ระเบิดไฮโดรเจน (แสนสาหัส): ทดสอบอาวุธที่มีอำนาจทำลายล้างสูง

ระเบิดไฮโดรเจน (Hydrogen Bomb, HB, WB) เป็นอาวุธที่มีอำนาจทำลายล้างสูงซึ่งมีอำนาจการทำลายล้างอย่างไม่น่าเชื่อ หลักการทำงานของระเบิดและโครงร่างโครงสร้างนั้นขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานของการสังเคราะห์ความร้อนของนิวเคลียสไฮโดรเจน กระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการระเบิดคล้ายกับที่เกิดขึ้นบนดาว (รวมถึงดวงอาทิตย์) การทดสอบ WB ครั้งแรกเหมาะสำหรับการขนส่งในระยะทางไกล (โครงการ A.D. Sakharov) ดำเนินการในสหภาพโซเวียตที่ไซต์ใกล้ Semipalatinsk

ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์

ดวงอาทิตย์มีไฮโดรเจนสำรองมหาศาลซึ่งอยู่ภายใต้ผลกระทบคงที่ของความดันและอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 15 ล้านเคลวิน) ที่ความหนาแน่นสูงและอุณหภูมิพลาสมานิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนจะชนกันอย่างสุ่ม ผลของการชนเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นและเป็นผลให้เกิดการก่อตัวของนิวเคลียสขององค์ประกอบที่หนักกว่า - ฮีเลียม ปฏิกิริยาประเภทนี้เรียกว่าการหลอมด้วยความร้อน (thermonuclear fusion) โดยมีการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล

กฎของฟิสิกส์อธิบายการปลดปล่อยพลังงานในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาทางความร้อนดังนี้: ส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของแสงที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวขององค์ประกอบที่หนักกว่ายังคงไม่ได้ใช้และกลายเป็นพลังงานสะอาดในปริมาณมหาศาล นั่นคือสาเหตุที่ร่างกายท้องฟ้าของเราสูญเสียสสารประมาณ 4 ล้านตันต่อวินาทีในขณะที่ปล่อยพลังงานอย่างต่อเนื่องสู่อวกาศ

ไอโซโทปไฮโดรเจน

อะตอมที่มีอยู่ง่ายที่สุดคืออะตอมไฮโดรเจน มันประกอบด้วยโปรตอนเพียงอันเดียวก่อตัวนิวเคลียสและมีเพียงอิเล็กตรอนหมุนรอบตัวมัน จากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของน้ำ (H2O) พบว่าน้ำที่เรียกว่า“ หนัก” มีอยู่ในปริมาณน้อย มันมีไอโซโทป“ หนัก” ของไฮโดรเจน (2H หรือดิวทีเรียม) นิวเคลียสซึ่งนอกเหนือไปจากโปรตอน 1 อันยังมีนิวตรอนหนึ่งตัว (อนุภาคที่อยู่ใกล้กับมวลของโปรตอน แต่ไม่มีประจุ)

วิทยาศาสตร์ยังรู้ไอโซโทปไอโซโทปที่สามของไฮโดรเจนซึ่งนิวเคลียสประกอบด้วย 1 โปรตอนและ 2 นิวตรอนในครั้งเดียว ไอโซโทปเป็นลักษณะของความไม่แน่นอนและการสลายตัวที่เกิดขึ้นเองอย่างต่อเนื่องด้วยการปล่อยพลังงาน (รังสี) อันเป็นผลมาจากการที่ไอโซโทปฮีเลียมก่อตัวขึ้น ร่องรอยของไอโซโทปอยู่ในชั้นบนของชั้นบรรยากาศของโลก: มันอยู่ที่นั่นภายใต้อิทธิพลของรังสีคอสมิกซึ่งโมเลกุลของก๊าซที่ก่อตัวในอากาศจะมีการเปลี่ยนแปลงคล้ายกัน การได้รับไอโซโทปเป็นไปได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการฉายรังสีไอโซโทปลิเธียม -6 ด้วยฟลักซ์นิวตรอนที่ทรงพลัง

การพัฒนาและการทดสอบครั้งแรกของระเบิดไฮโดรเจน

จากการวิเคราะห์ทางทฤษฎีอย่างละเอียดผู้เชี่ยวชาญจากสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาได้ข้อสรุปว่าส่วนผสมของดิวทีเรียมกับไอโซโทปทำให้ง่ายต่อการเริ่มต้นปฏิกิริยาของฟิวชั่นแสนสาหัสทางนิวเคลียร์ ด้วยความรู้นี้นักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาในยุค 50 ของศตวรรษที่ผ่านมาจึงเริ่มสร้างระเบิดไฮโดรเจน และในฤดูใบไม้ผลิของปี 1951 มีการทดสอบทดสอบที่ไซต์ Enyvetok (อะทอลล์ในมหาสมุทรแปซิฟิก) แต่จากนั้นก็มีการหลอมเทอร์โมนิวเคลียร์บางส่วนเท่านั้น

น้อยกว่าหนึ่งปีผ่านไปและในเดือนพฤศจิกายน 1952 การทดสอบระเบิดลูกที่สองด้วยพลังประมาณ 10 Mt ใน TNT ได้ดำเนินการ อย่างไรก็ตามการระเบิดนั้นแทบจะเรียกได้ว่าการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์แสนสาหัสในความหมายปัจจุบัน: ในความเป็นจริงอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นภาชนะขนาดใหญ่ (ขนาดของบ้านสามชั้น) ที่เต็มไปด้วยดิวเทอเรียมเหลว

ในรัสเซียพวกเขาทำการปรับปรุงอาวุธปรมาณูและระเบิดไฮโดรเจนครั้งแรกของโครงการ A.D Sakharov ถูกทดสอบที่ไซต์ทดสอบ Semipalatinsk 12 สิงหาคม 2496 RDS-6 (อาวุธทำลายล้างสูงประเภทนี้เรียกว่า "พัฟ" ของ Sakharov เนื่องจากรูปแบบของมันบ่งบอกถึงการติดตั้งดิวทีเรียมรอบ ๆ ประจุดิจิตอเรียมที่ล้อมรอบตัวประจุประจุ - เริ่มต้น) มีพลัง 10 Mt อย่างไรก็ตามแตกต่างจาก "อาคารสามชั้น" แบบอเมริกันที่ระเบิดโซเวียตมีขนาดกะทัดรัดและสามารถส่งไปยังสถานที่ตั้งของการโจมตีในดินแดนของศัตรูโดยเครื่องบินทิ้งระเบิดเชิงกลยุทธ์

หลังจากยอมรับการท้าทายในเดือนมีนาคมปี 1954 สหรัฐอเมริกาได้ทำการระเบิดของระเบิดอากาศที่ทรงพลังกว่า (15 Mt) ที่พื้นที่ทดสอบบน Bikini Atoll (มหาสมุทรแปซิฟิก) การทดสอบเป็นสาเหตุของการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศของสารกัมมันตรังสีจำนวนมากซึ่งบางส่วนตกไปด้วยการเร่งรัดหลายร้อยกิโลเมตรจากศูนย์กลางของการระเบิด เรือญี่ปุ่น "Happy Dragon" และอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนเกาะ Rogelap มีการแผ่รังสีเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากเป็นผลมาจากกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจนทำให้เกิดฮีเลียมที่เสถียรและปลอดภัยจึงคาดว่าการปล่อยกัมมันตภาพรังสีไม่ควรเกินระดับของการปนเปื้อนจากอะตอมระเบิดของเทอร์โมนิวเคลียร์แบบฟิวชั่น แต่การคำนวณและการวัดของ fallout ที่มีกัมมันตภาพรังสีที่แท้จริงนั้นแตกต่างกันอย่างมากทั้งปริมาณและองค์ประกอบ ดังนั้นผู้นำสหรัฐจึงตัดสินใจระงับการออกแบบอาวุธนี้ชั่วคราวจนกว่าจะมีการศึกษาอย่างเต็มรูปแบบถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์

วิดีโอ: การทดสอบในสหภาพโซเวียต

ซาร์บอมบ์ - ระเบิดแสนสาหัสทางเทอร์โมนิวเคลียร์

จุดที่ไขมันในสายโซ่ของระเบิดไฮโดรเจนของไฮโดรเจนถูกกำหนดโดยสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 2504 การทดสอบ 50 ซาร์ (ระเบิดที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์) ได้ดำเนินการใน Novaya Zemlya ซึ่งเป็นผลมาจากการทำงานระยะยาวของกลุ่มวิจัย A.D Sakharov การระเบิดดังสนั่นที่ระดับความสูง 4 กิโลเมตรและคลื่นกระแทกถูกบันทึกลงบนอุปกรณ์สามครั้งทั่วโลก อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ว่าการทดสอบไม่ได้เปิดเผยความล้มเหลวใด ๆ ระเบิดไม่เคยเข้ารับราชการ แต่ความเป็นจริงของการครอบครองอาวุธดังกล่าวโดยโซเวียตได้สร้างความประทับใจที่ลบไม่ออกไปทั่วโลกในขณะที่ในสหรัฐอเมริกาพวกเขาได้หยุดรับน้ำหนักของอาวุธนิวเคลียร์ ในรัสเซียในที่สุดพวกเขาตัดสินใจที่จะละทิ้งการแนะนำของจรวดด้วยข้อหาไฮโดรเจนในหน้าที่การต่อสู้

หลักการระเบิดของไฮโดรเจน

ระเบิดไฮโดรเจนเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ซับซ้อนที่สุดการระเบิดที่ต้องใช้การไหลต่อเนื่องของกระบวนการจำนวนมาก

อย่างแรกคือมีการระเบิดของประจุริเริ่มภายในเปลือกของ WB (ระเบิดปรมาณูจิ๋ว) ซึ่งส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยนิวตรอนที่ทรงพลังและการสร้างอุณหภูมิสูงที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการหลอมละลายด้วยความร้อนในประจุหลัก การทิ้งระเบิดนิวตรอนขนาดใหญ่ของสายการบินลิเทียมดิวเทอไรด์เริ่มต้น (ผลิตโดยการรวมดิวเทอเรียมกับไอโซโทปลิเธียม -6)

ภายใต้การกระทำของนิวตรอนลิเทียม -6 จะแยกออกเป็นไอโซโทปและฮีเลียม ฟิวส์อะตอมในกรณีนี้จะกลายเป็นแหล่งของวัสดุที่จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของความร้อนนิวเคลียร์ในระเบิดระเบิดตัวเอง

ส่วนผสมของไอโซโทปและดิวเทอเรียมทำให้เกิดปฏิกิริยาทางความร้อนซึ่งเป็นผลมาจากการที่อุณหภูมิภายในระเบิดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและไฮโดรเจนมีส่วนเกี่ยวข้องมากขึ้นในกระบวนการ
หลักการทำงานของระเบิดไฮโดรเจนหมายถึงการไหลที่เร็วมากของกระบวนการเหล่านี้ (อุปกรณ์ประจุและโครงร่างขององค์ประกอบหลักสนับสนุนสิ่งนี้) ซึ่งมองไปที่ผู้สังเกตการณ์ทันที

Superbomb: การหาร, การสังเคราะห์, การหาร

ลำดับของกระบวนการที่อธิบายข้างต้นจะสิ้นสุดลงหลังจากเริ่มมีปฏิกิริยาของดิวทีเรียมกับไอโซโทป นอกจากนี้ยังมีการตัดสินใจใช้ฟิชชันนิวเคลียร์มากกว่าการสังเคราะห์ที่หนักกว่า หลังจากการรวมตัวของนิวเคลียสของไอโซโทปและดิวทีเรียมฮีเลียมและนิวตรอนเร็วจะถูกปล่อยออกมาอย่างอิสระซึ่งมีพลังงานเพียงพอที่จะเริ่มการแตกตัวของยูเรเนียม -238 นิวตรอนเร็วสามารถแยกอะตอมออกจากเปลือกยูเรเนียมของหลุมยอดเยี่ยม การแยกยูเรเนียมจำนวนหนึ่งตันจะสร้างพลังงานตามลำดับที่ 18 Mt ในกรณีนี้พลังงานจะถูกใช้ไม่เพียง แต่ในการสร้างคลื่นระเบิดและการปล่อยความร้อนจำนวนมหาศาล อะตอมยูเรเนียมแต่ละอะตอมจะตกอยู่ใน "ชิ้นส่วน" กัมมันตภาพรังสีสองอะตอม สร้าง "ช่อดอกไม้" ทั้งหมดขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ (สูงสุด 36) และไอโซโทปกัมมันตรังสีประมาณสองร้อยชนิด ด้วยเหตุนี้เองที่ทำให้เกิดกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากถูกบันทึกไว้หลายร้อยกิโลเมตรจากศูนย์กลางของการระเบิด

หลังจากการล่มสลายของ“ ม่านเหล็ก” เป็นที่รู้กันว่าสหภาพโซเวียตกำลังวางแผนที่จะพัฒนา“ ราชาแห่งระเบิด” ซึ่งมีความจุ 100 ตัน เนื่องจากความจริงที่ว่าในเวลานั้นไม่มีเครื่องบินที่สามารถแบกรับภาระอันใหญ่โตได้ความคิดนี้ก็ถูกทิ้งร้างเนื่องจากระเบิดขนาด 50 ตัน

ผลที่ตามมาจากการระเบิดของไฮโดรเจน

คลื่นกระแทก

การระเบิดด้วยระเบิดของไฮโดรเจนก่อให้เกิดการทำลายล้างและผลที่ตามมาจำนวนมากและผลกระทบหลัก (ชัดเจนโดยตรง) มีลักษณะเป็นสามเท่า สิ่งที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดของเอฟเฟกต์โดยตรงคือคลื่นกระแทกความเข้มสูงพิเศษ ความสามารถในการทำลายล้างของมันลดลงตามระยะทางจากศูนย์กลางของการระเบิดและยังขึ้นอยู่กับพลังของระเบิดและความสูงที่ประจุระเบิด

ผลกระทบความร้อน

ผลของความร้อนจากการระเบิดขึ้นอยู่กับปัจจัยเดียวกับพลังของคลื่นกระแทก แต่เพิ่มอีกหนึ่งพวกเขา - ระดับความโปร่งใสของมวลอากาศ หมอกหรือแม้แต่เมฆครึ้มเล็กน้อยช่วยลดรัศมีของรอยโรคได้อย่างมากซึ่งแฟลชความร้อนสามารถทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงและสูญเสียการมองเห็น การระเบิดด้วยระเบิดของไฮโดรเจน (มากกว่า 20 Mt) สร้างพลังงานความร้อนได้อย่างน่าเหลือเชื่อเพียงพอที่จะละลายคอนกรีตในระยะ 5 กม. ระเหยน้ำเกือบทั้งหมดน้ำจากทะเลสาบขนาดเล็กที่ระยะ 10 กม. ทำลายกำลังข้าศึกอุปกรณ์และอาคารในระยะเดียวกัน . ช่องทางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 กม. และความลึก 50 ม. ถูกสร้างขึ้นตรงกลางปกคลุมไปด้วยชั้นแก้วหนา (ก้อนหินหลายเมตรที่มีเนื้อหาทรายสูงละลายเกือบจะในทันทีเปลี่ยนเป็นแก้ว)

จากการคำนวณที่ได้รับระหว่างการทดสอบจริงผู้คนมีโอกาส 50% ที่จะมีชีวิตอยู่ถ้าพวกเขา:

• พวกเขาตั้งอยู่ในที่พักพิงคอนกรีต (ใต้ดิน) 8 กม. จากศูนย์กลางของการระเบิด (EV);
• ตั้งอยู่ในอาคารพักอาศัยระยะทาง 15 กม. จาก EV
• พวกเขาจะอยู่ในพื้นที่เปิดโล่งที่ระยะทางมากกว่า 20 กม. จาก EV ในทัศนวิสัยไม่ดี (สำหรับบรรยากาศ "สะอาด" ระยะทางต่ำสุดในกรณีนี้คือ 25 กม.)

ด้วยระยะทางจาก EV ความน่าจะเป็นที่จะมีชีวิตอยู่ในผู้ที่พบว่าตนเองอยู่ในพื้นที่เปิดเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นที่ระยะทาง 32 กม. นั้นจะเป็น 90-95% รัศมี 40-45 กม. เป็นข้อ จำกัด สำหรับผลกระทบหลักของการระเบิด

ลูกไฟ

ผลกระทบที่เห็นได้ชัดอีกประการหนึ่งของการระเบิดด้วยระเบิดไฮโดรเจนคือเปลวไฟแบบพายุเฮอริเคน (self-sustaining firestorms) ซึ่งเกิดขึ้นจากมวลสารอันมหาศาลของวัตถุที่ติดไฟได้ซึ่งถูกเผาเข้าไปในลูกไฟ แต่ถึงอย่างไรก็ตามเรื่องนี้สิ่งที่อันตรายที่สุดโดยระดับของผลกระทบจากการระเบิดจะเป็นมลพิษทางรังสีของสภาพแวดล้อมรอบ ๆ หลายสิบกิโลเมตร

ออกมาเสีย

ลูกไฟที่ปรากฎหลังจากการระเบิดเต็มไปด้วยอนุภาคกัมมันตรังสีในปริมาณมากอย่างรวดเร็ว (ผลิตภัณฑ์สลายตัวของนิวเคลียสหนัก) ขนาดของอนุภาคมีขนาดเล็กมากจนพวกมันอยู่ในบรรยากาศชั้นบนสามารถอยู่ที่นั่นได้เป็นเวลานาน ทุกอย่างที่ลูกไฟพุ่งมาถึงพื้นผิวโลกกลายเป็นขี้เถ้าและฝุ่นละอองทันทีจากนั้นก็ถูกนำไปไว้ในเสาไฟ น้ำวนของเปลวไฟกวนอนุภาคเหล่านี้ด้วยอนุภาคที่มีประจุก่อตัวเป็นส่วนผสมที่เป็นอันตรายของฝุ่นกัมมันตรังสีกระบวนการของการตกตะกอนของเม็ดที่ยืดยาวเป็นเวลานาน

ฝุ่นหยาบจะตกตะกอนค่อนข้างเร็ว แต่ฝุ่นละเอียดถูกพัดพาผ่านอากาศในระยะทางไกล ๆ ค่อยๆตกลงมาจากก้อนเมฆที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ ในบริเวณใกล้เคียงของ EV อนุภาคที่ใหญ่และมีประจุมากที่สุดจะถูกสะสมไว้และอนุภาคเถ้าที่มองเห็นได้ด้วยตายังคงสามารถพบได้ห่างออกไปหลายร้อยกิโลเมตร พวกมันปิดบังความตายได้หนาหลายเซนติเมตร ใครก็ตามที่ใกล้ชิดกับเขาจะเสี่ยงต่อการได้รับรังสีปริมาณมาก

อนุภาคที่เล็กและแยกไม่ออกสามารถ“ ลอย” ในชั้นบรรยากาศเป็นเวลาหลายปีและโค้งงอโลกหลายครั้ง เมื่อถึงเวลาที่มันตกลงสู่ผิวน้ำพวกมันก็ค่อนข้างสูญเสียกัมมันตภาพรังสี สตรอนเทียม -90 ที่อันตรายที่สุดซึ่งมีอายุครึ่งชีวิต 28 ปีและสร้างรังสีที่เสถียรตลอดเวลา รูปลักษณ์ของมันถูกกำหนดโดยเครื่องมือทั่วโลก "ลงจอด" บนพื้นหญ้าและใบไม้เขามีส่วนร่วมในห่วงโซ่อาหาร ด้วยเหตุนี้ผู้คนที่อยู่ห่างออกไปหลายพันกิโลเมตรจากพื้นที่ทดสอบในระหว่างการตรวจพบสตรอนเทียม -90 สะสมอยู่ในกระดูก แม้ว่าเนื้อหาของมันจะมีขนาดเล็กมากโอกาสของการเป็น“ ไซต์สำหรับเก็บกากกัมมันตภาพรังสี” นั้นไม่ได้เป็นลางดีสำหรับคน ๆ หนึ่งซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของเนื้องอกมะเร็งที่เป็นอันตราย ในภูมิภาคของรัสเซีย (เช่นเดียวกับประเทศอื่น ๆ ) ใกล้กับสถานที่ทดลองระเบิดลูกระเบิดไฮโดรเจนยังมีการสังเกตพื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีที่เพิ่มขึ้นซึ่งพิสูจน์ความสามารถของอาวุธประเภทนี้อีกครั้งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สำคัญ

วิดีโอระเบิดไฮโดรเจน

ดูวิดีโอ: American Scientist and Winner of the Nobel Prize in Physiology or Medicine: George Wald Interview (เมษายน 2024).