ใครเป็นผู้คิดค้นระเบิดไฮโดรเจน? อาวุธนิวเคลียร์ของรัสเซีย: การออกแบบ หลักการทำงาน การทดสอบครั้งแรก วิดีโอ: การทดสอบในสหภาพโซเวียต

เมื่อวันที่ 12 สิงหาคม พ.ศ. 2496 มีการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนของโซเวียตครั้งแรกที่สถานที่ทดสอบเซมิพาลาตินสค์

และในวันที่ 16 มกราคม พ.ศ. 2506 ในช่วงสงครามเย็นที่ถึงจุดสูงสุด นิกิตา ครุสชอฟประกาศให้โลกรู้ว่าสหภาพโซเวียตมีอาวุธใหม่ในคลังแสง การทำลายล้างสูง- หนึ่งปีครึ่งก่อนหน้านี้ การระเบิดที่ทรงพลังที่สุดเกิดขึ้นในสหภาพโซเวียต ระเบิดไฮโดรเจนในโลก - ประจุที่มีความจุมากกว่า 50 เมกะตันถูกจุดชนวนที่ Novaya Zemlya ในหลาย ๆ ด้านคำกล่าวของผู้นำโซเวียตทำให้โลกตระหนักถึงภัยคุกคามของการแข่งขันอาวุธนิวเคลียร์ที่เพิ่มมากขึ้น: เมื่อวันที่ 5 สิงหาคม พ.ศ. 2506 มีการลงนามข้อตกลงในมอสโกเพื่อห้ามการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศด้านนอก พื้นที่และใต้น้ำ

ประวัติความเป็นมาของการทรงสร้าง

ความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการได้รับพลังงานจาก ฟิวชั่นแสนสาหัสเป็นที่รู้จักแม้กระทั่งก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง แต่เป็นสงครามและการแข่งขันทางอาวุธที่ตามมาซึ่งทำให้เกิดคำถามในการสร้างอุปกรณ์ทางเทคนิคสำหรับการสร้างปฏิกิริยานี้ในทางปฏิบัติ เป็นที่ทราบกันว่าในเยอรมนีในปี พ.ศ. 2487 มีการดำเนินงานเพื่อเริ่มต้นฟิวชั่นแสนสาหัสโดยการบีบอัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์โดยใช้ประจุของวัตถุระเบิดธรรมดา - แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากไม่สามารถได้อุณหภูมิและความดันที่ต้องการ สหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตพัฒนาอาวุธแสนสาหัสมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 40 เกือบจะทดสอบอุปกรณ์แสนสาหัสชุดแรกในช่วงต้นทศวรรษที่ 50 พร้อมๆ กัน ในปี พ.ศ. 2495 ที่เกาะเอนิเวทัก อะทอลล์ สหรัฐอเมริกาได้ระเบิดประจุด้วยความจุ 10.4 เมกะตัน (ซึ่งมีพลังมากกว่าระเบิดที่ทิ้งบนนางาซากิถึง 450 เท่า) และในปี พ.ศ. 2496 สหภาพโซเวียตได้ทดสอบอุปกรณ์ที่มีความจุ 400 กิโลตัน .

การออกแบบอุปกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์รุ่นแรกๆ ไม่เหมาะกับการใช้งานจริงมากนัก การใช้การต่อสู้- ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่ทดสอบโดยสหรัฐอเมริกาในปี 1952 นั้นเป็นโครงสร้างพื้นดินซึ่งมีความสูงเท่ากับอาคาร 2 ชั้นและมีน้ำหนักมากกว่า 80 ตัน เชื้อเพลิงแสนสาหัสเหลวถูกเก็บไว้ในนั้นโดยใช้หน่วยทำความเย็นขนาดใหญ่ ดังนั้นในอนาคต การผลิตอาวุธแสนสาหัสแบบอนุกรมจึงดำเนินการโดยใช้เชื้อเพลิงแข็ง - ลิเธียม-6 ดิวเทอไรด์ ในปี พ.ศ. 2497 สหรัฐอเมริกาได้ทดสอบอุปกรณ์โดยใช้อุปกรณ์ดังกล่าวที่บิกินีอะทอลล์ และในปี พ.ศ. 2498 ได้มีการทดสอบระเบิดนิวเคลียร์แสนสาหัสของโซเวียตที่สถานที่ทดสอบเซมิพาลาตินสค์ ในปีพ.ศ. 2500 มีการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนในบริเตนใหญ่ ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2504 ระเบิดแสนสาหัสที่มีความจุ 58 เมกะตันถูกจุดชนวนในสหภาพโซเวียตที่ Novaya Zemlya ซึ่งเป็นระเบิดที่ทรงพลังที่สุดที่เคยทดสอบโดยมนุษยชาติซึ่งลงไปในประวัติศาสตร์ภายใต้ชื่อ "ซาร์บอมบา"

การพัฒนาเพิ่มเติมมีวัตถุประสงค์เพื่อลดขนาดของการออกแบบระเบิดไฮโดรเจนเพื่อให้แน่ใจว่าส่งไปยังเป้าหมายด้วยขีปนาวุธ ในช่วงทศวรรษที่ 60 มวลของอุปกรณ์ลดลงเหลือหลายร้อยกิโลกรัม และในยุค 70 ขีปนาวุธนำวิถีสามารถบรรทุกหัวรบได้มากกว่า 10 หัวรบพร้อมกัน ซึ่งเป็นขีปนาวุธที่มีหัวรบหลายหัว แต่ละส่วนสามารถโจมตีเป้าหมายของตัวเองได้ ปัจจุบัน สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และบริเตนใหญ่มีคลังแสงแสนสาหัส การทดสอบประจุนิวเคลียร์แสนสาหัสก็ดำเนินการในประเทศจีน (ในปี พ.ศ. 2510) และในฝรั่งเศส (ในปี พ.ศ. 2511)

หลักการทำงานของระเบิดไฮโดรเจน

การกระทำของระเบิดไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาฟิวชันแสนสาหัสของนิวเคลียสของแสง ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในส่วนลึกของดวงดาว โดยที่นิวเคลียสของไฮโดรเจนชนกันและรวมเข้ากับนิวเคลียสฮีเลียมที่หนักกว่าภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษและความดันมหาศาล ในระหว่างปฏิกิริยา มวลนิวเคลียสของไฮโดรเจนส่วนหนึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานจำนวนมาก ด้วยเหตุนี้ ดาวฤกษ์จึงปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลอย่างต่อเนื่อง นักวิทยาศาสตร์คัดลอกปฏิกิริยานี้โดยใช้ไอโซโทปไฮโดรเจน ดิวทีเรียมและทริเทียม ทำให้มันได้รับชื่อว่า "ระเบิดไฮโดรเจน" เริ่มแรก ไอโซโทปเหลวของไฮโดรเจนถูกใช้เพื่อสร้างประจุ และต่อมาก็ใช้ลิเธียม-6 ดิวเทอไรด์ แข็งสารประกอบของดิวทีเรียมและไอโซโทปของลิเธียม

ลิเธียม-6 ดิวเทอไรด์เป็นองค์ประกอบหลักของระเบิดไฮโดรเจน ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงแสนสาหัส มันเก็บดิวทีเรียมไว้อยู่แล้ว และไอโซโทปลิเธียมทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการก่อตัวของไอโซโทป ในการเริ่มปฏิกิริยาฟิวชันแสนสาหัส จำเป็นต้องสร้างอุณหภูมิและความดันสูง รวมทั้งแยกไอโซโทปออกจากลิเธียม-6 เงื่อนไขเหล่านี้มีดังต่อไปนี้

เปลือกของภาชนะสำหรับเชื้อเพลิงแสนสาหัสทำจากยูเรเนียม-238 และพลาสติกและมีประจุนิวเคลียร์ธรรมดาที่มีกำลังหลายกิโลตันวางอยู่ข้างภาชนะ - เรียกว่าตัวกระตุ้นหรือประจุตัวริเริ่มของระเบิดไฮโดรเจน ในระหว่างการระเบิดของประจุตัวเริ่มพลูโทเนียมภายใต้อิทธิพลของรังสีเอกซ์อันทรงพลัง เปลือกของภาชนะจะกลายเป็นพลาสมา บีบอัดหลายพันครั้ง ซึ่งสร้างแรงดันสูงที่จำเป็นและอุณหภูมิมหาศาล ในเวลาเดียวกัน นิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากพลูโทเนียมจะทำปฏิกิริยากับลิเธียม-6 ทำให้เกิดไอโซโทป นิวเคลียสดิวทีเรียมและทริเทียมมีปฏิกิริยาโต้ตอบภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิและความดันสูงเป็นพิเศษ ซึ่งนำไปสู่การระเบิดแสนสาหัส

หากคุณสร้างยูเรเนียม-238 และลิเธียม-6 ดิวเทอไรด์หลายชั้นแต่ละชั้นจะเพิ่มพลังของตัวเองให้กับการระเบิดของระเบิด - นั่นคือ "พัฟ" ดังกล่าวช่วยให้คุณเพิ่มพลังของการระเบิดได้แทบไม่ จำกัด ด้วยเหตุนี้ระเบิดไฮโดรเจนจึงสามารถสร้างพลังงานได้เกือบทุกชนิดและจะมีราคาถูกกว่าระเบิดทั่วไปมาก ระเบิดนิวเคลียร์พลังเดียวกัน

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา กฎการแยกตัวและการสลายได้ถูกค้นพบแล้วในยุโรป และระเบิดไฮโดรเจนได้เปลี่ยนจากประเภทของนิยายมาสู่ความเป็นจริง ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์มีความน่าสนใจและยังคงแสดงถึงการแข่งขันที่น่าตื่นเต้นระหว่างกัน ศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ประเทศ: นาซีเยอรมนี สหภาพโซเวียต และสหรัฐอเมริกา ระเบิดที่ทรงพลังที่สุดซึ่งรัฐใด ๆ ใฝ่ฝันที่จะเป็นเจ้าของนั้นไม่เพียง แต่เป็นอาวุธ แต่ยังเป็นเครื่องมือทางการเมืองที่ทรงพลังอีกด้วย ประเทศที่มีมันอยู่ในคลังแสงกลายเป็นผู้มีอำนาจทุกอย่างและสามารถกำหนดกฎเกณฑ์ของตนเองได้

ระเบิดไฮโดรเจนมีประวัติความเป็นมาของการสร้างซึ่งเป็นไปตามกฎทางกายภาพ ได้แก่ กระบวนการแสนสาหัส ในขั้นต้น มันถูกเรียกว่าอะตอมอย่างไม่ถูกต้อง และมีการตำหนิการไม่รู้หนังสือ นักวิทยาศาสตร์ Bethe ซึ่งต่อมาได้รับรางวัล รางวัลโนเบลทำงานกับแหล่งพลังงานเทียม - ฟิชชันของยูเรเนียม นี่เป็นช่วงเวลาสูงสุด กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์นักฟิสิกส์หลายคนและในหมู่พวกเขามีความเห็นว่าความลับทางวิทยาศาสตร์ไม่ควรมีอยู่เลย เนื่องจากในตอนแรกกฎของวิทยาศาสตร์นั้นเป็นสากล

ตามทฤษฎีแล้ว ระเบิดไฮโดรเจนได้ถูกประดิษฐ์ขึ้น แต่ตอนนี้ ด้วยความช่วยเหลือจากนักออกแบบ ระเบิดจึงต้องได้รับรูปแบบทางเทคนิค สิ่งที่เหลืออยู่คือการบรรจุมันลงในกระสุนเฉพาะและทดสอบกำลัง มีนักวิทยาศาสตร์สองคนที่ชื่อจะเกี่ยวข้องตลอดไปกับการสร้างอาวุธทรงพลังนี้: ในสหรัฐอเมริกาคือ Edward Teller และในสหภาพโซเวียตคือ Andrei Sakharov

ในสหรัฐอเมริกา นักฟิสิกส์คนหนึ่งเริ่มศึกษาปัญหานิวเคลียร์แสนสาหัสในปี 1942 ตามคำสั่งของแฮร์รี ทรูแมน ซึ่งในขณะนั้นเป็นประธานาธิบดีของสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์ที่เก่งที่สุดในประเทศได้ทำงานเกี่ยวกับปัญหานี้ พวกเขาสร้างอาวุธทำลายล้างที่เป็นพื้นฐานใหม่ นอกจากนี้ รัฐบาลยังได้มีคำสั่งให้วางระเบิดที่มีความจุ TNT อย่างน้อยหนึ่งล้านตัน ระเบิดไฮโดรเจนถูกสร้างขึ้นโดย Teller และแสดงให้มนุษยชาติในฮิโรชิมาและนางาซากิมีศักยภาพในการทำลายล้างที่ไร้ขีดจำกัด

มีการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมา ซึ่งมีน้ำหนัก 4.5 ตัน และบรรจุยูเรเนียม 100 กิโลกรัม การระเบิดครั้งนี้สอดคล้องกับทีเอ็นทีเกือบ 12,500 ตัน เมืองนางาซากิของญี่ปุ่นถูกทำลายด้วยระเบิดพลูโทเนียมที่มีมวลเท่ากัน แต่เทียบเท่ากับทีเอ็นที 20,000 ตัน

จากการวิจัยของเขา A. Sakharov นักวิชาการโซเวียตในอนาคตในปี 2491 นำเสนอการออกแบบระเบิดไฮโดรเจนภายใต้ชื่อ RDS-6 จากการวิจัยของเขา งานวิจัยของเขามี 2 สาขา สาขาแรกเรียกว่า "พัฟ" (RDS-6s) และลักษณะของมันคือประจุอะตอมซึ่งล้อมรอบด้วยชั้นของธาตุหนักและเบา สาขาที่สองคือ "ไปป์" หรือ (RDS-6t) ซึ่งมีระเบิดพลูโตเนียมบรรจุอยู่ในดิวเทอเรียมเหลว ต่อมามีการค้นพบที่สำคัญมากซึ่งพิสูจน์ว่าทิศทางของ "ท่อ" เป็นจุดจบ

หลักการทำงานของระเบิดไฮโดรเจนมีดังนี้ ประการแรก ประจุ HB จะระเบิดภายในเปลือกซึ่งเป็นตัวเริ่มต้นของเทอร์โม ปฏิกิริยานิวเคลียร์ส่งผลให้เกิดวาบนิวตรอน ในกรณีนี้ กระบวนการจะมาพร้อมกับการเปิดตัว อุณหภูมิสูงซึ่งจำเป็นสำหรับนิวตรอนต่อไป จะเริ่มระดมยิงใส่ลิเธียมดิวเทอไรด์ และในทางกลับกัน ภายใต้การกระทำโดยตรงของนิวตรอน จะแยกออกเป็นสององค์ประกอบ: ทริเทียมและฮีเลียม ฟิวส์อะตอมที่ใช้เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการฟิวชันที่จะเกิดขึ้นในระเบิดที่จุดชนวนแล้ว นี่คือหลักการทำงานที่ซับซ้อนของระเบิดไฮโดรเจน หลังจากการดำเนินการเบื้องต้นนี้ ปฏิกิริยาแสนสาหัสเริ่มต้นโดยตรงในส่วนผสมของดิวทีเรียมและไอโซโทป ในเวลานี้ อุณหภูมิในระเบิดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และไฮโดรเจนก็มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์เพิ่มมากขึ้น หากคุณติดตามเวลาของปฏิกิริยาเหล่านี้ ความเร็วของการกระทำก็สามารถกำหนดลักษณะเป็นแบบทันทีทันใดได้

ต่อจากนั้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มใช้การแยกตัวของนิวเคลียร์มากกว่านิวเคลียร์ฟิวชัน การแยกตัวของยูเรเนียม 1 ตันทำให้เกิดพลังงานเทียบเท่ากับ 18 Mt. ระเบิดลูกนี้มีพลังมหาศาล ระเบิดที่ทรงพลังที่สุดที่มนุษยชาติสร้างขึ้นนั้นเป็นของสหภาพโซเวียต เธอยังได้เข้าสู่ Guinness Book of Records ด้วย คลื่นระเบิดเทียบเท่ากับ 57 เมกะตันของทีเอ็นที มันถูกระเบิดในปี พ.ศ. 2504 ในพื้นที่หมู่เกาะ โลกใหม่.

บทความของเราเน้นไปที่ประวัติความเป็นมาของการสร้างสรรค์และ หลักการทั่วไปการสังเคราะห์อุปกรณ์ดังกล่าว บางครั้งเรียกว่าไฮโดรเจน แทนที่จะปล่อยพลังงานระเบิดโดยการแยกนิวเคลียสของธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม กลับสร้างพลังงานมากยิ่งขึ้นโดยการหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุเบา (เช่น ไอโซโทปของไฮโดรเจน) ให้เป็นนิวเคลียสหนักชนิดเดียว (เช่น ฮีเลียม)

เหตุใดจึงนิยมใช้นิวเคลียร์ฟิวชัน?

ในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งประกอบด้วยการหลอมรวมของนิวเคลียสที่เข้าร่วม องค์ประกอบทางเคมีพลังงานถูกสร้างขึ้นต่อหน่วยมวลของอุปกรณ์ทางกายภาพอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าในระเบิดปรมาณูบริสุทธิ์ที่สร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน

ในระเบิดปรมาณู เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ฟิชไซล์อย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของพลังงานของการระเบิดของวัตถุระเบิดแบบธรรมดาจะรวมกันเป็นปริมาตรทรงกลมขนาดเล็ก ซึ่งสิ่งที่เรียกว่ามวลวิกฤตถูกสร้างขึ้น และปฏิกิริยาฟิชชันเริ่มต้นขึ้น ในกรณีนี้ นิวตรอนจำนวนมากที่ถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสฟิสไซล์จะทำให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียสอื่นๆ ในมวลเชื้อเพลิง ซึ่งจะปล่อยนิวตรอนเพิ่มเติมออกมาด้วย ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ โดยจะครอบคลุมเชื้อเพลิงได้ไม่เกิน 20% ก่อนที่ระเบิดจะระเบิด หรืออาจจะน้อยกว่านั้นมากหากสภาวะไม่เหมาะ เช่น ในระเบิดปรมาณูที่เด็กน้อยทิ้งที่ฮิโรชิมาและแฟตแมนที่ถล่มนางาซากิ ประสิทธิภาพ (หากคำดังกล่าวสามารถ ประยุกต์) มีเพียง 1.38% และ 13% ตามลำดับ

ฟิวชัน (หรือฟิวชัน) ของนิวเคลียสครอบคลุมมวลทั้งหมดของประจุระเบิดและคงอยู่ตราบเท่าที่นิวตรอนสามารถค้นหาเชื้อเพลิงแสนสาหัสที่ยังไม่เกิดปฏิกิริยา ดังนั้นมวลและพลังการระเบิดของระเบิดดังกล่าวจึงไม่จำกัดในทางทฤษฎี การควบรวมกิจการดังกล่าวสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างไม่มีกำหนดในทางทฤษฎี แท้จริงแล้วระเบิดแสนสาหัสเป็นหนึ่งในอุปกรณ์วันโลกาวินาศที่อาจทำลายชีวิตมนุษย์ทั้งหมดได้

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันคืออะไร?

เชื้อเพลิงสำหรับปฏิกิริยาฟิวชันแสนสาหัสคือไฮโดรเจนไอโซโทปดิวทีเรียมหรือไอโซโทป ประการแรกแตกต่างจากไฮโดรเจนธรรมดาตรงที่นิวเคลียสของมัน นอกเหนือจากโปรตอนหนึ่งตัวแล้ว ยังมีนิวตรอนด้วย และนิวเคลียสของไอโซโทปมีนิวตรอนสองตัวอยู่แล้ว ในน้ำธรรมชาติ จะมีดิวเทอเรียมอะตอมหนึ่งอะตอมต่ออะตอมไฮโดรเจนทุกๆ 7,000 อะตอม แต่จากปริมาณของมัน ที่บรรจุอยู่ในแก้วน้ำซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์สามารถได้รับความร้อนในปริมาณเท่ากันจากการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน 200 ลิตร ในการพบปะกับนักการเมืองในปี พ.ศ. 2489 บิดาแห่งระเบิดไฮโดรเจนของอเมริกา เอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์ เน้นว่าดิวเทอเรียมให้พลังงานต่อกรัมของน้ำหนักมากกว่ายูเรเนียมหรือพลูโตเนียม แต่มีราคาอยู่ที่ 20 เซนต์ต่อกรัม เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟิชชันหลายร้อยดอลลาร์ต่อกรัม ไอโซโทปไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติในสถานะอิสระเลย จึงมีราคาแพงกว่าดิวเทอเรียมมาก โดยราคาตลาดอยู่ที่หลายหมื่นดอลลาร์ต่อกรัม อย่างไรก็ตาม จำนวนมากที่สุดพลังงานจะถูกปล่อยออกมาอย่างแม่นยำในปฏิกิริยาฟิวชันของดิวทีเรียมและนิวเคลียสทริเทียม ซึ่งนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมถูกสร้างขึ้นและปล่อยนิวตรอนออกมา โดยพาพลังงานส่วนเกินออกไป 17.59 MeV

D + T → 4 เฮ + n + 17.59 MeV

ปฏิกิริยานี้แสดงไว้ในแผนภาพด้านล่าง

มันมากหรือน้อย? อย่างที่คุณทราบทุกอย่างเรียนรู้โดยการเปรียบเทียบ ดังนั้นพลังงานของ 1 MeV จึงมากกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้น้ำมัน 1 กิโลกรัมประมาณ 2.3 ล้านเท่า ด้วยเหตุนี้ การหลอมรวมของดิวเทอเรียมและทริเทียมเพียงสองนิวเคลียสจะปล่อยพลังงานออกมามากเท่ากับที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ 2.3∙10 6 ∙17.59 = 40.5∙10 6 กิโลกรัมของน้ำมัน แต่ เรากำลังพูดถึงเพียงประมาณสองอะตอมเท่านั้น คุณคงจินตนาการได้ว่าเงินเดิมพันสูงแค่ไหนในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 40 ของศตวรรษที่ผ่านมา ซึ่งเป็นช่วงที่งานเริ่มขึ้นในสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต ซึ่งส่งผลให้เกิดระเบิดแสนสาหัส

มันเริ่มต้นอย่างไร

ย้อนกลับไปในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2485 ที่เป็นจุดเริ่มต้นของการดำเนินโครงการสร้าง ระเบิดปรมาณูในสหรัฐอเมริกา (โครงการแมนฮัตตัน) และต่อมาในโครงการของโซเวียตที่คล้ายกัน นานก่อนที่จะมีการสร้างระเบิดฟิชชันยูเรเนียม ความสนใจของผู้เข้าร่วมบางคนในโครงการเหล่านี้ถูกดึงไปยังอุปกรณ์ที่สามารถใช้ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันที่ทรงพลังกว่ามาก ในสหรัฐอเมริกา เอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์ที่กล่าวข้างต้น ผู้สนับสนุนแนวทางนี้ และแม้แต่ใครๆ ก็อาจพูดว่าเป็นผู้ขอโทษ ในสหภาพโซเวียตทิศทางนี้ได้รับการพัฒนาโดย Andrei Sakharov นักวิชาการและผู้ไม่เห็นด้วยในอนาคต

สำหรับ Teller ความหลงใหลในการหลอมนิวเคลียร์แสนสาหัสในช่วงหลายปีของการสร้างระเบิดปรมาณูถือเป็นความเสียหายมากกว่า ในฐานะผู้เข้าร่วมโครงการแมนฮัตตันเขาเรียกร้องให้มีการเปลี่ยนเส้นทางเงินทุนเพื่อนำแนวคิดของเขาไปใช้โดยมีเป้าหมายคือระเบิดไฮโดรเจนและแสนสาหัสซึ่งไม่ทำให้ผู้นำพอใจและทำให้เกิดความตึงเครียดในความสัมพันธ์ เนื่องจากในเวลานั้นไม่สนับสนุนทิศทางการวิจัยแสนสาหัสหลังจากการสร้างระเบิดปรมาณู Teller จึงออกจากโครงการและรับหน้าที่ กิจกรรมการสอนตลอดจนการศึกษาอนุภาคมูลฐาน

อย่างไรก็ตาม จุดเริ่มต้น สงครามเย็นและที่สำคัญที่สุด การสร้างและการทดสอบระเบิดปรมาณูโซเวียตที่ประสบความสำเร็จในปี 2492 กลายเป็นโอกาสใหม่สำหรับ Teller ผู้ต่อต้านคอมมิวนิสต์ผู้กระตือรือร้นในการตระหนักถึงแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ของเขา เขากลับไปที่ห้องทดลองลอสอลามอสซึ่งมีการสร้างระเบิดปรมาณู และร่วมกับสตานิสลาฟ อูแลมและคอร์นีเลียส เอเวอเรตต์ เริ่มการคำนวณ

หลักการของระเบิดแสนสาหัส

เพื่อให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเริ่มต้นได้ ประจุระเบิดจะต้องได้รับความร้อนทันทีที่อุณหภูมิ 50 ล้านองศา โครงการระเบิดแสนสาหัสที่เสนอโดย Teller ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ในการระเบิดของระเบิดปรมาณูขนาดเล็กซึ่งตั้งอยู่ภายในท่อไฮโดรเจน อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่ามีการพัฒนาโครงการของเธอในช่วงทศวรรษที่ 40 ของศตวรรษที่ผ่านมามีสามชั่วอายุคน:

• รูปแบบของ Teller หรือที่เรียกว่า "classic super";
• การออกแบบทรงกลมที่มีศูนย์กลางหลายอันที่ซับซ้อนกว่า แต่ยังสมจริงกว่าอีกด้วย
• รุ่นสุดท้ายของการออกแบบ Teller-Ulam ซึ่งเป็นพื้นฐานของระบบอาวุธแสนสาหัสทั้งหมดที่ปฏิบัติการในปัจจุบัน

ระเบิดแสนสาหัสของสหภาพโซเวียตซึ่ง Andrei Sakharov บุกเบิกการสร้างสรรค์ได้ผ่านขั้นตอนการออกแบบที่คล้ายกัน เห็นได้ชัดว่าเขาเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และเป็นอิสระจากชาวอเมริกัน (ซึ่งไม่สามารถพูดได้เกี่ยวกับระเบิดปรมาณูของโซเวียตซึ่งสร้างขึ้นโดยความพยายามร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์และเจ้าหน้าที่ข่าวกรองที่ทำงานในสหรัฐอเมริกา) ได้ผ่านขั้นตอนการออกแบบทั้งหมดข้างต้น

สองเจเนอเรชันแรกมีคุณสมบัติที่พวกเขามี "เลเยอร์" ที่เชื่อมต่อกันอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแต่ละเจเนอเรชั่นได้เสริมบางแง่มุมของรุ่นก่อนหน้า และในบางกรณีก็มีการสร้างผลตอบรับขึ้นมา ไม่มีการแบ่งแยกที่ชัดเจนระหว่างระเบิดปรมาณูหลักและระเบิดนิวเคลียร์แสนสาหัสรอง ในทางตรงกันข้าม แผนภาพระเบิดแสนสาหัสของเทลเลอร์-อูลัม สามารถแยกแยะความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างการระเบิดหลัก การระเบิดรอง และการระเบิดเพิ่มเติม หากจำเป็น

การประดิษฐ์ระเบิดแสนสาหัสตามหลักการ Teller-Ulam

รายละเอียดหลายประการยังคงถูกจัดประเภท แต่ก็ค่อนข้างแน่ใจว่าอาวุธแสนสาหัสที่มีอยู่ในปัจจุบันนั้นขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดย Edward Telleros และ Stanislaw Ulam ซึ่งใช้ระเบิดปรมาณู (เช่น ประจุหลัก) เพื่อสร้างรังสี บีบอัด และให้ความร้อนเชื้อเพลิงฟิวชัน เห็นได้ชัดว่า Andrei Sakharov ในสหภาพโซเวียตเกิดแนวคิดที่คล้ายกันขึ้นมาอย่างอิสระ ซึ่งเขาเรียกว่า "แนวคิดที่สาม"

โครงสร้างของระเบิดแสนสาหัสในเวอร์ชันนี้แสดงไว้ในแผนภาพด้านล่าง

มันเป็นรูปทรงกระบอก โดยมีระเบิดปรมาณูหลักทรงกลมประมาณที่ปลายด้านหนึ่ง ประจุนิวเคลียร์แสนสาหัสทุติยภูมิในตัวอย่างที่ยังไม่ได้ใช้ในอุตสาหกรรมแรกนั้นทำจากดิวทีเรียมเหลว หลังจากนั้นไม่นานก็กลายเป็นของแข็งจาก สารประกอบเคมีเรียกว่า ลิเธียมดิวเทอไรด์

ความจริงก็คืออุตสาหกรรมใช้ลิเธียมไฮไดรด์ LiH ในการขนส่งไฮโดรเจนแบบไร้บอลลูนมานานแล้ว ผู้พัฒนาระเบิด (แนวคิดนี้ถูกใช้ครั้งแรกในสหภาพโซเวียต) เพียงเสนอให้นำไอโซโทปดิวเทอเรียมของมันแทนไฮโดรเจนธรรมดาแล้วรวมกับลิเธียมเนื่องจากง่ายกว่ามากที่จะสร้างระเบิดที่มีประจุแสนสาหัสแสนสาหัส

รูปร่างของประจุทุติยภูมิเป็นทรงกระบอกที่วางอยู่ในภาชนะที่มีเปลือกตะกั่ว (หรือยูเรเนียม) ระหว่างประจุจะมีเกราะป้องกันนิวตรอน ช่องว่างระหว่างผนังของภาชนะที่มีเชื้อเพลิงแสนสาหัสและตัวระเบิดนั้นเต็มไปด้วยพลาสติกชนิดพิเศษซึ่งมักจะเป็นโฟมโพลีสไตรีน ตัวระเบิดนั้นทำจากเหล็กหรืออลูมิเนียม

รูปร่างเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบล่าสุด ดังที่แสดงด้านล่าง

ในนั้นประจุหลักจะแบนเหมือนแตงโมหรือลูกอเมริกันฟุตบอล และประจุรองจะเป็นทรงกลม รูปร่างดังกล่าวพอดีกับปริมาตรภายในของหัวรบขีปนาวุธทรงกรวยอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ลำดับการระเบิดของเทอร์โมนิวเคลียร์

เมื่อระเบิดปรมาณูหลักจุดชนวน ในช่วงแรกของกระบวนการนี้ รังสีเอกซ์อันทรงพลัง (ฟลักซ์นิวตรอน) จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งถูกบังบางส่วนด้วยเกราะป้องกันนิวตรอน และสะท้อนจากเยื่อบุด้านในของตัวเรือนที่อยู่รอบประจุรอง เพื่อให้รังสีเอกซ์ตกอย่างสมมาตรตลอดความยาวทั้งหมด

บน ระยะเริ่มแรกในปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ นิวตรอนจากการระเบิดของอะตอมจะถูกดูดซับโดยฟิลเลอร์พลาสติก เพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงร้อนเร็วเกินไป

รังสีเอกซ์ในขั้นต้นจะทำให้เกิดลักษณะของโฟมพลาสติกหนาแน่นที่เติมเต็มช่องว่างระหว่างตัวเรือนกับประจุรอง ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมาอย่างรวดเร็วซึ่งจะร้อนและบีบอัดประจุทุติยภูมิ

นอกจากนี้ รังสีเอกซ์ยังระเหยพื้นผิวของภาชนะรอบๆ ประจุทุติยภูมิอีกด้วย สารของภาชนะบรรจุซึ่งระเหยอย่างสมมาตรสัมพันธ์กับประจุนี้จะได้รับแรงกระตุ้นที่แน่นอนจากแกนของมันและชั้นของประจุทุติยภูมิตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมจะได้รับแรงกระตุ้นที่พุ่งตรงไปยังแกนของอุปกรณ์ หลักการนี้เหมือนกับในจรวดก็ต่อเมื่อคุณจินตนาการว่าเชื้อเพลิงของจรวดกระจัดกระจายจากแกนของมันอย่างสมมาตร และร่างกายถูกบีบอัดเข้าด้านใน

อันเป็นผลมาจากการบีบอัดเชื้อเพลิงแสนสาหัสปริมาตรของมันจะลดลงหลายพันครั้งและอุณหภูมิถึงระดับที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเริ่มต้นขึ้น ระเบิดแสนสาหัสระเบิด ปฏิกิริยานี้จะมาพร้อมกับการก่อตัวของนิวเคลียสไอโซโทปซึ่งรวมเข้ากับนิวเคลียสดิวเทอเรียมซึ่งเริ่มแรกอยู่ในประจุทุติยภูมิ

ประจุทุติยภูมิก้อนแรกถูกสร้างขึ้นรอบแกนแท่งของพลูโตเนียม ซึ่งเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า "เทียน" ซึ่งเข้าสู่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน กล่าวคือ มีการระเบิดปรมาณูเพิ่มเติมอีกครั้งหนึ่งเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าจะเริ่มต้น ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ปัจจุบันมีความเชื่อกันมากขึ้นว่า ระบบที่มีประสิทธิภาพการบีบอัดกำจัด "เทียน" ทำให้การออกแบบระเบิดมีขนาดเล็กลงอีก

ปฏิบัติการไอวี่

นี่เป็นชื่อที่ตั้งให้กับการทดสอบอาวุธแสนสาหัสของอเมริกาในหมู่เกาะมาร์แชลในปี 1952 ซึ่งเป็นช่วงที่มีการจุดชนวนระเบิดแสนสาหัสลูกแรก มันถูกเรียกว่า Ivy Mike และถูกสร้างขึ้นตามการออกแบบมาตรฐาน Teller-Ulam ประจุนิวเคลียร์แสนสาหัสทุติยภูมิถูกวางไว้ในภาชนะทรงกระบอกซึ่งเป็นขวด Dewar ที่หุ้มฉนวนความร้อนพร้อมเชื้อเพลิงแสนสาหัสในรูปของดิวเทอเรียมเหลว ตามแนวแกนซึ่งมี "เทียน" ที่มีพลูโทเนียม 239 ดวงวิ่งอยู่ ในทางกลับกัน Dewar ถูกปกคลุมไปด้วยชั้นของยูเรเนียม 238 ซึ่งมีน้ำหนักมากกว่า 5 เมตริกตัน ซึ่งระเหยไปในระหว่างการระเบิด ซึ่งทำให้เกิดการบีบอัดเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์อย่างสมมาตร ภาชนะที่บรรจุประจุหลักและประจุรองนั้นถูกบรรจุอยู่ในกล่องเหล็กกว้าง 80 นิ้ว x ยาว 244 นิ้ว และมีผนังหนา 10 ถึง 12 นิ้ว ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ใหญ่ที่สุดของผลิตภัณฑ์ปลอมแปลงจนถึงเวลานั้น พื้นผิวด้านในของเคสบุด้วยแผ่นตะกั่วและโพลีเอทิลีนเพื่อสะท้อนรังสีหลังจากการระเบิดของประจุหลัก และสร้างพลาสมาที่ให้ความร้อนกับประจุรอง อุปกรณ์ทั้งหมดมีน้ำหนัก 82 ตัน มุมมองของอุปกรณ์ไม่นานก่อนที่จะเกิดการระเบิดจะแสดงในภาพด้านล่าง

การทดสอบระเบิดแสนสาหัสครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2495 พลังของการระเบิดคือ 10.4 เมกะตัน Attol Eniwetok ซึ่งเป็นสถานที่ผลิต ถูกทำลายอย่างสิ้นเชิง ช่วงเวลาของการระเบิดแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง

สหภาพโซเวียตให้คำตอบแบบสมมาตร

การแข่งขันชิงแชมป์แสนสาหัสของสหรัฐฯ อยู่ได้ไม่นาน เมื่อวันที่ 12 สิงหาคม พ.ศ. 2496 ระเบิดแสนสาหัสของโซเวียต RDS-6 ซึ่งพัฒนาขึ้นภายใต้การนำของ Andrei Sakharov และ Yuli Khariton ได้รับการทดสอบที่สถานที่ทดสอบ Semipalatinsk จากคำอธิบายข้างต้น เห็นได้ชัดว่าชาวอเมริกันที่ Enewetok ไม่ได้ระเบิด ตัวระเบิดเองก็เป็นกระสุนชนิดพร้อมใช้แต่ค่อนข้าง อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการยุ่งยากและไม่สมบูรณ์มาก นักวิทยาศาสตร์โซเวียตแม้จะมีกำลังเพียงเล็กน้อยเพียง 400 กิโลกรัม แต่ก็ได้ทดสอบกระสุนที่เสร็จสมบูรณ์ด้วยเชื้อเพลิงแสนสาหัสในรูปของลิเธียมดิวเทอไรด์ที่เป็นของแข็ง ไม่ใช่ดิวเทอเรียมเหลวเหมือนชาวอเมริกัน อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่ามีเพียงไอโซโทป 6 Li เท่านั้นที่ใช้ในลิเธียมดิวเทอไรด์ (เนื่องจากลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์) และโดยธรรมชาติแล้วจะผสมกับไอโซโทป 7 Li ดังนั้นจึงมีการสร้างโรงงานผลิตพิเศษเพื่อแยกไอโซโทปลิเธียมและเลือกเพียง 6 Li

เข้าถึงขีดจำกัดพลังงาน

สิ่งที่ตามมาคือทศวรรษแห่งการแข่งขันทางอาวุธอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในระหว่างนั้นพลังของอาวุธยุทโธปกรณ์นิวเคลียร์แสนสาหัสก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในที่สุด เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2504 ในสหภาพโซเวียตเหนือสถานที่ทดสอบ Novaya Zemlya ในอากาศที่ระดับความสูงประมาณ 4 กม. ซึ่งเป็นระเบิดแสนสาหัสที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยมีการสร้างและทดสอบซึ่งเป็นที่รู้จักในโลกตะวันตกในชื่อ "ซาร์บอมบา ” ถูกระเบิด

อาวุธยุทโธปกรณ์สามขั้นนี้จริง ๆ แล้วได้รับการพัฒนาเป็นระเบิดขนาด 101.5 เมกะตัน แต่ความปรารถนาที่จะลดการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในพื้นที่ทำให้นักพัฒนาต้องละทิ้งระยะที่สามด้วยผลผลิต 50 เมกะตัน และลดผลผลิตการออกแบบของอุปกรณ์ลงเหลือ 51.5 เมกะตัน . ในเวลาเดียวกันพลังของการระเบิดของประจุปรมาณูหลักคือ 1.5 เมกะตันและระยะเทอร์โมนิวเคลียร์ที่สองควรจะให้อีก 50 เมกะตัน พลังที่แท้จริงของการระเบิดนั้นสูงถึง 58 เมกะตัน การปรากฏตัวของระเบิดปรากฏขึ้น ในภาพด้านล่าง

ผลที่ตามมานั้นน่าประทับใจมาก แม้จะมีความสูงอย่างมีนัยสำคัญมากจากการระเบิดที่ 4,000 ม. แต่ลูกไฟที่สว่างอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งมีขอบด้านล่างเกือบจะถึงพื้นโลก และด้วยขอบด้านบนมันก็ขึ้นไปสูงกว่า 4.5 กม. ความดันใต้จุดระเบิดนั้นสูงกว่าความดันสูงสุดของการระเบิดที่ฮิโรชิม่าถึงหกเท่า แสงวาบสว่างมากจนมองเห็นได้ในระยะทาง 1,000 กิโลเมตร แม้จะมีสภาพอากาศมีเมฆมากก็ตาม ผู้เข้าร่วมการทดสอบคนหนึ่งเห็นแสงวาบสว่างผ่านแว่นตาดำ และสัมผัสได้ถึงผลกระทบของพัลส์ความร้อนแม้ในระยะทาง 270 กม. ภาพถ่ายขณะเกิดการระเบิดแสดงไว้ด้านล่าง

แสดงให้เห็นว่าพลังของประจุแสนสาหัสนั้นไม่มีขีดจำกัดจริงๆ ท้ายที่สุด มันก็เพียงพอแล้วที่จะผ่านด่านที่สาม และจะได้รับพลังที่คำนวณได้ แต่คุณสามารถเพิ่มจำนวนด่านได้อีกเนื่องจากน้ำหนักของซาร์บอมบานั้นไม่เกิน 27 ตัน ลักษณะของอุปกรณ์นี้แสดงอยู่ในรูปภาพด้านล่าง

หลังจากการทดสอบเหล่านี้ นักการเมืองและทหารจำนวนมากทั้งในสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาก็เป็นที่แน่ชัดว่าการแข่งขันด้านอาวุธนิวเคลียร์ถึงขีดจำกัดแล้ว และจำเป็นต้องหยุดการแข่งขัน

รัสเซียยุคใหม่สืบทอดคลังแสงนิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียต ปัจจุบัน ระเบิดนิวเคลียร์แสนสาหัสของรัสเซียยังคงเป็นเครื่องขัดขวางผู้ที่แสวงหาอำนาจเป็นเจ้าโลก หวังว่าพวกเขาจะเล่นบทบาทเป็นเครื่องป้องปรามเท่านั้นและจะไม่ถูกจุดชนวน

ดวงอาทิตย์เป็นเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน

เป็นที่ทราบกันดีว่าอุณหภูมิของดวงอาทิตย์หรือที่เรียกให้เจาะจงกว่านั้นคือแกนกลางของดวงอาทิตย์ซึ่งสูงถึง 15,000,000 °K จะถูกรักษาไว้เนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งที่เรารวบรวมได้จากข้อความก่อนหน้านี้พูดถึงลักษณะที่ระเบิดได้ของกระบวนการดังกล่าว แล้วทำไมดวงอาทิตย์ถึงไม่ระเบิดเหมือนระเบิดแสนสาหัสล่ะ?

ความจริงก็คือเมื่อมีส่วนแบ่งจำนวนมากของไฮโดรเจนในมวลดวงอาทิตย์ซึ่งสูงถึง 71% ส่วนแบ่งของไอโซโทปดิวเทอเรียมซึ่งเป็นนิวเคลียสที่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาฟิวชั่นแสนสาหัสเท่านั้นจึงมีความสำคัญน้อยมาก ความจริงก็คือนิวเคลียสของดิวเทอเรียมนั้นถูกสร้างขึ้นจากการรวมตัวกันของนิวเคลียสของไฮโดรเจนสองตัวและไม่ใช่แค่การรวมตัวกัน แต่ด้วยการสลายตัวของโปรตอนตัวใดตัวหนึ่งเป็นนิวตรอนโพซิตรอนและนิวตริโน (เรียกว่าการสลายตัวของเบต้า) ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก ในกรณีนี้ นิวเคลียสของดิวเทอเรียมที่ได้จะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันตลอดปริมาตรของแกนกลางสุริยะ ดังนั้น ด้วยขนาดและมวลที่มหาศาล จุดศูนย์กลางปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์แต่ละจุดและหายากซึ่งมีพลังงานค่อนข้างต่ำจึงถูกป้ายไปทั่วแกนกลางดวงอาทิตย์ทั้งหมด ความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะเผาผลาญดิวทีเรียมทั้งหมดในดวงอาทิตย์ได้ในทันที แต่ก็เพียงพอที่จะให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่รับประกันสิ่งมีชีวิตบนโลก

อาวุธนิวเคลียร์- อาวุธทำลายล้างสูงที่มีฤทธิ์ระเบิด โดยอาศัยพลังงานฟิชชันของนิวเคลียสหนักของไอโซโทปบางชนิดของยูเรเนียมและพลูโตเนียม หรือในปฏิกิริยาแสนสาหัสของการสังเคราะห์นิวเคลียสเบาของไอโซโทปไฮโดรเจนของดิวทีเรียมและทริเทียมให้เป็นธาตุที่หนักกว่า เช่น นิวเคลียสของไอโซโทปฮีเลียม

หัวรบของขีปนาวุธและตอร์ปิโด เครื่องบินและประจุลึก กระสุนปืนใหญ่และทุ่นระเบิดสามารถติดตั้งประจุนิวเคลียร์ได้ ขึ้นอยู่กับกำลังของพวกมัน อาวุธนิวเคลียร์แบ่งออกเป็นขนาดเล็กพิเศษ (น้อยกว่า 1 kt) เล็ก (1-10 kt) ขนาดกลาง (10-100 kt) ใหญ่ (100-1,000 kt) และขนาดใหญ่พิเศษ (มากกว่า 1,000 นอต) คุณสามารถใช้อาวุธนิวเคลียร์ในรูปแบบของการระเบิดใต้ดิน พื้นดิน อากาศ ใต้น้ำ และพื้นผิว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับงานที่ได้รับการแก้ไข ลักษณะของผลการทำลายล้างของอาวุธนิวเคลียร์ต่อประชากรนั้นไม่เพียงถูกกำหนดโดยพลังของกระสุนและประเภทของการระเบิดเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์นิวเคลียร์ด้วย ขึ้นอยู่กับประจุ พวกมันมีความโดดเด่น: อาวุธปรมาณูซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาฟิชชัน; อาวุธแสนสาหัส - เมื่อใช้ปฏิกิริยาฟิวชัน ค่าใช้จ่ายรวม; อาวุธนิวตรอน

สารฟิสไซล์ชนิดเดียวที่พบในธรรมชาติในปริมาณที่เห็นคุณค่าได้คือไอโซโทปของยูเรเนียมที่มีมวลนิวเคลียร์ 235 หน่วยมวลอะตอม (ยูเรเนียม-235) เนื้อหาของไอโซโทปนี้อยู่ใน ยูเรเนียมธรรมชาติมีเพียง 0.7% เท่านั้น ส่วนที่เหลือคือยูเรเนียม-238 เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของไอโซโทปเหมือนกันทุกประการ การแยกยูเรเนียม-235 ออกจากยูเรเนียมธรรมชาติจึงต้องอาศัยกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อนในการแยกไอโซโทป ผลลัพธ์ที่ได้คือยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงที่มียูเรเนียม-235 ประมาณ 94% ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในอาวุธนิวเคลียร์

สารฟิสไซล์สามารถผลิตได้โดยการประดิษฐ์ และสิ่งที่ยากน้อยที่สุดจากมุมมองเชิงปฏิบัติคือการผลิตพลูโทเนียม-239 ซึ่งเกิดขึ้นจากการดักจับนิวตรอนโดยนิวเคลียสยูเรเนียม-238 (และสายโซ่ของกัมมันตภาพรังสีที่ตามมา การสลายของนิวเคลียสกลาง) กระบวนการที่คล้ายกันสามารถดำเนินการได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ทำงานด้วยยูเรเนียมธรรมชาติหรือยูเรเนียมเสริมสมรรถนะเล็กน้อย ในอนาคต พลูโทเนียมสามารถแยกออกจากเชื้อเพลิงใช้แล้วในเครื่องปฏิกรณ์ได้ในกระบวนการปรับกระบวนการทางเคมีของเชื้อเพลิง ซึ่งง่ายกว่ากระบวนการแยกไอโซโทปที่ดำเนินการในการผลิตยูเรเนียมเกรดอาวุธอย่างเห็นได้ชัด

ในการสร้างอุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์ สามารถใช้สารฟิสไซล์อื่นๆ ได้ เช่น ยูเรเนียม-233 ที่ได้จากการฉายรังสีทอเรียม-232 ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม มีเพียงยูเรเนียม-235 และพลูโตเนียม-239 เท่านั้นที่พบว่านำไปใช้ได้จริง สาเหตุหลักมาจากความสะดวกในการได้มาซึ่งวัสดุเหล่านี้

ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียร์ในทางปฏิบัตินั้นเนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยาฟิชชันสามารถมีลักษณะเป็นลูกโซ่และดำรงอยู่ในตัวเองได้ แต่ละเหตุการณ์ฟิชชันจะผลิตนิวตรอนทุติยภูมิประมาณสองตัว ซึ่งเมื่อนิวเคลียสของวัสดุฟิสไซล์จับไว้ ก็สามารถกระตุ้นให้พวกมันเกิดฟิชชันได้ ซึ่งในทางกลับกัน จะนำไปสู่การก่อตัวของนิวตรอนมากยิ่งขึ้น เมื่อมีการสร้างเงื่อนไขพิเศษ จำนวนนิวตรอนและเหตุการณ์ฟิชชัน จะเพิ่มขึ้นจากรุ่นสู่รุ่น

อุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกถูกจุดชนวนโดยสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 ในเมืองอาลาโมกอร์โด รัฐนิวเม็กซิโก อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นระเบิดพลูโทเนียมที่ใช้การระเบิดโดยตรงเพื่อสร้างวิกฤต พลังระเบิดประมาณ 20 นอต ในสหภาพโซเวียต อุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกที่คล้ายคลึงกับของอเมริการะเบิดเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2492

ประวัติความเป็นมาของการสร้างอาวุธนิวเคลียร์

ในช่วงต้นปี 1939 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เฟรเดริก โชเลียต-กูรี สรุปว่าปฏิกิริยาลูกโซ่เป็นไปได้ที่อาจนำไปสู่การระเบิดของพลังทำลายล้างอันมหึมา และยูเรเนียมนั้นอาจกลายเป็นแหล่งพลังงานเสมือนวัตถุระเบิดธรรมดา ข้อสรุปนี้กลายเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาในการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ ยุโรปอยู่ในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่สองและการครอบครองอาวุธทรงพลังเช่นนี้ทำให้เจ้าของได้เปรียบอย่างมหาศาล นักฟิสิกส์จากเยอรมนี อังกฤษ สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่นทำงานเกี่ยวกับการสร้างอาวุธปรมาณู

ในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2488 ชาวอเมริกันสามารถประกอบระเบิดปรมาณูได้ 2 ลูก เรียกว่า "เบบี้" และ "แฟตแมน" ระเบิดลูกแรกหนัก 2,722 กิโลกรัม และเต็มไปด้วยยูเรเนียม-235 ที่เสริมสมรรถนะ

ระเบิด "แฟตแมน" ที่มีประจุพลูโทเนียม-239 ที่มีกำลังมากกว่า 20 นอตมีมวล 3,175 กิโลกรัม

ประธานาธิบดีจี. ทรูแมนแห่งสหรัฐอเมริกากลายเป็นผู้นำทางการเมืองคนแรกที่ตัดสินใจใช้ระเบิดนิวเคลียร์ เป้าหมายแรกสำหรับ การโจมตีด้วยนิวเคลียร์เมืองของญี่ปุ่นถูกเลือก (ฮิโรชิม่า นางาซากิ โคคุระ นีงาตะ) จากมุมมองทางทหาร ไม่จำเป็นต้องมีการวางระเบิดในเมืองญี่ปุ่นที่มีประชากรหนาแน่นเช่นนี้

เช้าวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ท้องฟ้าแจ่มใสไร้เมฆเหนือฮิโรชิมา เช่นเคย การเข้าใกล้ของเครื่องบินอเมริกันสองลำจากทิศตะวันออก (หนึ่งในนั้นเรียกว่าอีโนลาเกย์) ที่ระดับความสูง 10-13 กม. ไม่ทำให้เกิดสัญญาณเตือน (เนื่องจากพวกมันปรากฏตัวบนท้องฟ้าของฮิโรชิม่าทุกวัน) เครื่องบินลำหนึ่งดำน้ำและทิ้งบางสิ่งบางอย่าง จากนั้นเครื่องบินทั้งสองลำก็หันหลังและบินออกไป วัตถุที่หล่นลงมาอย่างช้าๆ ด้วยร่มชูชีพ และระเบิดที่ระดับความสูง 600 เมตรเหนือพื้นดิน มันคือระเบิดเด็ก เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม มีการทิ้งระเบิดอีกครั้งที่เมืองนางาซากิ

การสูญเสียชีวิตทั้งหมดและระดับการทำลายล้างจากการระเบิดเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยตัวเลขต่อไปนี้: ผู้คน 300,000 คนเสียชีวิตทันทีจากการแผ่รังสีความร้อน (อุณหภูมิประมาณ 5,000 องศาเซลเซียส) และคลื่นกระแทก อีก 200,000 คนได้รับบาดเจ็บ ถูกไฟไหม้ และรังสี ความเจ็บป่วย บนพื้นที่ 12 ตร.ว. กม. อาคารทั้งหมดถูกทำลายโดยสิ้นเชิง ในฮิโรชิม่าเพียงแห่งเดียว จากอาคาร 90,000 หลัง 62,000 หลังถูกทำลาย

หลังจากการทิ้งระเบิดปรมาณูของอเมริกา เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ตามคำสั่งของสตาลิน คณะกรรมการพิเศษด้านพลังงานปรมาณูได้ก่อตั้งขึ้นภายใต้การนำของแอล. เบเรีย คณะกรรมการประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง A.F. อิอฟฟ์, พี.แอล. Kapitsa และ I.V. คูร์ชาตอฟ นักวิทยาศาสตร์ชาวคอมมิวนิสต์ชื่อเคลาส์ ฟุคส์ ซึ่งเป็นพนักงานคนสำคัญของศูนย์นิวเคลียร์อเมริกันในลอสอาลามอส ได้ให้บริการที่ดีเยี่ยมแก่นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ของโซเวียต ระหว่างปี พ.ศ. 2488-2490 เขาได้ส่งข้อมูลเกี่ยวกับประเด็นเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎีของการสร้างระเบิดปรมาณูและไฮโดรเจนสี่ครั้งซึ่งเร่งการปรากฏตัวในสหภาพโซเวียต

ในปี พ.ศ. 2489 - 2491 อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ได้ถูกสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียต สถานที่ทดสอบถูกสร้างขึ้นในพื้นที่เซมิปาลาตินสค์ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2492 อุปกรณ์นิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียตเครื่องแรกถูกจุดชนวนที่นั่น ก่อนหน้านี้ ประธานาธิบดีเฮนรี ทรูแมน แห่งสหรัฐฯ ได้รับแจ้งว่าสหภาพโซเวียตเชี่ยวชาญความลับของอาวุธนิวเคลียร์ แต่เป็นระเบิดนิวเคลียร์ สหภาพโซเวียตจะถูกสร้างขึ้นไม่เร็วกว่าปี 1953 ข้อความนี้ทำให้แวดวงการปกครองของสหรัฐฯ ต้องการเริ่มสงครามป้องกันโดยเร็วที่สุด แผนทรอยได้รับการพัฒนาซึ่งมองเห็นจุดเริ่มต้นของการสู้รบในต้นปี 2493 ในเวลานั้น สหรัฐฯ มีเครื่องบินทิ้งระเบิดทางยุทธศาสตร์ 840 ลำ และระเบิดปรมาณูมากกว่า 300 ลูก

ปัจจัยที่สร้างความเสียหายจากการระเบิดของนิวเคลียร์คือ: คลื่นกระแทก รังสีแสง รังสีทะลุทะลวง การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี และชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นกระแทก. ปัจจัยที่สร้างความเสียหายหลักของการระเบิดของนิวเคลียร์ ประมาณ 60% ของพลังงานของการระเบิดนิวเคลียร์ถูกใช้ไปกับมัน เป็นบริเวณที่มีการอัดอากาศแบบแหลมคมแผ่กระจายไปทุกทิศทางจากจุดเกิดการระเบิด ผลกระทบที่สร้างความเสียหายจากคลื่นกระแทกนั้นมีลักษณะของแรงดันส่วนเกิน แรงดันส่วนเกินคือความแตกต่างระหว่างแรงดันสูงสุดที่ด้านหน้าของคลื่นกระแทกและความดันบรรยากาศปกติที่อยู่ข้างหน้า มีหน่วยวัดเป็นกิโลปาสคาล - 1 kPa = 0.01 kgf/cm2

หากแรงดันเกิน 20-40 kPa ผู้คนที่ไม่มีการป้องกันอาจได้รับบาดเจ็บเล็กน้อย การสัมผัสกับคลื่นกระแทกที่มีแรงดันเกิน 40-60 kPa ทำให้เกิดความเสียหายปานกลาง การบาดเจ็บสาหัสเกิดขึ้นเมื่อแรงดันเกินเกิน 60 kPa และมีลักษณะเป็นรอยฟกช้ำอย่างรุนแรงทั่วร่างกาย แขนขาหัก และการแตกของอวัยวะภายในเนื้อเยื่อ การบาดเจ็บสาหัสอย่างยิ่งซึ่งมักเป็นอันตรายถึงชีวิต สังเกตได้จากแรงดันเกิน 100 kPa

รังสีแสง คือกระแสพลังงานรังสี รวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีอินฟราเรดที่มองเห็นได้

แหล่งกำเนิดของมันคือพื้นที่ส่องสว่างที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ร้อนจากการระเบิด การแผ่รังสีของแสงแพร่กระจายเกือบจะในทันทีและคงอยู่นานสูงสุด 20 วินาที ขึ้นอยู่กับพลังของการระเบิดนิวเคลียร์ ความแรงของมันคือถึงแม้จะมีระยะเวลาสั้น ๆ แต่ก็สามารถทำให้เกิดไฟไหม้ผิวหนังไหม้ลึกและสร้างความเสียหายต่ออวัยวะที่มองเห็นในคนได้

การแผ่รังสีของแสงไม่สามารถทะลุผ่านวัสดุทึบแสงได้ ดังนั้นสิ่งกีดขวางใดๆ ที่สามารถสร้างเงาได้จะช่วยป้องกันการกระทำโดยตรงของรังสีแสงและป้องกันการไหม้

การแผ่รังสีของแสงจะลดลงอย่างมากในอากาศที่มีฝุ่น (ควัน) หมอก และฝน

รังสีทะลุทะลวง

นี่คือกระแสของรังสีแกมมาและนิวตรอน ผลกระทบคงอยู่ 10-15 วินาที ผลกระทบเบื้องต้นของรังสีเกิดขึ้นได้ในกระบวนการทางกายภาพ เคมีกายภาพ และเคมี โดยจะเกิดอนุมูลอิสระที่มีฤทธิ์ทางเคมี (H, OH, HO2) ที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์และรีดิวซ์สูง ต่อจากนั้นจะเกิดสารประกอบเปอร์ออกไซด์หลายชนิดขึ้นโดยยับยั้งการทำงานของเอนไซม์บางชนิดและเพิ่มขึ้นซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสลายอัตโนมัติ (สลายตัวเอง) ของเนื้อเยื่อของร่างกาย การปรากฏตัวในเลือดของผลิตภัณฑ์สลายตัวของเนื้อเยื่อไวต่อรังสีและการเผาผลาญทางพยาธิวิทยาเมื่อสัมผัสกับรังสีไอออไนซ์ในปริมาณสูงเป็นพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของภาวะเป็นพิษ - พิษของร่างกายที่เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของสารพิษในเลือด ความสำคัญหลักในการพัฒนาการบาดเจ็บจากรังสีคือการรบกวนการฟื้นฟูทางสรีรวิทยาของเซลล์และเนื้อเยื่อตลอดจนการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของระบบควบคุม

การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในพื้นที่

แหล่งที่มาหลักของมันคือผลิตภัณฑ์นิวเคลียร์ฟิชชันและไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นจากการได้มาซึ่งคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีโดยองค์ประกอบที่ใช้สร้างอาวุธนิวเคลียร์และองค์ประกอบที่ประกอบเป็นดิน เมฆกัมมันตภาพรังสีเกิดขึ้นจากพวกมัน สูงขึ้นไปหลายกิโลเมตรและขนส่งด้วยมวลอากาศในระยะทางไกล อนุภาคกัมมันตภาพรังสีที่ตกลงมาจากเมฆสู่พื้นก่อให้เกิดบริเวณที่มีการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี (ร่องรอย) ซึ่งมีความยาวหลายร้อยกิโลเมตร สารกัมมันตภาพรังสีก่อให้เกิดอันตรายมากที่สุดในชั่วโมงแรกหลังจากการสะสม เนื่องจากมีฤทธิ์สูงสุดในช่วงเวลานี้

ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า .

นี่คือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระยะสั้นที่เกิดขึ้นระหว่างการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของรังสีแกมมาและนิวตรอนที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์กับอะตอมของสิ่งแวดล้อม ผลที่ตามมาของผลกระทบคือความเหนื่อยหน่ายหรือการสลายตัวขององค์ประกอบแต่ละส่วนของอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า ผู้คนจะได้รับอันตรายได้ก็ต่อเมื่อสัมผัสกับสายไฟในขณะที่เกิดการระเบิด

ประเภทของอาวุธนิวเคลียร์ก็คือ อาวุธนิวตรอนและแสนสาหัส

อาวุธนิวตรอนเป็นกระสุนแสนสาหัสขนาดเล็กที่มีกำลังสูงถึง 10 kt ออกแบบมาเพื่อทำลายบุคลากรของศัตรูเป็นหลักผ่านการกระทำของรังสีนิวตรอน อาวุธนิวตรอนจัดเป็นอาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธี

ประวัติศาสตร์การพัฒนามนุษย์มักมาพร้อมกับสงครามเพื่อแก้ไขข้อขัดแย้งด้วยความรุนแรง อารยธรรมได้รับความเดือดร้อนจากความขัดแย้งและการสูญเสียทั้งเล็กและใหญ่มากกว่าหมื่นห้าพันครั้ง ชีวิตมนุษย์จำนวนเป็นล้าน เฉพาะในยุคเก้าสิบของศตวรรษที่ผ่านมา มีการปะทะทางทหารมากกว่าร้อยครั้ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับเก้าสิบประเทศทั่วโลก

ขณะเดียวกันก็มีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ ความก้าวหน้าทางเทคนิคทำให้สามารถสร้างอาวุธทำลายล้างที่มีพลังมหาศาลและมีความซับซ้อนในการใช้งานได้ ในศตวรรษที่ยี่สิบอาวุธนิวเคลียร์กลายเป็นจุดสูงสุดของการทำลายล้างครั้งใหญ่และเป็นเครื่องมือทางการเมือง

อุปกรณ์ระเบิดปรมาณู

ระเบิดนิวเคลียร์สมัยใหม่ซึ่งเป็นวิธีการทำลายศัตรูนั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการแก้ปัญหาทางเทคนิคขั้นสูงซึ่งสาระสำคัญไม่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวาง แต่องค์ประกอบหลักที่มีอยู่ในอาวุธประเภทนี้สามารถตรวจสอบได้โดยใช้ตัวอย่างการออกแบบระเบิดนิวเคลียร์ที่มีชื่อรหัสว่า "Fat Man" ซึ่งทิ้งในปี 2488 ในเมืองแห่งหนึ่งของญี่ปุ่น

พลังระเบิด 22.0 kt เทียบเท่ากับ TNT

มีคุณสมบัติการออกแบบดังต่อไปนี้:

• ความยาวของผลิตภัณฑ์คือ 3250.0 มม. โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนปริมาตร - 1520.0 มม. น้ำหนักรวมมากกว่า 4.5 ตัน
• ร่างกายมีรูปร่างเป็นวงรี เพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายล้างก่อนเวลาอันควรเนื่องจากกระสุนต่อต้านอากาศยานและผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อื่น ๆ จึงใช้เหล็กหุ้มเกราะ 9.5 มม. สำหรับการผลิต
• ร่างกายแบ่งออกเป็นสี่ส่วนภายใน: จมูก, ทรงรีสองซีก (ส่วนหลักคือช่องสำหรับเติมนิวเคลียร์) และหาง
• ช่องเก็บของมีแบตเตอรี่
• ช่องหลักเช่นเดียวกับช่องจมูกถูกดูดฝุ่นเพื่อป้องกันการเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายความชื้นและเพื่อสร้างสภาพที่สะดวกสบายสำหรับคนที่มีหนวดเคราในการทำงาน
• ทรงรีมีแกนพลูโตเนียมล้อมรอบด้วยเปลือกยูเรเนียม มันเล่นบทบาทของตัวจำกัดแรงเฉื่อยในปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อให้แน่ใจว่ามีกิจกรรมสูงสุด พลูโตเนียมเกรดอาวุธโดยการสะท้อนนิวตรอนไปทางด้านข้างของแกนประจุ

แหล่งกำเนิดนิวตรอนปฐมภูมิที่เรียกว่าตัวริเริ่มหรือ "เม่น" ถูกวางไว้ภายในนิวเคลียส แสดงโดยเบริลเลียมทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20.0 มมด้วยการเคลือบด้านนอกด้วยพอโลเนียม - 210

ควรสังเกตว่าชุมชนผู้เชี่ยวชาญได้พิจารณาแล้วว่าการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์นี้ไม่มีประสิทธิภาพและไม่น่าเชื่อถือในการใช้งาน การเริ่มต้นนิวตรอนของชนิดที่ไม่สามารถควบคุมไม่ได้ถูกนำมาใช้ต่อไป .

หลักการทำงาน

กระบวนการฟิชชันของนิวเคลียสของยูเรเนียม 235 (233) และพลูโทเนียม 239 (นี่คือสิ่งที่ทำจากระเบิดนิวเคลียร์) ด้วยการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากในขณะที่จำกัดปริมาตรเรียกว่าการระเบิดนิวเคลียร์ โครงสร้างอะตอมของโลหะกัมมันตภาพรังสีมีรูปแบบที่ไม่เสถียร - พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบอื่น ๆ อย่างต่อเนื่อง

กระบวนการนี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปลดเซลล์ประสาท ซึ่งบางส่วนตกอยู่บนอะตอมข้างเคียงและก่อให้เกิดปฏิกิริยาเพิ่มเติม พร้อมกับการปล่อยพลังงาน

หลักการมีดังนี้: การลดเวลาการสลายตัวลงจะนำไปสู่กระบวนการที่รุนแรงมากขึ้น และความเข้มข้นของเซลล์ประสาทในการทิ้งระเบิดนิวเคลียสจะนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ เมื่อองค์ประกอบทั้งสองรวมกันเป็นมวลวิกฤต จะเกิดมวลวิกฤตยิ่งยวดขึ้น ทำให้เกิดการระเบิด

ใน สภาพความเป็นอยู่เป็นไปไม่ได้ที่จะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาแอคทีฟ - ต้องใช้ความเร็วสูงในการเข้าใกล้องค์ประกอบ - อย่างน้อย 2.5 กม./วินาที การบรรลุความเร็วนี้ในระเบิดสามารถทำได้โดยการใช้ระเบิดประเภทต่างๆ ผสมกัน (เร็วและช้า) เพื่อรักษาสมดุลของความหนาแน่นของมวลวิกฤตยิ่งยวดที่ทำให้เกิดการระเบิดปรมาณู

การระเบิดของนิวเคลียร์เป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์บนโลกหรือวงโคจรของมัน กระบวนการทางธรรมชาติสิ่งนี้เกิดขึ้นได้เฉพาะกับดาวฤกษ์บางดวงในอวกาศเท่านั้น

ระเบิดปรมาณูถือเป็นอาวุธทำลายล้างที่ทรงพลังและทำลายล้างมากที่สุดอย่างถูกต้อง การใช้ยุทธวิธีช่วยแก้ปัญหาในการทำลายเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ เป้าหมายทางทหารบนภาคพื้นดิน รวมถึงเป้าหมายที่อยู่ลึก เอาชนะการสะสมอุปกรณ์และกำลังคนของศัตรูจำนวนมาก

สามารถนำไปใช้ได้ทั่วโลกเท่านั้นโดยมีเป้าหมายเพื่อทำลายประชากรและโครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ขนาดใหญ่โดยสมบูรณ์

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายและปฏิบัติงานทางยุทธวิธีและเชิงกลยุทธ์ การระเบิดของอาวุธปรมาณูสามารถทำได้โดย:

• ที่ระดับความสูงวิกฤตและต่ำ (สูงกว่าและต่ำกว่า 30.0 กม.)
• สัมผัสโดยตรงกับเปลือกโลก (น้ำ)
• ใต้ดิน (หรือการระเบิดใต้น้ำ)

การระเบิดของนิวเคลียร์มีลักษณะเฉพาะคือการปล่อยพลังงานมหาศาลออกมาทันที

ก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งของและบุคคล ดังนี้

• คลื่นกระแทก.ในกรณีที่เกิดการระเบิดด้านบนหรือที่ เปลือกโลก(น้ำ) เรียกว่าคลื่นอากาศ ใต้ดิน (น้ำ) - คลื่นระเบิดแผ่นดินไหว คลื่นอากาศเกิดขึ้นหลังจากการอัดมวลอากาศวิกฤตและแพร่กระจายเป็นวงกลมจนกระทั่งลดทอนลงด้วยความเร็วที่มากกว่าเสียง นำไปสู่ความเสียหายโดยตรงต่อกำลังคนและความเสียหายทางอ้อม (การโต้ตอบกับชิ้นส่วนของวัตถุที่ถูกทำลาย) การกระทำของแรงดันส่วนเกินทำให้อุปกรณ์ไม่ทำงานโดยการเคลื่อนย้ายและกระแทกพื้น
• รังสีแสงแหล่งกำเนิดคือส่วนที่เป็นแสงที่เกิดจากการระเหยของผลิตภัณฑ์ด้วยมวลอากาศ สำหรับการใช้งานภาคพื้นดิน จะเป็นไอของดิน ผลกระทบเกิดขึ้นในสเปกตรัมอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด การดูดซึมโดยวัตถุและผู้คนกระตุ้นให้เกิดการเผาไหม้ การละลาย และการเผาไหม้ ระดับความเสียหายขึ้นอยู่กับระยะห่างของศูนย์กลางแผ่นดินไหว
• รังสีทะลุทะลวง- สิ่งเหล่านี้คือนิวตรอนและรังสีแกมมาที่เคลื่อนที่จากจุดแตก การสัมผัสกับเนื้อเยื่อชีวภาพทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลของเซลล์ ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสีในร่างกาย ความเสียหายต่อทรัพย์สินเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาฟิชชันของโมเลกุลในองค์ประกอบที่สร้างความเสียหายของกระสุน
• การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในระหว่างการระเบิดภาคพื้นดิน ไอของดิน ฝุ่นและสิ่งอื่น ๆ จะเพิ่มขึ้น เมฆปรากฏขึ้นเคลื่อนไปในทิศทางการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ แหล่งที่มาของความเสียหายแสดงโดยผลผลิตจากฟิชชันของส่วนกัมมันต์ของอาวุธนิวเคลียร์ ไอโซโทป และส่วนที่ประจุไม่ถูกทำลาย เมื่อเมฆกัมมันตภาพรังสีเคลื่อนตัว การปนเปื้อนของรังสีอย่างต่อเนื่องในพื้นที่จะเกิดขึ้น
• ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้าการระเบิดจะมาพร้อมกับการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (ตั้งแต่ 1.0 ถึง 1,000 ม.) ในรูปแบบของพัลส์ สิ่งเหล่านี้นำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้า การควบคุม และการสื่อสาร

การรวมกันของปัจจัยของการระเบิดนิวเคลียร์ทำให้เกิดความเสียหายในระดับที่แตกต่างกันต่อบุคลากร อุปกรณ์ และโครงสร้างพื้นฐานของศัตรู และการเสียชีวิตของผลที่ตามมานั้นสัมพันธ์กับระยะห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวเท่านั้น

ประวัติความเป็นมาของการสร้างอาวุธนิวเคลียร์

การสร้างอาวุธโดยใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นมาพร้อมกับจำนวนหนึ่ง การค้นพบทางวิทยาศาสตร์การวิจัยภาคทฤษฎีและปฏิบัติ ได้แก่

• 2448— ทฤษฎีสัมพัทธภาพถูกสร้างขึ้น ซึ่งระบุว่าสสารจำนวนเล็กน้อยสอดคล้องกับการปล่อยพลังงานอย่างมีนัยสำคัญตามสูตร E = mc2 โดยที่ "c" แทนความเร็วแสง (ผู้เขียน A. Einstein)
• 1938— นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันทำการทดลองแบ่งอะตอมออกเป็นส่วน ๆ โดยโจมตียูเรเนียมด้วยนิวตรอนซึ่งจบลงได้สำเร็จ (O. Hann และ F. Strassmann) และนักฟิสิกส์จากบริเตนใหญ่อธิบายข้อเท็จจริงของการปล่อยพลังงาน (R. Frisch) ;
• 2482- นักวิทยาศาสตร์จากฝรั่งเศสว่าเมื่อทำปฏิกิริยาลูกโซ่ของโมเลกุลยูเรเนียม พลังงานจะถูกปล่อยออกมาซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดขนาดมหึมา (โจเลียต-คูรี)

หลังกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการประดิษฐ์อาวุธปรมาณู การพัฒนาคู่ขนานดำเนินการโดยเยอรมนี สหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ปัญหาหลักคือการสกัดยูเรเนียมในปริมาณที่ต้องการเพื่อทำการทดลองในพื้นที่นี้

ปัญหาได้รับการแก้ไขเร็วขึ้นในสหรัฐอเมริกาด้วยการซื้อวัตถุดิบจากเบลเยียมในปี พ.ศ. 2483

ส่วนหนึ่งของโครงการที่เรียกว่าแมนฮัตตันตั้งแต่ปี 1939 ถึง 1945 มีการสร้างโรงงานฟอกยูเรเนียม สร้างศูนย์สำหรับการศึกษากระบวนการนิวเคลียร์ และมีคนถูกคัดเลือกให้มาทำงานในโรงงานดังกล่าว ผู้เชี่ยวชาญที่ดีที่สุด- นักฟิสิกส์จากทั่วยุโรปตะวันตก

บริเตนใหญ่ซึ่งดำเนินการพัฒนาของตนเอง ถูกบังคับให้โอนการพัฒนาในโครงการของตนไปยังกองทัพสหรัฐฯ ภายหลังเหตุระเบิดของเยอรมนี

เชื่อกันว่าชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่ประดิษฐ์ระเบิดปรมาณู การทดสอบประจุนิวเคลียร์ครั้งแรกดำเนินการในรัฐนิวเม็กซิโกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2488 แสงแฟลชจากการระเบิดทำให้ท้องฟ้ามืดลง และผืนทรายก็กลายเป็นกระจก หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ ประจุนิวเคลียร์ที่เรียกว่า "เบบี้" และ "แฟตแมน" ก็ถูกสร้างขึ้น

อาวุธนิวเคลียร์ในสหภาพโซเวียต - วันที่และเหตุการณ์

การเกิดขึ้นของสหภาพโซเวียตในฐานะพลังงานนิวเคลียร์นำหน้าด้วยการทำงานอันยาวนานของนักวิทยาศาสตร์แต่ละคนและ สถาบันของรัฐ- ช่วงเวลาสำคัญและวันสำคัญของเหตุการณ์มีดังนี้

• พ.ศ. 2463ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการทำงานของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตในเรื่องการแยกตัวของอะตอม
• ตั้งแต่วัยสามสิบทิศทาง ฟิสิกส์นิวเคลียร์กลายเป็นเรื่องสำคัญ;
• ตุลาคม 2483— กลุ่มนักฟิสิกส์ริเริ่มเสนอให้ใช้การพัฒนาปรมาณูเพื่อจุดประสงค์ทางทหาร
• ฤดูร้อน พ.ศ. 2484ที่เกี่ยวข้องกับสงคราม สถาบันพลังงานนิวเคลียร์ถูกย้ายไปด้านหลัง
• ฤดูใบไม้ร่วง พ.ศ. 2484ปี หน่วยสืบราชการลับของสหภาพโซเวียตแจ้งผู้นำของประเทศเกี่ยวกับการเริ่มโครงการนิวเคลียร์ในอังกฤษและอเมริกา
• กันยายน 2485— การวิจัยปรมาณูเริ่มดำเนินการเต็มรูปแบบ งานเกี่ยวกับยูเรเนียมยังคงดำเนินต่อไป
• กุมภาพันธ์ 2486— ห้องปฏิบัติการวิจัยพิเศษถูกสร้างขึ้นภายใต้การนำของ I. Kurchatov และ V. Molotov มอบหมายให้ฝ่ายบริหารทั่วไป

โครงการนี้นำโดย V. Molotov

• สิงหาคม 2488- ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการวางระเบิดนิวเคลียร์ในญี่ปุ่น ความสำคัญอย่างสูงของการพัฒนาสำหรับสหภาพโซเวียต มีการจัดตั้งคณะกรรมการพิเศษภายใต้การนำของ L. Beria
• เมษายน 2489- สร้าง KB-11 ซึ่งเริ่มพัฒนาตัวอย่างอาวุธนิวเคลียร์ของโซเวียตในสองเวอร์ชัน (โดยใช้พลูโทเนียมและยูเรเนียม)
• กลางปี ​​1948— งานเกี่ยวกับยูเรเนียมถูกหยุดลงเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและต้นทุนสูง
• สิงหาคม 2492- เมื่อมีการประดิษฐ์ระเบิดปรมาณูในสหภาพโซเวียต ระเบิดนิวเคลียร์ของโซเวียตลูกแรกก็ถูกทดสอบ

การลดเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยงานคุณภาพสูงของหน่วยข่าวกรองซึ่งสามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนานิวเคลียร์ของอเมริกาได้ ในบรรดาผู้ที่สร้างระเบิดปรมาณูครั้งแรกในสหภาพโซเวียตคือทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยนักวิชาการ A. Sakharov พวกเขาได้พัฒนาโซลูชั่นด้านเทคนิคที่มีแนวโน้มมากกว่าที่ชาวอเมริกันใช้

ระเบิดปรมาณู "RDS-1"

ในปี 2558-2560 รัสเซียได้สร้างความก้าวหน้าในการปรับปรุงอาวุธนิวเคลียร์และระบบการส่งอาวุธนิวเคลียร์ ดังนั้นจึงประกาศให้เป็นรัฐที่สามารถต่อต้านการรุกรานใดๆ ได้

การทดสอบระเบิดปรมาณูครั้งแรก

หลังจากทดสอบระเบิดนิวเคลียร์ทดลองในนิวเม็กซิโกในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2488 เมืองฮิโรชิมาและนางาซากิของญี่ปุ่นก็ถูกทิ้งระเบิดเมื่อวันที่ 6 และ 9 สิงหาคมตามลำดับ

การพัฒนาระเบิดปรมาณูเสร็จสมบูรณ์ในปีนี้

ในปี 1949 ภายใต้เงื่อนไขของการรักษาความลับที่เพิ่มขึ้น นักออกแบบของโซเวียต KB-11 และนักวิทยาศาสตร์ได้เสร็จสิ้นการพัฒนาระเบิดปรมาณูที่เรียกว่า RDS-1 (เครื่องยนต์ไอพ่น "S") เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม อุปกรณ์นิวเคลียร์ของโซเวียตเครื่องแรกได้รับการทดสอบที่สถานที่ทดสอบเซมิพาลาตินสค์ ระเบิดปรมาณูของรัสเซีย - RDS-1 เป็นผลิตภัณฑ์ "รูปทรงหยดน้ำ" หนัก 4.6 ตัน มีเส้นผ่านศูนย์กลางปริมาตร 1.5 ม. และยาว 3.7 เมตร

ส่วนที่ใช้งานอยู่นั้นประกอบด้วยบล็อกพลูโทเนียมซึ่งทำให้สามารถบรรลุพลังการระเบิด 20.0 กิโลตันซึ่งเทียบเท่ากับทีเอ็นที สถานที่ทดสอบครอบคลุมรัศมียี่สิบกิโลเมตร ข้อมูลเฉพาะของเงื่อนไขการทดสอบการระเบิดยังไม่ได้เปิดเผยต่อสาธารณะจนถึงปัจจุบัน

เมื่อวันที่ 3 กันยายนของปีเดียวกัน หน่วยข่าวกรองการบินของอเมริกาได้ก่อตั้ง มวลอากาศร่องรอยของไอโซโทป Kamchatka ที่บ่งชี้การทดสอบประจุนิวเคลียร์ ในวันที่ยี่สิบสาม เจ้าหน้าที่ระดับสูงของสหรัฐอเมริกาประกาศต่อสาธารณะว่าสหภาพโซเวียตประสบความสำเร็จในการทดสอบระเบิดปรมาณู