Почему мощность термоядерной бомбы несравнимо выше, чем мощность "обычной" ядерной бомбы (порядка мегатонн против килотонн)? При одном делении атома урана выделяется около 200 МэВ энергии, в зависимости от хода деления, в то время как при слиянии водорода с гелием энергия по крайней мере в десять раз меньше. Может быть, дело просто в несравнимо большем количестве вещества (в смысле количества молей, а не массы, конечно), которое подвергается синтезу в термоядерной бомбе по сравнению с "обычной" ядерной бомбой?
ОТВЕТ
Термоядерная бомба на самом деле является гораздо более сложным устройством, чем ядерная бомба; взрыв происходит в несколько этапов, а энергия поступает как от слияния, так и от деления. Даже общие принципы действия этого оружия окутаны военной тайной. Более или менее известна так называемая схема работы Улама-Теллера (Станислав Улам - польский математик, участвовавший в Манхэттенском проекте).
В бомбе такого типа сначала взрывается ядерная бомба; кроме того, в ядре содержится дейтерий или тритий, который при воздействии высокого давления сплавляется и производит нейтроны, значительно повышающие эффективность деления урана или плутония из исходного заряда. Первая бомба - Little Boy - использовала при взрыве лишь менее 1,5% расщепляющегося материала, использование "бустера" увеличивает этот показатель примерно до 30%. Однако на этом этапе термоядерная энергия все еще имеет второстепенное значение.
Только на следующем этапе, вероятно, в результате фокусировки рентгеновских и гамма-лучей (эта часть строго конфиденциальна) от взрыва первоначального заряда, высокое давление и температура вызывают реакцию синтеза в тритии, образовавшемся в результате нейтронной бомбардировки второго ядра из дейтерида лития. Второй заряд дополнительно окружен отражателем из урана-238, который обычно не является делящимся материалом, но в результате столкновения с высокоэнергетическими нейтронами он подвергается делению, вызывая еще одну цепную реакцию.
Такие стадии взрывов, вызывающих последовательные фазы синтеза, можно умножать. Самая большая ядерная бомба имела мощность 500 кт тротила и содержала уран более 4 критических масс; вероятно, более крупные бомбы такого типа было бы трудно или нецелесообразно создавать. С другой стороны, мощность термоядерной бомбы может быть практически любой, а пределом является военный смысл взрыва. Самый большой взрыв произошел на Новой Земле, где взорвалась Царь-бомба мощностью 50 Мт тротила, вероятно, трехступенчатая, вызвав полное разрушение местности в радиусе 35 км и выпадение окон в 900 км от эпицентра.
Вкратце - в термоядерной бомбе гораздо больше материала, чем в ядерной, подвергается делению или слиянию и в соответствии со знаменитым E = mc2 преобразуется в энергию.
Комментарии
Отправить комментарий