A H bomba (más néven hidrogénbomba , fúziós bomba vagy termonukleáris bomba ) egy olyan atombomba, amelynek fő energiája könnyű magok összeolvadásából származik .
A maghasadásos bombánál erősebb és összetettebb - az úgynevezett A bomba - a H bombát két szakaszra osztják:
Már 1940 , a magyar - amerikai nukleáris fizikus Teller látta a lehetőségét, hogy a hatalmas hőerőmű (lehetővé téve a hőmérséklet elérje a 10 8 K , vagy száz millió kelvin , vagy Celsius ) által termelt robbanás. egy A bomba a magfúziós folyamat elindításához. A 1941 , Teller csatlakozott a Manhattan Project , amelynek célja, hogy fejlessze a hasadási bomba.
Miután Chicagóban , Enrico Fermivel és Berkeley- ben Robert Oppenheimerrel végzett előzetes munka után Teller a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumba utazott, hogy Oppenheimer irányítása alatt dolgozzon az atombombán. De tekintettel a fúziós bomba készítésének nehézségeire, Teller nagy csalódására a H-bomba nyomát nem követik.
A 1949 után a szovjetek felrobbantotta saját hasadási bomba aAugusztus 29, az amerikai hírszerző szolgálatok elemzései azt mutatják, hogy ez egy plutóniumot használó bomba . Az Egyesült Államok monopóliuma már nem létezik, és a hír jelentős pszichológiai sokkot okoz. Az amerikaiak valóban úgy gondolták, hogy tíz évig fenn tudják tartani az atomfegyverek monopóliumát. Ezután új epikába kezdenek, a hasadási bombánál is erősebb bombának: a fúziós bombának a keresésére.
Harry S. Truman , az Egyesült Államok elnöke ezért felkéri Los Alamos nemzeti laboratóriumát, hogy dolgozzon ki egy bombát, amely a magok összeolvadásának köszönhetően működik. Oppenheimer ellenzi ezt a döntést, csak a népirtás újabb eszközének tartja. Ezután Tellert nevezték ki programvezetőnek. Modellje azonban, bár ésszerű, nem éri el a kitűzött célt.
Stanislaw Marcin Ulam lengyel-amerikai matematikus CJ Everett- szel együttműködve részletes számításokat végez, amelyek azt mutatják, hogy Teller modellje nem hatékony. Ezután Ulam javasol egy módszert, amelyet megtartanak. Ha egy burkolat egyik végébe hasadási bombát, a ház másik végébe pedig termonukleáris anyagot helyezünk, lehetőség nyílik a hasadási bomba által okozott lökéshullámok irányítására . Ezek a hullámok összenyomják és „meggyújtják” a termonukleáris üzemanyagot.
Először Teller cáfolja az ötletet, majd megérti annak érdemeit, de sugárzás helyett a sugárzás alkalmazását javasolja a termonukleáris anyagok tömörítésére. Az első H-bomba, Ivy Mike , az Eniwetok- atoll felett (a Bikini- atoll közelében , a Csendes-óceánon ) robbant fel1 st November 1952-esés ez Teller megelégedésére a tudományos közösség jelentős részének nézeteltérése ellenére. Ez a bomba 10,4 Mt teljesítmény volt .
A "sugárzási robbantás" ma a fúziós bombák létrehozásának szokásos módszere. A két alkotó, Ulam és Teller is szabadalmaztatta H bombáját.
Egy tipikus termonukleáris eszköznek két szakasza van, egy elsődleges szakasz, ahol a robbanás elindul, és egy másodlagos szakasz, a fő termonukleáris robbanás helye.
Az elsődleges szakasz erejét és annak képességét, hogy a másodlagos szétrobbanjon, a trícium keveréke növeli (tüskésíti) , amely a deutériummal magfúziós reakción megy keresztül . A fúzió nagy mennyiségű neutront generál , ami jelentősen növeli a szakaszokban jelen lévő erősen dúsított plutónium vagy urán hasadását . Ezt a megközelítést alkalmazzák a modern fegyverekben, hogy a méret és a súly jelentős csökkenése ellenére is elegendő teljesítményt biztosítsanak.
Maga a bomba olyan szerkezettel van körülvéve, amely lehetővé teszi a hasadási bomba robbanása által előidézett röntgensugarak hatalmas mennyiségének megtartását . Ezeket a hullámokat azután átirányítják a fúziós anyag tömörítésére, és ezután megkezdődhet a bomba teljes robbanása.
A Teller-Ulam építészeti bomba megegyezik a hasadási-fúziós-hasadási bombával.
A reakciókat magában foglaló fúziós lehet például a következő (D, hogy egy 2 H deutérium , T egy 3 H trícium mag , n egy neutron és p egy proton , Ő a hélium atommag ):
1. D + T → 4 He + n + 17,6 MeV 2. D + D → 3 He + n + 3,3 MeV 3. D + D → T + p + 4,0 MeV 4. T + T → 4 He + 2 n 5. 3 He + D → 4 He + p 6. 6 Li + n → T + 4 He 7. 7 Li + n → T + 4 He + nEzen reakciók közül az első (deutérium-trícium fúzió) viszonylag könnyen elindítható, a hőmérséklet és a kompresszió körülményei nagy teljesítményű kémiai robbanóanyagok elérhetők. Önmagában nem elegendő a termonukleáris robbanás elindításához, de felhasználható a reakció fellendítésére: néhány gramm deutérium és trícium a hasadómag közepén nagy neutronáramot eredményez, ami jelentősen megnöveli a az anyag hasadó. Az előállított neutronok energiája 14,1 MeV , ami elegendő az U-238 hasadásának kiváltásához, ami hasadás-fúzió-hasadás reakcióhoz vezet. A többi reakció csak akkor mehet végbe, ha egy elsődleges nukleáris robbanás megteremti a szükséges hőmérsékleti és összenyomódási feltételeket.
A H bomba robbanása nagyon rövid időintervallumban történik: 6 × 10 -7 s , vagyis 600 ns . A hasadási reakcióhoz 550 ns , a fúzióhoz 50 ns szükséges .
A termonukleáris bombák minőségileg hasonló hatásúak, mint a többi nukleáris fegyver. Ezek azonban általában erősebbek, mint az A-bombák, ezért a hatások mennyiségileg sokkal nagyobbak lehetnek.
A „klasszikus” értéke a felszabaduló energia a robbanás egy hasadási bomba körülbelül 14 kt a TNT (vagy 14.000 t ), egy tonna TNT fejlődő 10 9 cal , vagy 4.184 × 10 9 J . Tervezés szerint a maximális érték alig haladja meg a 700 kt-ot .
Ehhez képest a H-bombák elméletileg legalább 1000-szer erősebbek lennének, mint a Little Boy , a hasadási bomba 1945-ben Hirosimára esett . Például Ivy Mike , az első amerikai fúziós bomba körülbelül 10 400 kt ( 10,4 Mt ) energiát szabadított fel . A történelem legerősebb robbanása a Bomba cár szovjet robbanása volt, amelynek 100 Mt bombázására kellett próbát tennie : ereje 57 Mt volt . Ez volt a bomba típusú „FFF” (hasadási-fúziós-hasadási), de „visszafogott”: a 3 -én födém inert. Hruscsov elmagyarázza, hogy arról volt szó, hogy ne „tönkretegyék Moszkva összes tükrét” .
A fúziós bomba által leadott maximális energia korlátlanul növelhető (legalábbis papíron). A cár Bomba kioldott 2,84 x 10 17 J .
Egyes szovjet és később orosz H-bombák felépítése más megközelítést alkalmaz, különálló alkatrészek helyett rétegezve, ami lehetővé tette a Szovjetunió számára az első hordozható H-bombák használatát (és ezért alkalmasak bombázásokban való felhasználásra). Az első szovjet H-bomba robbanás történt1953. augusztus 12, ez az RDS-6s teszt ( amelyet az amerikaiak Joe 4-nek neveztek el), ami inkább „doppingolt” A bomba volt. A Szovjetunió ezt követően Andrej Szaharov által (újra) felfedezett Teller-Ulam koncepciót fogja használni .
A briteknek nem volt hozzáférésük az amerikai technológiához fúziós bombájuk megtervezéséhez, és 1957-ig tapogatóztak, hogy sikerüljön több megatonnás bombát gyártaniuk .
A Kínai Népköztársaság (1967) és Franciaország (1968) megaton "H" bombákat gyártott és tesztelt. A nukleáris fegyverek titkossága miatt a Teller-Ulam struktúrát "újrafeltalálták" (Franciaországban Michel Carayol ).
Az India állítja, hogy ezt tette volna, de több szakértő, utalva a feljegyzések szeizmográf vitatja ezt az eredményt.
Az Észak-Korea azt állította, hogy tervezett és sikeresen tesztelték, a2016. január 6Az Amerikai Földtani Intézet (USGS) és a Dél-Koreai Meteorológiai Ügynökség 4,2 és 5,1 közötti erősségű földrengést észlelt: a szakemberek szerint túl gyenge ahhoz, hogy hitelesítsék a bomba hőtermelését. Ez az ország azt is állítja, hogy tesztelte a2017. szeptember 3egy H-bombát, úgy tűnik, sikerrel, a különböző kormányzati szervek jelentős ember okozta földrengéseket észleltek. A földrengés becsült mértéke 6,3 volt.
A katonaság "tiszta" H-bombáról beszél, amikor teljes energiájának kevesebb, mint 50% -a a hasadási reakcióból származik. Valójában a fúzió önmagában nem termel semmilyen radioaktív vegyületet. A „tiszta” H-bomba radioaktív esése tehát eleve kevésbé lenne jelentős, mint egy azonos teljesítményű hagyományos A-bombaé , míg a többi hatás ugyanolyan pusztító marad. A különbség a fúziós szakasz kialakításából adódik. Ha a betét urán, akkor megreped, felszabadítva a bomba erejének felét, de a csapadék 90% -át okozva. Ha egy másik nehéz, de nem hasadó fémdugóval, például ólommal helyettesíti , a bomba elveszíti erejének felét, de sokkal alacsonyabb eséssel.
Az operatív H-bombákkal kapcsolatos balesetek közül kettő különösen híres volt:
E bombák termonukleáris jellege azonban nem avatkozott be ezekbe a balesetekbe, a másodlagos szakasz helyes meggyújtása véletlen körülmények között lehetetlen.