La bomba de hidrógeno es un arma moderna de destrucción masiva. Estrella artificial: bomba termonuclear

Nuestro artículo está dedicado a la historia de la creación y principios generales síntesis de tal dispositivo, a veces llamado hidrógeno. En lugar de liberar energía explosiva dividiendo los núcleos de elementos pesados ​​como el uranio, genera aún más energía fusionando los núcleos de elementos ligeros (como los isótopos de hidrógeno) en uno pesado (como el helio).

¿Por qué es preferible la fusión nuclear?

En una reacción termonuclear, que consiste en la fusión de los núcleos que participan en ella elementos químicos, se genera mucha más energía por unidad de masa de un dispositivo físico que en una bomba atómica pura que implementa una reacción de fisión nuclear.

En una bomba atómica, el combustible nuclear fisible rápidamente, bajo la influencia de la energía de detonación de los explosivos convencionales, se combina en un pequeño volumen esférico, donde se crea su llamada masa crítica y comienza la reacción de fisión. En este caso, muchos neutrones liberados de núcleos fisibles provocarán la fisión de otros núcleos en la masa de combustible, que también liberarán neutrones adicionales, lo que provocará una reacción en cadena. Cubre no más del 20% del combustible antes de que explote la bomba, o quizás mucho menos si las condiciones no son ideales: así en bombas atómicas Ah, The Kid cayó sobre Hiroshima y Fat Girl que golpeó a Nagasaki, la eficiencia (si se les puede aplicar ese término) fue solo del 1,38% y el 13%, respectivamente.

La fusión (o fusión) de núcleos cubre toda la masa de la carga de la bomba y dura mientras los neutrones puedan encontrar combustible termonuclear que aún no haya reaccionado. Por lo tanto, la masa y el poder explosivo de tal bomba son teóricamente ilimitados. En teoría, una fusión de este tipo puede continuar indefinidamente. De hecho, la bomba termonuclear es uno de los posibles dispositivos apocalípticos que podrían destruir toda la vida humana.

¿Qué es una reacción de fusión nuclear?

El combustible para la reacción de fusión termonuclear son los isótopos de hidrógeno, el deuterio o el tritio. El primero se diferencia del hidrógeno ordinario en que su núcleo, además de un protón, también contiene un neutrón, y el núcleo de tritio ya tiene dos neutrones. En el agua natural hay un átomo de deuterio por cada 7.000 átomos de hidrógeno, pero a partir de su cantidad. contenido en un vaso de agua, como resultado de una reacción termonuclear se puede obtener la misma cantidad de calor que de la combustión de 200 litros de gasolina. En una reunión con políticos en 1946, el padre de la bomba de hidrógeno estadounidense, Edward Teller, enfatizó que el deuterio proporciona más energía por gramo de peso que el uranio o el plutonio, pero cuesta veinte centavos por gramo en comparación con varios cientos de dólares por gramo de combustible de fisión. El tritio no se encuentra en la naturaleza en estado libre, por lo que es mucho más caro que el deuterio, con un precio de mercado de decenas de miles de dólares el gramo, pero la mayor cantidad de energía se libera precisamente en la reacción de fusión del deuterio. y núcleos de tritio, en los que se forma el núcleo de un átomo de helio y se libera un neutrón que se lleva el exceso de energía de 17,59 MeV.

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Esta reacción se muestra esquemáticamente en la siguiente figura.

¿Es mucho o poco? Como sabes, todo se aprende comparando. Así, la energía de 1 MeV es aproximadamente 2,3 millones de veces mayor que la liberada durante la combustión de 1 kg de petróleo. En consecuencia, la fusión de solo dos núcleos de deuterio y tritio libera tanta energía como la que se libera durante la combustión de 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg de petróleo. Pero estamos hablando sólo de dos átomos. Se puede imaginar lo mucho que estaba en juego en la segunda mitad de los años 40 del siglo pasado, cuando comenzaron los trabajos en Estados Unidos y la URSS, que dieron como resultado una bomba termonuclear.

Cómo todo empezó

Ya en el verano de 1942, al comienzo del proyecto de la bomba atómica en los Estados Unidos (Proyecto Manhattan) y más tarde en un programa soviético similar, mucho antes de que se construyera una bomba basada en la fisión de núcleos de uranio, la atención de Algunos participantes en estos programas se sintieron atraídos por el dispositivo que puede utilizar una reacción de fusión nuclear mucho más poderosa. En Estados Unidos, un partidario de este enfoque, e incluso, podría decirse, su apologista, fue el ya mencionado Edward Teller. En la URSS, esta dirección fue desarrollada por Andrei Sajarov, futuro académico y disidente.

Para Teller, su fascinación por la fusión termonuclear durante los años de creación de la bomba atómica fue más bien un flaco favor. Como participante en el Proyecto Manhattan, pidió persistentemente la redirección de fondos para implementar sus propias ideas, cuyo objetivo era una bomba termonuclear de hidrógeno, lo que no agradó a los líderes y provocó tensiones en las relaciones. Dado que en ese momento no se apoyaba la dirección termonuclear de la investigación, después de la creación de la bomba atómica, Teller abandonó el proyecto y comenzó a enseñar, además de investigar partículas elementales.

Sin embargo, el estallido de la Guerra Fría y, sobre todo, la creación y prueba exitosa de la bomba atómica soviética en 1949, se convirtieron en una nueva oportunidad para que el ardiente anticomunista Teller hiciera realidad sus ideas científicas. Regresa al laboratorio de Los Álamos, donde se creó la bomba atómica, y, junto con Stanislav Ulam y Cornelius Everett, comienza los cálculos.

El principio de una bomba termonuclear.

Para que comience la reacción de fusión nuclear, la carga de la bomba debe calentarse instantáneamente a una temperatura de 50 millones de grados. circuito termico bomba nuclear, propuesto por Teller, utiliza para ello la explosión de una pequeña bomba atómica, que se encuentra dentro de la carcasa de hidrógeno. Se puede argumentar que hubo tres generaciones en el desarrollo de su proyecto en los años 40 del siglo pasado:

• La variación de Teller, conocida como el "súper clásico";
• diseños más complejos, pero también más realistas, de varias esferas concéntricas;
• la versión final del diseño Teller-Ulam, que es la base de todos los sistemas de armas termonucleares que funcionan en la actualidad.

Las bombas termonucleares de la URSS, cuya creación fue iniciada por Andrei Sajarov, pasaron por etapas de diseño similares. Él, aparentemente, de manera completamente independiente e independiente de los estadounidenses (lo que no se puede decir de la bomba atómica soviética, creada gracias a los esfuerzos conjuntos de científicos y oficiales de inteligencia que trabajan en los EE. UU.) Pasó por todas las etapas de diseño anteriores.

Las dos primeras generaciones tenían la propiedad de tener una sucesión de "capas" entrelazadas, cada una de las cuales reforzaba algún aspecto de la anterior, y en algunos casos se establecía una retroalimentación. No había una división clara entre la bomba atómica primaria y la termonuclear secundaria. Por el contrario, el diagrama de la bomba termonuclear de Teller-Ulam distingue claramente entre una explosión primaria, una explosión secundaria y, si es necesario, una adicional.

El dispositivo de una bomba termonuclear según el principio de Teller-Ulam.

Muchos de sus detalles aún permanecen clasificados, pero es razonablemente seguro que todas las armas termonucleares disponibles actualmente se basan en el dispositivo creado por Edward Telleros y Stanislaw Ulam, en el que se utiliza una bomba atómica (es decir, la carga primaria) para generar radiación, comprimir y calienta el combustible de fusión. A Andrei Sajarov en la Unión Soviética aparentemente se le ocurrió de forma independiente un concepto similar, al que llamó la "tercera idea".

El diseño de una bomba termonuclear en esta versión se muestra esquemáticamente en la siguiente figura.

Tenía forma cilíndrica, con una bomba atómica primaria aproximadamente esférica en un extremo. La carga termonuclear secundaria en las primeras muestras, aún no industriales, estaba hecha de deuterio líquido, un poco más tarde se volvió sólida a partir de compuesto químico llamado deuteruro de litio.

El hecho es que la industria lleva mucho tiempo utilizando el hidruro de litio LiH para el transporte de hidrógeno sin globos. Los desarrolladores de la bomba (esta idea se utilizó por primera vez en la URSS) simplemente propusieron tomar su isótopo deuterio en lugar de hidrógeno ordinario y combinarlo con litio, ya que es mucho más fácil fabricar una bomba con una carga termonuclear sólida.

La forma de la carga secundaria era la de un cilindro colocado en un recipiente con una carcasa de plomo (o uranio). Entre las cargas hay un escudo de protección de neutrones. El espacio entre las paredes del contenedor con combustible termonuclear y el cuerpo de la bomba se rellena con un plástico especial, normalmente poliestireno expandido. El cuerpo de la bomba está hecho de acero o aluminio.

Estas formas han cambiado en diseños recientes como el que se muestra a continuación.

En él, la carga primaria es aplanada, como una sandía o una pelota de fútbol americano, y la carga secundaria es esférica. Estas formas encajan de manera mucho más eficiente en el volumen interno de las ojivas cónicas de misiles.

Secuencia de explosión termonuclear

Cuando detona una bomba atómica primaria, en los primeros momentos de este proceso se genera una poderosa radiación de rayos X (flujo de neutrones), que es parcialmente bloqueada por el escudo de neutrones y se refleja desde el revestimiento interior de la carcasa que rodea la carga secundaria. , de modo que los rayos X caigan simétricamente en toda su longitud

En fases iniciales En una reacción termonuclear, los neutrones de una explosión atómica son absorbidos por un relleno plástico para evitar que el combustible se caliente demasiado rápido.

Los rayos X inicialmente causan una densa espuma plastica, llenando el espacio entre la carcasa y la carga secundaria, que rápidamente pasa a un estado de plasma, calentando y comprimiendo la carga secundaria.

Además, los rayos X evaporan la superficie del recipiente que rodea la carga secundaria. La sustancia del recipiente, que se evapora simétricamente con respecto a esta carga, adquiere un cierto impulso dirigido desde su eje, y las capas de la carga secundaria, según la ley de conservación del impulso, reciben un impulso dirigido hacia el eje del dispositivo. El principio aquí es el mismo que en un cohete, solo que si imagina que el combustible del cohete se dispersa simétricamente desde su eje y el cuerpo está comprimido hacia adentro.

Como resultado de tal compresión del combustible termonuclear, su volumen disminuye miles de veces y la temperatura alcanza el nivel en el que comienza la reacción de fusión nuclear. Explota una bomba termonuclear. La reacción va acompañada de la formación de núcleos de tritio, que se fusionan con los núcleos de deuterio inicialmente presentes en la carga secundaria.

Las primeras cargas secundarias se construyeron alrededor de un núcleo de plutonio, informalmente llamado "vela", que entró en una reacción de fisión nuclear, es decir, se llevó a cabo otra explosión atómica adicional para aumentar aún más la temperatura y garantizar el inicio de la reacción de fusión nuclear. Actualmente se cree que más sistemas eficientes La compresión eliminó la "vela", permitiendo una mayor miniaturización del diseño de la bomba.

Operación Hiedra

Así se llamaron las pruebas de armas termonucleares estadounidenses en las Islas Marshall en 1952, durante las cuales se detonó la primera bomba termonuclear. Se llamó Ivy Mike y se construyó según el diseño estándar de Teller-Ulam. Su carga termonuclear secundaria estaba colocada en un recipiente cilíndrico, que era un matraz Dewar aislado térmicamente con combustible termonuclear en forma de deuterio líquido, a lo largo de cuyo eje corría una "vela" de plutonio 239. El dewar, a su vez, estaba cubierto con una capa de uranio 238 que pesaba más de 5 toneladas, que se evaporó durante la explosión, proporcionando una compresión simétrica del combustible termonuclear. El contenedor que contenía las cargas primaria y secundaria estaba alojado en una carcasa de acero de 80 pulgadas de ancho por 244 pulgadas de largo con paredes de 10 a 12 pulgadas de espesor, el ejemplo más grande de un producto forjado hasta ese momento. Superficie interior La carcasa estaba revestida con láminas de plomo y polietileno para reflejar la radiación después de la explosión de la carga primaria y crear plasma que calienta la carga secundaria. Todo el aparato pesaba 82 toneladas. En la foto de abajo se muestra una vista del dispositivo poco antes de la explosión.

La primera prueba de una bomba termonuclear tuvo lugar el 31 de octubre de 1952. La potencia de la explosión fue de 10,4 megatones. Attol Eniwetok, donde se producía, quedó completamente destruido. El momento de la explosión se muestra en la foto de abajo.

La URSS da una respuesta simétrica

El campeonato termonuclear estadounidense no duró mucho. El 12 de agosto de 1953, la primera bomba termonuclear soviética RDS-6, desarrollada bajo el liderazgo de Andrei Sakharov y Yuli Khariton, fue probada en el sitio de pruebas de Semipalatinsk. De la descripción anterior, queda claro que los estadounidenses en Enewetok no explotaron. la bomba en sí, como un tipo de munición lista para usar, sino más bien un dispositivo de laboratorio, engorroso y muy imperfecto. Los científicos soviéticos, a pesar de la pequeña potencia de sólo 400 kg, probaron una munición completamente preparada con combustible termonuclear en forma de deuteruro de litio sólido, y no deuterio líquido, como los estadounidenses. Por cierto, cabe señalar que en el deuteruro de litio solo se utiliza el isótopo 6 Li (esto se debe a las peculiaridades de las reacciones termonucleares), y en la naturaleza se mezcla con el isótopo 7 Li. Por lo tanto, se construyeron instalaciones de producción especiales para separar los isótopos de litio y seleccionar solo 6 Li.

Alcanzando el límite de potencia

Lo que siguió fue una década de carrera armamentista continua, durante la cual la potencia de las municiones termonucleares aumentó continuamente. Finalmente, el 30 de octubre de 1961 en la URSS sobre el campo de entrenamiento. Nueva tierra La bomba termonuclear más potente jamás construida y probada, conocida en Occidente como Bomba del Zar, fue detonada en el aire a una altitud de unos 4 km.

Esta munición de tres etapas en realidad fue diseñada como una bomba de 101,5 megatones, pero el deseo de reducirla contaminación radioactiva El territorio obligó a los desarrolladores a abandonar la tercera etapa con una capacidad de 50 megatones y reducir la potencia de diseño del dispositivo a 51,5 megatones. Al mismo tiempo, la potencia de la explosión primaria fue de 1,5 megatones. carga atómica, y se suponía que la segunda etapa termonuclear daría otros 50. La potencia real de la explosión fue de hasta 58 megatones. La apariencia de la bomba se muestra en la foto de abajo.

Sus consecuencias fueron impresionantes. A pesar de la considerable altura de explosión de 4000 m, el increíblemente brillante bola de fuego el borde inferior casi llegaba a la Tierra y el borde superior se elevaba a una altura de más de 4,5 km. La presión por debajo del punto de explosión fue seis veces mayor que la presión máxima de la explosión de Hiroshima. El destello de luz fue tan brillante que era visible a una distancia de 1.000 kilómetros, a pesar del tiempo nublado. Uno de los participantes en la prueba vio un destello brillante a través de gafas oscuras y sintió los efectos del pulso térmico incluso a una distancia de 270 km. A continuación se muestra una foto del momento de la explosión.

Se demostró que el poder de una carga termonuclear realmente no tiene limitaciones. Después de todo, bastaba con completar la tercera etapa y se alcanzaría la potencia calculada. Pero es posible aumentar aún más el número de etapas, ya que el peso de la Bomba Zar no superaba las 27 toneladas. La apariencia de este dispositivo se muestra en la foto de abajo.

Después de estas pruebas, muchos políticos y militares, tanto en la URSS como en los EE.UU., tuvieron claro que la carrera de armamentos nucleares había llegado al límite y era necesario detenerla.

La Rusia moderna heredó el arsenal nuclear de la URSS. Hoy en día, las bombas termonucleares de Rusia siguen sirviendo como elemento disuasorio para quienes buscan la hegemonía global. Esperemos que sólo desempeñen su papel de disuasión y nunca exploten.

El sol como reactor de fusión

Es bien sabido que la temperatura del Sol, o más precisamente de su núcleo, que alcanza los 15.000.000 °K, se mantiene gracias a la ocurrencia continua de reacciones termonucleares. Sin embargo, todo lo que pudimos deducir del texto anterior habla del carácter explosivo de tales procesos. Entonces ¿por qué el Sol no explota como una bomba termonuclear?

El hecho es que con una enorme proporción de hidrógeno en la masa solar, que alcanza el 71%, la proporción de su isótopo deuterio, cuyos núcleos sólo pueden participar en la reacción de fusión termonuclear, es insignificante. El hecho es que los propios núcleos de deuterio se forman como resultado de la fusión de dos núcleos de hidrógeno, y no solo una fusión, sino con la desintegración de uno de los protones en un neutrón, positrón y neutrino (la llamada desintegración beta). lo cual es un evento raro. En este caso, los núcleos de deuterio resultantes se distribuyen de manera bastante uniforme por todo el volumen del núcleo solar. Por lo tanto, con su enorme tamaño y masa, los centros individuales y raros de reacciones termonucleares de potencia relativamente baja están, por así decirlo, esparcidos por todo el núcleo del Sol. El calor liberado durante estas reacciones claramente no es suficiente para quemar instantáneamente todo el deuterio del Sol, pero sí para calentarlo a una temperatura que garantice la vida en la Tierra.

El 12 de agosto de 1953 se probó la primera bomba de hidrógeno soviética en el polígono de pruebas de Semipalatinsk.

Y el 16 de enero de 1963, en medio de guerra Fría, Nikita Jruschov le dijo al mundo que Unión Soviética tiene nuevas armas en su arsenal destrucción masiva. Un año y medio antes, se llevó a cabo en la URSS la explosión de una bomba de hidrógeno más poderosa del mundo: en Novaya Zemlya se detonó una carga con una capacidad de más de 50 megatones. En muchos sentidos, fue esta declaración del líder soviético la que hizo que el mundo se diera cuenta de la amenaza de una mayor escalada de la carrera de armamentos nucleares: ya el 5 de agosto de 1963, se firmó en Moscú un acuerdo que prohibía los ensayos de armas nucleares en la atmósfera, el exterior. espacio y bajo el agua.

Historia de la creación

Los diseños de los primeros dispositivos termonucleares no eran adecuados para el uso real en combate. Por ejemplo, el dispositivo probado por los Estados Unidos en 1952 era una estructura basada en el suelo de la altura de un edificio de dos pisos y que pesaba más de 80 toneladas. En él se almacenaba combustible termonuclear líquido mediante un enorme unidad de refrigeración. Por lo tanto, en el futuro, la producción en serie de armas termonucleares se llevó a cabo utilizando combustible sólido: el deuteruro de litio-6. En 1954, Estados Unidos probó un dispositivo basado en él en el atolón Bikini, y en 1955, se probó una nueva bomba termonuclear soviética en el polígono de pruebas de Semipalatinsk. En 1957 se llevaron a cabo pruebas de una bomba de hidrógeno en Gran Bretaña. En octubre de 1961, en la URSS, en Novaya Zemlya, se detonó una bomba termonuclear con una capacidad de 58 megatones, la bomba más poderosa jamás probada por la humanidad, que pasó a la historia con el nombre de "Bomba Zar".

Un mayor desarrollo tenía como objetivo reducir el tamaño del diseño de las bombas de hidrógeno para garantizar su lanzamiento al objetivo mediante misiles balísticos. Ya en los años 60, la masa de los dispositivos se redujo a varios cientos de kilogramos, y en los años 70, los misiles balísticos podían transportar más de 10 ojivas al mismo tiempo; estos son misiles con múltiples ojivas, cada parte puede alcanzar su propio objetivo. Hoy en día, Estados Unidos, Rusia y Gran Bretaña tienen arsenales termonucleares; también se llevaron a cabo pruebas de cargas termonucleares en China (en 1967) y en Francia (en 1968).

El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno.

La acción de una bomba de hidrógeno se basa en el aprovechamiento de la energía liberada durante la reacción de fusión termonuclear de núcleos ligeros. Es esta reacción la que tiene lugar en las profundidades de las estrellas, donde, bajo la influencia de temperaturas ultraaltas y una presión enorme, los núcleos de hidrógeno chocan y se fusionan en núcleos de helio más pesados. Durante la reacción, parte de la masa de los núcleos de hidrógeno se convierte en una gran cantidad de energía; gracias a esto, las estrellas liberan constantemente grandes cantidades de energía. Los científicos copiaron esta reacción utilizando isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio, dándole el nombre de "bomba de hidrógeno". Inicialmente, se utilizaron isótopos líquidos de hidrógeno para producir cargas, y más tarde se utilizó el deuteruro de litio-6, un compuesto sólido de deuterio y un isótopo de litio.

El deuteruro de litio-6 es el componente principal de la bomba de hidrógeno, el combustible termonuclear. Ya almacena deuterio y el isótopo de litio sirve como materia prima para la formación de tritio. Para iniciar una reacción de fusión termonuclear, es necesario crear alta temperatura y presión, y también para aislar el tritio del litio-6. Estas condiciones se proporcionan de la siguiente manera.

La carcasa del contenedor para combustible termonuclear está hecha de uranio-238 y plástico, y al lado del contenedor se coloca una carga nuclear convencional con una potencia de varios kilotones: se llama disparador o carga iniciadora de una bomba de hidrógeno. Durante la explosión de la carga iniciadora de plutonio, bajo la influencia de una poderosa radiación de rayos X, la carcasa del contenedor se convierte en plasma, comprimiéndose miles de veces, lo que crea la necesaria alta presión y una temperatura enorme. Al mismo tiempo, los neutrones emitidos por el plutonio interactúan con el litio-6, formando tritio. Los núcleos de deuterio y tritio interactúan bajo la influencia de temperaturas y presiones ultraaltas, lo que conduce a una explosión termonuclear.

Si fabrica varias capas de uranio-238 y deuteruro de litio-6, cada una de ellas agregará su propio poder a la explosión de una bomba; es decir, tal "bocanada" le permite aumentar el poder de la explosión casi ilimitadamente. . Gracias a esto, se podrá fabricar una bomba de hidrógeno de casi cualquier potencia y será mucho más barata que una bomba nuclear convencional de la misma potencia.

La bomba atómica y la bomba de hidrógeno son armas poderosas que utilizan reacciones nucleares como fuente de energía explosiva. Los científicos desarrollaron por primera vez tecnología de armas nucleares durante la Segunda Guerra Mundial.

bombas atómicas en guerra real Fueron utilizados sólo dos veces, ambas por Estados Unidos contra Japón al final de la Segunda Guerra Mundial. A la guerra le siguió un período de proliferación nuclear, y durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética lucharon por el dominio en la carrera armamentista nuclear mundial.

A continuación se describe qué es una bomba de hidrógeno, cómo funciona, el principio de funcionamiento de una carga termonuclear y cuándo se llevaron a cabo las primeras pruebas en la URSS.

¿Cómo funciona una bomba atómica?

Después de que los físicos alemanes Otto Hahn, Lise Meitner y Fritz Strassmann descubrieran el fenómeno de la fisión nuclear en Berlín en 1938, fue posible crear armas de extraordinaria potencia.

Cuando un átomo de material radiactivo se divide en átomos más ligeros, se produce una repentina y poderosa liberación de energía.

El descubrimiento de la fisión nuclear abrió la posibilidad de utilizar tecnología nuclear, incluidas armas.

Una bomba atómica es un arma que obtiene su energía explosiva únicamente de una reacción de fisión.

El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno o carga termonuclear se basa en una combinación de fisión nuclear y fusión nuclear.

La fusión nuclear es otro tipo de reacción en la que los átomos más ligeros se combinan para liberar energía. Por ejemplo, como resultado de una reacción de fusión nuclear, se forma un átomo de helio a partir de átomos de deuterio y tritio, liberando energía.

Proyecto Manhattan

Proyecto Manhattan - nombre en clave proyecto americano desarrollar una bomba atómica práctica durante la Segunda Guerra Mundial. El Proyecto Manhattan se inició como respuesta a los esfuerzos de los científicos alemanes que habían estado trabajando en armas utilizando tecnología nuclear desde la década de 1930.

El 28 de diciembre de 1942, el presidente Franklin Roosevelt autorizó la creación del Proyecto Manhattan para reunir a varios científicos y oficiales militares que trabajaban en la investigación nuclear.

Gran parte del trabajo se realizó en Los Alamos, Nuevo México, bajo la dirección del físico teórico J. Robert Oppenheimer.

El 16 de julio de 1945, en un remoto lugar desértico cerca de Alamogordo, Nuevo México, se probó con éxito la primera bomba atómica, equivalente en potencia a 20 kilotones de TNT. La explosión de la bomba de hidrógeno creó una enorme nube en forma de hongo de unos 150 metros de altura y marcó el comienzo de la era atómica.

Bebé y hombre gordo

Científicos de Los Álamos han desarrollado dos varios tipos bombas atómicas en 1945: un proyecto basado en uranio llamado "Baby" y un arma basada en plutonio llamada "Fat Man".

Si bien la guerra en Europa terminó en abril, lucha En la región del Pacífico continuaron los enfrentamientos entre fuerzas japonesas y estadounidenses.

A finales de julio, el presidente Harry Truman pidió la rendición de Japón en la Declaración de Potsdam. La declaración prometía una "destrucción rápida y completa" si Japón no se rendía.

El 6 de agosto de 1945, Estados Unidos lanzó su primera bomba atómica desde un bombardero B-29 llamado Enola Gay sobre la ciudad japonesa de Hiroshima.

La explosión de "Baby" correspondió a 13 kilotones de TNT, arrasó cinco kilómetros cuadrados de la ciudad y mató instantáneamente a 80.000 personas. Más tarde, decenas de miles de personas morirían a causa de la exposición a la radiación.

Los japoneses continuaron luchando y Estados Unidos lanzó una segunda bomba atómica tres días después sobre la ciudad de Nagasaki. La explosión de Fat Man mató a unas 40.000 personas.

Citando el poder destructivo de la "nueva y más brutal bomba", el emperador japonés Hirohito anunció la rendición de su país el 15 de agosto, poniendo fin a la Segunda Guerra Mundial.

Guerra Fría

En los años de la posguerra, Estados Unidos era el único país con armas nucleares. Al principio, la URSS no tenía suficientes avances científicos ni materias primas para crear ojivas nucleares.

Pero, gracias a los esfuerzos de los científicos soviéticos, los datos de inteligencia y las fuentes regionales de uranio descubiertas en Europa del Este El 29 de agosto de 1949, la URSS probó su primera bomba nuclear. El dispositivo de la bomba de hidrógeno fue desarrollado por el académico Sajarov.

De las armas atómicas a las armas termonucleares

Estados Unidos respondió en 1950 lanzando un programa para desarrollar armas termonucleares más avanzadas. Comenzó la carrera armamentista de la Guerra Fría y las pruebas y la investigación nucleares se convirtieron en objetivos a gran escala para varios países, especialmente Estados Unidos y la Unión Soviética.

Este año, Estados Unidos detonó una bomba termonuclear con una potencia de 10 megatones de TNT.

1955 – La URSS respondió con su primera prueba termonuclear: sólo 1,6 megatones. Pero los principales éxitos del complejo militar-industrial soviético estaban por delante. Sólo en 1958, la URSS probó 36 bombas nucleares de diversas clases. Pero nada de lo que experimentó la Unión Soviética se compara con la Bomba del Zar.

Prueba y primera explosión de una bomba de hidrógeno en la URSS

En la mañana del 30 de octubre de 1961, un bombardero soviético Tu-95 despegó del aeródromo de Olenya en la península de Kola, en el extremo norte de Rusia.

El avión era una versión especialmente modificada que había entrado en servicio hace varios años: un enorme monstruo de cuatro motores encargado de transportar el arsenal nuclear soviético.

El Tu-95 llevaba una enorme bomba de 58 megatones, un dispositivo demasiado grande para caber dentro del compartimento de bombas del avión, donde normalmente se transportaban este tipo de municiones. La bomba, de 8 m de largo, tenía un diámetro de aproximadamente 2,6 my pesaba más de 27 toneladas y permaneció en la historia con el nombre de Tsar Bomba - "Tsar Bomba".

La Bomba Zar no era una bomba nuclear ordinaria. Fue el resultado de intensos esfuerzos de los científicos soviéticos para crear las armas nucleares más poderosas.

Tupolev alcanzó su objetivo: Novaya Zemlya, un archipiélago escasamente poblado en el mar de Barents, sobre los helados bordes del norte de la URSS.

La Bomba Zar explotó a las 11:32 hora de Moscú. Los resultados de la prueba de la bomba de hidrógeno en la URSS demostraron todo el ramo factores dañinos este tipo de arma. Antes de responder a la pregunta de qué es más poderosa, una bomba atómica o una de hidrógeno, debes saber que la potencia de esta última se mide en megatones, mientras que la de las bombas atómicas se mide en kilotones.

Radiación luminosa

En un abrir y cerrar de ojos, la bomba creó una bola de fuego de siete kilómetros de ancho. La bola de fuego latía por la fuerza de su propia onda de choque. El destello pudo verse a miles de kilómetros de distancia: en Alaska, Siberia y el norte de Europa.

Onda de choque

Las consecuencias de la explosión de la bomba de hidrógeno en Novaya Zemlya fueron catastróficas. En el pueblo de Severny, a unos 55 kilómetros de la Zona Cero, todas las casas quedaron completamente destruidas. Se informó que en territorio soviético, a cientos de kilómetros de la zona de la explosión, todo resultó dañado: casas destruidas, techos caídos, puertas dañadas, ventanas destruidas.

El alcance de una bomba de hidrógeno es de varios cientos de kilómetros.

Dependiendo de la potencia de carga y de los factores dañinos.

Los sensores registraron la onda expansiva mientras giraba alrededor de la Tierra no una, ni dos, sino tres veces. La onda sonora se registró cerca de la isla Dikson, a una distancia de unos 800 km.

Pulso electromagnetico

Las comunicaciones por radio en todo el Ártico estuvieron interrumpidas durante más de una hora.

Radiación penetrante

La tripulación recibió una determinada dosis de radiación.

Contaminación radiactiva de la zona.

La explosión de la Tsar Bomba en Novaya Zemlya resultó ser sorprendentemente "limpia". Los inspectores llegaron al lugar de la explosión dos horas más tarde. El nivel de radiación en este lugar no representaba un gran peligro: no más de 1 mR/hora en un radio de sólo 2-3 km. Las razones fueron las características de diseño de la bomba y la explosión a una distancia suficientemente grande de la superficie.

Radiación termal

A pesar de que el avión de transporte, recubierto con una pintura especial que refleja la luz y el calor, en el momento de la explosión se encontraba a 45 kilómetros de distancia, regresó a la base con importantes daños térmicos en la piel. En una persona desprotegida, la radiación provocaría quemaduras de tercer grado a una distancia de hasta 100 kilómetros.

	El hongo después de la explosión es visible a una distancia de 160 km, el diámetro de la nube en el momento del disparo es de 56 km.
	Destello de la explosión de la Bomba Zar, de unos 8 km de diámetro

El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno.

La etapa primaria actúa como un interruptor - disparador. La reacción de fisión del plutonio en el gatillo inicia una reacción de fusión termonuclear en la etapa secundaria, en la que la temperatura dentro de la bomba alcanza instantáneamente los 300 millones de °C. Se produce una explosión termonuclear. La primera prueba de la bomba de hidrógeno fue impactante Comunidad global su poder destructivo.

Vídeo de una explosión en un sitio de pruebas nucleares.

Las centrales nucleares funcionan según el principio de liberar y atrapar energía nuclear. Este proceso debe ser controlado. La energía liberada se convierte en electricidad. Una bomba atómica provoca una reacción en cadena completamente incontrolable y la enorme cantidad de energía liberada provoca una destrucción terrible. El uranio y el plutonio no son elementos tan inofensivos de la tabla periódica que provocan catástrofes globales;

Para entender cuál es la bomba atómica más poderosa del planeta, aprenderemos más sobre todo. Las bombas atómicas y de hidrógeno son energía nuclear. Si se combinan dos trozos de uranio, pero cada uno tiene una masa inferior a la masa crítica, entonces esta "unión" superará con creces la masa crítica. Cada neutrón participa en una reacción en cadena porque divide el núcleo y libera otros 2-3 neutrones, que provocan nuevas reacciones de desintegración.

La fuerza de neutrones está completamente fuera del control humano. En menos de un segundo, cientos de miles de millones de desintegraciones recién formadas no sólo liberan enormes cantidades de energía, sino que también se convierten en fuentes de intensa radiación. Esta lluvia radiactiva cubre con una gruesa capa la tierra, los campos, las plantas y todos los seres vivos. Si hablamos de los desastres de Hiroshima, podemos ver que 1 gramo de explosivo provocó la muerte de 200 mil personas.

Se cree que una bomba de vacío creada por las últimas tecnologías, puede competir con la nuclear. El caso es que en lugar de TNT se utiliza sustancia gaseosa, que es varias decenas de veces más poderoso. La bomba aérea de alta potencia es la bomba de vacío más poderosa del mundo y no es un arma nuclear. Puede destruir al enemigo, pero las casas y el equipo no sufrirán daños y no habrá productos de descomposición.

¿Cuál es el principio de su funcionamiento? Inmediatamente después de ser lanzado desde el bombardero, se activa un detonador a cierta distancia del suelo. El cuerpo es destruido y se rocía una enorme nube. Cuando se mezcla con oxígeno, comienza a penetrar en cualquier lugar: casas, búnkeres y refugios. La quema de oxígeno crea un vacío en todas partes. Cuando se lanza esta bomba, se produce una onda supersónica y se genera una temperatura muy alta.

La diferencia entre una bomba de vacío estadounidense y una rusa

La diferencia es que este último puede destruir a un enemigo incluso en un búnker utilizando la ojiva adecuada. Durante una explosión en el aire, la ojiva cae y golpea con fuerza el suelo, excavando a una profundidad de 30 metros. Después de la explosión, se forma una nube que, al aumentar de tamaño, puede penetrar en los refugios y explotar allí. Las ojivas estadounidenses están llenas de TNT común y corriente, por lo que destruyen edificios. Una bomba de vacío destruye un objeto específico porque tiene un radio menor. No importa qué bomba sea la más poderosa: cualquiera de ellas asesta un golpe destructivo incomparable que afecta a todos los seres vivos.

bomba H

La bomba de hidrógeno es otra terrible arma nuclear. La combinación de uranio y plutonio genera no sólo energía, sino también temperatura, que se eleva hasta un millón de grados. Los isótopos de hidrógeno se combinan para formar núcleos de helio, lo que crea una fuente de energía colosal. La bomba de hidrógeno es la más poderosa; este es un hecho indiscutible. Basta imaginar que su explosión equivale a las explosiones de 3.000 bombas atómicas en Hiroshima. Tanto en Estados Unidos como en ex URSS se pueden contar 40 mil bombas de diversa potencia: nuclear y de hidrógeno.

La explosión de tales municiones es comparable a los procesos observados en el interior del Sol y las estrellas. Los neutrones rápidos rompen las capas de uranio de la propia bomba a una velocidad enorme. No sólo se libera calor, sino también lluvia radioactiva. Hay hasta 200 isótopos. La producción de este tipo de armas nucleares es más barata que las atómicas y su efecto puede potenciarse tantas veces como se desee. Se trata de la bomba más poderosa detonada en la Unión Soviética el 12 de agosto de 1953.

Consecuencias de la explosión.

El resultado de la explosión de una bomba de hidrógeno es triple. Lo primero que sucede es que se observa una poderosa onda expansiva. Su potencia depende de la altura de la explosión y del tipo de terreno, así como del grado de transparencia del aire. Se pueden formar grandes tormentas de fuego que no amainan durante varias horas. Y, sin embargo, la consecuencia secundaria y más peligrosa que puede provocar la bomba termonuclear más potente es la radiación radiactiva y la contaminación del entorno durante mucho tiempo.

Restos radiactivos de la explosión de una bomba de hidrógeno

Cuando se produce una explosión, la bola de fuego contiene muchas partículas radiactivas muy pequeñas que quedan retenidas en la capa atmosférica de la tierra y permanecen allí durante mucho tiempo. Al entrar en contacto con el suelo, esta bola de fuego crea un polvo incandescente formado por partículas de descomposición. Primero se asienta el más grande, y luego el más ligero, que es arrastrado cientos de kilómetros con la ayuda del viento. Estas partículas se pueden ver a simple vista; por ejemplo, este tipo de polvo se puede ver en la nieve. Es fatal si alguien se acerca. Las partículas más pequeñas pueden permanecer en la atmósfera durante muchos años y así “viajar”, ​​dando varias vueltas alrededor del planeta. Sus emisiones radiactivas se debilitarán cuando caigan en forma de precipitación.

Si se produjera una guerra nuclear con una bomba de hidrógeno, las partículas contaminadas provocarían la destrucción de la vida en un radio de cientos de kilómetros desde el epicentro. Si se utiliza una superbomba, se contaminará un área de varios miles de kilómetros y la Tierra quedará completamente inhabitable. Resulta que la bomba más poderosa del mundo creada por el hombre es capaz de destruir continentes enteros.

Bomba termonuclear "La madre de Kuzka". Creación

La bomba AN 602 recibió varios nombres: "Bomba Zar" y "Madre de Kuzka". Fue desarrollado en la Unión Soviética en 1954-1961. Tenía el artefacto explosivo más poderoso de toda la existencia de la humanidad. El trabajo para su creación se llevó a cabo durante varios años en un laboratorio altamente clasificado llamado "Arzamas-16". Una bomba de hidrógeno con una potencia de 100 megatones es 10.000 veces más potente que la bomba lanzada sobre Hiroshima.

Su explosión es capaz de borrar a Moscú de la faz de la tierra en cuestión de segundos. El centro de la ciudad podría fácilmente evaporarse en el sentido literal de la palabra, y todo lo demás podría convertirse en pequeños escombros. La bomba más poderosa del mundo acabaría con Nueva York y todos sus rascacielos. Dejaría tras de sí un cráter liso y fundido de veinte kilómetros de longitud. Con tal explosión, no habría sido posible escapar bajando al metro. Todo el territorio en un radio de 700 kilómetros sería destruido e infectado con partículas radiactivas.

Explosión de la Bomba Zar: ¿ser o no ser?

En el verano de 1961, los científicos decidieron realizar una prueba y observar la explosión. La bomba más poderosa del mundo iba a explotar en un polígono de pruebas situado en el extremo norte de Rusia. La enorme superficie del polígono de pruebas ocupa todo el territorio de la isla de Novaya Zemlya. Se suponía que la magnitud de la derrota sería de 1.000 kilómetros. La explosión podría haber contaminado centros industriales como Vorkuta, Dudinka y Norilsk. Los científicos, al comprender la magnitud del desastre, se reunieron y se dieron cuenta de que la prueba había sido cancelada.

No había lugar para probar la famosa e increíblemente poderosa bomba en ningún lugar del planeta, solo quedaba la Antártida. Pero tampoco fue posible realizar una explosión en el continente helado, ya que el territorio se considera internacional y obtener permiso para tales pruebas es simplemente irreal. Tuve que reducir la carga de esta bomba 2 veces. Sin embargo, la bomba fue detonada el 30 de octubre de 1961 en el mismo lugar: en la isla de Novaya Zemlya (a una altitud de unos 4 kilómetros). Durante la explosión, se observó un enorme hongo atómico, que se elevó 67 kilómetros en el aire, y la onda de choque dio la vuelta al planeta tres veces. Por cierto, en el museo Arzamas-16 de la ciudad de Sarov se pueden ver noticiarios sobre la explosión durante una excursión, aunque afirman que este espectáculo no es para cardíacos.

Historia de la creación

La posibilidad teórica de obtener energía mediante fusión termonuclear se conocía incluso antes de la Segunda Guerra Mundial, pero fue la guerra y la posterior carrera armamentista lo que planteó la cuestión de crear un dispositivo técnico para la creación práctica de esta reacción. Se sabe que en Alemania en 1944 se llevaron a cabo trabajos para iniciar la fusión termonuclear comprimiendo combustible nuclear utilizando cargas de explosivos convencionales, pero no tuvieron éxito porque no fue posible obtener las temperaturas y presiones requeridas. Los EE.UU. y la URSS han estado desarrollando armas termonucleares desde los años 40, probando casi simultáneamente los primeros dispositivos termonucleares a principios de los años 50. En 1952, Estados Unidos hizo explotar una carga con una potencia de 10,4 megatones en el atolón de Eniwetak (que es 450 veces más poderosa que la bomba lanzada sobre Nagasaki), y en 1953, la URSS probó un dispositivo con una potencia de 400 kilotones.
Los diseños de los primeros dispositivos termonucleares no eran adecuados para el uso real en combate. Por ejemplo, el dispositivo probado por los Estados Unidos en 1952 era una estructura basada en el suelo de la altura de un edificio de dos pisos y que pesaba más de 80 toneladas. En él se almacenaba combustible termonuclear líquido mediante una enorme unidad de refrigeración. Por lo tanto, en el futuro, la producción en serie de armas termonucleares se llevó a cabo utilizando combustible sólido: el deuteruro de litio-6. En 1954, Estados Unidos probó un dispositivo basado en él en el atolón Bikini, y en 1955, se probó una nueva bomba termonuclear soviética en el polígono de pruebas de Semipalatinsk. En 1957 se llevaron a cabo pruebas de una bomba de hidrógeno en Gran Bretaña. En octubre de 1961, en la URSS, en Novaya Zemlya, se detonó una bomba termonuclear con una capacidad de 58 megatones, la bomba más poderosa jamás probada por la humanidad, que pasó a la historia con el nombre de "Bomba Zar".

Un mayor desarrollo tenía como objetivo reducir el tamaño del diseño de las bombas de hidrógeno para garantizar su lanzamiento al objetivo mediante misiles balísticos. Ya en los años 60, la masa de los dispositivos se redujo a varios cientos de kilogramos, y en los años 70, los misiles balísticos podían transportar más de 10 ojivas simultáneamente: son misiles con múltiples ojivas, cada parte puede alcanzar su propio objetivo. Hoy en día, Estados Unidos, Rusia y Gran Bretaña tienen arsenales termonucleares; también se llevaron a cabo pruebas de cargas termonucleares en China (en 1967) y en Francia (en 1968).

El principio de funcionamiento de una bomba de hidrógeno.

La acción de una bomba de hidrógeno se basa en el aprovechamiento de la energía liberada durante la reacción de fusión termonuclear de núcleos ligeros. Es esta reacción la que tiene lugar en las profundidades de las estrellas, donde, bajo la influencia de temperaturas ultraaltas y una presión enorme, los núcleos de hidrógeno chocan y se fusionan en núcleos de helio más pesados. Durante la reacción, parte de la masa de los núcleos de hidrógeno se convierte en una gran cantidad de energía; gracias a esto, las estrellas liberan constantemente grandes cantidades de energía. Los científicos copiaron esta reacción utilizando isótopos de hidrógeno: deuterio y tritio, lo que le dio el nombre de "bomba de hidrógeno". Inicialmente, se utilizaron isótopos líquidos de hidrógeno para producir cargas, y más tarde se utilizó el deuteruro de litio-6, un compuesto sólido de deuterio y un isótopo de litio.

El deuteruro de litio-6 es el componente principal de la bomba de hidrógeno, el combustible termonuclear. Ya almacena deuterio y el isótopo de litio sirve como materia prima para la formación de tritio. Para iniciar una reacción de fusión termonuclear, es necesario crear altas temperaturas y presiones, así como separar el tritio del litio-6. Estas condiciones se proporcionan de la siguiente manera.


El destello de la explosión de la bomba AN602 inmediatamente después de la separación de la onda de choque. En ese momento, el diámetro de la bola era de unos 5,5 km y después de unos segundos aumentó a 10 km.

La carcasa del contenedor para combustible termonuclear está hecha de uranio-238 y plástico, y al lado del contenedor se coloca una carga nuclear convencional con una potencia de varios kilotones: se llama disparador o carga iniciadora de una bomba de hidrógeno. Durante la explosión de la carga iniciadora de plutonio, bajo la influencia de una poderosa radiación de rayos X, la carcasa del contenedor se convierte en plasma, comprimiéndose miles de veces, lo que crea la alta presión y la enorme temperatura necesarias. Al mismo tiempo, los neutrones emitidos por el plutonio interactúan con el litio-6, formando tritio. Los núcleos de deuterio y tritio interactúan bajo la influencia de temperaturas y presiones ultraaltas, lo que conduce a una explosión termonuclear.


La emisión de luz de la explosión podría provocar quemaduras de tercer grado a una distancia de hasta cien kilómetros. Esta foto fue tomada desde una distancia de 160 km.
Si fabrica varias capas de uranio-238 y deuteruro de litio-6, cada una de ellas agregará su propio poder a la explosión de una bomba; es decir, tal "bocanada" le permite aumentar el poder de la explosión casi ilimitadamente. . Gracias a esto, se podrá fabricar una bomba de hidrógeno de casi cualquier potencia y será mucho más barata que una bomba nuclear convencional de la misma potencia.


La onda sísmica provocada por la explosión dio tres vueltas al mundo. La altura del hongo nuclear alcanzó los 67 kilómetros de altura y el diámetro de su “casquete” fue de 95 km. La onda sonora llegó a la isla Dixon, situada a 800 km del lugar de la prueba.

Prueba de la bomba de hidrógeno RDS-6S, 1953