EN
В чем отличия водородной бомбы от атомной
Северная Корея заявила об успешном проведении испытаний водородной бомбы. DW разобралась, чем это оружие отличается от атомной бомбы.
В воскресенье, 3 сентября, Северная Корея объявила о проведении испытания усовершенствованной водородной бомбы, также известной как термоядерная бомба. Тем самым Пхеньян отошел от экспериментов с ядерным оружием первого поколения. В чем же разница между атомной и более совершенной водородной бомбой?
Процесс детонации
Фундаментальное различие состоит в процессе детонации. Взрывная сила атомной бомбы — такой, которая была сброшена на Хиросиму и Нагасаки, — это результат внезапного высвобождения энергии, которое происходит вследствие расщепления ядра тяжелого химического элемента, например, плутония. Это процесс деления.
Через несколько лет после создания в США первой атомной бомбы, испытания которой прошли в штате Нью-Мексико, американцы разработали оружие, действие которого было основано на той же технологии, но с усовершенствованным процессом детонации для более сильного взрыва. Это оружие впоследствии получило название термоядерной бомбы.
Процесс детонации такого оружия состоит из нескольких этапов и начинается с детонации атомной бомбы. В результате этого первого взрыва возникает температура в несколько миллионов градусов. Это создает достаточно энергии для сближения двух ядер настолько, чтобы они могли соединиться. Эта вторая стадия называется синтезом.
Термоядерная бомба, действующая по принципу Теллера-Улама, состоит из двух ступеней: триггера и контейнера с термоядерным горючим. Триггер — это небольшой плутониевый ядерный заряд с усилением мощностью в несколько килотонн. Назначение триггера — создать необходимые условия для инициирования термоядерной реакции — высокую температуру и давление.
Контейнер с термоядерным горючим — основной элемент бомбы. Внутри него находится термоядерное горючее — дейтерид лития-6 — и, расположенный по оси контейнера, плутониевый стержень, играющий роль запала термоядерной реакции. Оболочка контейнера может быть изготовлена как из урана-238 так и из свинца.
Контейнер покрывается слоем нейтронного поглотителя (соединений бора) для защиты термоядерного топлива от преждевременного разогрева потоками нейтронов после взрыва триггера. Расположенные соосно триггер и контейнер заливаются специальным пластиком, проводящим излучение от триггера к контейнеру, и помещаются в корпус бомбы, изготовленный из стали или алюминия.
При взрыве триггера 80 % энергии выделяется в виде мощного импульса мягкого рентгеновского излучения, которое поглощается оболочкой второй ступени и пластиковым наполнителем, который превращается в высокотемпературную плазму под большим давлением. В результате резкого нагрева урановой (свинцовой) оболочки происходит абляция вещества оболочки и появляется реактивная тяга, которая вместе с давлениями света и плазмы обжимает вторую ступень. При этом её объём уменьшается в несколько тысяч раз, и термоядерное топливо нагревается до огромных температур.
Однако давление и температура ещё недостаточны для запуска термоядерной реакции, создание необходимых условий обеспечивает плутониевый стержень, который в результате сжатия переходит в надкритическое состояние — начинается ядерная реакция внутри контейнера. Испускаемые плутониевым стержнем в результате деления ядер плутония нейтроны взаимодействуют с ядрами лития-6, в результате чего получается тритий, который далее взаимодействует с дейтерием.
Автор: Kirill Borisenko — Этот файл является производной работой от: BombH explosion.svg, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52681793
А Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы.
Б Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления.
В В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола.
Г Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла.
Д В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…
Форма играет роль
По словам экспертов, последняя бомба, испытанная Северной Кореей, значительно отличалась от предыдущих и представляла собой разделенное на камеры устройство. Это позволяет предположить, что речь идет о двухступенчатой водородной бомбе.
«На фотографиях видна более завершенная форма возможной водородной бомбы, где первичная атомная бомба и вторичная стадия синтеза скомбинированы друг с другом в форме песочных часов», — объяснил Ли Чун Гуан, старший научный сотрудник южнокорейского государственного Института научных и технологических проблем.
Разная мощность
Мощность термоядерной бомбы может в сотни тысяч раз превышать мощность атомной бомбы. Взрывная сила последней часто рассчитывается в килотоннах. Одна килотонна равна тысяче тонн в тротиловом эквиваленте. Единица измерения мощности термоядерной бомбы — мегатонна, или миллион тонн в тротиловом эквиваленте.