Моисей Нейман - Термоядерное оружие

На рис. 8 показана принципиальная схема устройства атомной бомбы.

Внутри атомной бомбы находится плутониевый шар, окруженный веществом, отражающим нейтроны. Масса шара меньше критической. Другой кусок плутония имеет форму цилиндра такого размера, что он может поместиться внутри канала в плутониевом шаре, в результате чего получится сплошной шар с критической массой. Устройство, снаряженное обыкновенным взрывчатым веществом, способно при взрыве дать толчок упомянутому цилиндрическому куску плутония.

Чтобы произвести взрыв атомной бомбыв определенных условиях, например на заранее заданной высоте, в атомную бомбу помещают взрыватель, действие которого может быть основано на барометрическом, временном или каком-либо другом принципе. Известно, что барометр указывает высоту местности над уровнем моря. Когда бомба падает, стрелка барометрического взрывателя движется и на определенной высоте замыкает внутри бомбы электрическую цепь, в результате чего возникает электрическая искра, которая воспламенит капсюль, поджигающий обычное взрывчатое вещество в атомной бомбе. Когда ВВ взорвется, оно втолкнет в канал цилиндрический кусок плутония, будет достигнута критическая масса, после чего начнет развиваться цепная реакция деления и произойдет взрыв.

Для сокращения времени, идущего на развитие цепной реакции и увеличения количества делящихся ядер, плутониевый шар окружается веществом, отражающим обратно нейтроны, вылетающие наружу. При таком устройстве бомбы взрыв развивается в течение нескольких миллионных долей секунды, то есть практически мгновенно.

Для увеличения эффективности атомной бомбы наряду с прочной оболочкой, замедляющей разлет ядерного горючего, и отражателем нейтронов в центр бомбы можно вводить нейтронный источник. Разумеется, такой источник ускоряет развитие цепной реакции в плутонии, когда масса последнего превысит критическую, и обеспечивает безотказность взрыва в определенный момент.

В качестве нейтронного источника в лабораториях, например, используют хорошо перемешанную смесь бериллия и полония. Полоний радиоактивен и при распаде испускает альфа-частицы. Последние проникают в ядра бериллия, причем происходит реакция, в результате которой образуется ядро углерода и выбрасывается нейтрон:

Во всех видах атомных боеприпасов основными частями конструкции являются: 1) ядерное горючее (атомный заряд); 2) отражатель нейтронов, окружающий атомный заряд; 3) обычное взрывчатое вещество, действием взрыва быстро сближающее части атомного заряда; 4) взрыватель; 5) оболочка бомбы. Кроме того, в атомную бомбу обычно помещают дополнительный источник нейтронов.

При расщеплении атомов урана или плутония образующиеся «осколки» разлетаются в стороны с огромной скоростью, превышающей скорость винтовочной пули примерно в 30 000 раз. Величина пробега этих «осколков» невелика. В воздухе она равна двум сантиметрам, так как «осколки» сталкиваются с молекулами воздуха и быстро теряют свою скорость. В более плотных веществах пробег «осколков» составляет лишь доли миллиметра. В результате столкновений с атомами вещества бомбы «осколки» быстро замедляют свое движение. Энергия, переданная «осколками» атомам и молекулам ядерного вещества, выделяется в виде тепла — происходит быстрое повышение температуры до нескольких миллионов градусов. С повышением температуры резко увеличивается давление. Следовательно, возникают силы, стремящиеся расширить ядерный заряд, разорвать окружающую оболочку и разбросать вещество бомбы. Если скорость реакции значительно выше, чем скорость разбрасывания, то успевает взорваться бóльшая часть взрывчатого вещества. Если скорость реакции низка, то успевает «сгореть» лишь небольшая часть взрывчатого вещества, а остальное разбрасывается в разные стороны, не успев прореагировать. Таким образом, для повышения коэффициента использования взрывчатого вещества необходимо добиваться увеличения скорости развития взрывного процесса и уменьшения скорости разлета.