От деления к синтезу



За время, прошедшее после первого испытания в Аламогордо, прогремели тысячи взрывов зарядов деления, в каждом из которых добывались драгоценные знания об особенностях их функционирования. Знания эти подобны элементам мозаичного полотна, причем оказалось, что «полотно» это ограничено законами физики: снижению габаритов боеприпаса и его мощности кладет предел кинетика замедления нейтронов в сборке, а достижение энерговыделения, существенно превышающего сотню килотонн, невозможно из-за ядерно-физических и гидродинамических ограничений допустимых размеров докритической сферы. Но сделать боеприпасы более мощными все же возможно, если вместе с делением заставить «работать» ядерный синтез.




Самая крупная водородная (термоядерная) бомба — советская 50-мегатонная «царь-бомба», взорванная 30 октября 1961 года на полигоне на острове Новая Земля. Никита Хрущёв пошутил, что первоначально предполагалось взорвать 100-мегатонную бомбу, но заряд уменьшили, чтобы не побить все стёкла в Москве. В каждой шутке есть доля правды: конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться простым увеличением рабочего тела. Снизить энерговыделение решили из соображений безопасности - иначе полигону наносился слишком большой ущерб. Изделие оказалось настолько большим, что не помещалось в бомболюк самолета-носителя Ту-95 и частично торчало из него. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила, тем не менее, создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение, продемонстрировав, что СССР решил задачу достижения практически любого уровня мегатоннажа ядерного арсенала.

Деление плюс синтез

Топливом для синтеза служат тяжелые изотопы водорода. При слиянии ядер дейтерия и трития образуется гелий-4 и нейтрон, энергетический выход при этом – 17,6 МэВ, что в несколько раз больше, чем при реакции деления (в пересчете на единицу массы реагентов). В таком топливе при нормальных условиях не может возникнуть цепная реакция, так что количество его не ограничено, а значит, у энерговыделения термоядерного заряда нет верхнего предела.

Однако для того, чтобы началась реакция синтеза, нужно сблизить ядра дейтерия и трития, а этому мешают силы кулоновского отталкивания. Для их преодоления нужно разогнать ядра навстречу друг другу и столкнуть. В нейтронной трубке при реакции срыва на ускорение ионов высоким напряжением тратится большая энергия. А вот если разогреть топливо до очень высоких температур в миллионы градусов и сохранить его плотность на протяжении необходимого для реакции времени, оно выделит энергию куда большую, чем та, которая затрачена на нагрев. Именно благодаря этому способу реакции и оружие стали называться термоядерными (по составу топлива такие бомбы также называют водородными).

Ctrl Enter

Заметив ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter

3 комментария
Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти

  1. Gonoriy Офлайн
    Gonoriy (Святослав) 26 июня 2012 19:52
    0
    Когда нибудь вообще планету взорвут
  2. dred
    dred 25 июля 2012 18:08
    0
    Очень плохо играть с огнём тем более ядерным.
  3. kgbers Офлайн
    kgbers (константин) 2 февраля 2015 00:45
    0
    Да, лучшая защита от ядерного оружия - это мирное сосуществование.
Картина дня