Ядерна, термоядерна, нейтронна зброя
Ядерна зброя
Вперше ядерна зброя з’явилася у 1945 р. в авіації у вигляді ядерних бомб. Проведене 16 липня 1945 р. в пустелі Аламогордо ( штат Нью-Мексіко США ) випробування першої атомної бомби підтвердило практичну можливість створення і наступного промислового виробництва атомної зброї.
В обох бомбах, зірваних над японськими містами, були використані процеси ядерного поділу. В бомбі, скинутій на Хіросиму, — їй було дане кодове ім’я ‘Тонкий’ — вибуховою речовиною був уран-235 ( присутній у природному урані в кількості 0,7 % ), а на Нагасакі була скинута бомба з плутонію ( штучно створеного елементу ) — її назвали ‘Товстий’. Подальший розвиток ядерної зброї привів до появи її в наземних військах і на флоті.
В основі всіх видів ядерної зброї вибухової дії лежать фізичні принципи, використані вперше при створенні атомних і водневих бомб. Тому ознайомлення з цими бомбами дозволить зрозуміти дію й інших видів ядерної зброї.Ядерний вибух здійснюється шляхом переводу заряду з докритичного стану в критичний, точніше в надкритичний. Ось один з варіантів схеми устрою атомного заряду. До момента вибуху загальний заряд в бомбі може бути розділений на дві чи більше частин ; величина кожної частини менше критичної, що виключає передчасний вибух у кожній з них окремо. Щоб здійснити вибух, потрібно з’єднати всі частини заряду в одне ціле. Зближення частин повинно відбуватися дуже швидко, щоб за рахунок енергії, що виділяється на початку ядерної реакції, не встигли б розлетітися ще не прореаговані частини заряду. Від цього залежить кількість ядер, що розділилися в результаті ланцюгової ядерної реакції, а отже, і потужність вибуху. При зближенні мас ядерного заряду ланцюгова реакція починається не в момент їх зіткнення, а в момент, коли вони ще розділені невеликим проміжком. При повільному зближенні мас внаслідок перегріву вони можуть зруйнуватися і розлетітися в різні боки — бомба зруйнується, не вибухнувши. Тому необхідно скоротити період зближення, переказуючи велику швидкість масам, що з’єднуються. Для з’єднання частин заряду в бомбі можна використовувати дію вибуху звичайної вибухової речовини. Щоб збільшити степінь використання речовини, що ділиться, при ядерному вибуху, її оточують відбивником нейтронів і розташовують у оболонку з міцного матеріалу. Інший спосіб зробити масу критичною або надкритичною : коли тонку сферичну оболонку з урану або плутонію стиснути в кулю. Для цього навколо тонкої уранової або плутонієвої сферичної оболонки розміщують звичайну вибухову речовину, яка у потрібний момент вибухає. В результаті дії газів уранова або плутонієва оболонка стискається в кулю, утворюючи надкритичну масу, в якій починається ланцюгова реакція, яка завершується вибухом матеріалу, що ділиться.
Енергія вибуху ядерних зарядів ( які грунтуються на поділі ядер ) може бути різною. Їх тротиловий еквівалент може коливатися в межах від 50 т до 200 т. Нижня межа визначається коефіцієнтом використання речовини, що ділиться. Верхня межа визначається тим, що неможна безмежно збільшувати вагу окремих частин заряду, оскільки їх маса повинна бути менше критичної.
Ядерну зброю найкрупніших калібрів утворюють шляхом використання термоядерних реакцій.
Термоядерна або ‘воднева’ зброя
Починаючи з другої половини 40-х років в США зростаючими темпами почали розвиватися роботи по вивченню інших можливостей виробництва ядерної зброї не тільки на основі процесу поділу, але також і ядерного синтезу. Через 8 років після атомної бомби з’явилася воднева бомба, вибух якої є результатом реакції з’єднання — синтезу ізотопів водню ( дейтерію і тритію ). Потужність вибуху водневої бомби у тисячі разів перевищувала потужність бомб, скинутих на японські міста. При вибуху водневої бомби, окрім ударної хвилі, вогненого смерчу і всіх видів випромінювання, як в атомній бомбі, утворюється потужний потік швидких нейтронів, які можуть викликати реакцію поділу ядер урану-238.
Для протікання термоядерної реакції необхідно ізотопи водню нагріти до температури у декілька мільйонів градусів. Така висока температура виникає при вибуху уранового або плутонієвого заряду. Тому звичайний атомний заряд ( атомний детонатор ) є складовою термоядерних зарядів і служить джерелом надвисокої температури.
За підрахунками американського вченого Ф.Каплана, потужність вибуху такої бомби розподіляється так : близько 50 % енергії зосереджено в ударній хвилі, 35 % — у тепловому випроміненні, 5 % — у проникаючій ( радіоактивній ) радіації і 10 % приходиться на долю залишкової радіації ( радіоактивні осколки, заражаючі місцевість ).