Урановая бомба

Классификация ядерного оружия

Цепная реакция

Тротиловый эквивалент

Первое ядерное испытание СССР

В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1". План "Тройан", согласно которому на 70 городов СССР должны были быть сброшены атомные бомбы, был сорван из-за угрозы ответного удара. Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.

Троти́ловый эквивалент — мера энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженная в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии.

Так, энергия взрыва ядерной бомбы «Малыш» над Хиросимой 6 августа 1945 года по разным оценкам составляет от 13 до 18 кт ТНТ. Для сравнения, общее мировое потребление электроэнергии за 2005 год (5×1020 Дж) равно 120 Гт ТНТ, или в среднем 3,8 кт в секунду.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва; во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества взрывчатого вещества.

Идея цепной реакции деления заключается в использовании вылетевших в процессе деления нейтронов для деления новых ядер образованием новых нейтронов деления и т.д

Для осуществления цепной реакции необходимо, чтобы так называемый коэффициент размножения нейтронов (отношение числа нейтронов в двух последовательных поколениях ) был больше единицы. Другими словами, в каждом последующем поколении нейтронов должно быть больше, чем в предыдущем. Коэффициент размножения определяется не только числом нейтронов, образующихся в каждом элементарном акте, но и условиями, в которых протекает реакция – часть нейтронов может поглощаться другими ядрами или выходить из зоны реакции. Нейтроны, освободившиеся при делении ядер урана-235, способны вызвать деление лишь ядер этого же урана, на долю которого в природном уране приходится всего лишь 0,7 %. Такая концентрация оказывается недостаточной для начала цепной реакции. Изотоп также может поглощать нейтроны, но при этом не возникает цепной реакции. Цепная реакция в уране с повышенным содержанием урана-235 может развиваться только тогда, когда масса урана превосходит так называемую критическую массу.

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории:

«Атомные» — однофазные или одноступенчатые устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции деления тяжелых элементов (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

«Водородные» — двухфазные или двухступенчатые устройства, в которых последовательно развиваются два физических процесса, локализованных в различных областях пространства: на первой стадии основным источником энергии является реакция деления ядер, а на второй реакции деления и термоядерного синтеза используются в различных пропорциях, в зависимости от типа и настройки боеприпаса. Первая стадия запускает вторую, в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии взрыва. Термин термоядерное оружие используется в качестве синонима для «водородного».

Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие — двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50 — 75 % энергии получается за счет термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход однофазных ядерных устройств сравнимой мощности. За счет этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30 % от общего энерговыхода), что может быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы. Следует отметить мифический характер представлений о том, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:

сверхмалые (менее 1 кт);

малые (1 — 10 кт);

средние (10 — 100 кт);

крупные (большой мощности) (100 кт — 1 Мт);

сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

Это вид атомной бомбы, в котором зарядом служат изотопы урана. Костяком урановой бомбы является неуправляемая цепная реакция деления ядра урана. В более узком смысле – это взрывное устройство, применяющее энергию деления тяжелых ядер урана. Устройства, которые применяют энергию, выделяющуюся при слиянии легких ядер, носят название термоядерных. Уран в природе существует в виде двух изотопов – уран–235 и уран–238. В процессе поглощения ураном–235 нейтрона во время распада испускается от одного до трех нейтронов. Уран–238, наоборот, в процессе поглощения нейтронов не испускает новые, тем самым препятствуя протеканию ядерной реакции. Он преобразуется в уран–239, после чего в нептуний–239 и в конце концов в сравнительно стабильный плутоний–239. В зависимости от вида ядерного заряда можно разделить на урановую бомбу, термоядерное оружие и нейтронное оружие. Для того чтобы ядерная бомба была боеспособной, концентрация урана–235 в ядерном топливе не должна быть меньше 80 %, в противном случае уран–238 очень быстро погасит установившуюся цепную ядерную реакцию. Природный уран почти что весь (приблизительно 99,3 %) состоит из урана–238. Вследствие чего при производстве ядерного топлива используют очень сложный, многоступенчатый процесс обогащения урана, вследствие которого часть урана–235 повышается. Бомбы, основанные на уране, были первым ядерным оружием, примененным человеком в военных условиях (бомба «Малыш», скинутая Америкой на Хиросиму). Благодаря ряду недостатков, например, таких, как трудности получения, изготовления и доставки, на сегодняшний день урановые бомбы не очень популярны, уступая свое место совершенным бомбам на базе других радиоактивных элементов, имеющих более низкую критическую массу.