وفي نهاية الثلاثينيات من القرن الماضي، تم بالفعل اكتشاف قوانين الانشطار والتحلل في أوروبا، وانتقلت القنبلة الهيدروجينية من فئة الخيال إلى الواقع. إن تاريخ تطور الطاقة النووية مثير للاهتمام ولا يزال يمثل منافسة مثيرة بين الإمكانات العلمية للدول: ألمانيا النازية والاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة الأمريكية. إن القنبلة الأقوى، التي حلمت أي دولة بامتلاكها، لم تكن سلاحاً فحسب، بل كانت أيضاً أداة سياسية قوية. إن الدولة التي كانت تمتلكها في ترسانتها أصبحت في الواقع قادرة على كل شيء، ويمكنها أن تملي قواعدها الخاصة.
القنبلة الهيدروجينية لها تاريخها الخاص في الإنشاء، والذي يعتمد على القوانين الفيزيائية، وهي العملية النووية الحرارية. في البداية، كان يطلق عليه بشكل غير صحيح الذرية، وكان اللوم على الأمية. العالم بيث، الذي أصبح فيما بعد الحائز على جائزة جائزة نوبل، عملت على مصدر اصطناعيالطاقة - انشطار اليورانيوم. وكان هذا وقت الذروة النشاط العلميالعديد من علماء الفيزياء، وكان من بينهم رأي مفاده أن الأسرار العلمية لا ينبغي أن تكون موجودة على الإطلاق، لأن قوانين العلوم في البداية دولية.
من الناحية النظرية، تم اختراع القنبلة الهيدروجينية، ولكن الآن، بمساعدة المصممين، كان عليها أن تكتسب أشكالًا تقنية. كل ما تبقى هو تعبئته في غلاف محدد واختباره للحصول على الطاقة. هناك عالمان سترتبط أسماؤهما إلى الأبد بإنشاء هذا السلاح القوي: في الولايات المتحدة الأمريكية، إدوارد تيلر، وفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، أندريه ساخاروف.
في الولايات المتحدة، بدأ الفيزيائي في دراسة المشكلة النووية الحرارية في عام 1942. بأمر من هاري ترومان، رئيس الولايات المتحدة آنذاك، عمل أفضل العلماء في البلاد على هذه المشكلة، فقد أنشأوا سلاحًا جديدًا للتدمير بشكل أساسي. علاوة على ذلك، كان أمر الحكومة يتعلق بقنبلة بسعة لا تقل عن مليون طن من مادة تي إن تي. تم إنشاء القنبلة الهيدروجينية بواسطة تيلر وأظهرت للبشرية في هيروشيما وناغازاكي قدراتها اللامحدودة ولكن المدمرة.
ألقيت على هيروشيما قنبلة تزن 4.5 طن وتحتوي على 100 كجم من اليورانيوم. يتوافق هذا الانفجار مع ما يقرب من 12500 طن من مادة تي إن تي. وتم تدمير مدينة ناغازاكي اليابانية بقنبلة بلوتونيوم بنفس الكتلة، لكن تعادل 20 ألف طن من مادة تي إن تي.
مستقبل الأكاديمي السوفيتيساخاروف في عام 1948، بناء على بحثه، قدم التصميم قنبلة هيدروجينيةتحت اسم RDS-6. وقد اتبع بحثه فرعين: الأول سُمي «النفخة» (RDS-6s)، وكانت سمته الشحنة الذرية، التي كانت محاطة بطبقات من العناصر الثقيلة والخفيفة. أما الفرع الثاني فهو “الأنبوب” أو (RDS-6t) الذي كانت فيه قنبلة البلوتونيوم تحتوي على الديوتيريوم السائل. وبعد ذلك تم اكتشاف اكتشاف مهم للغاية، أثبت أن اتجاه "الأنبوب" هو طريق مسدود.
مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية هو كما يلي: أولاً، تنفجر شحنة HB داخل الغلاف، وهو البادئ لتفاعل نووي حراري، مما يؤدي إلى وميض نيوتروني. في هذه الحالة، تكون العملية مصحوبة بإطلاق درجة حرارة عالية، وهي ضرورية لبدء مزيد من النيوترونات في قصف ملحق ديوتريد الليثيوم، وهو بدوره، تحت التأثير المباشر للنيوترونات، ينقسم إلى عنصرين: التريتيوم والهيليوم . يشكل الصمام الذري المستخدم المكونات اللازمة لحدوث الاندماج في القنبلة التي تم تفجيرها بالفعل. هذا هو مبدأ التشغيل المعقد للقنبلة الهيدروجينية. بعد هذا الإجراء الأولي، يبدأ التفاعل النووي الحراري مباشرة في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم. في هذا الوقت، ترتفع درجة حرارة القنبلة أكثر فأكثر، ويشارك كل شيء في الاندماج. كمية كبيرةهيدروجين. إذا قمت بمراقبة وقت ردود الفعل هذه، فيمكن وصف سرعة عملها بأنها لحظية.
بعد ذلك، بدأ العلماء في استخدام ليس تخليق النوى، ولكن انشطارهم. وينتج عن انشطار طن واحد من اليورانيوم طاقة تعادل 18 مليون طن. هذه القنبلة لديها قوة هائلة. أقوى قنبلة صنعتها البشرية كانت مملوكة للاتحاد السوفييتي. حتى أنها دخلت موسوعة غينيس للأرقام القياسية. وكانت موجة الانفجار تعادل 57 ميغاطن (تقريبًا) من مادة تي إن تي. تم تفجيره عام 1961 في منطقة أرخبيل نوفايا زيمليا.
لقد ناقش الجميع بالفعل أحد أكثر الأخبار غير السارة في شهر ديسمبر - الاختبار الناجح الذي أجرته كوريا الشمالية لقنبلة هيدروجينية. ولم يفشل كيم جونغ أون في التلميح (بصراحة) إلى أنه مستعد في أي لحظة لتحويل أسلحته من الدفاعية إلى الهجومية، وهو ما أحدث ضجة غير مسبوقة في الصحافة حول العالم. ومع ذلك، كان هناك أيضًا متفائلون أعلنوا أن الاختبارات كانت مزيفة: يقولون إن ظل الزوتشيه يسقط في الاتجاه الخاطئ، وبطريقة أو بأخرى فإن التداعيات الإشعاعية غير مرئية. ولكن لماذا يعد وجود قنبلة هيدروجينية في الدولة المعتدية عاملاً مهمًا بالنسبة للدول الحرة، لأنه حتى الرؤوس الحربية النووية التي كوريا الشماليةمتوفرة بكثرة، هل سبق لك أن أخافت أي شخص من هذا القبيل؟
القنبلة الهيدروجينية، والمعروفة أيضًا باسم القنبلة الهيدروجينية أو HB، هي سلاح ذو قوة تدميرية لا تصدق، وتقاس قوتها بالميجا طن من مادة تي إن تي. يعتمد مبدأ تشغيل HB على الطاقة التي يتم توليدها أثناء الاندماج النووي الحراري لنواة الهيدروجين - وتحدث نفس العملية تمامًا في الشمس.
كيف تختلف القنبلة الهيدروجينية عن القنبلة الذرية؟
يعد الاندماج النووي، وهو العملية التي تحدث أثناء تفجير قنبلة هيدروجينية، أقوى أنواع الطاقة المتاحة للبشرية. ولم نتعلم بعد كيفية استخدامه للأغراض السلمية، ولكننا قمنا بتكييفه للأغراض العسكرية. هذا التفاعل النووي الحراري، المشابه لما يمكن رؤيته في النجوم، يطلق تدفقًا لا يصدق من الطاقة. في الطاقة الذرية، يتم الحصول على الطاقة من انشطار النواة الذرية، وبالتالي فإن انفجار القنبلة الذرية يكون أضعف بكثير.
الاختبار الأول
وكان الاتحاد السوفيتي متقدما مرة أخرى على العديد من المشاركين في السباق الحرب الباردة. تم اختبار القنبلة الهيدروجينية الأولى، التي تم تصنيعها تحت قيادة العبقري ساخاروف، في موقع اختبار سيميبالاتينسك السري - وبعبارة ملطفة، فقد أثارت إعجاب العلماء، بل وأيضاً الجواسيس الغربيين.
هزة أرضية
التأثير المدمر المباشر للقنبلة الهيدروجينية هو موجة صدمية قوية ومكثفة للغاية. وتعتمد قوتها على حجم القنبلة نفسها والارتفاع الذي انفجرت فيه الشحنة.
التأثير الحراري
قنبلة هيدروجينية بقوة 20 ميغا طن فقط (حجم أكبر قنبلة تم اختبارها في هذه اللحظةالقنابل - 58 ميغا طن). كمية كبيرةالطاقة الحرارية: الخرسانة المذابة في دائرة نصف قطرها خمسة كيلومترات من موقع اختبار القذيفة. في دائرة نصف قطرها تسعة كيلومترات، سيتم تدمير جميع الكائنات الحية، ولن تبقى المعدات ولا المباني. وسيتجاوز قطر الحفرة التي أحدثها الانفجار كيلومترين، وسيتراوح عمقها حوالي خمسين مترا.
كرة نارية
الشيء الأكثر إثارة بعد الانفجار سيبدو للمراقبين وكأنه كرة نارية ضخمة: فالعواصف المشتعلة التي يبدأها تفجير قنبلة هيدروجينية ستدعم نفسها، مما سيجذب المزيد والمزيد من المواد القابلة للاشتعال إلى القمع.
التلوث الإشعاعي
لكن معظم نتيجة خطيرةالانفجار سوف يسبب، بطبيعة الحال، التلوث الإشعاعي. إن تفكك العناصر الثقيلة في زوبعة نارية غاضبة سوف يملأ الغلاف الجوي بجزيئات صغيرة من الغبار المشع - وهو خفيف جدًا لدرجة أنه عندما يدخل الغلاف الجوي، يمكن أن يدور حوله أرضمرتين أو ثلاث مرات وعندها فقط سوف يهطل على شكل أمطار. وبالتالي، فإن انفجار قنبلة بقوة 100 ميغا طن يمكن أن يكون له عواقب على الكوكب بأكمله.
قنبلة القيصر
58 ميغا طن - هذا هو وزن أكبر قنبلة هيدروجينية انفجرت في موقع اختبار أرخبيل نوفايا زيمليا. دارت موجة الصدمة حول العالم ثلاث مرات، مما أجبر معارضي الاتحاد السوفييتي على الاقتناع مرة أخرى بالقوة التدميرية الهائلة لهذا السلاح. قال فيسيلتشاك خروتشوف مازحا أمام الجلسة المكتملة إنهم لم يصنعوا قنبلة أخرى فقط خوفا من كسر زجاج الكرملين.
محتوى المقال
قنبلة هيدروجينية,سلاح ذو قوة تدميرية كبيرة (في حدود الميجا طن بما يعادل مادة تي إن تي)، ويعتمد مبدأ تشغيله على تفاعل الاندماج النووي الحراري للنوى الخفيفة. مصدر طاقة الانفجار هو عمليات مشابهة لتلك التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى.
التفاعلات النووية الحرارية.
يحتوي الجزء الداخلي من الشمس على كمية هائلة من الهيدروجين، وهو في حالة ضغط عالي للغاية عند درجة حرارة تقريبية. 15.000.000 كلفن. عند درجات الحرارة المرتفعة وكثافة البلازما، تتعرض نوى الهيدروجين لاصطدامات مستمرة مع بعضها البعض، يؤدي بعضها إلى اندماجها وفي النهاية تكوين نوى الهيليوم الأثقل. مثل هذه التفاعلات، التي تسمى الاندماج النووي الحراري، تكون مصحوبة بإطلاق كميات هائلة من الطاقة. وفقا لقوانين الفيزياء، فإن إطلاق الطاقة أثناء الاندماج النووي الحراري يرجع إلى حقيقة أنه أثناء تكوين نواة أثقل، يتم تحويل جزء من كتلة النوى الخفيفة المدرجة في تكوينها إلى كمية هائلة من الطاقة. ولهذا السبب فإن الشمس، ذات الكتلة الهائلة، تفقد كل يوم تقريبًا في عملية الاندماج النووي الحراري. 100 مليار طن من المادة وتطلق طاقة، وبفضلها أصبحت الحياة الممكنةعلى الأرض.
نظائر الهيدروجين.
ذرة الهيدروجين هي أبسط الذرات الموجودة. ويتكون من بروتون واحد، وهو نواته، ويدور حولها إلكترون واحد. أظهرت الدراسات الدقيقة للمياه (H 2 O) أنها تحتوي على كميات ضئيلة من الماء "الثقيل" الذي يحتوي على "النظير الثقيل" للهيدروجين - الديوتيريوم (2 H). تتكون نواة الديوتيريوم من بروتون ونيوترون - وهو جسيم متعادل كتلته قريبة من البروتون.
وهناك نظير ثالث للهيدروجين، وهو التريتيوم، الذي تحتوي نواته على بروتون واحد ونيوترونين. التريتيوم غير مستقر ويخضع للتحلل الإشعاعي التلقائي، ويتحول إلى نظير الهيليوم. تم العثور على آثار للتريتيوم في الغلاف الجوي للأرض، حيث يتشكل نتيجة تفاعل الأشعة الكونية مع جزيئات الغاز التي يتكون منها الهواء. يتم الحصول على التريتيوم بشكل مصطنعالخامس مفاعل نووي، تشعيع نظير الليثيوم -6 بتدفق النيوترونات.
تطوير القنبلة الهيدروجينية.
تمهيدي التحليل النظريأظهر أن الاندماج النووي الحراري يتم إنجازه بسهولة أكبر في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم. وأخذًا على ذلك كأساس، بدأ العلماء الأمريكيون في بداية عام 1950 في تنفيذ مشروع لإنشاء قنبلة هيدروجينية (HB). تم إجراء الاختبارات الأولى لجهاز نووي نموذجي في موقع اختبار إنيويتوك في ربيع عام 1951؛ كان الاندماج النووي الحراري جزئيًا فقط. تم تحقيق نجاح كبير في 1 نوفمبر 1951 أثناء اختبار جهاز نووي ضخم بلغت قوة انفجاره 4 × 8 مليون طن بما يعادل مادة تي إن تي.
تم تفجير أول قنبلة جوية هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي في 12 أغسطس 1953، وفي 1 مارس 1954، فجر الأمريكيون قنبلة جوية أكثر قوة (حوالي 15 مليون طن) على جزيرة بيكيني أتول. ومنذ ذلك الحين، نفذت كلتا القوتين تفجيرات لأسلحة ميغاتون المتقدمة.
ورافق الانفجار الذي وقع في بيكيني أتول إطلاق سراح كمية كبيرةالمواد المشعة. وسقط بعضها على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار على متن سفينة الصيد اليابانية "لاكي دراجون"، فيما غطى البعض الآخر جزيرة رونجيلاب. وبما أن الاندماج النووي الحراري ينتج هيليومًا مستقرًا، فإن النشاط الإشعاعي الناتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية نقية يجب ألا يزيد عن نشاط المفجر الذري للتفاعل النووي الحراري. ومع ذلك، في الحالة قيد النظر، اختلف التداعي الإشعاعي المتوقع والفعلي بشكل كبير من حيث الكمية والتركيب.
آلية عمل القنبلة الهيدروجينية.
يمكن تمثيل تسلسل العمليات التي تحدث أثناء انفجار قنبلة هيدروجينية على النحو التالي. أولاً، تنفجر شحنة بادئ التفاعل النووي الحراري (قنبلة ذرية صغيرة) الموجودة داخل قذيفة HB، مما يؤدي إلى وميض نيوتروني وإنشاء حرارةاللازمة لبدء الاندماج النووي الحراري. تقصف النيوترونات ملحقًا مصنوعًا من ديوتريد الليثيوم، وهو مركب من الديوتيريوم والليثيوم (يتم استخدام نظير الليثيوم ذو العدد الكتلي 6). ينقسم الليثيوم -6 إلى هيليوم وتريتيوم تحت تأثير النيوترونات. وهكذا، فإن الصمام الذري يخلق المواد اللازمة للتخليق مباشرة في القنبلة الفعلية نفسها.
ثم يبدأ التفاعل النووي الحراري في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم، وترتفع درجة الحرارة داخل القنبلة بسرعة، مما يؤدي إلى إشراك المزيد والمزيد من الهيدروجين في عملية التوليف. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة، يمكن أن يبدأ التفاعل بين نوى الديوتيريوم، وهو سمة من سمات القنبلة الهيدروجينية النقية. وبطبيعة الحال، تحدث جميع ردود الفعل بسرعة كبيرة بحيث يُنظر إليها على أنها لحظية.
الانشطار، الانصهار، الانشطار (القنبلة العملاقة).
في الواقع، في القنبلة، ينتهي تسلسل العمليات الموصوفة أعلاه في مرحلة تفاعل الديوتيريوم مع التريتيوم. علاوة على ذلك، اختار مصممو القنبلة عدم استخدام الاندماج النووي، بل الانشطار النووي. ينتج عن اندماج نواة الديوتيريوم والتريتيوم الهيليوم والنيوترونات السريعة، التي تكون طاقتها عالية بما يكفي لإحداث انشطار نووي لليورانيوم 238 (النظير الرئيسي لليورانيوم، وهو أرخص بكثير من اليورانيوم 235 المستخدم في القنابل الذرية التقليدية). تقوم النيوترونات السريعة بتقسيم ذرات غلاف اليورانيوم الخاص بالقنبلة العملاقة. وينتج عن انشطار طن واحد من اليورانيوم طاقة تعادل 18 مليون طن. الطاقة لا تذهب فقط إلى الانفجار وتوليد الحرارة. تنقسم كل نواة يورانيوم إلى شظيتين عاليتي الإشعاع. تشتمل منتجات الانشطار على 36 نوعًا مختلفًا العناصر الكيميائيةوما يقرب من 200 نظائر مشعة. كل هذا يشكل التساقط الإشعاعي الذي يصاحب انفجارات القنابل العملاقة.
شكرا ل تصميم فريدوآلية العمل الموصوفة، يمكن صنع أسلحة من هذا النوع قوية حسب الرغبة. إنها أرخص بكثير من القنابل الذرية التي لها نفس القوة.
عواقب الانفجار.
موجة الصدمة والتأثير الحراري.
التأثير المباشر (الأساسي) لانفجار قنبلة عملاقة هو ثلاثة أضعاف. التأثير المباشر الأكثر وضوحًا هو موجة الصدمة ذات الشدة الهائلة. وقوة تأثيرها تعتمد على قوة القنبلة وارتفاع الانفجار عن سطح الأرض وطبيعة التضاريس، وتتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يتم تحديد التأثير الحراري للانفجار بنفس العوامل، ولكنه يعتمد أيضًا على شفافية الهواء - فالضباب يقلل بشكل حاد من المسافة التي يمكن أن يسبب فيها الوميض الحراري حروقًا خطيرة.
وفقا للحسابات، خلال انفجار في الغلاف الجوي لقنبلة بقوة 20 ميغا طن، سيبقى الناس على قيد الحياة في 50٪ من الحالات إذا كانوا: 1) يلجأون إلى ملجأ خرساني مسلح تحت الأرض على مسافة حوالي 8 كم من مركز الزلزال. الانفجار (E)، 2) يقع في المباني الحضرية العادية على مسافة حوالي . 15 كم من EV، 3) وجدوا أنفسهم على مكان مفتوحعلى مسافة تقريبا. 20 كم من EV. في ظروف ضعف الرؤية وعلى مسافة لا تقل عن 25 كم، إذا كان الجو صافيا، بالنسبة للأشخاص في المناطق المفتوحة، فإن احتمال البقاء على قيد الحياة يزداد بسرعة مع المسافة من مركز الزلزال؛ وعلى مسافة 32 كم تبلغ قيمته المحسوبة أكثر من 90٪. المنطقة التي يسبب فيها الإشعاع المخترق المتولد أثناء الانفجار موت، صغير نسبيًا حتى في حالة القنبلة العملاقة عالية الطاقة.
كرة نارية.
اعتمادًا على تركيبة وكتلة المواد القابلة للاشتعال الموجودة في الكرة النارية، يمكن أن تتشكل العواصف النارية العملاقة ذاتية الاستدامة وتستمر لعدة ساعات. ومع ذلك، فإن النتيجة الأكثر خطورة (وإن كانت ثانوية) للانفجار هي التلوث الإشعاعي للبيئة.
يسقط.
كيف يتم تشكيلها.
عندما تنفجر قنبلة، تمتلئ كرة النار الناتجة بكمية هائلة من الجزيئات المشعة. عادةً ما تكون هذه الجسيمات صغيرة جدًا لدرجة أنه بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي العلوي، يمكنها البقاء هناك لفترة طويلة. لكن إذا لامست كرة نارية سطح الأرض، فإنها تحول كل ما عليها إلى غبار ورماد ساخن وتسحبهما إلى إعصار ناري. وفي زوبعة اللهب، تختلط وترتبط بالجسيمات المشعة. الغبار المشع، باستثناء الأكبر، لا يستقر على الفور. يتم نقل الغبار الناعم بعيدًا بواسطة السحابة الناتجة ويسقط تدريجيًا أثناء تحركه مع الريح. مباشرة في موقع الانفجار، يمكن أن يكون التداعيات الإشعاعية شديدة للغاية - بشكل رئيسي غبار كبير يستقر على الأرض. على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار وعلى مسافات أكبر، صغيرة ولكنها ثابتة مرئية للعينجزيئات الرماد. غالبًا ما تشكل غطاءً مشابهًا للثلج المتساقط، وهو مميت لأي شخص يصادف وجوده بالقرب منه. وحتى الجزيئات الأصغر حجمًا وغير المرئية، قبل أن تستقر على الأرض، يمكنها أن تتجول في الغلاف الجوي لعدة أشهر وحتى سنوات، وتدور حول الكرة الأرضية عدة مرات. بحلول الوقت الذي يسقطون فيه، يضعف نشاطهم الإشعاعي بشكل كبير. أخطر الإشعاع هو السترونتيوم 90 الذي يبلغ نصف عمره 28 عامًا. وقد لوحظت خسارتها بوضوح في جميع أنحاء العالم. وعندما يستقر على الأوراق والعشب، فإنه يدخل في السلسلة الغذائية التي تشمل الإنسان. ونتيجة لذلك، تم العثور على كميات ملحوظة، وإن لم تكن خطيرة بعد، من السترونتيوم 90 في عظام سكان معظم البلدان. يعد تراكم السترونتيوم 90 في عظام الإنسان خطيرًا جدًا على المدى الطويل، حيث يؤدي إلى تكوين أورام العظام الخبيثة.
تلوث المنطقة على المدى الطويل بالتساقط الإشعاعي.
في حالة الأعمال العدائية، سيؤدي استخدام القنبلة الهيدروجينية إلى تلوث إشعاعي فوري لمنطقة داخل دائرة نصف قطرها تقريبًا. على بعد 100 كيلومتر من مركز الانفجار. إذا انفجرت قنبلة عملاقة، فستتلوث مساحة تبلغ عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة. مثل هذه المساحة الضخمة من الدمار بقنبلة واحدة تجعلها نوعًا جديدًا تمامًا من الأسلحة. حتى لو لم تصل القنبلة العملاقة الهدف، أي. لن تضرب الجسم بتأثيرات صدمة حرارية، فإن الإشعاع المخترق والتساقط الإشعاعي المصاحب للانفجار سيجعل المساحة المحيطة غير صالحة للسكن. يمكن أن يستمر هذا الهطول لعدة أيام وأسابيع وحتى أشهر. اعتمادا على كميتها، يمكن أن تصل شدة الإشعاع إلى القاتلة مستوى خطير. يكفي عدد صغير نسبيًا من القنابل الفائقة للتغطية بالكامل بلد كبيرطبقة من الغبار المشع قاتلة لجميع الكائنات الحية. وهكذا، كان إنشاء القنبلة العملاقة بمثابة بداية حقبة أصبح فيها من الممكن جعل قارات بأكملها غير صالحة للسكن. حتى بعد منذ وقت طويلبعد توقف التعرض المباشر للتساقط الإشعاعي، سيظل الخطر الناتج عن السمية الإشعاعية العالية للنظائر مثل السترونتيوم-90 قائمًا. ومع الأغذية المزروعة في تربة ملوثة بهذا النظائر، سيدخل النشاط الإشعاعي إلى جسم الإنسان.
في 16 يناير 1963، في ذروة الحرب الباردة، أخبر نيكيتا خروتشوف العالم أن الاتحاد السوفياتيلديه أسلحة جديدة في ترسانته الدمار الشامل- قنبلة هيدروجينية.
وقبل عام ونصف، كان الاتحاد السوفييتي هو الأكثر إنتاجًا انفجار قويالقنبلة الهيدروجينية في العالم - تم تفجير عبوة بقوة تزيد عن 50 ميجا طن في نوفايا زيمليا. من نواحٍ عديدة، كان هذا التصريح الذي أدلى به الزعيم السوفييتي هو الذي جعل العالم يدرك التهديد المتمثل في زيادة تصعيد سباق التسلح النووي: بالفعل في 5 أغسطس 1963، تم التوقيع على اتفاقية في موسكو تحظر تجارب الأسلحة النووية في الغلاف الجوي، خارج نطاق السيطرة. الفضاء وتحت الماء.
تاريخ الخلق
كانت الإمكانية النظرية للحصول على الطاقة عن طريق الاندماج النووي الحراري معروفة حتى قبل الحرب العالمية الثانية، لكن الحرب وسباق التسلح الذي تلاها هو الذي أثار مسألة خلق الطاقة النووية. الجهاز الفنيلخلق هذا التفاعل عمليا. ومن المعروف أنه في ألمانيا عام 1944، تم تنفيذ العمل لبدء الاندماج النووي الحراري عن طريق ضغط الوقود النووي باستخدام شحنات من المتفجرات التقليدية - لكنها لم تكن ناجحة، لأنه لم يكن من الممكن الحصول على درجات الحرارة والضغوط المطلوبة. كانت الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي يتطوران الأسلحة النووية الحراريةبدءًا من الأربعينيات، تم اختبار الأجهزة النووية الحرارية الأولى في أوائل الخمسينيات في وقت واحد تقريبًا. في عام 1952، فجرت الولايات المتحدة عبوة بقوة 10.4 ميجا طن في جزيرة إنيويتاك المرجانية (وهي أقوى 450 مرة من القنبلة التي ألقيت على ناجازاكي)، وفي عام 1953، اختبر الاتحاد السوفييتي جهازًا بقوة 400 كيلو طن.
لم تكن تصميمات الأجهزة النووية الحرارية الأولى مناسبة للاستخدام القتالي الفعلي. على سبيل المثال، كان الجهاز الذي اختبرته الولايات المتحدة في عام 1952 عبارة عن هيكل أرضي بارتفاع مبنى مكون من طابقين ويزن أكثر من 80 طنًا. تم تخزين الوقود النووي الحراري السائل فيه باستخدام وحدة تبريد ضخمة. لذلك، في المستقبل، تم تنفيذ الإنتاج التسلسلي للأسلحة النووية الحرارية باستخدام الوقود الصلب - ديوتريد الليثيوم 6. في عام 1954، اختبرت الولايات المتحدة جهازًا يعتمد عليه في بيكيني أتول، وفي عام 1955، تم اختبار قنبلة نووية حرارية سوفيتية جديدة في موقع اختبار سيميبالاتينسك. في عام 1957، تم إجراء اختبارات القنبلة الهيدروجينية في بريطانيا العظمى. في أكتوبر 1961، تم تفجير قنبلة نووية حرارية بسعة 58 ميغا طن في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في نوفايا زيمليا - أقوى قنبلة اختبرتها البشرية على الإطلاق، والتي دخلت التاريخ تحت اسم "قنبلة القيصر". 
كان الهدف من التطوير الإضافي هو تقليل حجم تصميم القنابل الهيدروجينية لضمان إيصالها إلى الهدف بواسطة الصواريخ الباليستية. بالفعل في الستينيات، تم تخفيض كتلة الأجهزة إلى عدة مئات من الكيلوغرامات، وبحلول السبعينيات، يمكن للصواريخ الباليستية أن تحمل أكثر من 10 رؤوس حربية في وقت واحد - وهي صواريخ ذات رؤوس حربية متعددة، ويمكن لكل جزء أن يضرب هدفه. اليوم، تمتلك الولايات المتحدة وروسيا وبريطانيا العظمى ترسانات نووية حرارية، كما تم إجراء اختبارات الشحنات النووية الحرارية في الصين (في عام 1967) وفي فرنسا (في عام 1968). 
مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية
يعتمد عمل القنبلة الهيدروجينية على استخدام الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل الاندماج النووي الحراري للنوى الخفيفة. وهذا التفاعل هو الذي يحدث في أعماق النجوم، حيث، تحت تأثير درجات الحرارة العالية جدًا والضغط الهائل، تصطدم نوى الهيدروجين وتندمج في نوى الهيليوم الأثقل. أثناء التفاعل، يتم تحويل جزء من كتلة نواة الهيدروجين إلى كمية كبيرة من الطاقة - وبفضل ذلك، تطلق النجوم باستمرار كميات هائلة من الطاقة. قام العلماء بنسخ هذا التفاعل باستخدام نظائر الهيدروجين - الديوتيريوم والتريتيوم، مما أعطاه اسم "القنبلة الهيدروجينية". في البداية، تم استخدام نظائر الهيدروجين السائلة لإنتاج الشحنات، وفي وقت لاحق تم استخدام ديوترايد الليثيوم 6، وهو مركب صلب من الديوتيريوم ونظير الليثيوم.
ديوترايد الليثيوم 6 هو المكون الرئيسي للقنبلة الهيدروجينية والوقود النووي الحراري. فهو يقوم بالفعل بتخزين الديوتيريوم، ويعمل نظير الليثيوم كمادة خام لتكوين التريتيوم. لبدء تفاعل الاندماج النووي الحراري، من الضروري خلق درجات حرارة وضغوط عالية، وكذلك فصل التريتيوم عن الليثيوم 6. يتم توفير هذه الشروط على النحو التالي. 
وميض انفجار القنبلة AN602 مباشرة بعد انفصال موجة الصدمة. وفي تلك اللحظة كان قطر الكرة حوالي 5.5 كم، وبعد بضع ثوان زاد قطرها إلى 10 كم.
يتكون غلاف حاوية الوقود النووي الحراري من اليورانيوم 238 والبلاستيك، ويتم وضع شحنة نووية تقليدية بقوة عدة كيلوطنات بجوار الحاوية - يطلق عليها اسم الزناد أو البادئ لقنبلة هيدروجينية. أثناء انفجار شحنة بادئ البلوتونيوم تحت تأثير مادة قوية الأشعة السينيةويتحول غلاف الحاوية إلى بلازما، حيث يتم ضغطها آلاف المرات، مما يخلق ما يلزم ضغط مرتفعودرجة الحرارة الهائلة. وفي الوقت نفسه، تتفاعل النيوترونات المنبعثة من البلوتونيوم مع الليثيوم 6، لتشكل التريتيوم. تتفاعل نوى الديوتيريوم والتريتيوم تحت تأثير درجة الحرارة والضغط العاليين للغاية، مما يؤدي إلى انفجار نووي حراري. 
يمكن أن يؤدي انبعاث الضوء الناتج عن الانفجار إلى حروق من الدرجة الثالثة على مسافة تصل إلى مائة كيلومتر. تم التقاط هذه الصورة من مسافة 160 كم.
إذا قمت بتصنيع عدة طبقات من ديوتريد اليورانيوم 238 والليثيوم 6، فإن كل واحدة منها ستضيف قوتها الخاصة إلى انفجار قنبلة - أي أن مثل هذه "النفخة" تسمح لك بزيادة قوة الانفجار بشكل غير محدود تقريبًا . بفضل هذا، يمكن صنع قنبلة هيدروجينية بأي قوة تقريبًا، وستكون أرخص بكثير من القنبلة التقليدية قنبلة نوويةنفس القوة. 
دارت الموجة الزلزالية الناجمة عن الانفجار حول الكرة الأرضية ثلاث مرات. وبلغ ارتفاع الفطر النووي 67 كيلومترا، وقطر "قبعته" 95 كيلومترا. موجة صوتيةوصلت إلى جزيرة ديكسون الواقعة على بعد 800 كيلومتر من موقع الاختبار.
اختبار القنبلة الهيدروجينية RDS-6S، 1953
إن الطموحات الجيوسياسية للقوى الكبرى تؤدي دائمًا إلى سباق التسلح. إن تطوير التقنيات العسكرية الجديدة أعطى دولة أو أخرى ميزة على غيرها. وهكذا، مع قدم وساق، اقتربت البشرية من ظهور أسلحة رهيبة - قنبلة نووية. من أي تاريخ بدأ تقرير العصر الذري، وكم دولة على كوكبنا تمتلك الإمكانات النووية وبأي طرق؟ فرق جوهريقنبلة هيدروجينية من قنبلة ذرية؟ يمكنك العثور على إجابة لهذه الأسئلة وغيرها من خلال قراءة هذا المقال.
ما الفرق بين القنبلة الهيدروجينية والقنبلة النووية؟
أي سلاح نووي على أساس التفاعل النووي، قوتها قادرة على تدمير عدد كبير من الوحدات السكنية، وكذلك المعدات، وجميع أنواع المباني والهياكل على الفور تقريبًا. دعونا نفكر في تصنيف الرؤوس الحربية النووية الموجودة في الخدمة لدى بعض الدول:
- القنبلة النووية (الذرية).أثناء التفاعل النووي وانشطار البلوتونيوم واليورانيوم، يتم إطلاق الطاقة على نطاق هائل. عادة، يحتوي الرأس الحربي الواحد على شحنتين من البلوتونيوم لهما نفس الكتلة، وتنفجران بعيدًا عن بعضهما البعض.
- القنبلة الهيدروجينية (النووية الحرارية).يتم إطلاق الطاقة بناءً على اندماج نواة الهيدروجين (ومن هنا الاسم). إن شدة موجة الصدمة وكمية الطاقة المنبعثة تتجاوز الطاقة الذرية عدة مرات.
ما هو الأقوى: القنبلة النووية أم الهيدروجينية؟
وبينما كان العلماء في حيرة من أمرهم بشأن كيفية استخدام الطاقة الذرية التي تم الحصول عليها في عملية الاندماج النووي الحراري للهيدروجين للأغراض السلمية، كان الجيش قد أجرى بالفعل أكثر من عشرة اختبارات. اتضح ذلك توجيه الاتهام في بضعة ميغا طن من القنبلة الهيدروجينية أقوى بآلاف المرات من القنبلة الذرية. بل إنه من الصعب أن نتخيل ما كان سيحدث لهيروشيما (وبالطبع لليابان نفسها) لو كان هناك هيدروجين في القنبلة التي يبلغ وزنها 20 كيلو طن والتي ألقيت عليها.
خذ بعين الاعتبار القوة التدميرية الهائلة التي تنتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية بقوة 50 ميغا طن:
- كرة نارية: قطرها 4.5 -5 كيلومتر.
- موجة صوتية: يمكن سماع دوي الانفجار من مسافة 800 كيلومتر.
- طاقة: من الطاقة المنطلقة يمكن أن يصاب الشخص بالحروق جلد، على مسافة تصل إلى 100 كيلومتر من مركز الانفجار.
- الفطر النووي: يبلغ ارتفاعه أكثر من 70 كم، ويبلغ نصف قطر الغطاء حوالي 50 كم.
ولم يتم تفجير قنابل ذرية بهذه القوة من قبل. هناك مؤشرات على إلقاء القنبلة على هيروشيما عام 1945، لكن حجمها كان أقل بكثير من تفريغ الهيدروجين الموصوف أعلاه:
- كرة نارية: قطر حوالي 300 متر.
- الفطر النووي: الارتفاع 12 كم، نصف قطر الغطاء - حوالي 5 كم.
- طاقة: درجة الحرارة في مركز الانفجار بلغت 3000 درجة مئوية.
الآن في ترسانة القوى النووية وهي القنابل الهيدروجينية. بالإضافة إلى كونهم متقدمين في صفاتهم " الأخوة الصغار"، فهي أرخص بكثير في الإنتاج.
مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية
دعونا ننظر إلى الأمر خطوة بخطوة، مراحل تفجير القنابل الهيدروجينية:
- تفجير الشحنة. التهمة في قذيفة خاصة. بعد الانفجار، يتم إطلاق النيوترونات ويتم إنشاء درجة الحرارة العالية المطلوبة لبدء الاندماج النووي في الشحنة الرئيسية.
- انشطار الليثيوم. تحت تأثير النيوترونات، ينقسم الليثيوم إلى هيليوم وتريتيوم.
- الاندماج النووي الحراري. يؤدي التريتيوم والهيليوم إلى تفاعل نووي حراري، ونتيجة لذلك يدخل الهيدروجين في العملية، وتزداد درجة الحرارة داخل الشحنة على الفور. يحدث انفجار نووي حراري.
مبدأ تشغيل القنبلة الذرية
- تفجير الشحنة. تحتوي قذيفة القنبلة على عدة نظائر (يورانيوم، بلوتونيوم، إلخ)، والتي تتحلل تحت مجال التفجير وتلتقط النيوترونات.
- عملية الانهيار الجليدي. يؤدي تدمير ذرة واحدة إلى تحلل عدة ذرات أخرى. هناك عملية متسلسلة تؤدي إلى تدمير عدد كبير من النوى.
- التفاعل النووي. وفي وقت قصير جدًا، تشكل جميع أجزاء القنبلة وحدة واحدة، وتبدأ كتلة الشحنة في تجاوز الكتلة الحرجة. يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة، وبعد ذلك يحدث انفجار.
خطر الحرب النووية
وحتى في منتصف القرن الماضي، كان خطر الحرب النووية غير محتمل. في ترسانتك الأسلحة الذريةكان هناك دولتان - الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية. وكان قادة القوتين العظميين يدركون جيدًا خطورة استخدام أسلحة الدمار الشامل، وكان سباق التسلح على الأرجح يتم على شكل مواجهة «تنافسية».
كانت هناك بالتأكيد لحظات متوترة فيما يتعلق بالقوى، ولكن الفطرة السليمةتغلب دائما على الطموح.
تغير الوضع في نهاية القرن العشرين. لم يتم الاستيلاء على "العصا النووية" فحسب الدول المتقدمة أوروبا الغربيةولكن أيضًا ممثلين عن آسيا.
ولكن، كما تعلم على الأرجح، " النادي النووي"تتكون من 10 دول. ويعتقد بشكل غير رسمي أن إسرائيل، وربما إيران، تمتلكان رؤوسًا نووية. رغم أن الأخير، بعد أن فرض عليهم العقوبات الاقتصادية، تخلت عن تطوير البرنامج النووي.
بعد ظهور القنبلة الذرية الأولى، بدأ العلماء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية في التفكير في الأسلحة التي لن تسبب مثل هذا الدمار والتلوث الكبير لأراضي العدو، ولكن سيكون لها تأثير مستهدف على جسم الإنسان. نشأت الفكرة عنه صنع قنبلة نيوترونية.
مبدأ التشغيل هو تفاعل تدفق النيوترونات مع اللحم الحي والمعدات العسكرية. كلما تم إنتاج المزيد من النظائر المشعة، يتم تدمير الشخص على الفور، وتصبح الدبابات والناقلات والأسلحة الأخرى مصادر للإشعاع القوي لفترة قصيرة.
تنفجر القنبلة النيوترونية على مسافة 200 متر من مستوى سطح الأرض، وتكون فعالة بشكل خاص أثناء هجوم دبابة العدو. درع المعدات العسكريةيبلغ سمكها 250 ملم، وهي قادرة على تقليل آثار القنبلة النووية عدة مرات، ولكنها عاجزة عن مواجهة إشعاع جاما للقنبلة النيوترونية. لنفكر في تأثيرات مقذوف نيوتروني بقوة تصل إلى 1 كيلو طن على طاقم الدبابة:
كما تفهم، فإن الفرق بين القنبلة الهيدروجينية والقنبلة الذرية هائل. يحدث الفرق في تفاعل الانشطار النووي بين هذه الشحنات فالقنبلة الهيدروجينية أكثر تدميراً بمئات المرات من القنبلة الذرية.
استخدام قنبلة نووية حرارية 1 ميغا طن، سيتم تدمير كل شيء في دائرة نصف قطرها 10 كيلومترات. لن تعاني المباني والمعدات فحسب، بل ستعاني أيضًا جميع الكائنات الحية.
ويتعين على رؤساء الدول النووية أن يتذكروا ذلك، وأن يستخدموا التهديد "النووي" فقط كأداة ردع، وليس كسلاح هجومي.
فيديو عن الاختلافات بين القنبلة الذرية والهيدروجينية
سيصف هذا الفيديو بالتفصيل وخطوة بخطوة مبدأ تشغيل القنبلة الذرية، بالإضافة إلى الاختلافات الرئيسية عن القنبلة الهيدروجينية: