Чем отличается атомная бомба от водородной

Взрыв произошел в 1961 году. В радиусе нескольких сотен километров от полигона произошла спешная эвакуация людей, так как ученые рассчитали, что разрушены, будут все без исключения дома. Но такого эффекта никто не ожидал. Взрывная волна обошла планету трижды. Полигон остался «чистым листом», на нем исчезли все возвышенности. Здания в секунду превращались в песок. В радиусе 800 километров был слышен ужасный взрыв.

Если вы думаете, что атомная боеголовка является самым страшным оружием человечества, значит еще не знаете об водородной бомбе. Мы решили исправить эту оплошность и рассказать о том, что же это такое. Мы уже рассказывали о количестве ядерных боеголовках в странах мира и количестве ядерных боеголовок России.

Немного истории

Там, за океаном

Как известно, американцы – самый предприимчивый народ в мире. Чутье на все новое у них огромное. Поэтому не стоит удивляться тому, что первая атомная бомба появилась именно в этой части света. Дадим небольшую историческую справку.

Первым этапом на пути к созданию атомной бомбы можно считать эксперимент двух немецких ученых О. Гана и Ф. Штрассмана по расщеплению атома урана на две части. Этот, так сказать, еще неосознанный шаг был сделан в 1938 году.

Нобелевский лауреат француз Ф. Жолио-Кюри в 1939 году доказывает, что деление атома приводит к цепной реакции, сопровождающейся мощным выделением энергии.

Гений теоретической физики А. Эйнштейн поставил свою подпись под письмом (в 1939 г.) на имя президента США, инициатором которого был другой физик-атомщик Л. Силард. В результате еще до начала Второй мировой войны в США было принято решение приступить к разработке атомного оружия.

Первое испытание нового оружия было проведено 16 июля 1945 года в северной части штата Нью-Мексико.

Меньше чем через месяц на японские города Хиросима и Нагасаки (6 и 9 августа 1945 г.) были сброшены 2 атомные бомбы. Человечество вступило в новую эру – теперь оно было способно уничтожить само себя за несколько часов.

Американцы впали в настоящую эйфорию от результатов тотального и молниеносного разгрома мирных городов. Штабные теоретики ВС США тут же принялись за составление грандиозных планов, заключающихся в полном стирании с лица Земли 1/6 части света – Советского Союза.

Догнали и перегнали

В Советском Союзе тоже не сидели сложа руки. Правда, присутствовало некоторое отставание, вызванное решением более неотложных дел – шла Вторая мировая война, основное бремя которой лежало на стране Советов. Однако американцы недолго носили желтую майку лидера. Уже 29 августа 1949 года на полигоне под г. Семипалатинском был впервые испытан атомный заряд советского образца, созданный в ударные сроки русскими атомщиками под руководством академика Курчатова.

И пока расстроенные «ястребы» из Пентагона пересматривали свои амбициозные планы по уничтожению «оплота мировой революции», Кремль нанес упреждающий удар – в 1953 году 12 августа были проведены испытания новой разновидности ядерного оружия. Там же, в районе г. Семипалатинска, была взорвана первая в мире водородная бомба под кодовым названием «Изделие РДС‑6с». Данное событие вызвало настоящую истерику и панику не только на Капитолийском холме, но и во всех 50 штатах «оплота мировой демократии». Почему? Какое отличие атомной бомбы от водородной ввергло в ужас мировую супердержаву? Ответим сразу. Водородная бомба по своей боевой мощи намного превосходит атомную. При этом она обходится значительно дешевле, чем эквивалентный атомный образец. Рассмотрим эти различия более подробно.

Какая бомба мощнее?

Мощность термоядерной бомбы может в сотни тысяч раз превышать мощность атомной бомбы. Взрывная сила атомной бомбы рассчитывается в килотоннах (1 килотонна = 1000 т в тротиловом эквиваленте). Единица измерения мощности термоядерной бомбы — мегатонна, или 1 000 000 т в тротиловом эквиваленте.

Облака смерти: испытания ядерного оружия в фотографиях

Первым в истории испытанием ядерной бомбы был взрыв «Штучки» в рамках Манхэттенского проекта. 16 июля 1945 на полигоне Аламогордо американские военные испытывали плутониевую бомбу имплозивного типа. Мощность взрыва составила 21 килотонну в тротиловом эквиваленте. Менее чем через месяц на Нагасаки была сброшена бомба «Толстяк», построенная по тому же типу, что и «Штучка». На фото: взрыв «Штучки» спустя 16 милисекунд после детонации. Commons.wikimedia.org

Первые советские испытания атомного оружия прошли уже после Второй Мировой войны. В августе 1949 года на Семпиалатинском полигоне была взорвана РДС-1, 22-килотонная атомная бомба весом в 4,6 тонны. Взрыв полностью уничтожил 37-метровую башню, на которую установили бомбу, а вокруг образовалась воронка диаметром три метра и глубиной полтора метра. На расстоянии километра от эпицентра взрыва с разницей в 500 метров были установлены десять машин «Победа» — каждая из них полностью сгорела. Commons.wikimedia.org

В октябре 1952 года первые ядерные испытания провела Великобритания. 25-килотонная бомба была взорвана на борту фрегата близ австралийских островов Монте-Белло. Взрыв полностью уничтожил корабль, некоторые части которого были испарены энергией взрыва. Брызги расплавленного метала вызвали на близлежащих островах пожары, а в морском дне образовалась воронка глубиной шесть метров. Облако взрыва достигло высоты трёх километров. Commons.wikimedia.org

Не прошло и месяца как США провели первые в истории испытания термоядерногого устройства. Правда, бомба «Иви Майк» изначально не предназначалась для военных целей и была построена лишь для экспериментальной проверки «двухступенчатой» конструкции бомбы. Взрыв полностью уничтожил группу небольших островов Элугелаб и вызвал сильное заражение местности, а нейтронный поток в момент вспышки спровоцировал появление радиоактивных эйнштейния и фермия. Commons.wikimedia.org

Через две недели американцы устроили ещё более мощный взрыв. Испытания бомбы «Иви Кинг» проходили неподалёку от атолла Эниветок в Тихом океане. Облако после детонации поднялось на высоту 22 километров. После испытаний ведущий конструктор «Иви Кинг» Тед Тэйлор стал активным пропагандистом ядерного разоружения. Commons.wikimedia.org

В ответ на эти испытания в 1953 году на полигоне под Семипалатинском советские учёные взорвали бомбу РДС-6с, первую в СССР водородную бомбу. Взрывом были уничтожены все кирпичные здания в радиусе четырёх километров, а железнодорожный мост со стотонными пролётами отбросило на 200 метров. Мощность взрыва составила 400 килотонн, что в 20 раз превысило энерговыделение первой атомной бомбы. Commons.wikimedia.org

Американцы провели свои последние ядерные испытания в 1954 году на Маршалловых островах. Энерговыделение бомбы «Кастл Браво» составило 15 мегатонн, в два с половиной раза превысив расчётные данные. Уже через минуту грибовидное облако достигло высоты в 15 километров, а спустя пять минут оно находилось уже на высоте 40 км. После взрыва на некоторых участках морского дна образовались воронки – их из космоса фотографировали телескопы NASA. Это был самый мощный взрыв в истории США. Commons.wikimedia.org

Годом позже советские учёные доработали конструкцию бомбы, и на свет появилась РДС-37, двухступенчатая термоядерная бомба. Мощность взрыва составила 1,6 мегатонн – это был первый в истории СССР взрыв, энерговыделение которого превысило одну мегатонну. Ударной волной были разрушены постройки на полигоне и разрушили несколько жилых зданий Семипалатинска, что привело к гибели двух человек, включая трёхлетнюю девочку. В общей сложности ранения от осколков и обломков получили 26 человек. Commons.wikimedia.org

В 1957 году термоядерную бомбу подготовили и англичане. Мощность взрыва бомбы «Грэппл X» превысила энерговыделение РДС-37, достигнув 1,8 мегатонн. Эти испытания, ставшие первым успехом англичан в области военного применения термоядерного синтеза, превратили Великобританию в столь же мощную ядерную державу, как США и СССР. Commons.wikimedia.org

К 60-м годам ядерное оружие вышло на принципиально новый уровень – после испытаний «Царь-бомбы» советские учёные поняли, что теперь обладают технологиями, способными уничтожить планету целиком. После испытаний стало ясно, что военные, по сути, обладают оружием массового поражения неограниченной мощности. Мощность взрыва составила, по разным данным, 57-59 килотонн, превысив расчётную (51,5). Выделенная за 39 наносекунд энергия составила примерно 1% от выделяемой Солнцем энергии, огненный шар после взрыва мог бы достичь размеров Земли, однако этому помешала ударная волна, обогнувшая планету и по Commons.wikimedia.org

Что такое атомная бомба?

Принцип действия атомной бомбы основан на использовании энергии, возникающей в результате нарастающей цепной реакции, вызванной делением (расщеплением) тяжелых ядер плутония или урана-235 с последующим образованием более легких ядер.

Сам процесс называют однофазным, и протекает он следующим образом:

После детонации заряда вещество, находящееся внутри бомбы (изотопы урана или плутония), переходит в стадию распада и начинает захват нейтронов.

Процесс распада нарастает, как снежная лавина. Расщепление одного атома приводит к распаду нескольких. Возникает цепная реакция, ведущая к разрушению всех атомов, находящихся в бомбе.

Начинается ядерная реакция. Весь заряд бомбы превращается в единое целое, и его масса переходит свою критическую отметку. Причем вся эта вакханалия длится очень недолго и сопровождается мгновенным выделением огромного количества энергии, что в конечном итоге и приводит к грандиозному взрыву.

Кстати, эта особенность атомного однофазного заряда – быстро набирать критическую массу – не позволяет бесконечно увеличивать мощность данного вида боеприпаса. Заряд может быть мощностью сотни килотонн, но чем ближе он к мегатонному уровню, тем меньше его эффективность. Он просто не успеет полностью расщепиться: произойдет взрыв и часть заряда так и останется неиспользованной – ее разметает взрывом. Эта проблема была решена в следующем виде атомного боеприпаса – в водородной бомбе, которая также называется термоядерной.

Принцип работы и преимущества вакуумной бомбы

Считается, что вакуумная бомба, созданная по новейшим технологиям, может конкурировать с ядерной. Дело в том, что вместо тротила здесь используется газовое вещество, которое мощнее в несколько десятков раз. Авиационная бомба повышенной мощности — самая мощная вакуумная бомба в мире, которая не относится к ядерному оружию. Она может уничтожить противника, но при этом не пострадают дома и техника, а продуктов распада не будет.

Каков принцип ее работы? Сразу после сбрасывания с бомбардировщика срабатывает детонатор на некотором расстоянии от земли. Корпус разрушается и распыляется огромнейшее облако. При смешивании с кислородом оно начинает проникать куда угодно — в дома, бункеры, убежища. Выгорание кислорода образует везде вакуум. При сбрасывании этой бомбы получается сверхзвуковая волна и образуется очень высокая температура.

Что такое водородная бомба?

В водородной бомбе происходит несколько другой процесс высвобождения энергии. Он основан на работе с изотопами водорода – дейтерия (тяжелый водород) и трития. Сам процесс делится на две части или, как принято говорить, является двухфазным.

Первая фаза – это когда главным поставщиком энергии является реакция расщепления тяжелых ядер дейтерида лития на гелий и тритий.

Вторая фаза – запускается термоядерный синтез на основе гелия и трития, что приводит к мгновенному нагреву внутри боевого заряда и, как следствие, вызывает мощный взрыв.

Благодаря двухфазной системе термоядерный заряд может быть какой угодно мощности.

Примечание. Описание процессов, происходящих в атомной и водородной бомбе, – далеко не полное и самое примитивное. Оно дано только для общего понимания различий между этими двумя видами оружия.

Опасность ядерной войны

Еще в середине прошлого века опасность ядерной войны была маловероятна. В своем арсенале атомное оружие имели две страны – СССР и США. Лидеры двух супердержав прекрасно понимали опасность применения оружия массового поражения, и гонка вооружений велась, скорее всего, как «соревнующее» противостояние.

Безусловно напряженные моменты в отношении держав были, но здравый смысл всегда брал верх над амбициями.

Ситуация изменилась в конце 20 века. «Ядерной дубинкой» завладели не только развитые страны западной Европы, но и представители Азии.

Страна	Количество боеголовок (ед.)	Последнее испытание (год)
США	5113	1992
Россия	2825	1990
Франция	>300	1995
Великобритания	>230	1991
Китай	>200	1996
Индия	80-90	1996
Пакистан	70	1998
Северная Корея	10	2015

Но, как вы наверное знаете, «ядерный клуб

» состоит из 10 стран. Неофициально считается, что ядерные боеголовки имеет Израиль, и возможно Иран. Хотя последние, после наложения на них экономических санкций, отказались от развития ядерной программы.

Сравнение

Что в сухом остатке?

О поражающих факторах атомного взрыва знает любой школьник:

световое излучение;
ударная волна;
электромагнитный импульс (ЭМИ);
проникающая радиация;
радиоактивное заражение.

То же самое можно сказать и о термоядерном взрыве. Но!!! Мощь и последствия термоядерного взрыва значительно сильней, чем атомного. Приведем два общеизвестных примера.

«Малыш»: черный юмор или цинизм дяди Сэма?

Атомная бомба (кодовое имя «Малыш»), сброшенная на Хиросиму американцами, до сих пор считается «эталонным» показателем для атомных зарядов. Ее мощь примерно составила от 13 до 18 килотонн, и взрыв был идеален по всем показателям. Позже не раз проводились испытания более мощных зарядов, но не намного (20-23 килотонны). Однако они показывали результаты, мало превышающие достижения «Малыша», а потом и вовсе прекратились. Появилась более дешевая и сильная «водородная сестра», и смысла совершенствовать атомные заряды уже не было. Вот что получилось «на выходе» после взрыва «Малыша»:

Ядерный гриб достиг высоты 12 км, диаметр «шляпки» был около 5 км.
Мгновенное высвобождение энергии при ядерной реакции вызвало температуру в эпицентре взрыва 4000 °С.
Огненный шар: диаметр около 300 метров.
Ударная волна выбивала стекла на расстоянии до 19 км, а ощущалась значительно дальше.
Одномоментно погибло около 140 тыс. человек.

Царица всех цариц

Последствия взрыва самой мощной на сегодняшний день из испытанных водородных бомб, так называемой Царь-бомбы (кодовое название АН602), превзошли все проведенные до этого взрывы атомных зарядов (не термоядерных), вместе взятые. Бомба была советская, мощностью в 50 мегатонн. Ее испытания проводились 30 октября 1961 года в районе Новой Земли.

Ядерный гриб вырос на 67 км в высоту и примерно 95 км был диаметр верхней «шляпки».
Световое излучение било на расстояние под 100 км, вызывая ожоги третьей степени.
Огненный клубок, или шар, разросся до 4,6 км (радиус).
Звуковая волна была зафиксирована на расстоянии 800 км.
Сейсмическая волна трижды обогнула планету.
Ударная волна ощущалась на расстоянии до 1000 км.
Электромагнитный импульс создавал мощные помехи в течение 40 минут на несколько сот километров от эпицентра взрыва.

Можно только фантазировать, что случилось бы с Хиросимой, если бы на нее был сброшен такой монстр. Скорей всего, исчез бы не только город, но и сама Страна Восходящего Солнца. Ну, а теперь приведем все, что мы рассказали, к общему знаменателю, то есть составим сравнительную таблицу.

Облака смерти: испытания ядерного оружия в фотографиях

(По материалам Большой энциклопедии техники и сайта https://militaryarms.ru)

Таблица

Атомная бомба	Водородная бомба
Принцип действия бомбы построен на делении ядер урана и плутония, вызывающих прогрессирующую цепную реакцию, в результате чего происходит мощный выброс энергии, приводящий к взрыву. Этот процесс получил название однофазного, или одноступенчатого	Ядерная реакция идет по двухступенчатой (двухфазной) схеме и в ее основе лежат изотопы водорода. Сначала происходит деление тяжелых ядер дейтерида лития, потом, не дожидаясь окончания деления, начинается термоядерный синтез с участием полученных элементов. Оба процесса сопровождаются колоссальным выделением энергии и в конечном итоге заканчиваются взрывом
В силу определенных физических причин (см. выше) максимальная мощность атомного заряда колеблется в пределах 1 мегатонны	Мощность термоядерного заряда почти неограниченная. Чем больше исходного материала, тем сильней будет взрыв
Процесс создания атомного заряда достаточно сложен и дорог	Водородная бомба значительно проще в изготовлении и не так дорога

Итак, мы выяснили, в чем разница между атомной и водородной бомбой. К сожалению, наш маленький анализ только подтвердил тезис, высказанный в начале статьи: прогресс, связанный с войной, пошел по гибельному пути. Человечество встало на грань самоуничтожения. Осталось только нажать кнопку. Но не будем заканчивать статью на столь трагической ноте. Мы очень надеемся, что разум, инстинкт самосохранения, в конце концов, победят и нас ждет мирное будущее.

Отличие вакуумной бомбы американской от российской

Различия состоят в том, что последняя может уничтожать противника, находящегося даже в бункере, при помощи соответствующей боеголовки. Во время взрыва в воздухе боеголовка падает и сильно ударяется об землю, зарываясь на глубину до 30 метров. После взрыва образуется облако, которое, увеличиваясь в размерах, может проникать в убежища и уже там взрываться. Американские же боеголовки начиняются обыкновенным тротилом, поэтому разрушают здания. Вакуумная бомба уничтожает определенный объект, так как обладает меньшим радиусом. Неважно, какая бомба самая мощная — любая из них наносит несопоставимый ни с чем разрушительный удар, поражающий все живое.

Последствия взрыва

Результат взрыва водородной бомбы носит тройной характер. Самое первое, что происходит — наблюдается мощнейшая взрывная волна. Ее мощность зависит от высоты проводимого взрыва и типа местности, а также степени прозрачности воздуха. Могут образовываться большие огненные ураганы, которые не успокаиваются в течение нескольких часов. И все же вторичное и наиболее опасное последствие, которое может вызвать самая мощная термоядерная бомба — это радиоактивное излучение и заражение окружающей местности на длительное время.

Термоядерная бомба «Кузькина мать». Создание

Бомба АН 602 получила несколько названий — «Царь-бомба» и «Кузькина мать». Она была разработана в Советском Союзе в 1954-1961 годах. Имела самое мощное взрывное устройство за все время существования человечества. Работа по ее созданию проводилась в течение нескольких лет в особо засекреченной лаборатории под названием «Арзамас-16». Водородная бомба мощностью 100 мегатонн превосходит в 10 тысяч раз мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Ее взрыв способен в считаные секунды стереть Москву с лица земли. Центр города запросто бы испарился в прямом смысле слова, а все остальное могло бы превратиться в мельчайший щебень. Самая мощная бомба в мире стерла бы и Нью-Йорк со всеми небоскребами. После него остался бы двадцатикилометровый расплавленный гладкий кратер. При таком взрыве не получилось бы спастись, спустившись в метро. Вся территория в радиусе 700 километров получила бы разрушения и заразилась радиоактивными частицами.