Виктор Михайлов - Физические основы получения атомной энергии

Следует заметить, что увеличение мощности атомных бомб после 1945 г. шло главным образом за счет повышения коэффициента использования ядерного ВВ, а не за счет увеличения его количества. Чтобы больший процент ядерного ВВ принял участие в цепной реакции, стали снабжать бомбы очень прочной оболочкой, придавая ей, а также и самому заряду ядерного ВВ наиболее выгодную форму.

Количество ядерного ВВ в современных атомных бомбах колеблется от нескольких килограммов до многих десятков килограммов (в зависимости от калибра). Общий вес таких бомб имеет величину от нескольких сот килограммов до нескольких тонн. В качестве ядерного ВВ применяется преимущественно плутоний 239, реже уран 233 и совсем редко уран 235, производство которого значительно дороже производства плутония.

Стремление увеличить мощность атомных бомб привело к созданию водородной бомбы, к изучению которой мы и перейдем.

Водородная бомба основана на использовании энергии, выделяющейся в результате термоядерной реакции. Детонатором, или «зажигалкой», для термоядерного ВВ, которым снаряжается водородная бомба, служит атомная бомба, принципы устройства которой мы рассмотрели. Схема возможного устройства простой водородной бомбы приведена на рис. 37. Внутри конструкции размещается боевая часть атомной бомбы 1 . Вокруг нее в плотной оболочке может находиться первая часть заряда термоядерного ВВ в виде смеси дейтерия и трития 2 . Дейтерий и тритий обычно применяются в виде соответствующих соединений с другими элементами. Наконец, вокруг всего этого размещается вторая часть термоядерного заряда 3 , содержащая большое количество обычного водорода, дейтерия, лития и других легких изотопов.

Схему развития взрыва водородной бомбы можно представить себе следующим образом. Начинается все с взрыва атомного детонатора, ведущего к повышению температуры на время порядка микросекунд до нескольких десятков миллионов градусов. Это начальный период.

Второй период — это «зажигание» смеси дейтерия и трития. Реакция соединения дейтерия и трития воспринимает инициирующее действие взрыва атомного детонатора и ведет к дальнейшему повышению температуры, чем обеспечивается термоядерная реакция в остальной части термоядерного ВВ.

Термоядерные реакции во второй части термоядерного заряда, требующие более высокой температуры, происходят в третий период взрыва. Такими реакциями могут быть реакция соединения ядер дейтерия, ведущая к образованию трития, чем поддерживается наличие его в горючей смеси, а также реакции с различными изотопами лития. Таким образом, в простейшей водородной бомбе используются две ядерные реакции: цепная реакция деления взрывного типа и термоядерная реакция, протекающая в форме теплового взрыва. Бомба называется водородной, потому что главной (но отнюдь не единственной) составляющей частью ее заряда являются различные изотопы водорода.

Мощность взрыва водородной бомбы может превосходить во много раз мощность взрыва атомной бомбы. По сообщениям американской печати, тротиловый эквивалент водородных устройств, взорванных в 1954 г. на острове Бикини, составлял миллионы тонн. Эти устройства весили несколько десятков тонн и представляли собой громоздкие сооружения, смонтированные на земле. Советский Союз шел впереди США в отношении созданий водородных бомб. Известно, например, что тротиловый эквивалент советской водородной бомбы (именно бомбы, а не наземной специально собранной установки), взорванной в 1955 г. в соответствии с планом научно-исследовательской работы, составлял несколько миллионов тонн. По сообщению ТАСС от 27 ноября 1955 г., взрыв этой бомбы был «наиболее мощным из всех, какие только производились до настоящего времени». Чтобы лучше представить себе, насколько велика мощность этого взрыва, можно указать, например, что, по подсчетам немецких ученых, суммарная мощность взрыва всех бомб, сброшенных на территории Германии в течение всей второй мировой войны, равна приблизительно 1 млн. 350 тыс. т тротила.