Ядерна та термоядерна бомба. Воднева (термоядерна) бомба: випробування зброї масового ураження

У світі є чимало різних політичних клубів. Велика, тепер уже, сімка, Велика двадцятка, БРІКС, ШОС, НАТО, Євросоюз певною мірою. Однак жоден із цих клубів не може похвалитися унікальною функцією – здатністю знищити світ таким, яким ми його знаємо. Подібними можливостями має «ядерний клуб».

На сьогоднішній день існує 9 країн, які мають ядерну зброю:

Росія;
Великобританія;
Франція;
Індія
Пакистан;
Ізраїль;
КНДР.

Країни збудовані в міру появи у них арсеналу ядерної зброї. Якби список було збудовано за кількістю боєголовок, то Росія опинилася б на першому місці з її 8000 одиницями, 1600 з яких можна запускати хоч зараз. Штати відстають лише на 700 одиниць, але «під рукою» у них на 320 зарядів більше. «Ядерний клуб» — поняття суто умовне, жодного клубу насправді немає. Між країнами є низка угод щодо нерозповсюдження та скорочення запасів ядерної зброї.

Перші випробування атомної бомби, як відомо, зробила США ще 1945 року. Ця зброя була випробувана в «польових» умовах Другої Світової на жителях японських міст Хіросіма та Нагасакі. Вони діють за принципом поділу. Під час вибуху запускається ланцюгова реакція, яка провокує поділ ядер на два, із супутнім вивільненням енергії. Для цієї реакції в основному використовують уран та плутоній. З цими елементами пов'язані наші уявлення про те, з чого робляться ядерні бомби. Так як у природі уран зустрічається лише у вигляді суміші трьох ізотопів, з яких лише один здатний підтримувати подібну реакцію, необхідно збагачувати уран. Альтернативою є плутоній-239, який не зустрічається у природі, і його потрібно виготовляти з урану.

Якщо в урановій бомбі йде реакція поділу, то у водневій реакція злиття - у цьому суть того, чим відрізняється воднева бомба від атомної. Всі ми знаємо, що сонце дає нам світло, тепло і можна сказати життя. Ті самі процеси, що відбуваються на сонці, можуть легко знищувати міста і країни. Вибух водневої бомби народжений реакцією синтезу легких ядер, так званого термоядерного синтезу. Це «диво» можливе завдяки ізотопам водню – дейтерію та тритію. Саме тому бомба і називається водневою. Також можна побачити назву «термоядерна бомба» за реакцією, яка лежить в основі цієї зброї.

Після того, як світ побачив руйнівну силу ядерної зброї, у серпні 1945 року СРСР розпочав гонку, яка тривала до моменту її розпаду. США першими створили, випробували і застосували ядерну зброю, першими зробили підрив водневої бомби, але з приводу СРСР можна записати перше виготовлення компактної водневої бомби, яку можна доставити противнику звичайному Ту-16. Перша бомба США була розміром з триповерховий будинок, від водневої бомби такого розміру мало толку. Поради отримали таку зброю вже в 1952, тоді як першу «адекватну» бомбу Штатів було використано лише в 1954. Якщо озирнутися назад і проаналізувати вибухи в Нагасакі та Хіросімі, то можна дійти висновку, що вони не були такими вже потужними . Дві бомби в сумі зруйнували обидва міста та вбили за різними даними до 220 000 людей. Килимові бомбардування Токіо в день могли забирати життя 150-200 000 чоловік і без будь-якої ядерної зброї. Це пов'язано з малою потужністю перших бомб — лише кілька десятків кілотон у тротиловому еквіваленті. Водневі бомби випробовували з прицілом на подолання 1 мегатонни і більше.

Перша Радянська бомба була випробувана із заявкою на 3 Мт, але в результаті випробовували 1.6 Мт.

Найпотужніша воднева бомба була випробувана Радами у 1961 році. Її потужність досягла 58-75 Мт, при заявлених 51 Мт. «Цар» кинув світ у легкий шок, у прямому значенні. Ударна хвиля обійшла планету тричі. На полігоні (Нова Земля) не залишилося жодного височини, вибух було чути з відривом 800км. Вогненна куля досягла діаметра майже 5км, «гриб» виріс на 67км, а діаметр його шапки становив майже 100км. Наслідки такого вибуху у великому місті важко уявити. На думку багатьох експертів, саме випробування водневої бомби такої потужності (Штати мали на той момент бомби вчетверо менше за силою) стало першим кроком до підписання різних договорів щодо заборони ядерної зброї, її випробування та скорочення виробництва. Світ уперше задумався про власну безпеку, яка справді стояла під загрозою.

Як було сказано раніше, принцип дії водневої бомби ґрунтується на реакції синтезу. Термоядерний синтез - це процес злиття двох ядер в одне, з утворенням третього елемента, виділенням четвертого та енергії. Сили, що відштовхують ядра, є колосальними, тому для того, щоб атоми зблизилися досить близько для злиття, температура повинна бути просто величезною. Вчені вже котрий століття ламають голову над холодним термоядерним синтезом, намагаються скинути температуру синтезу до кімнатної, в ідеалі. І тут людству відкриється доступом до енергії майбутнього. Що ж до термоядерної реакції нині, то для її запуску, як і раніше, потрібно запалювати мініатюрне сонце тут на Землі — зазвичай у бомбах використовують урановий або плутонієвий заряд для старту синтезу.

Крім наведених вище наслідків від використання бомби в десятки мегатонн, воднева бомба, як і будь-яка ядерна зброя, має ряд наслідків від застосування. Деякі люди схильні вважати, що воднева бомба — «чистіша зброя», ніж звичайна бомба. Можливо, це пов'язано із назвою. Люди чують слово «водо» і думають, що це якось пов'язане з водою та воднем, а отже наслідки не такі плачевні. Насправді це звичайно не так, адже дія водневої бомби ґрунтується на вкрай радіоактивних речовинах. Теоретично можливо зробити бомбу без уранового заряду, але це недоцільно через складність процесу, тому чисту реакцію синтезу «розбавляють» ураном, збільшення потужності. У цьому кількість радіоактивних опадів зростає до 1000%. Все, що потрапляє в вогненну кулю, буде знищено, зона в радіусі поразки стане безлюдною для людей на десятиліття. Радіоактивні опади можуть завдати шкоди здоров'ю людей у сотнях та тисячах кілометрів. Конкретні цифри, площу зараження можна розрахувати, знаючи силу заряду.

Проте руйнація міст — не найстрашніше, що може статися «завдяки» зброї масового знищення. Після ядерної війни світ не буде повністю знищено. На планеті залишаться тисячі великих міст, мільярди людей і лише невеликий відсоток територій втратить свій статус «придатний для життя». У довгостроковій перспективі весь світ опиниться під загрозою через так звану «ядерну зиму». Підрив ядерного арсеналу «клубу» може спровокувати викид в атмосферу достатньої кількості речовини (пилу, сажі, диму), щоб «зменшити» яскравість сонця. Пелена, яка може рознестись по всій планеті, знищить урожаї на кілька років уперед, провокуючи голод та неминуче скорочення населення. В історії вже був «рік без літа», після великого виверження вулкана в 1816 році, тому ядерна зима виглядає більш ніж реально. Знову ж таки залежно від того, як протікатиме війна, ми можемо отримати такі види глобальної зміни клімату:

похолодання на 1 градус, пройде непомітно;
ядерна осінь – похолодання на 2-4 градуси, можливі неврожаї та посилення утворення ураганів;
аналог "року без літа" - коли температура впала значно, на кілька градусів на рік;
малий льодовиковий період – температура може впасти на 30 – 40 градусів на значний час, супроводжуватиметься депопуляцією низки північних зон та неврожаями;
льодовиковий період – розвиток малого льодовикового періоду, коли відбиття сонячних променів від поверхні може досягти певної критичної позначки і температура продовжить падати, відмінність лише в температурі;
Необоротне похолодання – це дуже сумний варіант льодовикового періоду, який під впливом багатьох чинників перетворить Землю на нову планету.

Теорія ядерної зими постійно критикується, її наслідки виглядають трохи роздутими. Однак не варто сумніватися в її неминучому наступі за будь-якого глобального конфлікту із застосуванням водневих бомб.

Холодна війна давно позаду, і тому ядерну істерію можна побачити хіба що у старих голлівудських фільмах та на обкладинках раритетних журналів та коміксів. Незважаючи на це, ми можемо перебувати на порозі, хоч і не великого, але серйозного ядерного конфлікту. Все це завдяки любителю ракет та герою боротьби з імперіалістичними замашками США – Кім Чен Ыну. Воднева бомба КНДР — об'єкт поки що гіпотетичний, про її існування говорять лише непрямі докази. Звичайно, уряд Північної Кореї постійно повідомляє про те, що їм вдалося виготовити нові бомби, поки що в живу їх ніхто не бачив. Природно Штати та їхні союзники – Японія та Південна Корея, трохи стурбовані наявністю, нехай навіть і гіпотетичною, подібної зброї у КНДР. Реалії такі, що на даний момент КНДР не має технологій для успішної атаки на США, про яку вони щороку заявляють на весь світ. Навіть атака на сусідні Японію чи Південь можуть бути не дуже успішними, якщо взагалі відбудуться, але з кожним роком небезпека виникнення нового конфлікту на корейському півострові зростає.

Зміст статті

Воднева бомба,зброя великої руйнівної сили (порядку мегатон у тротиловому еквіваленті), принцип дії якого заснований на реакції термоядерного синтезу легких ядер. Джерелом енергії вибуху є процеси, аналогічні до процесів, що протікають на Сонці та інших зірках.

Термоядерні реакції.

У надрах Сонця міститься гігантське кількість водню , що у стані надвисокого стискування за нормальної температури бл. 15 000 000 К. При настільки високих температурі і щільності плазми ядра водню відчувають постійні зіткнення один з одним, частина з яких завершується їх злиттям і зрештою утворенням важких ядер гелію. Подібні реакції, які мають назву термоядерного синтезу, супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Відповідно до законів фізики, енерговиділення при термоядерному синтезі обумовлено тим, що при утворенні більш важкого ядра частина маси легких ядер, що увійшли до його складу, перетворюється на колосальну кількість енергії. Саме тому Сонце, маючи гігантську масу, у процесі термоядерного синтезу щодня втрачає бл. 100 млрд. т речовини і виділяє енергію, завдяки якій стало можливим життя на Землі.

Ізотопи водню.

Атом водню – найпростіший із усіх існуючих атомів. Він складається з одного протона, що є його ядром, довкола якого обертається єдиний електрон. Ретельні дослідження води (H 2 O) показали, що в ній у нікчемній кількості є «важка» вода, що містить «важкий ізотоп» водню – дейтерій (2 H). Ядро дейтерію складається з протону і нейтрону – нейтральної частки, за масою близькою до протону.

Існує третій ізотоп водню - тритій, в ядрі якого містяться один протон і два нейтрони. Тритій нестабільний і зазнає мимовільного радіоактивного розпаду, перетворюючись на ізотоп гелію. Сліди тритію виявлено в атмосфері Землі, де він утворюється в результаті взаємодії космічних променів з молекулами газів, що входять до складу повітря. Тритій отримують штучним шляхом у ядерному реакторі, опромінюючи ізотоп літій-6 потоком нейтронів.

Розробка водневої бомби.

Попередній теоретичний аналіз показав, що термоядерний синтез найлегше здійснити в суміші дейтерію та тритію. Взявши це за основу, вчені США на початку 1950 року розпочали реалізацію проекту зі створення водневої бомби (HB). Перші випробування модельного ядерного пристрою були проведені на полігоні Еніветок навесні 1951; термоядерний синтез був лише частковим. Значний успіх був досягнутий 1 листопада 1951 року при випробуванні масивного ядерного пристрою, потужність вибуху якого склала 4 8 Мт в тротиловому еквіваленті.

Перша воднева авіабомба була підірвана в СРСР 12 серпня 1953 року, а 1 березня 1954 року на атоле Бікіні американці підірвали потужнішу (приблизно 15 Мт) авіабомбу. З того часу обидві держави проводили вибухи вдосконалених зразків мегатонної зброї.

Вибух на атоле Бікіні супроводжувався викидом великої кількості радіоактивних речовин. Частина з них випала за сотні кілометрів від місця вибуху на японське рибальське судно «Щасливий дракон», а інша покрила острів Ронгелап. Оскільки в результаті термоядерного синтезу утворюється стабільний гелій, радіоактивність при вибуху суто водневої бомби має бути не більшою, ніж у атомного детонатора термоядерної реакції. Однак у розглянутому випадку прогнозовані та реальні радіоактивні опади значно розрізнялися за кількістю та складом.

Механізм дії водневої бомби

Послідовність процесів, що відбуваються під час вибуху водневої бомби, можна наступним чином. Спочатку вибухає заряд-ініціатор термоядерної реакції (невелика атомна бомба), що знаходиться всередині оболонки HB, в результаті чого виникає нейтронний спалах і створюється висока температура, необхідна для ініціації термоядерного синтезу. Нейтрони бомбардують вкладиш з дейтериду літію – з'єднання дейтерію з літієм (використовується ізотоп літію з масовим числом 6). Літій-6 під дією нейтронів розщеплюється на гелій та тритій. Таким чином, атомний запал створює необхідні для синтезу матеріали безпосередньо в наведеній в дію бомбі.

Потім починається термоядерна реакція в суміші дейтерію з тритієм, температура всередині бомби стрімко наростає, залучаючи до синтезу все більшу кількість водню. При подальшому підвищенні температури могла б початися реакція між ядрами дейтерію, характерна для водневої бомби. Всі реакції, звичайно, протікають настільки швидко, що сприймаються як миттєві.

Поділ, синтез, поділ (супербомба).

Насправді у бомбі описана вище послідовність процесів закінчується на стадії реакції дейтерію з тритієм. Далі конструктори бомби воліли використовувати не синтез ядер, які розподіл. В результаті синтезу ядер дейтерію і тритію утворюються гелій і швидкі нейтрони, енергія яких досить велика, щоб викликати поділ ядер урану-238 (основний ізотоп урану, значно дешевше, ніж уран-235, що використовується у звичайних атомних бомбах). Швидкі нейтрони розщеплюють атоми уранової оболонки супербомби. Розподіл однієї тонни урану створює енергію, еквівалентну 18 Мт. Енергія йде не лише на вибух та виділення тепла. Кожне ядро урану розщеплюється на два радіоактивні «уламки». До продуктів поділу входять 36 різних хімічних елементів і майже 200 радіоактивних ізотопів. Все це і становить радіоактивні опади, які супроводжують вибухи супербомбів.

Завдяки унікальній конструкції та описаному механізму дії зброю такого типу може бути зроблено як завгодно потужною. Воно набагато дешевше за атомні бомби тієї ж потужності.

Наслідки вибуху.

Ударна хвиля та тепловий ефект.

Пряма (первинна) дія вибуху супербомби носить потрійний характер. Найбільш очевидний з прямих впливів – це ударна хвиля величезної інтенсивності. Сила її впливу, яка залежить від потужності бомби, висоти вибуху над поверхнею землі та характеру місцевості, зменшується з віддаленням від епіцентру вибуху. Теплова дія вибуху визначається тими ж факторами, але, крім того, залежить і від прозорості повітря – туман різко зменшує відстань, на якій тепловий спалах може спричинити серйозні опіки.

Згідно з розрахунками, при вибуху в атмосфері 20-мегатонної бомби люди залишаться живими в 50% випадків, якщо вони 1) ховаються в підземному залізобетонному притулку на відстані приблизно 8 км від епіцентру вибуху (ЕВ), 2) знаходяться у звичайних міських будівлях на відстані ок. . 15 км від ЕВ, 3) опинилися на відкритому місці з відривом бл. 20 км від ЕВ. В умовах поганої видимості та на відстані не менше 25 км, якщо атмосфера чиста, для людей, що знаходяться на відкритій місцевості, можливість уціліти швидко зростає з віддаленням від епіцентру; з відривом 32 км її розрахункова величина становить понад 90%. Площа, на якій проникне випромінювання, що виникає під час вибуху, викликає летальний кінець, порівняно невелика навіть у разі супербомби високої потужності.

Вогненна куля.

Залежно від складу і маси пального матеріалу, залученого в вогненну кулю, можуть утворюватися гігантські вогняні урагани, що самопідтримуються, що вирують протягом багатьох годин. Проте найнебезпечніший (хоч і вторинне) наслідок вибуху – це радіоактивне зараження довкілля.

Радіоактивні опади.

Як вони утворюються?

При вибуху бомби вогненна куля, що виникла, наповнюється величезною кількістю радіоактивних частинок. Зазвичай, ці частинки настільки малі, що, потрапивши у верхні шари атмосфери, можуть залишатися там протягом тривалого часу. Але якщо вогненна куля стикається з поверхнею Землі, все, що на ній знаходиться, вона перетворює на розпечені пил і попіл і втягує їх у вогненний смерч. У вихорі полум'я вони перемішуються та зв'язуються з радіоактивними частинками. Радіоактивний пил, крім найбільшого, осідає не відразу. Дрібніший пил носиться хмарою, що виникла в результаті вибуху, і поступово випадає в міру руху її за вітром. Безпосередньо в місці вибуху радіоактивні опади можуть бути надзвичайно інтенсивними - в основному це великий пил, що осідає на землю. За сотні кілометрів від місця вибуху і на далеких відстанях на землю випадають дрібні, але все ще видимі оком частинки попелу. Часто вони утворюють схожий на сніг, що випав, покрив, смертельно небезпечний для всіх, хто виявиться поблизу. Ще дрібніші і невидимі частки, перш ніж вони осядуть на землю, можуть мандрувати в атмосфері місяцями і навіть роками, багато разів огинаючи земну кулю. На момент випадання їхня радіоактивність значно слабшає. Найбільш небезпечним залишається випромінювання стронцію-90 з періодом напіврозпаду 28 років. Його випадання чітко спостерігається у світі. Осідаючи на листі та траві, він потрапляє в харчові ланцюги, що включають і людину. Як наслідок цього, в кістках жителів більшості країн виявлені помітні, хоча й небезпеки, що становлять поки що, кількості стронцію-90. Накопичення стронцію-90 у кістках людини у довгостроковій перспективі дуже небезпечне, оскільки призводить до утворення кісткових злоякісних пухлин.

Тривале зараження території радіоактивними опадами.

У разі воєнних дій застосування водневої бомби призведе до негайного радіоактивного забруднення території в радіусі прибл. 100 км. від епіцентру вибуху. При вибуху супербомби забрудненим виявиться район десятки тисяч квадратних кілометрів. Така величезна площа поразки однією-єдиною бомбою робить її зовсім новим видом зброї. Навіть якщо супербомба не влучить у ціль, тобто. не вразить об'єкт ударно-тепловим впливом, проникаюче випромінювання і радіоактивні опади, що супроводжують вибух, зроблять навколишній простір непридатним для проживання. Такі опади можуть тривати багато днів, тижнів і навіть місяців. Залежно від кількості інтенсивність радіації може досягти смертельно небезпечного рівня. Порівняно невеликої кількості супербомб достатньо, щоб повністю покрити велику країну шаром смертельно небезпечного для всього живого радіоактивного пилу. Таким чином, створення надбомби ознаменувало початок епохи, коли стало можливим зробити непридатними для проживання цілі континенти. Навіть через тривалий час після припинення прямої дії радіоактивних опадів зберігатиметься небезпека, обумовлена високою радіотоксичністю таких ізотопів, як стронцій-90. З продуктами харчування, вирощеними на забруднених цим ізотопом ґрунтах, радіоактивність надходитиме в організм людини.

Час прочитання:

Усі вже встигли обговорити одну з найнеприємніших новин грудня – успішні випробування Північною Кореєю водневої бомби. Кім Чен Ин не проминув натякнути (прямо заявити) про те, що готовий будь-якої миті перетворити зброю з оборонного на наступальну, чим викликав небувалий ажіотаж у пресі всього світу.

Втім, знайшлися й оптимісти, які заявили про фальсифікацію випробувань: мовляв, і тінь від чучхи не туди падає, і радіоактивних опадів щось не видно. Але чому наявність у країни-агресора водневої бомби є таким значним чинником для вільних країн, адже навіть ядерні боєголовки, які Північна Корея має в достатку, ще нікого так не лякали?

Що це

Воднева бомба, відома також як Hydrogen Bomb або HB - зброя неймовірної руйнівної сили, потужність якої обчислюється мегатоннами в тротиловому еквіваленті. Принцип дії HB заснований на енергії, яка виробляється при термоядерному синтезі ядер водню - такий самий процес відбувається на Сонці.

Чим воднева бомба відрізняється від атомної

Термоядерний синтез – процес, який відбувається під час детонації водневої бомби – найпотужніший тип доступної людству енергії. З мирною метою його використовувати ми ще не навчилися, зате пристосували до військових. Ця термоядерна реакція, подібна до тієї, що можна спостерігати на зірках, вивільняє неймовірний потік енергії. В атомній енергія виходить від поділу атомного ядра, тому вибух атомної бомби набагато слабший.

Перше випробування

І Радянський Союз знову випередив багатьох учасників перегонів холодної війни. Першу водневу бомбу, виготовлену під керівництвом геніального Сахарова, випробували на секретному полігоні Семипалатинська - і вони, м'яко кажучи, вразили не лише вчених, а й західних шпигунів.

Ударна хвиля

Прямий руйнівний вплив водневої бомби - найсильніша ударна хвиля, що володіє високою інтенсивністю. Її потужність залежить від розміру самої бомби та тієї висоти, на якій відбулася детонація заряду.

Тепловий ефект

Воднева бомба всього в 20 мегатонн (розміри найбільшої випробуваної зараз бомби - 58 мегатонн) створює величезну кількість теплової енергії: бетон плавився в радіусі п'яти кілометрів від місця випробування снаряда. У дев'ятикілометровому радіусі буде знищено все живе, не встоять ні техніка, ні споруди. Діаметр вирви, утвореної вибухом, перевищить два кілометри, а глибина її коливатиметься близько п'ятдесяти метрів.

Вогненна куля

Найбільш видовищною після вибуху здасться спостерігачам величезна вогненна куля: палаючі бурі, ініційовані детонацією водневої бомби, будуть підтримувати себе самі, залучаючи до вирви все більше і більше пального матеріалу.

Радіаційне зараження

Але найнебезпечнішим наслідком вибуху стане, звичайно, радіаційне зараження. Розпад важких елементів у бурхливому вогненному вихорі наповнить атмосферу найдрібнішими частинками радіоактивного пилу - вона настільки легка, що потрапляючи в атмосферу, може обігнути земну кулю два-три рази і лише потім випаде у вигляді опадів. Таким чином, один вибух бомби в 100 мегатонн може мати наслідки для всієї планети.

Цар-бомба

58 мегатонн - ось скільки важила найбільша воднева бомба, підірвана на полігоні архіпелагу Нова Земля. Ударна хвиля тричі обійшла земну кулю, змусивши противників СРСР вкотре переконатися у величезній руйнівній силі цієї зброї. Веселун Хрущов на пленумі жартував, що бомбу не зробили більше лише з побоювань розбити шибки у Кремлі.

Атомна енергія виділяється не тільки при розподілі атомних ядер важких елементів, але і при з'єднанні (синтезі) легких ядер у важчі.

Наприклад, ядра атомів водню, з'єднуючись, утворюють ядра атомів гелію, при цьому виділяється енергії на одиницю ваги ядерного пального більше, ніж при розподілі ядер урану.

Ці реакції синтезу ядер, що протікають за дуже високих температур, що вимірюються десятками мільйонів градусів, отримали назву термоядерних реакцій. Зброя, заснована на використанні енергії, що миттєво виділяється в результаті термоядерної реакції, називається термоядерною зброєю.

Термоядерна зброя, в якій як заряд (ядерна вибухова речовина) використовуються ізотопи водню, часто називають водневою зброєю.

Особливо успішно протікає реакція синтезу між ізотопами водню – дейтерієм та тритієм.

Як заряд водневої бомби може застосовуватися і дейтерій літію (з'єднання дейтерію з літієм).

Дейтерій, або важкий водень, у незначних кількостях зустрічається у природі у складі важкої води. У звичайній воді як домішки міститься близько 0,02% важкої води. Щоб отримати 1 кг дейтерію, треба переробити щонайменше 25 т води.

Тритій, чи надважкий водень, у природі мало зустрічається. Він виходить штучно, наприклад, при опроміненні літію нейтронами. З цією метою можуть бути використані нейтрони, що виділяються в ядерних реакторах.

Практично пристрій водневої бомбиможна уявити так: поруч із водневим зарядом, що містить важкий і надважкий водень (тобто дейтерій і тритій), знаходяться два віддалених один від одного півкулі з урану або плутонію (атомний заряд).

Для зближення цих півкуль використовуються заряди із звичайної вибухової речовини (тротилу). Вибухаючись одночасно, заряди з тротилу зближують півкулі атомного заряду. У момент їх з'єднання відбувається вибух, тим самим створюються умови для термоядерної реакції, а отже відбудеться вибух і водневого заряду. Таким чином, реакція вибуху водневої бомби проходить дві фази: перша фаза – розподіл урану або плутонію, друга – фаза синтезу, при якій утворюються ядра гелію та вільні нейтрони великих енергії. В даний час є схеми побудови трифазної термоядерної бомби.

У трифазній бомбі оболонку виготовляють із урану-238 (природного урану). У цьому випадку реакція проходить три фази: перша фаза поділу (уран або плутоній для детонації), друга - термоядерна реакція в гідриті літію та третя фаза - реакція поділу урану-238. Розподіл ядер урану викликають нейтрони, які виділяються як потужного потоку при реакції синтезу.

Виготовлення оболонки з урану-238 дозволяє збільшити потужність бомби за рахунок найбільш доступної атомної сировини. За повідомленням іноземного друку, вже випробовувалися бомби потужністю 10-14 млн. тонн і більше. Стає очевидним, що це не межа. Подальше вдосконалення ядерної зброї йде як лінією створення бомб особливо великої потужності, і по лінії розробки нових конструкцій, дозволяють зменшити вагу і калібр бомб. Зокрема працюють над створенням бомби, заснованої повністю на синтезі. Існують, наприклад, повідомлення в іноземній пресі про можливість застосування нового методу детонації термоядерних бомб на основі використання ударних хвиль звичайних вибухових речовин.

Енергія, що виділяється під час вибуху водневої бомби, може бути в тисячі разів більше, ніж енергія вибуху атомної бомби. Однак радіус руйнування не може перевищувати в стільки ж радіус руйнувань, спричинених вибухом атомної бомби.

Радіус дії ударної хвилі при повітряному вибуху водневої бомби з тротиловим еквівалентом в 10 млн. т більше радіусу дії ударної хвилі, що утворюється при вибуху атомної бомби з тротиловим еквівалентом в 20000 тонн, приблизно в 8 разів, тоді як потужність бомби більша в 500 разів, т е. на корінь кубічний з 500. Відповідно до цього і площа руйнування збільшується приблизно в 64 рази, тобто пропорційно кореню кубічного з коефіцієнта збільшення потужності бомби в квадраті.

За даними іноземних авторів, при ядерному вибуху потужністю 20 млн. т площа повної руйнації звичайних наземних будов, за підрахунками американських фахівців, може досягти 200 км 2 , зона значних руйнувань - 500 км 2 і часткових - до 2580 км 2 .

Це означає, роблять висновок іноземні фахівці, що вибуху однієї бомби подібної потужності достатньо для руйнування сучасного великого міста. Як відомо, займана площа Парижа – 104 км 2 , Лондона – 300 км 2 , Чикаго – 550 км 2 , Берліна – 880 км 2 .

Масштаби уражень та руйнувань від ядерного вибуху потужністю 20 млн. т можуть бути представлені схематично, в наступному вигляді:

Область смертельних доз початкової радіації у радіусі до 8 км (на площі до 200 км2);

Область поразок світловим випромінюванням (опіки) у радіусі до 32 км (на площі близько 3000 км 2 ).

Ушкодження житлових будівель (вибиті шибки, обсипалася штукатурка тощо) можуть спостерігатися навіть на відстані до 120 км від місця вибуху.

Наведені дані із відкритих іноземних джерел є орієнтовними, вони отримані при випробуванні ядерних боєприпасів меншої потужності та шляхом розрахунків. Відхилення від цих даних у той чи інший бік залежатимуть від різних факторів, і насамперед від рельєфу місцевості, характеру забудови, метеорологічних умов, рослинного покриву тощо.

Змінити радіус ураження значною мірою можна шляхом створення штучно тих чи інших умов, що знижують ефект впливу факторів вибуху. Так, наприклад, можна зменшити вражаючу дію світлового випромінювання, скоротити площу, на якій можуть виникнути опіки у людей і займатися предметами шляхом створення димової завіси.

Проведені досліди США щодо створення димових завіс при ядерних вибухах в 1954-1955 гг. показали, що при щільності завіси (масляних туманів), що отримується при витраті 440-620 л олії на 1 км 2 вплив світлового випромінювання ядерного вибуху в залежності від відстані до епіцентру можна послабити на 65-90%.

Послаблюють вражаючий вплив світлового випромінювання також інші дими, які не тільки не поступаються, а в ряді випадків перевершують масляні тумани. Зокрема, промисловий дим, що зменшує атмосферну видимість, може послабити вплив світлового випромінювання так само, як і масляні тумани.

Набагато можна зменшити вражаючий ефект ядерних вибухів шляхом розосередженого будівництва населених пунктів, створення масивів лісових насаджень тощо.

Особливо слід відзначити різке зменшення радіусу поразки людей залежно від використання тих чи інших засобів захисту. Відомо, наприклад, що навіть на невеликій відстані від епіцентру вибуху надійним укриттям від впливу світлового випромінювання і проникаючої радіації є притулок, що має шар земляного покриття товщиною 1,6 м або шар бетону в 1 м.

Притулок легкого типу зменшує радіус зони ураження людей у порівнянні з відкритим розташуванням у шість разів, а площа ураження скорочується у десятки разів. При використанні критих щілин радіус можливого ураження зменшується вдвічі.

Отже, при максимальному використанні всіх наявних способів і засобів захисту можна досягти значного зниження впливу вражаючих факторів ядерної зброї і тим самим зменшення людських і матеріальних втрат при його застосуванні.

Говорячи про масштаби руйнувань, які можуть бути викликані вибухами ядерної зброї великої потужності, необхідно мати на увазі, що поразки будуть завдані не тільки дією ударної хвилі, світлового випромінювання і проникаючої радіації, але й дією радіоактивних речовин, що випадають шляхом руху хмари, що утворилася при вибуху хмари , До складу якого входять не тільки газоподібні продукти вибуху, але і тверді частинки різної величини як за вагою, так і за розмірами. Особливо велика кількість радіоактивного пилу утворюється під час наземних вибухів.

Висота підйому хмари та її розміри багато в чому залежить від потужності вибуху. За повідомленням іноземного друку, при випробуванні ядерних зарядів потужністю кілька мільйонів тонн тротилу, які проводилися США в районі Тихого океану в 1952-1954 рр., верхівка хмари досягла висоти 30-40 км.

У перші хвилини після вибуху хмара має форму кулі і з часом витягується у напрямку вітру, досягаючи величезної величини (близько 60-70 км).

Приблизно через годину після вибуху бомби з тротиловим еквівалентом 20 тисяч т обсяг хмари досягає 300 км 3 , а під час вибуху бомби 20 млн т обсяг може досягти 10 тис км 3 .

Рухаючись у напрямку потоку повітряних мас, атомна хмара може зайняти смугу завдовжки кілька десятків кілометрів.

З хмари під час його руху, після підйому у верхні шари розрядженої атмосфери, вже за кілька хвилин починає випадати на землю радіоактивний пил, заражаючи дорогою територію в кілька тисяч квадратних кілометрів.

Спочатку випадають найбільш важкі частки пилу, які встигають осісти протягом декількох годин. Основна маса великого пилу випадає у перші 6-8 годин після вибуху.

Близько 50% частинок (найбільших) радіоактивного пилу випадає протягом перших 8 годин після вибуху. Це випадання часто називають місцевим на відміну загального, повсюдного.

Дрібніші частинки пилу залишаються в повітрі на різних висотах і випадають на землю протягом двох тижнів після вибуху. За цей час хмара може обійти навколо земної кулі кілька разів, захоплюючи при цьому широку смугу паралельно до широти, на якій був зроблений вибух.

Частинки малих розмірів (до 1 мк) залишаються у верхніх шарах атмосфери, розподіляючись рівномірніше навколо земної кулі, і випадають протягом наступного ряду років. На думку вчених, випадання дрібного радіоактивного пилу триває повсюдно протягом близько десяти років.

Найбільшу небезпеку для населення становить радіоактивний пил, що випадає в перші години після вибуху, тому що при цьому рівень радіоактивного зараження є настільки високим, що може спричинити смертельні поразки людей і тварин, які опинилися на території шляхом руху радіоактивної хмари.

Розміри площі та ступінь зараження місцевості в результаті випадання радіоактивного пилу багато в чому залежать від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, висоти вибуху, величини заряду бомби, характеру ґрунту тощо. сила вітрів, що панують у районі вибуху на різних висотах.

Щоб визначити можливий напрямок руху хмари, необхідно знати, в якому напрямку і з якою швидкістю дме вітер на різних висотах, починаючи з висоти приблизно 1 км і закінчуючи 25-30 км. Для цього метеослужба має вести постійні спостереження та вимірювання вітру за допомогою радіозондів на різних висотах; на підставі отриманих даних визначати, в якому напрямку найімовірніше рух радіоактивної хмари.

При вибуху водневої бомби, виробленому США в 1954 році в районі центральної частини Тихого океану (на атоле Бікіні), заражена ділянка території мала форму витягнутого еліпса, що тяглася на 350 км за вітром і на 30 км проти вітру. Найбільша ширина лінії становила близько 65 км. Загальна площа небезпечного зараження досягала близько 8 тис. км2.

Як відомо, внаслідок цього вибуху зараження радіактивним пилом зазнало японське рибальське судно «Фукурюмару», яке знаходилося на той час на відстані близько 145 км. 23 рибалки, що знаходилися на цьому судні, отримали поразки, причому один з них смертельне.

Дія радіоактивного пилу, що випав після вибуху 1 березня 1954 року, зазнали також 29 американських службовців і 239 жителів Маршаллових островів, причому всі поразки знаходилися на відстані більше 300 км від місця вибуху. Виявилися зараженими також і інші судна, що знаходилися в Тихому океані на відстані до 1500 км від Бікіні, і частина риби поблизу японського берега.

На забруднення атмосфери продуктами вибуху вказували дощі, що випали в травні на тихоокеанському узбережжі та Японії, в яких було виявлено сильно підвищену радіоактивність. Райони, в яких відмічено випадання радіоактивних опадів протягом травня 1954 року, займають близько третини всієї території Японії.

Наведені вище дані про масштаби поразок, які можуть бути завдані населенню під час вибуху атомних бомб великих калібрів, показують, що ядерні заряди великої потужності (мільйони тонн тротилу) можна вважати зброєю радіологічною, тобто зброєю, що вражає більше радіоактивними продуктами вибуху, ніж ударною хвилею, світловим випромінюванням і радіацією, що проникає, що діє в момент вибуху.

Тому в ході підготовки населених пунктів та об'єктів народного господарства до цивільної оборони необхідно повсюдно передбачати заходи щодо захисту населення, тварин, продуктів харчування, фуражу та води від зараження продуктами вибуху ядерних зарядів, які можуть випадати шляхом руху радіоактивної хмари.

При цьому слід мати на увазі, що в результаті випадання радіоактивних речовин піддаватиметься зараженню не тільки поверхня ґрунту та предметів, а й повітря, рослинність, вода у відкритих водоймах тощо. в наступний час, особливо вздовж доріг при русі транспорту або за вітряної погоди, коли частинки пилу, що осіли, будуть знову підніматися в повітря.

Отже, незахищені люди і тварини можуть виявитися ураженими радіоактивним пилом, що потрапляє до органів дихання разом із повітрям.

Небезпечними також виявляться харчові продукти та вода, заражені радіоактивним пилом, які при попаданні в організм можуть спричинити тяжке захворювання, іноді зі смертельними наслідками. Таким чином, у районі випадання радіоактивних речовин, що утворюються при ядерному вибуху, люди будуть зазнавати поразки не тільки внаслідок зовнішнього опромінення, а й при потраплянні в організм зараженої їжі, води чи повітря. При організації захисту від ураження продуктами ядерного вибуху слід враховувати, що ступінь зараження слідом руху хмари в міру віддалення від місця вибуху знижується.

Тому і небезпека, яку наражається населення, що знаходиться в районі смуги зараження, на різній відстані від місця вибуху неоднакова. Найбільш небезпечними будуть райони, що належать до місця вибуху, і райони, розташовані вздовж осі руху хмари (середня частина смуги по сліду руху хмари).

Нерівномірність радіоактивного зараження шляхом руху хмари певною мірою має закономірний характер. Цю обставину необхідно брати до уваги під час організації та проведення заходів щодо протирадіаційного захисту населення.

Необхідно також враховувати, що з моменту вибуху до моменту випадання з хмари радіоактивних речовин проходить деякий час. Це час тим більше, що далі від місця вибуху, і може обчислюватися кількома годинами. Населення районів, віддалених від місця вибуху, матиме достатній час, щоб вжити відповідних заходів захисту.

Зокрема, за умови своєчасної підготовки засобів оповіщення та чіткої роботи відповідних формувань ДО населення може бути повідомлено про небезпеку приблизно за 2-3 години.

Протягом цього часу при завчасній підготовці населення та високої організованості можна здійснити низку заходів, що забезпечують достатньо надійний захист від радіоактивного ураження людей та тварин. Вибір тих чи інших заходів і способів захисту визначатиметься конкретними умовами обстановки, що склалася. Проте загальні принципи мають бути визначені, і відповідно до цього заздалегідь розроблено плани цивільної оборони.

Можна вважати, що за певних умов найбільш раціональним слід визнати прийняття в першу чергу заходів захисту на місці, використовуючи всі засоби та засоби. способи, що оберігають як від попадання радіоактивних речовин усередину організму, так і від зовнішнього опромінення.

Як відомо, найбільш ефективним засобом захисту від зовнішнього опромінення є притулки (пристосовані з урахуванням вимог протиатомного захисту, а також будівлі з масивними стінами, збудовані із щільних матеріалів (цегли, цементу, залізобетону тощо), у тому числі підвали, землянки , погреби, криті щілини та звичайні житлові споруди.

При оцінці захисних властивостей будівель та споруд можна керуватися такими орієнтовними даними: дерев'яний будинок послаблює дію радіоактивних випромінювань залежно від товщини стін у 4-10 разів, кам'яний будинок – у 10-50 разів, льохи та підвали у дерев'яних будинках – у 50-100 раз, щілина з перекриттям із шару землі 60-90 см - у 200-300 разів.

Отже, у планах цивільної оборони має бути передбачено використання у разі потреби насамперед споруд, що мають більш потужні захисні засоби; при отриманні сигналу про небезпеку ураження населення має негайно сховатися в цих приміщеннях і знаходитись там доти, доки не буде оголошено про подальші дії.

Час перебування людей у приміщеннях, призначених для укриття, залежатиме, головним чином, від того, якою мірою виявиться зараженим район розташування населеного пункту, та швидкості зниження рівня радіації з плином часу.

Так, наприклад, у населених пунктах, які перебувають на значній відстані від місця вибуху, де сумарні дози опромінення, які отримають незахищені люди, можуть протягом короткого часу стати безпечними, населенню доцільно перечекати цей час у укриттях.

У районах сильного радіоактивного зараження, де сумарна доза, яку можуть отримати незахищені люди, буде високою та зниження її виявиться тривалим у цих умовах, тривале перебування людей у укриттях стане скрутним. Тому найраціональнішим у таких районах слід вважати спочатку укриття населення дома, та був евакуація їх у незаряджені райони. Початок евакуації та її тривалість залежатиме від місцевих умов: рівня радіоактивного зараження, наявності транспортних засобів, шляхів сполучення, пори року, віддаленості місць розміщення евакуйованих тощо.

Таким чином, територію радіоактивного зараження слідом радіоактивної хмари можна розділити умовно на дві зони з різними принципами захисту населення.

У першу зону входить територія, де рівні радіації після 5-6 діб після вибуху залишаються високими та знижуються повільно (приблизно на 10-20% щодобово). Евакуація населення з таких районів може початися лише після зниження рівня радіації до таких показників, за яких за час збору та руху в зараженій зоні люди не отримають сумарної дози понад 50 грн.

До другої зони відносяться райони, в яких рівні радіації знижуються протягом перших 3-5 діб після вибуху до 0,1 рентген/година.

Евакуація населення із цієї зони не доцільна, оскільки цей час можна перечекати в укриттях.

Успішне здійснення заходів щодо захисту населення у всіх випадках немислиме без ретельної радіаційної розвідки та спостереження та постійного контролю рівня радіації.

Говорячи про захист населення від радіоактивного ураження за слідом руху хмари, що утворився при ядерному вибуху, слід пам'ятати, що можна уникнути поразки або досягти її зниження лише за чіткої організації комплексу заходів, до яких належить:

організація системи оповіщення, що забезпечує своєчасне попередження населення про найбільш ймовірний напрямок руху радіоактивної хмари та небезпеки ураження. З цією метою повинні бути використані всі наявні засоби зв'язку – телефон, радіостанції, телеграф, радіотрансляція тощо;
підготовка формувань ГО щодо розвідки як і містах, і у районах сільській місцевості;
укриття людей у сховищах чи інших приміщеннях, що захищають від радіоактивних випромінювань (підвали, льохи, щілини тощо);
проведення евакуації населення та тварин з району стійкого зараження радіоактивним пилом;
підготовка формувань та установ медичної служби ДО до дій з надання допомоги ураженим, головним чином лікуванню, проведенню санітарної обробки, експертизи води та харчових продуктів на зараженість радіоактивними речовинами;
завчасне проведення заходів щодо захисту продуктів харчування на складах, у торговельній мережі, на підприємствах громадського харчування, а також джерел водопостачання від зараження радіоактивним пилом (герметизація складських приміщень, підготовка тари, підручних матеріалів для укриття продуктів, підготовка засобів для дезактивації продовольства та тари, оснащення дозиметричними приладами);
проведення заходів щодо захисту тварин та надання допомоги тваринам у разі ураження.

Для забезпечення надійного захисту тварин необхідно передбачити утримання їх у колгоспах, радгоспах по можливості дрібними групами за бригадами, фермами чи населеними пунктами, що мають місця укриття.

Слід також передбачити створення додаткових водойм чи колодязів, які можуть стати резервними джерелами водопостачання у разі зараження води постійно діючих джерел.

Важливого значення набувають складські приміщення, в яких зберігається фураж, а також тваринницькі приміщення, які по можливості слід герметизувати.

Для захисту цінних племінних тварин необхідно мати індивідуальні засоби захисту, які можуть бути виготовлені з підручних матеріалів на місці (пов'язки для захисту очей, торби, ковдри та ін.), а також протигази (за наявності).

Для проведення дезактивації приміщень та ветеринарної обробки тварин необхідно заздалегідь врахувати дезінфекційні установки, що обприскують, дощувальні установки, жижерозкидачі та інші механізми та ємності, які є в господарстві, за допомогою яких можна проводити роботи з знезараження та ветобробки;

Організація та підготовка формувань та установ для проведення робіт з дезактивації споруд, місцевості, транспорту, одягу, спорядження та іншого майна ГО, для чого заздалегідь здійснюються заходи щодо пристосування комунальної техніки, сільськогосподарських машин, механізмів та приладів для цих цілей. Залежно від наявності техніки повинні бути створені та навчені відповідні формування – загони команди групи, ланки тощо.

На сьогоднішній день існує 9 країн, які мають ядерну зброю:

Росія;
Великобританія;
Франція;
Індія
Пакистан;
Ізраїль;
КНДР.

Країни збудовані в міру появи у них арсеналу ядерної зброї. Якби список було збудовано за кількістю боєголовок, то Росія опинилася б на першому місці з її 8000 одиницями, 1600 з яких можна запускати хоч зараз. Штати відстають лише на 700 одиниць, але «під рукою» у них на 320 зарядів більше. «Ядерний клуб» — поняття суто умовне, жодного клубу насправді немає. Між країнами є низка угод щодо нерозповсюдження та скорочення запасів ядерної зброї.

Якщо в урановій бомбі йде реакція поділу, то у водневій реакція злиття - у цьому суть того, чим відрізняється воднева бомба від атомної. Всі ми знаємо, що сонце дає нам світло, тепло і можна сказати життя. Ті самі процеси, що відбуваються на сонці, можуть легко знищувати міста і країни. Вибух водневої бомби народжений реакцією синтезу легких ядер, так званого термоядерного синтезу. Це «диво» можливе завдяки ізотопам водню – дейтерію та тритію. Саме тому бомба і називається водневою. Також можна побачити назву «термоядерна бомба» за реакцією, яка лежить в основі цієї зброї.

Перша Радянська бомба була випробувана із заявкою на 3 Мт, але в результаті випробовували 1.6 Мт.

похолодання на 1 градус, пройде непомітно;
ядерна осінь – похолодання на 2-4 градуси, можливі неврожаї та посилення утворення ураганів;
аналог "року без літа" - коли температура впала значно, на кілька градусів на рік;
малий льодовиковий період – температура може впасти на 30 – 40 градусів на значний час, супроводжуватиметься депопуляцією низки північних зон та неврожаями;
льодовиковий період – розвиток малого льодовикового періоду, коли відбиття сонячних променів від поверхні може досягти певної критичної позначки і температура продовжить падати, відмінність лише в температурі;
Необоротне похолодання – це дуже сумний варіант льодовикового періоду, який під впливом багатьох чинників перетворить Землю на нову планету.

Теорія ядерної зими постійно критикується, її наслідки виглядають трохи роздутими. Однак не варто сумніватися в її неминучому наступі за будь-якого глобального конфлікту із застосуванням водневих бомб.