Ядерное оружие

Что такое реакция слияния ядер?

Топливом для реакции термоядерного синтеза служат изотопы водорода дейтерий или тритий. Первый отличается от обычного водорода тем, что в его ядре, кроме одного протона содержится еще и нейтрон, а в ядре трития уже два нейтрона. В природной воде один атом дейтерия приходится на 7000 атомов водорода, но из его количества. содержащегося в стакане воды, можно в результате термоядерной реакции получить такое же количество теплоты, как и при сгорании 200 л бензина. На встрече в 1946 году с политиками, отец американской водородной бомбы Эдвард Теллер подчеркнул, что дейтерий дает больше энергии на грамм веса, чем уран или плутоний, однако стоит двадцать центов за грамм в сравнении с несколькими сотнями долларов за грамм топлива для ядерного деления. Тритий в природе в свободном состоянии вообще не встречается, поэтому он гораздо дороже, чем дейтерий, с рыночной ценой в десятки тысяч долларов за грамм, однако наибольшее количество энергии высвобождается именно в реакции слияния ядер дейтерия и трития, при которой образуется ядро атома гелия и высвобождается нейтрон, уносящий избыточную энергию в 17,59 МэВ

D + T → 4 Не + n + 17,59 МэВ.

Схематически эта реакция показана на рисунке ниже.

Много это или мало? Как известно, все познается в сравнении. Так вот, энергия в 1 МэВ примерно в 2,3 миллиона раз больше, чем выделяется при сгорании 1 кг нефти. Следовательно слияние только двух ядер дейтерия и трития высвобождает столько энергии, сколько выделяется при сгорании 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 кг нефти. А ведь речь идет только о двух атомах. Можете представить, как высоки были ставки во второй половине 40-х годов прошлого века, когда в США и СССР развернулись работы, результатом которых стала термоядерная бомба.

Последствия обогащения

Для получения ядерной энергии путем деления особый интерес представляют ядра изотопов урана с атомным весом 233 и 235 (233U и 235U) и плутония — 239 (239Pu), делящиеся под воздействием нейтронов. Связь частиц во всех ядрах обусловлена сильным взаимодействием, особо эффективным на малых расстояниях. В крупных ядрах тяжелых элементов эта связь слабее, поскольку электростатические силы отталкивания между протонами как бы «разрыхляют» ядро. Распад ядра тяжелого элемента под действием нейтрона на два быстро летящих осколка сопровождается высвобождением большого количества энергии, испусканием гамма-квантов и нейтронов — в среднем 2,46 нейтрона на одно распавшееся урановое ядро и 3,0 — на одно плутониевое. Благодаря тому что при распаде ядер число нейтронов резко возрастает, реакция деления может мгновенно охватить все ядерное горючее. Так происходит при достижении «критической массы», когда начинается цепная реакция деления, приводящая к атомному взрыву.

1 — корпус

2 — взрывной механизм

3 — обычное взрывчатое вещество

4 — электродетонатор

5 — нейтронный отражатель

6 — ядерное горючее (235U)

7 — источник нейтронов

8 — процесс обжатия ядерного горючего направленным внутрь взрывом

В зависимости от способа получения критической массы различают атомные боеприпасы пушечного и имплозивного типа. В простом боеприпасе пушечного типа две массы 235U, каждая из которых меньше критической, соединяются с помощью заряда обычного взрывчатого вещества (ВВ) путем выстрела из своеобразной внутренней пушки. Ядерное горючее можно разделить и на большее число частей, которые будут соединяться взрывом окружающего их ВВ. Такая схема сложнее, но позволяет достигать больших мощностей заряда.

В боеприпасе имплозивного типа уран 235U или плутоний 239Pu обжимается взрывом расположенного вокруг них обычного взрывчатого вещества. Под действием взрывной волны плотность урана или плутония резко повышается и «надкритическая масса» достигается при меньшем количестве делящегося материала. Для более эффективного протекания цепной реакции горючее в боеприпасах обоих типов окружают нейтронным отражателем, например на основе бериллия, а для инициирования реакции в центре заряда располагают источник нейтронов.

Изотопа 235U, необходимого для создания ядерного заряда, в природном уране содержится всего 0,7%, остальное — стабильный изотоп 238U. Для получения достаточного количества разделяющегося материала производят обогащение природного урана, и это было одной из самых сложных в техническом плане задач при создании атомной бомбы. Плутоний получают искусственно — он накапливается в промышленных ядерных реакторах, за счет превращения 238U в 239Pu под действием потока нейтронов.

Клуб взаимного устрашения

Взрыв советской ядерной бомбы 29 августа 1949 года сообщил всем об окончании американской ядерной монополии. Но ядерная гонка только разворачивалась, к ней очень скоро присоединились новые участники.

3 октября 1952 года взрывом собственного заряда заявила о вступлении в «ядерный клуб» Великобритания, 13 февраля 1960 года — Франция, а 16 октября 1964 года — Китай.

Политическое воздействие ядерного оружия как средства взаимного шантажа хорошо известно. Угроза быстрого нанесения противнику мощного ответного ядерного удара была и остается главным сдерживающим фактором, вынуждающим агрессора искать другие пути ведения военных действий

Это проявилось и в специфическом характере третьей мировой войны, осторожно именовавшейся «холодной»

Официальная «ядерная стратегия» хорошо отражала и оценку общей военной мощи. Так, если вполне уверенное в своей силе государство СССР в 1982 году объявило о «неприменении ядерного оружия первым», то ельцинская Россия вынуждена была объявить о возможности применения ядерного оружия даже против «неядерного» противника. «Ракетно-ядерный щит» и сегодня остался главной гарантией от внешней опасности и одной из основных опор самостоятельной политики. США в 2003 году, когда агрессия против Ирака была уже решенным делом, от болтовни о «несмертельном» оружии перешли к угрозе «возможного использования тактического ядерного оружия». Другой пример. Уже в первые годы XXI века «ядерный клуб» пополнили Индия и Пакистан. И почти сразу последовало резкое обострение противостояния на их границе.

Эксперты МАГАТЭ и пресса давно утверждают, что Израиль «в состоянии» произвести несколько десятков ядерных боеприпасов. Израильтяне же предпочитают загадочно улыбаться — сама возможность наличия ядерного оружия остается мощным средством давления даже в региональных конфликтах.

Об Атомном оружиии

Атомное оружие – самое мощное оружие на сегодняшний день, находящееся на вооружении пяти стран: России, США, Великобритании, Франции и Китая.
Существует также ряд государств, которые ведут более-менее успешные разработки атомного оружия, однако их исследования или не закончены, или
эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран имеют разработки ядерного оружия на разных уровнях, ФРГ, Израиль, ЮАР и Япония теоретически обладают необходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки.

Взрыв в Нагасаки

Трудно переоценить роль ядерного оружия. С одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой – самый эффективный инструмент укрепления
мира и предотвращения военного конфликтами между державами, которые обладают этим оружием. С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прошло 52 года. Мировое сообщество близко подошло к осознанию того, что ядерная война неминуемо приведет к глобальной экологической катастрофе, которая сделает дальнейшее существование человечества невозможным. В течение многих лет создавались правовые механизмы, призванные разрядить напряженность и ослабить противостояние между ядерными державами. Так например, было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия, по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам, а страны, не имеющие ядерного оружия, обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец, совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний. Очевидно, что ядерное оружие является важнейшим инструментом, который стал регулирующим символом целой эпохи в истории
международных отношений и в истории человечества.

В период с 1940 по 1996 год США потратили 8,8 триллиона долларов на ядерную программу

США является бесспорным лидером по затратам на разработку ядерного оружия. Примерно подсчитано, что $8,8 трлн. США потратила на ядерную программу до 1996 года.

Откуда такие суммы?

На самом деле на разработку самого оружия было потрачено не более миллиарда, а львиная доля затрат связана с разработкой и производством систем доставки.

Что происходит сегодня?

Безусловно, на ядерное оружие страны тратят колоссальные средства даже сегодня. Модернизация имеющегося оружия, разработка новых систем доставки требует немалых средств. Страны неохотно делятся бюджетами в этой сфере, поэтому мы может отталкиваться от тех данных, что имеем в свободном доступе.

По некоторым данным, в 2010 году ядерный бюджет стран был приблизительно таким:

• США — $61,3 млрд.,
• Китай — $14,8 млрд.,
• Российская Федерация — $7,6 млрд.,
• Франция — $6 млрд.,
• Великобритания — $5,5 млрд.,
• Индия — $4,9 млрд.,
• Пакистан- $2,2 млрд.,
• Израиль — $1,9 млрд.,
• Северная Корея — $0,7 млрд

9

Водородная бомба

Первые разработки этой модификации термоядерной бомбы появились еще в 1957 году, на волне пропагандистских заявлений США о создании некоего
«гуманного» термоядерного оружия, которое не несет столько вреда для будущих поколений, сколько обычная термоядерная бомба. В претензиях на «гуманность» была доля истины. Хотя разрушительная сила бомбы не была меньшей, в то же время она могла быть взорвана так, чтобы не распространялся стронций-90, который при обычном водородном взрыве в течение длительного времени отравляем земную атмосферу. Все, что находится в радиусе действия подобной бомбы, будет уничтожено, однако опасность для живых организмов, которые удалены от взрыва, а также для будущих поколений, уменьшится. Однако данные утверждения были опровергнуты учеными, которые напомнили, что при взрывах атомных или водородных бомб образуется большое количество радиоактивной пыли, которая поднимается мощным потоком воздуха на высоту до 30 км, а потом постепенно оседает на землю на большой площади, заражая её. Исследования, проведенные учеными, показывают, что понадобится от 4 до 7 лет, чтобы половина этой пыли выпала на землю.

Цепные ядерные реакции

Одного удара нейтрона достаточно для расщепления менее стабильного атома U-235, создания атомов меньших элементов (чаще всего бария и криптона) и высвобождения тепла и гамма-излучения (самой мощной и смертоносной формы радиоактивности).

Эта цепная реакция происходит, когда “запасные” нейтроны из этого атома вылетают с достаточной силой, чтобы расщепить другие атомы U-235, с которыми они соприкасаются. В теории необходимо расщепить только один атом U-235, который будет выпускать нейтроны, которые будут расщеплять другие атомы, которые будут выпускать нейтроны … и так далее. Эта прогрессия не арифметическая; он геометрический и происходит в миллионную долю секунды.

Минимальная сумма для начала цепной реакции, как описано выше, называется сверхкритической массы. Для чисто U-235, 110 фунтов (50 килограмм). Однако Уран никогда не бывает достаточно чистым, поэтому в действительности потребуется больше, например, U-235, U-238 и плутоний.

Термоядерное оружие

Современное термоядерное оружие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника
важнейших промышленных, военных объектов, крупных городов как цивилизационных центров. Наиболее известным типом термоядерного оружия являются термоядерные (водородные) бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного назначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. Впервые подобная ракета была испытана в СССР еще в 1957 году, в настоящее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Назначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках.

Атомная бомба

В основе действия термоядерного оружия лежит использование термоядерной реакции с водородом или его соединениями. В этих реакциях,
протекающих при сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, или из ядер водорода и лития. Для образования гелия используется, в основном, тяжелый водород – дейтерий, ядра которого имеют необычную структуру – один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько десятков миллионов градусов его атому теряют свои электронные оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В результате этого среда оказывается состоящей лишь из протонов и движущихся независимо от них электронов. Скорость теплового движения частиц достигает таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию мощных ядерных сил соединяться друг с другом, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии.

Принципиальная схема водородной бомбы такова. Дейтерий и тритий в жидком состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой,
которая служит для длительного сохранения дейтерия и трития в сильно охлажденном состоянии (для поддержания из жидкостного агрегатного состояния). Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих из твердого сплава, твердой углекислоты и жидкого азота. Вблизи резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода нагреваются до высоких температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Однако, в процессе создания водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, так как в таком случае бомба приобретает слишком большой вес (более 60 т.), из-за чего нельзя было и думать об использовании таких зарядов на стратегических бомбардировщиках, а уж тем более в баллистических ракетах любой дальности. Второй проблемой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала невозможным его длительное хранение.

В ходе исследования 2 вышеуказанные проблемы были решены. Жидкие изотопы водорода были заменены твердым химическим соединением дейтерия с
литием-6. Это позволило значительно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Кроме того, гидрид лития был использован вместо трития, что позволило размещать термоядерные заряды на истребителях бомбардировщиках и баллистических ракетах.

Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного оружия, появлялись все новые и новые его образцы, была создана водородно-
урановая бомба, а также некоторые ее разновидности – сверхмощные и, наоборот, малокалиберные бомбы. Последним этапом совершенствования термоядерного оружия стало создания так называемой «чистой» водородной бомбы.

Вес, длина и способ запуска

Данная характеристика существенно влияет на поражающий фактор. Ядерные бомбы и ракеты, как правило, очень громоздкие и весят очень много. Для их транспортировки и запуска используют специальные военные машины. На вооружении российской армии их несколько. Самым известным считается “Искандер-М”.По способу запуска ядерное оружие также делится на несколько типов:

1. Бомбы. Их необходимо сбрасывать непосредственно с авиации.
2. Ракеты, в том числе и баллистические. Они имеют в своем строении определенный запас топлива, который позволяет летать им очень далеко и долго. В свою очередь они делятся на два класса:
   • Запускаемые с техники, которые может быстро передвигаться и менять место своей дислокации. Однако, для полной боеготовности к запуску таким ракетам требуется время с продолжительностью около 5 минут.
   • Базирующиеся в шахтах. Данный тип ракет уникален тем, что никто, кроме президента и министра обороны не знает их расположение, а также число. Для их развертывания требуется приблизительно столько же времени, но ракеты такого типа могут облететь весь земной шар несколько раз.

Рассмотри вес и длину ядерных ракет, имеющихся на вооружении армии России:

• Тополь-М. Признана самой мобильной ядерной установкой. Производство осуществляется с 1994 года. Вес составляет 46,5 тонн. Длина — 17,5 метра. Является основой ядерного щита России.
• Ярс РС-24. Самая защищенная ракета. Масса около 47 тонн. Длина приблизительно 23 метра.
• Р-36М Сатана. Признана самой тяжелой ядерной ракетой в нашей стране. Ее вес составляет 211 тонн. Длина — 34,3 метра.
• РС-28 Сармат. Длина составляет 30-35 метров. Вес более 200 тонн.

Обладая такими существенными характеристиками, каждая ракета способна уничтожить любую страну мира.
Рис. 5. РС-28 Сармат

Понятие специальных подразделений

Силы специальных операций РФ – это особые подразделения в структуре Вооруженных Сил, о чем уже было указано ранее. Но мало кто понимает, что собой представляет категория «специальные подразделения» вообще. Как правило, формирования подобного рода создаются в составе армии, так как именно в условиях боевых действий очень часто возникают ситуации, требующие особого подхода. Но существуют специальные подразделения также и во внутренних службах, например полиции и т. п. Учитывая это, можно сделать вывод, что специальные подразделения – это формирования в системе органов, занимающихся всесторонней обороной государства, на плечи которых ложится выполнение наиболее опасных и сложных по своей сути миссий.

Предыстория создания советской ядерной бомбы

Мы с вами уже знаем, кто изобрел атомную бомбу, как она работает и какие к каким последствия может привести. Теперь узнаем, как с ядерным оружием обстояли дела в СССР.

После бомбардировки японских городов, И. В. Сталин понял, что создание советской атомной бомбы является вопросом национальной безопасности. 20 августа 1945 года, в СССР был создан комитет по ядерной энергетике, главой которого назначили Л. Берию.

Стоит отметить, что работы в данном направлении велись в Советском Союзе еще с 1918 года, а в 1938 году, была создана специальная комиссия по атомному ядру при Академии наук. С началом Второй мировой войны, все работы в этом направлении были заморожены.

В 1943 году, разведчики СССР передали из Англии материалы закрытых научных трудов в области атомной энергетики. Эти материалы проиллюстрировали, что работа заграничных ученых над созданием атомной бомбы серьезно продвинулась вперед. В то же время американские резиденты поспособствовали внедрению надежных советских агентов в основные центры ядерных исследований США. Агенты передавали информацию о новых разработках советским ученым и инженерам.

Патроны

Некоторые операции ССО

• Борьба с сомалийскими пиратами.
• Проведение контртеррористических спецопераций на Северном Кавказе.
• С 2015 года подразделения Сил специальных операций ВС России используются в военной операции России в Сирии для наведения российской авиации на цели, а также для уничтожения руководителей незаконных вооружённых формирований в тылу противника. B марте 2016 года стало известно о гибели вблизи Пальмиры одного из офицеров ССО России, А. А. Прохоренко, выполнявшего боевую задачу в ходе операции по освобождению города от боевиков организации «Исламское государство»: во избежание попадания в плен к боевикам он был вынужден вызвать огонь на себя.
• Подразделения ССО в 2016 году участвовали в освобождении Алеппо.
• 2 марта 2017 года Пальмира была повторно освобождена от боевиков ИГИЛ. Операцию спланировали и руководили ею российские военные инструкторы. Основной вклад в освобождение Пальмиры внесли российская авиация и ССО.
• Весной 2017 года в провинции Алеппо группа ССО из 16 человек, находясь в непосредственной близости к линии фронта, занималась установлением зданий, удерживаемых противником, опорных пунктов, бронетехники, складов с боеприпасами и маршрутов передвижения. Вся информация передавалась для корректировки авиаударов. Группа была обнаружена и приняла бой против 300 боевиков. Старший группы был удостоен звания Героя России, ещё три офицера награждены орденами.
• 11 декабря 2017 года подразделения ССО обеспечивали безопасность пребывания президента России Владимира Путина на авиабазе Хмеймим. Особые группы ССО прикрывали наиболее опасные направления с моря. За образцовое выполнение данной задачи военнослужащим была объявлена благодарность президента России.

Ссылки

Об атомах

Атомы состоят из различных чисел и комбинаций трех субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны группируются вместе, образуя ядро (центральную массу) атома, в то время как электроны вращаются вокруг ядра, подобно планетам вокруг Солнца. Именно баланс и расположение этих частиц определяют стабильность атома.

Большинство элементов имеют очень стабильные атомы, которые невозможно расщепить, кроме как бомбардировкой ускорителей частиц. Для всех практических целей единственным естественным элементом, атомы которого можно легко расщепить, является Уран – тяжелый металл с самым большим атомом из всех природных элементов и необычно высоким отношением нейтронов к протонам.

Это более высокое соотношение не повышает его “расщепляемость”, но оно имеет важное значение для его способности способствовать взрыву, что делает уран-235 исключительным кандидатом на ядерное деление

Изобретение водородной бомбы

И вновь, отвечая на вопрос, – кто первым в мире изобрел водородную бомбу, невозможно не упомянуть США.

Сама по себе такая бомба берет в основу термоядерный процесс. По ошибке изначально атомную бомбу называли водородной, но это не так. Атомная сильно слабее термоядерной бомбы, а также отличается самим процессом того, как происходит взрыв.

Военное и послевоенное время было пиком научной деятельности многих ядерных физиков, поэтому создалась водородная бомба в теории достаточно быстро. Было необходимо собрать ее и испытать.

В мире

Гарри Трумэн, 33-й президент США, официально заявил о начале работ по созданию термоядерной бомбы после того, как произошло испытание атомной бомбы в СССР.Появилась идея создать еще более мощное оружие, чтобы вновь иметь превосходство над другими странами.

Какой ученый изобрел водородную бомбу? С её созданием в США связывают имя Эдварда Теллера. Он начал заниматься этим еще в 1942 году.Американцы успешно завершили создание к 1951 году, но на бомбу это похоже не было: огромная стационарная установка, которая весила 82 тонны.

Кодовое название такой установки – «Иви Майк». Взрыв состоялся на атолле Эниветок (острова) 1 ноября 1952 года. Мощность поражала: водородная бомба в 1000 раз превзошла атомную. Кратер был больше мили диаметром, а также был полностью разрушен один из островков атолла.

В СССР

Стоит также рассказать о том, кто изобрёл водородную бомбу первым в Советском союзе. Это в 1948 году был Андрей Сахаров. Он продемонстрировал свою конструкцию бомбы с названием РДС-6.

Протестировать её решили всё на том же полигоне Семипалатинска в 1953 году. Перед испытанием вновь застроили полигон под городок, убрали все следы прошлых атомных испытаний, разместили много техники и измерительной аппаратуры. Были также установлены устройства, которые могли бы зафиксировать всё на видео.

Советская водородная бомба была гораздо лучше американской. Она действительно оправдывала своё название. Её масса составляла 7 тонн, а значит, была транспортабельной. Её можно было разместить в бомбардировщике.

Взрыв, который снёс все на своём пути, оказался слишком мощным. Ударная волна оценивалась в 4 километра. Экологические последствия оставляли желать лучшего. Мощность взрыва РДС-6 оценили в 20 раз выше американской «Иви Майк». Но стоило ли оно того? По последним рассекреченным данным, от экологических последствий этих испытаний пострадало более миллиона человек.

Более 2 тысяч взрывов

После атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки ядерное оружие было взорвано более двух тысяч раз. Это делалось для того, чтобы изучить эффекты и последствия оружия или испытать новые образцы ядерных вооружений.

Но даже испытания принесли огромный вред людям и экосистеме в целом. Основными странами, которые наиболее часто проводили испытания, являлись США и СССР. Также испытывали своё оружие Великобритания, Франция и Китай, но в гораздо меньших масштабах.

По оценкам, в 2005 году только официально пострадавших от взрывов на Семипалатинском полигоне насчитывалось чуть более одного миллиона человек, но настоящая цифра гораздо выше. Не удивительно, что в тех районах, где проводились испытания, заболеваемость раком гораздо выше, чем в среднем по стране. США и Россия являются одними из лидеров по количеству онкологических заболеваний во всём мире.

После окончания холодной войны, Россия, США и другие страны подписали договор о ядерном разоружении, свернув программы по производству ядерного оружия. К странам, которые не подписали договор о запрете проведения испытаний, относятся Пакистан и Индия. Кроме того, КНДР в 2006 году в одностороннем порядке вышла из этого договора. КНДР сегодня является единственной страной, которая проводила испытания ядерного оружия в XXI веке.

В одной из наших статей вы можете узнать о самых мощных атомных бомбах в мире.

3