Bomba termojądrowa
Z Wikipedii
 |
Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Aby uczynić go weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach. Adnotacja: Niemal całkowity brak żródeł. |
Bomba termojądrowa, zwana też bombą wodorową (ang. H-bomb) jest bombą, w której głównym źródłem energii wybuchu jest reakcja termojądrowa zachodząca podczas jej wybuchu. Bomby wodorowe mają największą, z dotychczas skonstruowanych bomb, siłę wybuchu równoważną wybuchowi milionów ton trotylu (megaton).
1 listopada 1952 amerykańscy fizycy pod kierunkiem Edwarda Tellera doprowadzili na atolu Eniwetok do pierwszego wybuchu bomby termojądrowej "Mike". Bomba wykorzystywała deuter i tryt jako paliwo termojądrowe. Siłę wybuchu oszacowano na 10,4 megaton (MT) czyli około 700 bomb jądrowych zrzuconych na Hiroszimę. W 8 miesięcy później, 20 sierpnia 1953 na terytorium radzieckim miała miejsce eksplozja bomby wodorowej (bomba H), którą wykryły zachodnie sejsmografy.
Reakcja termojądrowa, to synteza jąder lekkich pierwiastków, w wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania w przeliczeniu na jeden nukleon. Warunkami umożliwiającymi reakcję syntezy jest silne rozpędzenie jąder atomowych (wysoka temperatura) oraz duża koncentracja odpowiednich jąder. Warunki takie uzyskuje się przez wybuch bomby jądrowej, w centrum której umieszczono materiał do syntezy termojądrowej.
Ze względu na to, że wybuch bardzo szybko rozrzuca reagujące materiały należy zastosować w bombie materiały umożliwiające przeprowadzenie reakcji termojądrowej w jak najniższej temperaturze. Pierwsze bomby zawierały deuter i tryt, ale tryt nie jest zbyt trwały (ma względnie krótki okres półtrwania – 12,26 lat) i tak skonstruowanej bomby nie można zbyt długo przechowywać. Rozwiązaniem jest generowanie trytu w trakcie wybuchu bomby. Tryt otrzymywany jest z litu poprzez bombardowanie jego jąder neutronami pochodzącymi głównie z rozszczepienia jąder ładunku inicjującego, którym jest zazwyczaj uranowa lub plutonowa bomba jądrowa o stosunkowo niewielkiej mocy. Zastosowanie związków deuteru i trytu z litem znacznie upraszcza konstrukcję bomby, umożliwiając przechowywanie tych substancji w stanie stałym, bez instalacji chłodzących.
Przy projektowaniu bomby termojądrowej brał udział komputer MANIAC I.
Spis treści |
[edytuj] Schemat głównych reakcji zachodzących w bombie termojądrowej
A - Faza rozczepienia (ładunek główny)
B - Faza fuzji (ładunek dodatkowy)
1 - Chemiczny materiał wybuchowy
2 - Osłona Uranu238
3 - Próżnia
4 - Pluton lub Uran zawierający Tryt w stanie gazowym
5 - Forma z Polistyrenu
6 - Osłona Uranu238
7 - Lit-6-deuter (paliwo fuzji)
8 - Pluton
9 - Osłona odbijająca promieniowanie X w kierunku ładunku dodatkowego
D + D → T + p + 4 MeV
D + D → 3He + n + 3,3 MeV
Zasadnicze znaczenie mają dwie pierwsze reakcje, tworzą one samopodtrzymujący się cykl. Pierwsza dostarcza tryt dla drugiej, a druga neutrony dla pierwszej. Dwie pozostałe reakcje zachodzą z mniejszą częstością
[edytuj] Typy bomb termojądrowych
Bomba o konstrukcji wyżej opisanej jest nazywana bombą o ładunku dwufazowym. Faza I – reakcja rozszczepienie uranu lub plutonu, faza II synteza helu.
W pierwszej i w drugiej fazie wybuchu bomby wydziela się znaczna ilość szybkich neutronów. Większość z ich ucieka poza obszar wybuchu. Neutrony te można wykorzystać do inicjowania rozszczepienia jąder ulegających rozszczepieniu w wyniku bombardowania szybkimi neutronami.
W wersji trójfazowej bombę o konstrukcji opisanej wyżej otacza się dodatkową powłoką z izotopu 238 uranu lub 232 toru, która spełnia w pierwszym etapie rolę ekranu odbijającego neutrony, a następnie sama ulega rozszczepieniu. Izotopy te nie ulegają łańcuchowej reakcji rozszczepienia, ale w końcu bombardujące je szybkie neutrony powstałe w pierwszych dwóch etapach powodują ich rozszczepienie, co znacznie zwiększa sumaryczną moc wybuchu.
Specjalnym rodzajem bomby termojądrowej jest bomba neutronowa. Siła jej wybuchu jest relatywnie niewielka, małe jest również skażenie promieniotwórcze terenu. Czynnikiem niszczącym jest natomiast promieniowanie neutronowe, zabójcze dla żywych organizmów.
[edytuj] Najpotężniejsza bomba termojądrowa
Najpotężniejszą eksplozją, która kiedykolwiek wstrząsnęła światem była detonacja radzieckiej bomby cara. Bomba została zdetonowania 30 października 1961 na wysokości 4 km na Nowej Ziemi. Siłę jej wybuchu oszacowano na 58 megaton (prawie 4000 bomb zrzuconych na Hiroszimę) i dano miano "Zabójcy Miast". Wybuch wzniecił w górę takie ilości pyłów, że zasłoniły niebo na Nowej Ziemi na długi czas. Przyczyną takiej siły wybuchu były duże ilości materiałów nagromadzonych w bombie. Konstrukcja bomby umożliwiała wybuch z mocą 150 MT, jednakże siłę eksplozji ograniczono z obawy przed trudnymi do przewidzenia skutkami wybuchu.
[edytuj] Najmniejsza bomba termojądrowa
Bombą termojądrową o najmniejszej sile wybuchu była angielska bomba "Short Granite" zdetonowana 15 maja 1957 na wyspie Malden (opodal atolu Kiritimati) na wysokości 2400 m. Bomba została zrzucona z samolotu. Siłę jej wybuchu oszacowano na 300 kiloton.
[edytuj] Skutki eksplozji termojądrowej
W wyniku eksplozji wielostopniowej bomby atomowej o mocy 20 MT, kula ognia (fireball) ogarnie obszar w odległości 3,2 km w każdym kierunku od punktu detonacji ground zero. W odległości do 6,4 kilometra, podmuch powietrza spowoduje skokowy wzrost ciśnienia do 4,53 kg na cm² zaś prędkość wiatru przekroczy 1040 km/h. Spowoduje to zdruzgotanie nawet ukrytych pod ziemią schronów przeciwbombowych. Na dystansie 26,6 km od miejsca detonacji, rozszerzająca się fala cieplna zdolna będzie do zapalenia wszystkich palnych materiałów na swej drodze - domów, ubrań, roślin, paliw, itp, wzniecając setki tysięcy pożarów, zaś siła wiatru na tym obszarze przekroczy prędkość 160 km/h, co zamieni pożary w ogromną "burzę ogniową" i rozniesie ja na odległość 48 km, o łącznym obszarze 1280 km². Szacunki ofiar w ludziach dla 2,8 milionowej strefy metropolitalnej wielkości San Diego wynoszą ok. 1 miliona zabitych osób w ciągu kilku minut i 500.000 rannych od uderzeń niesionych wiatrem płonących szczątków, ciężko poparzonych, z utrata słuchu, wzroku, czy tez spowodowanym olbrzymim ciśnieniem powietrza pęknięciem płuc.[1]
[edytuj] Zobacz też
Przypisy
- ↑ Bradley Graham: HIT TO KILL The new Battle Over Shielding America From Missile Attack. Public Affairs, Nowy Jork, 2001. ISBN 1-58648-209-2.
