж, термоядролын бөмбөг бий болсон үед бооцоо хэр өндөр байсныг та төсөөлж болно.

Энэ бүхэн хэрхэн эхэлсэн

1942 оны зун, төслийг хэрэгжүүлэх эхэн үед бий болгох атомын бөмбөгАНУ-д (Манхэттэний төсөл) болон дараа нь Зөвлөлтийн ижил төстэй хөтөлбөрт ураны задралын бөмбөгийг бүтээхээс нэлээд өмнө эдгээр хөтөлбөрт оролцогчдын зарим нь илүү хүчтэй термоядролын нэгдлийн урвалыг ашиглаж болох төхөөрөмжид татагдсан. АНУ-д энэ хандлагыг дэмжигч, тэр байтугай уучлалт гуйгч нь дээр дурдсан Эдвард Теллер байв. ЗХУ-д энэ чиглэлийг ирээдүйн академич, диссидент Андрей Сахаров боловсруулсан.

Теллерийн хувьд атомын бөмбөг бүтээх жилүүдэд түүний термоядролын нэгдэлд дурласан нь харин ч муу зүйл байсан юм. Манхэттэний төслийн оролцогчийн хувьд тэрээр өөрийн санаагаа хэрэгжүүлэхийн тулд санхүүжилтийг дахин чиглүүлэхийг тууштай уриалж байсан бөгөөд зорилго нь устөрөгч ба термоядролын бөмбөг байсан нь удирдлагад таалагдаагүй бөгөөд харилцаанд хурцадмал байдал үүсгэв. Тэр үед термоядролын судалгааны чиглэл дэмжигдээгүй байсан тул атомын бөмбөг бүтээсний дараа Теллер төслөө орхиж, ажилд орсон. сургалтын үйл ажиллагаа, түүнчлэн энгийн бөөмсийн судалгаа.

Гэсэн хэдий ч эхлэл хүйтэн дайн, хамгийн гол нь 1949 онд Зөвлөлтийн атомын бөмбөг бүтээж, амжилттай туршсан нь коммунистыг эсэргүүцэгч Теллерт шинжлэх ухааны санаагаа хэрэгжүүлэх шинэ боломж болсон юм. Тэрээр атомын бөмбөг бүтээсэн Лос Аламосын лабораторид буцаж ирээд Станислав Улам, Корнелиус Эверетт нартай хамт тооцоо хийж эхлэв.

Термоядролын бөмбөгний зарчим

Цөмийн хайлуулах урвал эхлэхийн тулд бөмбөгний цэнэгийг даруй 50 сая градусын температурт халаах ёстой. Теллерийн санал болгосон термоядролын бөмбөгний схем нь энэ зорилгоор устөрөгчийн бүрхүүлийн дотор байрлах жижиг атомын бөмбөгийг дэлбэхэд ашигладаг. Өнгөрсөн зууны 40-өөд онд түүний төслийг боловсруулахад гурван үе байсан гэж маргаж болно.

• "Сонгодог супер" гэж нэрлэгддэг Теллерийн хувилбар;
• хэд хэдэн төвлөрсөн бөмбөрцгийн илүү төвөгтэй, гэхдээ бас илүү бодитой загварууд;
• Теллер-Уламын дизайны эцсийн хувилбар нь өнөө үед ажиллаж байгаа бүх термоядролын зэвсгийн системийн үндэс болсон.

Андрей Сахаровын бүтээсэн ЗСБНХУ-ын термоядролын бөмбөгүүд ижил төстэй дизайны үе шатуудыг туулсан. Тэрээр америкчуудаас бүрэн хараат бус, бие даасан байдлаар (АНУ-д ажиллаж байсан эрдэмтэд, тагнуулын ажилтнуудын хамтарсан хүчин чармайлтаар бүтээсэн Зөвлөлтийн атомын бөмбөгийн талаар хэлэх боломжгүй) дээрх дизайны бүх үе шатыг туулсан бололтой.

Эхний хоёр үе нь хоорондоо уялдаа холбоотой "давхаргатай" гэсэн өмчтэй байсан бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь өмнөх үеийн зарим талыг бэхжүүлж, зарим тохиолдолд санал хүсэлтийг бий болгосон. Анхдагч атомын бөмбөг ба хоёрдогч термоядролын хооронд тодорхой хуваагдал байгаагүй. Үүний эсрэгээр Теллер-Уламын термоядролын бөмбөгний диаграмм нь анхдагч дэлбэрэлт, хоёрдогч дэлбэрэлт, шаардлагатай бол нэмэлт дэлбэрэлтийг эрс ялгадаг.

Теллер-Улам зарчмын дагуу термоядролын бөмбөг хийх төхөөрөмж

Түүний олон нарийн ширийн зүйлийг нууцалсан хэвээр байгаа боловч одоо байгаа бүх термоядролын зэвсгүүд нь Эдвард Теллерос, Станислав Улам нарын бүтээсэн төхөөрөмж дээр суурилсан бөгөөд атомын бөмбөгийг (өөрөөр хэлбэл анхдагч цэнэг) цацраг үүсгэхэд ашигладаг нь тодорхой юм. ба хайлуулах түлшийг халаана. ЗХУ-д Андрей Сахаров бие даан ижил төстэй үзэл баримтлалыг гаргаж ирсэн бөгөөд түүнийг "гурав дахь санаа" гэж нэрлэсэн.

Энэ хувилбарт термоядролын бөмбөгний загварыг доорх зурагт схемээр үзүүлэв.

Энэ нь цилиндр хэлбэртэй, нэг төгсгөлд нь ойролцоогоор бөмбөрцөг хэлбэртэй анхдагч атомын бөмбөг байв. Үйлдвэрийн анхны дээжүүд дэх хоёрдогч термоядролын цэнэгийг шингэн дейтерийээр хийсэн бөгөөд хэсэг хугацааны дараа энэ нь хатуу болсон. химийн нэгдэллитийн дейтерид гэж нэрлэдэг.

Аж үйлдвэр нь устөрөгчийг баллонгүй тээвэрлэхэд литийн гидрид LiH-г удаан хугацаагаар ашиглаж ирсэн явдал юм. Бөмбөгийг бүтээгчид (энэ санааг ЗХУ-д анх хэрэглэж байсан) энгийн устөрөгчийн оронд түүний изотоп дейтерийг авч, литийтэй хослуулахыг санал болгов, учир нь хатуу термоядролын цэнэгтэй бөмбөг хийх нь илүү хялбар байдаг.

Хоёрдогч цэнэгийн хэлбэр нь хар тугалга (эсвэл уран) бүрхүүлтэй саванд байрлуулсан цилиндр байв. Цэнэгүүдийн хооронд нейтроны хамгаалалтын бамбай байдаг. Термоядролын түлш бүхий савны хана ба бөмбөгний биений хоорондох зайг тусгай хуванцар, ихэвчлэн полистирол хөөсөөр дүүргэдэг. Бөмбөгний их бие нь өөрөө ган эсвэл хөнгөн цагаанаар хийгдсэн байдаг.

Доор үзүүлсэн шиг сүүлийн үеийн загварт эдгээр хэлбэрүүд өөрчлөгдсөн.

Үүнд, анхдагч цэнэг нь тарвас, америк хөлбөмбөгийн бөмбөг шиг хавтгайрсан, хоёрдогч цэнэг нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Ийм хэлбэр нь конус хэлбэрийн пуужингийн цэнэгийн дотоод багтаамжид илүү үр дүнтэй нийцдэг.

Термоядролын дэлбэрэлтийн дараалал

Анхдагч атомын бөмбөг дэлбэрэх үед энэ үйл явцын эхний мөчүүдэд нейтрон бамбайгаар хэсэгчлэн хаагдсан хүчтэй рентген цацраг (нейтроны урсгал) үүсдэг бөгөөд хоёрдогч цэнэгийг тойрсон орон сууцны дотоод доторлогооноос тусдаг. , ингэснээр рентген туяа нь бүхэл бүтэн уртаараа тэгш хэмтэй унадаг

Асаалттай эхний үе шатуудТермоядролын урвалын үед атомын дэлбэрэлтээс үүссэн нейтроныг хуванцар дүүргэгчээр шингээж, түлш хэт хурдан халахаас сэргийлдэг.

Рентген туяа нь эхлээд орон сууц ба хоёрдогч цэнэгийн хоорондох зайг дүүргэх нягт хуванцар хөөс үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь хоёрдогч цэнэгийг халааж, шахдаг плазмын төлөвт хурдан хувирдаг.

Үүнээс гадна рентген туяа нь хоёрдогч цэнэгийг тойрсон савны гадаргууг ууршуулдаг. Энэ цэнэгтэй харьцуулахад тэгш хэмтэй ууршиж буй савны бодис нь түүний тэнхлэгээс чиглэсэн тодорхой импульсийг олж авдаг бөгөөд хоёрдогч цэнэгийн давхаргууд нь импульс хадгалах хуулийн дагуу төхөөрөмжийн тэнхлэгт чиглэсэн импульсийг хүлээн авдаг. Пуужингийн түлш нь тэнхлэгээсээ тэгш хэмтэй тархаж, бие нь дотогшоо шахагдсан гэж төсөөлөхөд л энэ зарчим нь пуужингийнхтай адил юм.

Термоядролын түлшний ийм шахалтын үр дүнд түүний эзлэхүүн хэдэн мянган удаа буурч, температур нь цөмийн хайлуулах урвал эхлэх түвшинд хүрдэг. Термоядролын бөмбөг дэлбэрч байна. Урвал нь хоёрдогч цэнэг дэх анхдагч дейтерийн цөмтэй нийлдэг тритиум цөм үүсэх замаар явагддаг.

Эхний хоёрдогч цэнэгүүд нь цөмийн задралын урвалд орсон, албан бусаар "лаа" гэж нэрлэгддэг плутонийн саваа голын эргэн тойронд баригдсан, өөрөөр хэлбэл, температурыг цаашид нэмэгдүүлэхийн тулд атомын нэмэлт дэлбэрэлтийг хийжээ. цөмийн хайлуулах урвал. Одоогоор илүү их гэж үзэж байна үр ашигтай системүүдшахалт нь "лааг" арилгаж, бөмбөгний дизайныг цаашид жижигрүүлэх боломжийг олгосон.

Ivy ажиллагаа

1952 онд Маршаллын арлуудад Америкийн термоядролын зэвсгийн туршилтыг ингэж нэрлэсэн бөгөөд энэ үеэр анхны термоядролын бөмбөг дэлбэлжээ. Энэ нь Айви Майк нэртэй байсан бөгөөд Теллер-Улам стандартын дагуу баригдсан. Түүний хоёрдогч термоядролын цэнэгийг цилиндр хэлбэртэй саванд хийсэн бөгөөд энэ нь шингэн дейтерий хэлбэртэй термоядролын түлш бүхий дулаан тусгаарлагдсан Дьюар колбо бөгөөд тэнхлэгийн дагуу 239-плутонийн "лаа" ажиллаж байв. Шүүдэр нь эргээд 5 метрээс илүү жинтэй 238 ураны давхаргаар хучигдсан байсан бөгөөд энэ нь дэлбэрэлтийн үеэр ууршиж, термоядролын түлшний тэгш хэмтэй шахалтыг хангасан. Анхдагч болон хоёрдогч цэнэгийг агуулсан савыг 80 инч өргөн, 244 инч урттай ган яндан дотор, 10-12 инч зузаантай ханатай байсан нь тэр үеийн төмрийн хамгийн том жишээ юм. Үндсэн цэнэгийн дэлбэрэлтийн дараа цацрагийг тусгаж, хоёрдогч цэнэгийг халаадаг плазмыг бий болгохын тулд хайрцагны дотоод гадаргууг хар тугалга, полиэтиленээр бүрсэн байв. Төхөөрөмж бүхэлдээ 82 тонн жинтэй байв. Дэлбэрэлт болохоос өмнөхөн төхөөрөмжийн дүр төрхийг доорх зурагт үзүүлэв.

Термоядролын бөмбөгний анхны туршилт 1952 оны 10-р сарын 31-нд болсон бөгөөд дэлбэрэлтийн хүч 10,4 мегатонн байв. Үйлдвэрлэсэн Аттол Эниветок бүрэн сүйрчээ. Дэлбэрэлтийн агшинг доорх зурагт үзүүлэв.

ЗХУ тэгш хэмтэй хариулт өгдөг

АНУ-ын термоядролын аварга шалгаруулах тэмцээн удаан үргэлжилсэнгүй. 1953 оны 8-р сарын 12-нд Андрей Сахаров, Юли Харитон нарын удирдлаган дор бүтээгдсэн Зөвлөлтийн анхны термоядролын бөмбөг RDS-6-г Семипалатинскийн туршилтын талбайд туршиж үзсэн нь дээрх тайлбараас харахад Эневеток дахь америкчууд дэлбэрээгүй нь тодорхой болжээ тэсрэх бөмбөг өөрөө ашиглахад бэлэн сумны нэг төрөл болохоос биш лабораторийн төхөөрөмж, нүсэр бөгөөд маш төгс бус. ЗХУ-ын эрдэмтэд ердөө 400 кг-ын хүчин чадал багатай байсан ч Америкчууд шиг шингэн дейтерий биш харин хатуу литийн дейтерид хэлбэрээр термоядролын түлшээр бүрэн бэлэн болсон сумыг туршиж үзсэн. Дашрамд хэлэхэд, литийн дейтерид зөвхөн 6 Li изотопыг ашигладаг (энэ нь термоядролын урвалын онцлогтой холбоотой) бөгөөд байгальд 7 Li изотоптой холилддог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс литийн изотопуудыг ялгаж, зөвхөн 6 Li-г сонгох тусгай үйлдвэрлэлийн байгууламжуудыг барьсан.

Эрчим хүчний хязгаарт хүрч байна

Дараа нь арван жилийн турш тасралтгүй зэвсгийн уралдаан болж, термоядролын зэвсгийн хүч тасралтгүй нэмэгдэв. Эцэст нь 1961 оны 10-р сарын 30-нд ЗХУ-д Новая Земля туршилтын талбайн дээгүүр агаарт 4 км-ийн өндөрт, өрнөдөд "Цар Бомба" гэгддэг хамгийн хүчирхэг термоядролын бөмбөг бүтээгдэж, туршигдсан. ,” гэж дэлбэрчээ.

Энэхүү гурван үе шаттай зэвсгийг үнэндээ 101.5 мегатонны тэсрэх бөмбөг болгон бүтээсэн боловч тухайн газрын цацраг идэвхт бохирдлыг бууруулах хүсэл эрмэлзэл нь хөгжүүлэгчид 50 мегатонны гарц бүхий гуравдугаар шатыг орхиж, төхөөрөмжийн дизайны гарцыг 51.5 мегатон хүртэл бууруулахад хүргэсэн. . Үүний зэрэгцээ анхдагч атомын цэнэгийн дэлбэрэлтийн хүч 1.5 мегатон байсан бол хоёр дахь термоядролын үе шат нь 50-ыг өгөх ёстой байв. Тэсрэх бөмбөгийн бодит хүч нь 58 мегатон хүртэл байв доорх зурган дээр.

Үүний үр дагавар нь гайхалтай байсан. Тэсрэлтийн өндөр нь 4000 м өндөр байсан ч доод ирмэгээрээ гайхалтай тод галт бөмбөлөг бараг л дэлхийд хүрч, дээд ирмэгээрээ 4.5 км-ээс дээш өндөрт хүрэв. Тэсрэх цэгийн доорх даралт нь Хирошимагийн дэлбэрэлтийн оргил даралтаас зургаа дахин их байв. Гэрлийн гялбаа маш хурц байсан тул үүлэрхэг цаг агаартай байсан ч 1000 километрийн зайд харагдаж байв. Туршилтанд оролцогчдын нэг нь хар нүдний шилээр гэрэлтсэн гялбааг хараад 270 км-ийн зайд ч гэсэн дулааны импульсийн нөлөөг мэдэрсэн. Дэлбэрэлт болох агшны зургийг доор харуулав.

Термоядролын цэнэгийн хүч үнэхээр ямар ч хязгаарлалтгүй болохыг харуулсан. Эцсийн эцэст, гурав дахь шатыг дуусгахад хангалттай байсан бөгөөд тооцоолсон хүч чадал хүрэх болно. Гэхдээ Цар Бомбагийн жин 27 тонноос ихгүй байсан тул шатуудын тоог цаашид нэмэгдүүлэх боломжтой. Энэ төхөөрөмжийн гадаад төрхийг доорх зураг дээр харуулав.

Эдгээр туршилтуудын дараа ЗСБНХУ, АНУ-ын олон улс төрч, цэргийнхэн цөмийн зэвсгийн уралдааны хязгаарт хүрч, үүнийг зогсоох шаардлагатай болсон нь тодорхой болов.

Орчин үеийн Орос улс ЗХУ-ын цөмийн зэвсгийг өвлөн авсан. Өнөөдөр Оросын термоядролын бөмбөгүүд дэлхийн ноёрхлыг эрэлхийлэгчдийг саатуулсаар байна. Тэд зөвхөн саатуулах үүргээ гүйцэтгэж, хэзээ ч дэлбэрэхгүй гэж найдъя.

Нар бол хайлуулах реактор юм

Термоядролын урвалууд тасралтгүй явагддаг тул нарны температур, бүр тодруулбал түүний цөм нь 15,000,000 °К хүрдэг гэдгийг сайн мэддэг. Гэсэн хэдий ч өмнөх бичвэрээс бидний олж мэдсэн бүх зүйл ийм үйл явцын тэсрэх шинж чанарын тухай өгүүлдэг. Тэгвэл нар яагаад термоядролын бөмбөг шиг дэлбэрдэггүй юм бэ?

Баримт нь нарны масс дахь устөрөгчийн асар их хувийг эзэлдэг бөгөөд 71% -д хүрдэг бол түүний цөм нь зөвхөн термоядролын нэгдлийн урвалд оролцдог изотоп дейтерийн эзлэх хувь маш бага юм. Баримт нь дейтерийн цөмүүд нь хоёр устөрөгчийн цөмийг нэгтгэсний үр дүнд үүсдэг бөгөөд зөвхөн нэгдэх биш, харин протонуудын аль нэг нь нейтрон, позитрон, нейтрино болж задрахад (бета задрал гэж нэрлэгддэг) үүсдэг. Энэ нь ховор тохиолддог үйл явдал юм. Энэ тохиолдолд үүссэн дейтерийн цөмүүд нь нарны цөмийн эзлэхүүнд жигд тархсан байна. Иймээс асар том хэмжээ, массын хувьд харьцангуй бага чадалтай термоядролын урвалын бие даасан, ховор төвүүд нь нарны цөмд бүхэлдээ бүрхэгдсэн байдаг. Эдгээр урвалын үед ялгарах дулаан нь нарны бүх дейтерийг тэр дор нь шатаахад хангалттай биш боловч дэлхий дээрх амьдралыг хангах температурт халаахад хангалттай юм.

Цөмийн зэвсэг- уран ба плутонийн зарим изотопын хүнд цөмийн задралын энергийг ашиглах, эсвэл дейтерий ба тритий изотопын устөрөгчийн изотопын хөнгөн цөмүүдийг илүү хүнд болгон нийлэгжүүлэх термоядролын урвалд суурилсан тэсрэх ажиллагаатай үй олноор хөнөөх зэвсэг, жишээлбэл, гелийн изотопуудын цөм.

Пуужин, торпедогийн байлдааны хошуу, нисэх онгоц, гүний цэнэг, их бууны сум, мина зэргийг цөмийн цэнэгээр тоноглож болно. Хүчин чадлаараа цөмийн зэвсгийг хэт жижиг (1 кт-аас бага), жижиг (1-10 кт), дунд (10-100 кт), том (100-1000 кт), хэт том (ээс дээш) гэж ангилдаг. 1000 кт). Шийдвэрлэж буй зорилтуудаас хамааран цөмийн зэвсгийг газар доорх, газар, агаар, усан доорх болон гадаргын дэлбэрэлт хэлбэрээр ашиглах боломжтой. Цөмийн зэвсгийн хүн амд үзүүлэх хор хөнөөлийн шинж чанар нь зөвхөн сумны хүч, дэлбэрэлтийн төрлөөс гадна цөмийн төхөөрөмжийн төрлөөр тодорхойлогддог. Цэнэгээсээ хамааран тэдгээрийг дараахь байдлаар ялгадаг: задралын урвал дээр суурилсан атомын зэвсэг; термоядролын зэвсэг - хайлуулах урвалыг ашиглах үед; хосолсон төлбөр; нейтроны зэвсэг.

Байгальд мэдэгдэхүйц хэмжээгээр олддог цорын ганц задрах бодис бол 235 атомын массын нэгж (уран-235) цөмийн масстай ураны изотоп юм. Энэ изотопын агуулга нь байгалийн уранердөө 0.7% байна. Үлдсэн хэсэг нь уран-238. Изотопуудын химийн шинж чанар нь яг ижил байдаг тул уран-235-ыг байгалийн уранаас салгах нь изотопыг ялгах нэлээд төвөгтэй процессыг шаарддаг. Үүний үр дүнд цөмийн зэвсэгт ашиглахад тохиромжтой 94% орчим уран-235 агуулсан өндөр баяжуулсан уран гарч болно.

Явах бодисыг зохиомлоор гаргаж авах боломжтой бөгөөд практикийн үүднээс авч үзвэл хамгийн хэцүү зүйл бол уран-238 цөмд нейтроныг барьж авсны үр дүнд үүсдэг плутони-239 (мөн цацраг идэвхт бодисын дараагийн гинжин хэлхээ) юм. завсрын цөмийн задрал). Үүнтэй төстэй үйл явцыг байгалийн болон бага зэрэг баяжуулсан уран дээр ажилладаг цөмийн реакторт хийж болно. Ирээдүйд плутонийг түлшний химийн боловсруулалтын явцад ашигласан реакторын түлшнээс ялгаж авах боломжтой бөгөөд энэ нь зэвсгийн чанартай уран үйлдвэрлэхэд хийгддэг изотопыг ялгах процессоос хамаагүй хялбар юм.

Цөмийн тэсрэх төхөөрөмжийг бий болгохын тулд бусад задрах бодисыг ашиглаж болно, жишээлбэл, цөмийн реакторт торий-232-ыг цацрагаар олж авсан уран-233. Гэсэн хэдий ч зөвхөн уран-235 ба плутони-239 нь практик хэрэглээг олсон нь юуны түрүүнд эдгээр материалыг олж авахад харьцангуй хялбар байсантай холбоотой.

Цөмийн задралын үед ялгарах энергийг практикт ашиглах боломж нь задралын урвал нь гинжин, өөрөө тогтворжих шинж чанартай байдагтай холбоотой юм. Явах үйл явдал бүр нь хоёрдогч хоёрдогч нейтрон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хуваагдмал материалын цөмд баригдах үед тэдгээрийг задлахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь эргээд илүү олон нейтрон үүсэхэд хүргэдэг. Онцгой нөхцөл бий болсон үед нейтроны тоо, улмаар хуваагдлын үйл явдлууд үеэс үед нэмэгддэг.

Анхны цөмийн тэсрэх бөмбөгийг АНУ 1945 оны 7-р сарын 16-нд Нью-Мексико мужийн Аламогордо хотод дэлбэлж байжээ. Энэхүү төхөөрөмж нь плутонийн бөмбөг байсан бөгөөд эгзэгтэй байдлыг бий болгохын тулд чиглэсэн тэсрэлт ашигласан. Дэлбэрэлтийн хүч 20 кт орчим байв. ЗХУ-д 1949 оны 8-р сарын 29-нд Америкийнхтай төстэй анхны цөмийн тэсрэх төхөөрөмж дэлбэрчээ.

Цөмийн зэвсэг бүтээсэн түүх.

1939 оны эхээр Францын физикч Фредерик Жолио-Кюри гинжин урвал нь аймшигт сүйтгэгч хүчний дэлбэрэлтэд хүргэж болзошгүй бөгөөд уран нь ердийн тэсрэх бодисын хувьд эрчим хүчний эх үүсвэр болж чадна гэж дүгнэжээ. Энэхүү дүгнэлт нь цөмийн зэвсэг бүтээх хөгжилд түлхэц болсон юм. Европ Дэлхийн 2-р дайны өмнөхөн байсан бөгөөд ийм хүчирхэг зэвсгийг эзэмших нь аливаа эзэнд асар их давуу талыг өгдөг байв. Герман, Англи, АНУ, Японы физикчид атомын зэвсгийг бүтээх чиглэлээр ажилласан.

1945 оны зун америкчууд "Хүүхэд", "Бүдүүн хүн" гэсэн хоёр атомын бөмбөгийг угсарч чаджээ. Эхний бөмбөг нь 2722 кг жинтэй бөгөөд баяжуулсан уран-235-аар дүүргэгдсэн байв.

20 кт-аас дээш хүчин чадалтай Плутони-239 цэнэгтэй "Бүдүүн хүн" бөмбөг нь 3175 кг жинтэй байв.

АНУ-ын Ерөнхийлөгч Г.Трумэн цөмийн бөмбөг ашиглахаар шийдсэн анхны улс төрийн удирдагч болов. Эхний зорилтууд цөмийн цохилтЯпоны хотуудыг сонгосон (Хирошима, Нагасаки, Кокура, Ниигата). Цэргийн үүднээс авч үзвэл хүн ам шигүү суурьшсан Японы хотуудыг ингэж бөмбөгдөх шаардлага байгаагүй.

1945 оны 8-р сарын 6-ны өглөө Хирошимагийн дээгүүр цэлмэг, үүлгүй тэнгэр байв. Урьдын адил Америкийн хоёр онгоц зүүн зүгээс (нэг нь Энола Гэй гэдэг) 10-13 км-ийн өндөрт ойртож ирсэн нь түгшүүр төрүүлээгүй (Хирошимагийн тэнгэрт өдөр бүр гарч ирдэг байсан). Онгоцны нэг нь шумбаж, ямар нэгэн зүйл унагаж, дараа нь хоёр онгоц эргэж, ниссэн. Унасан объект шүхрээр аажуухан бууж, газраас 600 м-ийн өндөрт гэнэт дэлбэрчээ. Энэ бол Baby бөмбөг байсан. Наймдугаар сарын 9-нд Нагасаки хотын дээгүүр дахин бөмбөг хаясан байна.

Эдгээр бөмбөгдөлтөөс болж нийт хүний ​​амь нас, сүйрлийн цар хүрээг дараах тоо баримтаар тодорхойлж байна: 300 мянган хүн дулааны цацраг (5000 хэмийн температур) болон цочролын долгионы улмаас тэр даруй нас барж, 200 мянган хүн шархадсан, түлэгдэж, цацраг туяанд өртсөн. өвчин. 12 м.кв талбайд. км, бүх барилгууд бүрэн сүйрсэн. Зөвхөн Хирошимад л гэхэд 90 мянган барилгаас 62 мянга нь сүйрчээ.

Америк атомын бөмбөгдөлт хийсний дараа 1945 оны наймдугаар сарын 20-нд Сталины тушаалаар Л.Бериягаар удирдуулсан атомын энергийн тусгай хороо байгуулагджээ. Тус хороонд нэрт эрдэмтэд А.Ф. Иоффе, П.Л. Капица, И.В. Курчатов. Коммунист итгэл үнэмшилтэй, Лос-Аламос дахь Америкийн цөмийн төвийн нэрт ажилтан, эрдэмтэн Клаус Фукс Зөвлөлтийн цөмийн эрдэмтдэд асар их үүрэг гүйцэтгэсэн. 1945-1947 онд тэрээр атомын болон устөрөгчийн бөмбөг бүтээх практик болон онолын асуудлаар дөрвөн удаа мэдээлэл дамжуулсан нь ЗХУ-д гарч ирэхийг түргэсгэсэн.

1946-1948 онд ЗХУ-д цөмийн үйлдвэр бий болсон. Семипалатинск орчимд туршилтын талбай барьсан. 1949 оны наймдугаар сард Зөвлөлтийн анхны цөмийн төхөөрөмж тэнд дэлбэрчээ. Үүнээс өмнө АНУ-ын Ерөнхийлөгч Хенри Трумэн Зөвлөлт Холбоот Улс цөмийн зэвсгийн нууцыг эзэмшсэн гэж мэдэгдсэн боловч цөмийн бөмбөг Зөвлөлт Холбоот Улс 1953 оноос өмнө бий болно. Энэхүү мессеж нь АНУ-ын эрх баригч хүрээнийхэн урьдчилан сэргийлэх дайныг аль болох хурдан эхлүүлэхийг хүсэхэд хүргэв. 1950 оны эхээр байлдааны ажиллагаа эхлэхээр төлөвлөж байсан Трояны төлөвлөгөөг боловсруулсан. Тухайн үед АНУ 840 стратегийн бөмбөгдөгч, 300 гаруй атомын бөмбөгтэй байсан.

Цөмийн дэлбэрэлтийн хор хөнөөлтэй хүчин зүйлүүд нь: цочролын долгион, гэрлийн цацраг, нэвтрэн орох цацраг, цацраг идэвхт бохирдол, цахилгаан соронзон импульс.

Цочролын долгион. Цөмийн дэлбэрэлтийн гол хор хөнөөлтэй хүчин зүйл. Цөмийн дэлбэрэлтийн эрчим хүчний 60 орчим хувийг үүнд зарцуулдаг. Энэ нь дэлбэрэлтийн голомтоос бүх чиглэлд тархаж буй агаарын огцом шахалтын хэсэг юм. Цочролын долгионы хор хөнөөлийн нөлөө нь илүүдэл даралтын хэмжээгээр тодорхойлогддог. Илүүдэл даралт нь цочролын долгионы урд талын хамгийн их даралт ба түүний өмнөх хэвийн атмосферийн даралтын хоорондох зөрүү юм. Үүнийг килопаскалаар хэмждэг - 1 кПа = 0.01 кгф / см2.

20-40 кПа илүүдэл даралттай үед хамгаалалтгүй хүмүүс хөнгөн гэмтэл авч болно. 40-60 кПа илүүдэл даралттай цочролын долгионд өртөх нь дунд зэргийн гэмтэлд хүргэдэг. Хүнд гэмтэл нь илүүдэл даралт 60 кПа-аас давсан үед тохиолддог бөгөөд бүх бие нь хүнд хэлбэрийн няцралт, мөчдийн хугарал, дотоод паренхимийн эрхтнүүдийн тасархай зэрэг шинж чанартай байдаг. 100 кПа-аас дээш даралттай үед маш хүнд гэмтэл, ихэвчлэн үхэлд хүргэдэг.

Гэрлийн цацраг нь харагдахуйц хэт ягаан туяа, хэт улаан туяа зэрэг цацрагийн энергийн урсгал юм.

Түүний эх үүсвэр нь дэлбэрэлтийн халуун бүтээгдэхүүнээс үүссэн гэрэлтдэг хэсэг юм. Гэрлийн цацраг нь бараг агшин зуур тархаж, цөмийн дэлбэрэлтийн хүчнээс хамааран 20 секунд хүртэл үргэлжилдэг. Түүний хүч чадал нь богино хугацаатай хэдий ч гал түймэр, арьсны гүн түлэгдэлт, хүний ​​харааны эрхтнийг гэмтээж болно.

Гэрлийн цацраг нь тунгалаг материалаар дамждаггүй тул сүүдэр үүсгэж болох аливаа саад нь гэрлийн цацрагийн шууд нөлөөллөөс хамгаалж, түлэгдэхээс сэргийлдэг.

Тоостой (утаатай) агаар, манан, бороо зэрэгт гэрлийн цацраг мэдэгдэхүйц сулардаг.

Нэвтрэх цацраг.

Энэ бол гамма цацраг ба нейтроны урсгал юм. Үр нөлөө нь 10-15 секунд үргэлжилнэ. Цацрагийн анхдагч нөлөө нь физик, физик-химийн болон химийн процессуудад өндөр исэлдүүлэх, багасгах шинж чанартай химийн идэвхтэй чөлөөт радикалууд (H, OH, HO2) үүсэх замаар явагддаг. Дараа нь янз бүрийн хэт ислийн нэгдлүүд үүсч, зарим ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлж, бусад нь нэмэгддэг бөгөөд энэ нь биеийн эд эсийн автолиз (өөрийгөө уусгах) үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр тунгаар ионжуулагч цацрагт өртөх үед цусан дахь цацрагт мэдрэмтгий эдүүдийн задралын бүтээгдэхүүн, эмгэг бодисын солилцоо нь цусан дахь хорт бодисын эргэлттэй холбоотой хордлого - хордлого үүсэх үндэс суурь болдог. Цацрагийн гэмтлийн хөгжилд хамгийн чухал зүйл бол эс, эд эсийн физиологийн нөхөн төлжилт, зохицуулалтын тогтолцооны үйл ажиллагааны өөрчлөлт юм.

Тухайн газрын цацраг идэвхт бохирдол

Үүний гол эх үүсвэр нь цөмийн зэвсгийг бүтээдэг элементүүд болон хөрсийг бүрдүүлдэг элементүүдийн цацраг идэвхт шинж чанарыг олж авсны үр дүнд үүссэн цөмийн задралын бүтээгдэхүүн, цацраг идэвхт изотопууд юм. Тэднээс цацраг идэвхт үүл үүсдэг. Энэ нь олон километрийн өндөрт өргөгдөж, агаарын масстай хол зайд тээвэрлэгддэг. Үүлнээс газарт унасан цацраг идэвхт тоосонцор нь цацраг идэвхт бохирдлын (ул мөр) бүсийг үүсгэдэг бөгөөд урт нь хэдэн зуун километрт хүрч чаддаг. Цацраг идэвхт бодисууд нь тунадасны дараах эхний цагт хамгийн их аюул учруулдаг, учир нь энэ хугацаанд тэдний идэвхжил хамгийн өндөр байдаг.

Цахилгаан соронзон импульс .

Энэ нь цөмийн дэлбэрэлтийн үед ялгарах гамма цацраг ба нейтронуудын хүрээлэн буй орчны атомуудтай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд цөмийн зэвсгийн дэлбэрэлтийн үед үүсдэг богино хугацааны цахилгаан соронзон орон юм. Түүний нөлөөллийн үр дагавар нь радио электрон болон цахилгаан хэрэгслийн бие даасан элементүүдийн шаталт эсвэл эвдрэл юм. Хүмүүс дэлбэрэлт болох үед утсан шугамд хүрсэн тохиолдолд л хохирч болно.

Цөмийн зэвсгийн нэг төрөл нейтрон ба термоядролын зэвсэг.

Нейтроны зэвсэг нь 10 кт хүртэлх хүчин чадалтай жижиг оврын термоядроны сум бөгөөд голчлон нейтрон цацрагийн нөлөөгөөр дайсны бие бүрэлдэхүүнийг устгах зорилготой юм. Нейтрон зэвсгийг тактикийн цөмийн зэвсэг гэж ангилдаг.

Хүн төрөлхтний хөгжлийн түүхэнд мөргөлдөөнийг хүчирхийллийн аргаар шийдвэрлэх арга зам нь дайн дажин явсаар ирсэн. Соёл иргэншил арван таван мянга гаруй жижиг, том зэвсэгт мөргөлдөөн, хохирол амссан хүний ​​амьдралтоо саяар тоологдох. Өнгөрсөн зууны 90-ээд онд л гэхэд дэлхийн ерэн улсыг хамарсан зуу гаруй цэргийн мөргөлдөөн гарчээ.

Үүний зэрэгцээ шинжлэх ухааны нээлтүүд техникийн дэвшилулам их хүч чадалтай, ашиглалтын боловсронгуй устгах зэвсгийг бүтээх боломжтой болсон. Хорьдугаар зуундЦөмийн зэвсэг нь үй олноор сүйрүүлэх нөлөөллийн оргил үе, улс төрийн хэрэгсэл болсон.

Атомын бөмбөг хийх төхөөрөмж

Дайсныг устгах хэрэгсэл болох орчин үеийн цөмийн бөмбөгийг техникийн дэвшилтэт шийдлүүдийн үндсэн дээр бүтээдэг бөгөөд түүний мөн чанарыг олон нийтэд сурталчилдаггүй. Гэхдээ энэ төрлийн зэвсгийн үндсэн элементүүдийг 1945 онд Японы нэгэн хотод хаясан "Бүдүүн хүн" кодтой цөмийн бөмбөгний дизайны жишээн дээр судалж болно.

Дэлбэрэлтийн хүч TNT-тэй тэнцэхүйц 22.0 кт байв.

Энэ нь дараахь дизайны онцлог шинж чанартай байв.

• бүтээгдэхүүний урт нь 3250.0 мм, эзэлхүүний хэсгийн диаметр нь 1520.0 мм байв. Нийт жин 4.5 тонноос дээш;
• бие нь эллипс хэлбэртэй байдаг. Агаарын довтолгооноос хамгаалах сум болон бусад хүсээгүй нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд түүнийг үйлдвэрлэхэд 9.5 мм хуягласан ган ашигласан;
• бие нь дөрвөн дотоод хэсэгт хуваагддаг: хамар, эллипсоидын хоёр хагас (гол хэсэг нь цөмийн дүүргэлт хийх тасалгаа), сүүл.
• нум тасалгаа нь батерейгаар тоноглогдсон;
• гол тасалгаа нь хамрын нэгэн адил хортой орчин, чийг орохоос сэргийлж, сахалтай хүний ​​ажиллах тав тухтай нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд вакуумжуулсан;
• эллипсоид нь ураны хөндлөн огтлолоор (бүрхүүл) хүрээлэгдсэн плутонийн цөмийг байрлуулсан байв. Энэ нь цөмийн урвалын явцад инерцийн хязгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэж, хамгийн их үйл ажиллагааг хангасан зэвсгийн чанартай плутони, нейтроныг цэнэгийн цөмийн тал руу тусгах замаар.

Санаачлагч буюу "зараа" гэж нэрлэгддэг нейтроны үндсэн эх үүсвэрийг цөм дотор байрлуулсан байв. Бөмбөрцөг диаметртэй бериллиар төлөөлдөг 20.0 ммполонид суурилсан гаднах бүрээстэй - 210.

Цөмийн зэвсгийн энэхүү загварыг ашиглахдаа үр ашиггүй, найдваргүй болохыг шинжээчдийн нийгэмлэг тогтоосон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хяналтгүй төрлийн нейтроны эхлэлийг цаашид ашиглаагүй .

Үйл ажиллагааны зарчим

Уран 235 (233) ба плутони 239 (цөмийн бөмбөгийг ийм зүйлээр хийдэг) бөөмүүдийн задралын үйл явц нь эзэлхүүнийг хязгаарлахын зэрэгцээ асар их энерги ялгаруулж, цөмийн дэлбэрэлт гэж нэрлэдэг. Цацраг идэвхт металлын атомын бүтэц нь тогтворгүй хэлбэртэй байдаг - тэдгээр нь бусад элементүүдэд байнга хуваагддаг.

Энэ үйл явц нь нейронуудын салгах үйл явц дагалддаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь хөрш атомууд дээр унаж, эрчим хүч ялгарах дараагийн урвалыг эхлүүлдэг.

Энэ зарчим нь дараах байдалтай байна: задралын хугацааг богиносгосноор үйл явц илүү эрчимжиж, бөөмийг бөмбөгдөхөд нейронуудын концентраци нь гинжин урвалд хүргэдэг. Хоёр элементийг эгзэгтэй массад нэгтгэх үед суперкритик масс үүсч, тэсрэлт үүсгэдэг.

IN амьдрах нөхцөлИдэвхтэй урвалыг өдөөх боломжгүй - элементүүдийн ойртох өндөр хурд шаардлагатай - дор хаяж 2.5 км / с. Тэсрэх бодисыг (хурдан ба удаан) хослуулан, атомын дэлбэрэлт үүсгэдэг хэт эгзэгтэй массын нягтыг тэнцвэржүүлснээр ийм хурдтай бөмбөг хийх боломжтой болно.

Цөмийн дэлбэрэлт нь гараг эсвэл түүний тойрог зам дахь хүний ​​үйл ажиллагааны үр дүнтэй холбоотой юм. Байгалийн үйл явцИйм зүйл зөвхөн сансар огторгуйн зарим одод л боломжтой.

Атомын бөмбөгийг үй олноор хөнөөх хамгийн хүчирхэг, хор хөнөөлтэй зэвсэг гэж зүй ёсоор тооцдог. Тактикийн хэрэглээ нь газар дээрх стратегийн, цэргийн бай, түүнчлэн гүнд суурилсан объектуудыг устгах, дайсны техник, хүн хүчний ихээхэн хуримтлалыг устгах асуудлыг шийддэг.

Үүнийг зөвхөн томоохон газар нутаг дахь хүн ам, дэд бүтцийг бүрэн устгах зорилготойгоор дэлхий даяар хэрэглэж болно.

Тодорхой зорилгод хүрэх, тактикийн болон стратегийн даалгавруудыг биелүүлэхийн тулд атомын зэвсгийн дэлбэрэлтийг дараахь байдлаар хийж болно.

• чухал ба нам өндөрт (30.0 км-ээс дээш ба түүнээс доош);
• дэлхийн царцдас (ус) -тай шууд харьцах;
• газар доорх (эсвэл усан доорх дэлбэрэлт).

Цөмийн дэлбэрэлт нь асар их энергийг агшин зуур ялгаруулдаг онцлогтой.

Объект болон хүмүүст дараахь байдлаар хохирол учруулна.

• Цочролын долгион.Дэлбэрэлтийн үед эсвэл дээр дэлхийн царцдас(ус) нь агаарын долгион, газар доорх (ус) - газар хөдлөлтийн тэсэлгээний долгион гэж нэрлэгддэг. Агаарын массыг эгзэгтэй шахсны дараа агаарын долгион үүсч, дуу чимээнээс давсан хурдтайгаар сулрах хүртэл тойрог хэлбэрээр тархдаг. Энэ нь хүн хүчний шууд хохирол ба шууд бус хохирол (устгагдсан объектын хэсгүүдтэй харилцах) хоёуланд нь хүргэдэг. Илүүдэл даралтын үйлдэл нь төхөөрөмжийг хөдөлгөж, газар цохих замаар ажиллахгүй болгодог;
• Гэрлийн цацраг.Эх үүсвэр нь газрын хэрэглээний агаарын масстай бүтээгдэхүүний ууршилтаас үүссэн гэрлийн хэсэг, энэ нь хөрсний уур юм. Үр нөлөө нь хэт ягаан болон хэт улаан туяаны спектрт тохиолддог. Үүнийг объект, хүмүүст шингээх нь шатах, хайлах, шатаахад хүргэдэг. Гэмтлийн зэрэг нь газар хөдлөлтийн голомтын зайнаас хамаарна;
• Нэвтрэх цацраг- эдгээр нь хагарсан газраас хөдөлж буй нейтрон ба гамма туяа юм. Биологийн эдэд өртөх нь эсийн молекулуудыг иончлоход хүргэдэг бөгөөд энэ нь бие махбодид цацрагийн өвчин үүсгэдэг. Эд хөрөнгийн гэмтэл нь сумны эвдэрч буй элементүүд дэх молекулуудын задралын урвалтай холбоотой байдаг.
• Цацраг идэвхт бохирдол.Газрын дэлбэрэлтийн үед хөрсний уур, тоос шороо болон бусад зүйлс нэмэгддэг. Агаарын массын хөдөлгөөний чиглэлд үүл гарч ирдэг. Гэмтлийн эх үүсвэрийг цөмийн зэвсгийн идэвхтэй хэсгийн задралын бүтээгдэхүүн, изотопууд, цэнэгийн устгагдаагүй хэсгүүдээр төлөөлдөг. Цацраг идэвхт үүл хөдөлж байх үед тухайн бүс нутагт тасралтгүй цацрагийн бохирдол үүсдэг;
• Цахилгаан соронзон импульс.Дэлбэрэлт нь импульсийн хэлбэрээр цахилгаан соронзон орон (1.0-аас 1000 м хүртэл) дагалддаг. Эдгээр нь цахилгаан хэрэгсэл, удирдлага, харилцаа холбооны эвдрэлд хүргэдэг.

Цөмийн дэлбэрэлтийн хүчин зүйлсийн хослол нь дайсны бие бүрэлдэхүүн, техник хэрэгсэл, дэд бүтцэд янз бүрийн түвшний хохирол учруулдаг бөгөөд үр дагавар нь зөвхөн түүний голомтоос хол зайтай холбоотой байдаг.

Цөмийн зэвсэг бүтээсэн түүх

Цөмийн урвалыг ашиглан зэвсэг бүтээх нь хэд хэдэн дагалддаг шинжлэх ухааны нээлтүүд, онол практикийн судалгаа, үүнд:

• 1905- харьцангуйн онол бий болсон бөгөөд энэ нь бага хэмжээний матери нь E = mc2 томъёоны дагуу эрчим хүчний ихээхэн ялгаралтай тохирч байгаа бөгөөд энд "c" нь гэрлийн хурдыг илэрхийлдэг (зохиогч А. Эйнштейн);
• 1938 он— Германы эрдэмтэд ураныг нейтроноор довтолж атомыг хэсэг болгон хуваах туршилт явуулсан нь амжилттай дууссан (О.Ганн, Ф.Страсманн), Их Британийн физикч энерги ялгардаг тухай баримтыг тайлбарлав (Р.Фриш). ;
• 1939 он- Францын эрдэмтэд ураны молекулуудын гинжин урвалыг явуулахад асар их хүчтэй тэсрэлт үүсгэж чадах энерги ялгарна (Жолиот-Кюри).

Сүүлийнх нь атомын зэвсгийг зохион бүтээх эхлэл болсон. Зэрэгцээ хөгжлийг Герман, Их Британи, АНУ, Япон хийсэн. Гол асуудал нь энэ чиглэлээр туршилт хийхэд шаардлагатай хэмжээний уран олборлох явдал байв.

1940 онд Бельги улсаас түүхий эд худалдаж авснаар АНУ-д асуудлыг илүү хурдан шийдсэн.

Манхэттэн гэж нэрлэгддэг төслийн хүрээнд 1939-1945 онд уран цэвэршүүлэх үйлдвэр барьж, цөмийн процессыг судлах төв байгуулж, тэнд ажиллах хүмүүсийг элсүүлжээ. шилдэг мэргэжилтнүүд- Баруун Европын өнцөг булан бүрээс ирсэн физикчид.

Өөрийнхөө бүтээн байгуулалтыг хийсэн Их Британи Германыг бөмбөгдсөний дараа төслийнхөө бүтээн байгуулалтыг сайн дураараа АНУ-ын армид шилжүүлэхээс өөр аргагүй болсон.

Америкчууд атомын бөмбөгийг анх зохион бүтээсэн гэж үздэг. Анхны цөмийн цэнэгийн туршилтыг 1945 оны 7-р сард Нью Мексико мужид хийжээ. Дэлбэрэлтийн гялбаа тэнгэрийг харанхуйлж, элсэрхэг газар шил болон хувирав. Хэсэг хугацааны дараа “Хүүхэд”, “Бүдүүн хүн” хэмээх цөмийн цэнэгүүд бий болсон.

ЗХУ-ын цөмийн зэвсэг - огноо, үйл явдал

ЗСБНХУ цөмийн гүрэн болохын өмнө бие даасан эрдэмтдийн урт удаан хугацааны ажлын үр дүнд бий болсон төрийн байгууллагууд. Үйл явдлын гол үе, чухал огноог дараах байдлаар харуулав.

• 1920атомын хуваагдлын талаархи Зөвлөлтийн эрдэмтдийн ажлын эхлэл гэж үзсэн;
• Гучин оноос хойшчиглэл цөмийн физиктэргүүлэх чиглэл болох;
• 1940 оны аравдугаар сар- физикчдийн санаачилгын бүлэг атомын бүтээн байгуулалтыг цэргийн зориулалтаар ашиглах санал гаргасан;
• 1941 оны зундайнтай холбогдуулан цөмийн энергийн хүрээлэнгүүдийг ар тал руу шилжүүлсэн;
• 1941 оны намаржил Зөвлөлтийн тагнуулИх Британи, Америкт цөмийн хөтөлбөр хэрэгжүүлж эхэлсэн тухай тус улсын удирдлагад мэдэгдсэн;
• 1942 оны есдүгээр сар- атомын судалгаа бүрэн хийгдэж эхэлсэн, ураны ажил үргэлжилсэн;
• 1943 оны хоёрдугаар сар— И.Курчатовын удирдлаган дор тусгай судалгааны лаборатори байгуулж, ерөнхий удирдлагыг В.Молотовт даатгасан;

Төслийг В.Молотов удирдсан.

• 1945 оны наймдугаар сар- Японд цөмийн бөмбөгдөлт явагдсантай холбогдуулан ЗХУ-ын хөгжилд ихээхэн ач холбогдол өгч, Л.Бериягийн удирдлаган дор Тусгай хороо байгуулсан;
• 1946 оны дөрөвдүгээр сар- ЗХУ-ын цөмийн зэвсгийн дээжийг хоёр хувилбараар (плутони, уран ашиглан) боловсруулж эхэлсэн KB-11 бүтээгдсэн;
• 1948 оны дунд үе- өндөр зардлаар үр ашиг багатай тул ураны ажил зогссон;
• 1949 оны наймдугаар сарЗХУ-д атомын бөмбөг зохион бүтээхэд Зөвлөлтийн анхны цөмийн бөмбөгийг туршсан.

Бүтээгдэхүүн боловсруулах хугацааг багасгахад Америкийн цөмийн бүтээн байгуулалтын талаар мэдээлэл олж авах боломжтой тагнуулын байгууллагуудын өндөр чанартай ажил нөлөөлсөн. ЗХУ-д атомын бөмбөгийг анх бүтээсэн хүмүүсийн дунд академич А.Сахаров тэргүүтэй эрдэмтдийн баг байсан. Тэд америкчуудын хэрэглэж байснаас илүү ирээдүйтэй техникийн шийдлүүдийг боловсруулсан.

Атомын бөмбөг "RDS-1"

2015-2017 онд Орос улс цөмийн зэвсэг, түүнийг түгээх системийг боловсронгуй болгох чиглэлээр ахиц дэвшил гаргаж, улмаар аливаа түрэмгийллийг няцаах чадвартай улсаа зарлав.

Атомын бөмбөгийн анхны туршилтууд

1945 оны зун Нью-Мексикод туршилтын цөмийн бөмбөг туршсаны дараа 8-р сарын 6, 9-нд Японы Хирошима, Нагасаки хотуудыг тус тус бөмбөгдөв.

Атомын бөмбөг бүтээх ажил энэ онд дууссан

1949 онд нууцлалыг нэмэгдүүлсэн нөхцөлд ЗХУ-ын КБ-11 зохион бүтээгчид болон эрдэмтэд RDS-1 (тийрэлтэт хөдөлгүүр "С") нэртэй атомын бөмбөг бүтээж дуусгасан. 8-р сарын 29-нд Семипалатинскийн туршилтын талбайд Зөвлөлтийн анхны цөмийн төхөөрөмжийг туршсан. Оросын атомын бөмбөг - RDS-1 нь 4.6 тонн жинтэй, 1.5 м диаметртэй, 3.7 метр урттай "дусал хэлбэртэй" бүтээгдэхүүн байв.

Идэвхтэй хэсэг нь плутонийн блокыг багтаасан бөгөөд энэ нь TNT-тэй тэнцэх 20.0 килотонн тэсрэх хүчийг бий болгосон. Туршилтын талбай нь хорин километрийн радиусыг хамарсан. Туршилтын тэсэлгээний нөхцөл байдлын талаар өнөөг хүртэл олон нийтэд мэдээлээгүй байна.

Мөн оны 9-р сарын 3-нд Америкийн нисэхийн тагнуулууд тэнд байгааг тогтоожээ агаарын массКамчаткийн изотопын ул мөр нь цөмийн цэнэгийн туршилтыг илтгэнэ. Хорин гурав дахь өдөр АНУ-ын дээд албан тушаалтан ЗХУ атомын бөмбөг туршсан гэж олон нийтэд зарлав.