Az adalékolt hasadási fegyver általában egy olyan atomfegyver- típusra utal, amely kis mennyiségű üzemanyagot használ fel az olvadáshoz , annak érdekében, hogy növelje hasadási sebességét és ezáltal teljesítményét. A fúziós reakciók által felszabaduló neutronok , amelyek hozzáadódnak a hasadás által felszabaduló neutronokhoz, így a hasadási reakciók fokozottabb elszabadulását okozzák. A hasadási reakciók száma tehát hirtelen megnő, mielőtt a szív valóban felrobban. Maga a fúziós folyamat csak kis mennyiségű energiát ad hozzá a folyamathoz, talán 1% -ot.
Egy másik jelentés egy elavult egylépcsős atombomba egy típusára vonatkozik, amely nagy mennyiségű termonukleáris fúziót használ gyors neutronok létrehozására, a kimerült urán hasadásának előidézésére , de amely nem hidrogénbomba két emeleten.
A dopping gondolatát kezdetben 1947 ősze és 1949 esése között fejlesztették ki a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban .
A hasadási bombában a hasadó üzemanyagot "összegyűjtik" a hagyományos robbanóanyagok által létrehozott egységes gömbszerű behatolás, ami kritikus tömeget eredményez . Ebben az állapotban minden hasadás elegendő neutront generál, ami elegendő más hasadási reakciót okoz az üzemanyagban, ami láncreakcióhoz vezet . Ez a reakció az üzemanyag legfeljebb 20% -át emészti fel, mielőtt a bomba felrobban, és sokkal kevesebbet, ha a körülmények nem ideálisak: a Little Boy és a Fat Man bombák hozama 1,38%, illetve 13% volt.
A fúziós amplifikációt trícium- és deutériumgáz bevezetésével érik el (egyes esetekben szilárd lítium-deuterid-tritiid keverékét is alkalmazták, de a gáz nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé, és a külső részén tárolható a a hasadási tüzelőanyag-gömb közepe, vagy a külső réteg és a belső mag közötti térben, röviddel az implantáció előtt. Mire az üzemanyag körülbelül 1% -a megreped, a hőmérséklet eléggé megemelkedik ahhoz, hogy termonukleáris fúziót idézzen elő, ami viszonylag nagy számú neutront eredményez, ami felgyorsítja a láncreakció korai szakaszát és megközelítőleg megduplázza annak hatékonyságát.
A deutérium és a trícium fúziójából származó neutronok rendkívül energikusak, átlagosan hétszer nagyobbak, mint a hasadás következtében, ami sokkal nagyobb valószínűséggel ragadja meg hasadó anyagokkal, és ezért új reakciókat indít el. Ennek több oka van:
Ha ezeket a tényezőket figyelembe véve, a maximális alfa -érték a neutronok DT fúziós plutónium (sűrűség 19,8 g / cm 3 ) körülbelül 8-szor nagyobb, mint egy átlagos hasadási neutron (2,5 × 10 9 versus 3 × 10 8 ).
A dopping hatásáról ötletet kaphatunk, ha megfigyeljük, hogy egy mol trícium (3 gramm) és egy mol deutérium (2 gramm) teljes fúziója egy mol neutronot (1 gramm) eredményezne, ami figyelmen kívül hagyva szivárgás és szórási veszteségek egy mól (239 gramm) plutóniumot közvetlenül megrepedhetnek, és 4,6 mol szekunder neutron keletkezhet, ami viszont további 4,6 mol plutóniumot (1099 g ) repeszt . Ennek az 1338 g plutóniumnak az első két generáció során történő hasadása 23 kilotonna TNT-ekvivalens (97 TJ ) energiát szabadítana fel , és hatékonysága 29,7% lenne egy 4,5 kg plutóniumot tartalmazó bombának (tipikus kis tömeg a maghasadás). Az 5 g fúziós üzemanyag fúziójával felszabaduló energia az 1,338 kg plutónium hasadásával felszabaduló energia csupán 1,73% -át teszi ki . Nagyobb teljesítmény és nagyobb hatékonyság lehetséges, mivel a láncreakció a fúzióval történő doppingolás után a második generáción túl is folytatódhat.
A doppingolt hasadási bombák könnyebben immunizálhatók a közeli nukleáris robbanások neutron sugárzása ellen , ami más tervek esetén korai detonációt eredményezhet, amely nem éri el a bomba névleges teljesítményét. A csökkentett súly (adott teljesítménynél) és a sugárzási immunitás kombinációja a legtöbb modern atomfegyver hasadó adalékot adott.
A fúziós reakció sebessége általában 20-30 megakelvin között válik szignifikánssá. Ezt a hőmérsékletet nagyon alacsony hatásfok mellett érik el, miközben a hasadóanyag kevesebb, mint 1% -a megrepedt (ami néhány száz tonna TNT nagyságrendű teljesítménynek felel meg). Mivel az implantációs fegyvereket úgy lehet megtervezni, hogy elérjék ezt az erőszintet, még akkor is, ha a kritikus helyzetben neutronok vannak jelen, a fúzióval történő dopping lehetővé teszi olyan hatékony fegyverek felépítését, amelyek immunisak a károsodásra. Ennek a veszélynek a kiküszöbölése nagyon fontos előny, amelyet a dopping megenged. Úgy tűnik, hogy az Egyesült Államok nukleáris arzenáljában rendelkezésre álló fegyverek ezen a terven alapulnak.
Az egyik fegyvertervező szerint az erősítés elsősorban a hasadási fegyverek teljesítményének jelentős, százszoros növekedéséért felelős 1945 óta.
A termonukleáris szakasz nélküli fúziós fegyverek legkorábbi tervei a Joe 4 szovjet bombára nyúlnak vissza . A szovjet millefeuille ( " Sloika " , oroszul : Слойка) nagy mennyiségű fúziós üzemanyagot használ a szegényített uránt alkotó 238 urán atom hasadásának megindításához . Ezeknek a fegyvereknek hasadó magja van, amelyet lítium-deuterid 6 réteg vesz körül, amelyet maga is szegényített uránréteg vesz körül. Egyes minták (beleértve a cickafarkot is) ezen anyagok több, egymást váltakozó réteggel rendelkeznek. A szovjet millefeuille kialakítása hasonlít az amerikai ébresztőórához , amelyet soha nem építettek, és a brit Green Bamboo-t , amelyet megépítettek, de soha nem teszteltek.
Amikor egy ilyen típusú bomba felrobban, a mag feldarabolódása , amely erősen dúsított uránból vagy plutóniumból készül , neutronokat termel , amelyek némelyike elszabadul és eltalálja a lítium 6 atomokat , és tríciumot hoz létre . A magban, a tríciumban és a deutériumban bekövetkező hasadás eredményeként létrejövő hőmérsékleti értékek összeolvadhatnak anélkül, hogy magas tömörítési arányra lenne szükség. A deutérium és a trícium fúziója 14,1 MeV energiájú neutronot eredményez - ez sokkal nagyobb energia, mint a reakciót megindító hasadás eredményeként létrejött neutron 1 MeV- ja. A magas energiájú neutronok létrehozása az ilyen típusú fegyverek fúziójának fő célja (nem pedig az energiatermelés elősegítése). Ez a nagy energiájú neutron ütközik egy urán-238-atommal, ami hasadást okoz: a fúziós lépés nélkül az eredeti alacsony energiájú neutron ( 1 MeV ), amely ütközik egy urán-238-atommal, előnyben részesült volna. Ez a hasadás ezért energiát és neutronokat szabadít fel, így a maradék lítium 6-ból több trícium keletkezik, és így tovább, láncreakcióban. Az urán-238 hasadásából származó energia hasznos a fegyverekben, mivel a szegényített urán sokkal olcsóbb, mint a nagyon dúsított urán, és mivel nem válhat kritikussá , ezért kevésbé valószínű, hogy katasztrofális balesetet okoz.
Ez a fajta termonukleáris fegyver származhat akár 20% -át potencia a fúziós, a többit a hasadás és korlátozott potenciát kevesebb, mint egy megatonnás (4.184 PJ ). A Joe 4 szovjet bomba elérte a 400 kilotonnát (1 674 PJ ), a legerősebb az Orange Herald (in) , az Egyesült Királyság 720 kt-os tárgyalása a Grapple-hadművelet során, 1957-ben.
Összehasonlításképpen: egy "igazi" hidrogénbomba erejének 97% -át fúzióval állítja elő , és robbanóerejének nincs felső határa.