Чем отличаются атомная, ядерная и водородная бомбы

Изотопы

Из курса общей химии мы помним, что материя вокруг состоит из атомов разных «сортов», причём их «сортность» определяет, как именно они будут вести себя в химреакциях. Физика добавляет, что происходит это по причине тонкого строения атомного ядра: внутри ядра находятся протоны и нейтроны, его формирующие — а вокруг по «орбитам» безостановочно «носятся» электроны. Протоны обеспечивают положительный заряд ядра, а электроны — отрицательный, его компенсирующий, из-за чего атом обычно электронейтрален.

Ядро Урана

С химической точки зрения «функция» нейтронов сводится к тому, чтобы «разбавить» единообразие ядер одного «сорта» ядрами с несколько различающейся массой, поскольку на химические свойства повлияет лишь заряд ядра (через число электронов, за счёт которых атом может образовывать химсвязи с другими атомами). С точки же зрения физики нейтроны (как и протоны) участвуют в сохранении атомных ядер за счёт специальных и очень мощных ядерных сил — в противном бы случае ядро атома мгновенно разлетелось бы из-за кулоновского отталкивания одноимённо заряженных протонов. Именно нейтроны позволяют существовать изотопам: ядрам с одинаковыми зарядами (то есть идентичными химсвойствами), но при этом отличным по массе.

Важно, что создавать ядра из протонов/нейтронов произвольным образом нельзя: есть их «магические» комбинации (на самом деле магии тут нет никакой, просто физики условились так называть особенно энергетически выгодные ансамбли из нейтронов/протонов), которые невероятно стабильны — но «отходя» от них всё дальше можно получить радиоактивные ядра, которые «разваливаются» сами собой (чем дальше они отстоят от «магических» комбинаций — тем их распад вероятнее со временем).

Водородная бомба против атомной бомбы

Водородная бомба и атомная бомба оба типы ядерного оружия, но одно устройства очень сильно отличаются от другого. В двух словах, атомная бомба представляет собой устройство деления, в то время как водородная бомба использует деление для питания реакции синтеза. Другими словами, атомная бомба может быть использована в качестве детонатора для водородной бомбы.

Посмотрите на описания типов бомб чтобы понять различие между ними.

АТОМНАЯ БОМБА

Атомная бомба или А-бомба является ядерным оружием , которое взрывается из — за огромного количества энергии, выделяющейся при делении ядер . По этой причине этот тип бомбы также известен как бомба деления. Слово «атомный» не совсем точен, так как в делении участвует только ядро атома (его протоны и нейтроны), а не весь атом с его электронами.

Вещество, начинает делиться после достижения им критической массы. Это может достигается двумя путями. Либо сжатием не критической массы вещества с использованием взрывчатых веществ или путем выстрела одной части не критической массы в другую. Способное делиться вещество, это обогащенный уран или плутоний. Количество высвобожденной энергии от реакции может варьироваться от тонны до 500 килотонн в эквиваленте взрывчатого вещества тротила. Бомба также излучают радиацию, которая является следствием деления тяжелых ядер на более мелкие.

ВОДОРОДНАЯ БОМБА ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бомба водород или Н-бомба представляет собой тип ядерного оружия , которое взрывается от интенсивной энергии , выделяемой ядерным синтезом . Результат энергия от синтеза изотопов водорода — дейтерия и трития.

Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Именно эта реакция протекает в недрах звёзд, где под действием сверхвысоких температур и гигантского давления ядра водорода сталкиваются и сливаются в более тяжёлые ядра гелия. Во время реакции часть массы ядер водорода превращается в большое количество энергии — благодаря этому звёзды и выделяют огромное количество энергии постоянно. Учёные скопировали эту реакцию с использованием изотопов водорода — дейтерия и трития, что и дало название «водородная бомба». Изначально для производства зарядов использовались жидкие изотопы водорода, а впоследствии стал использоваться дейтерид лития-6, твёрдое вещество, соединение дейтерия и изотопа лития.

Дейтерид лития-6 является основным компонентом водородной бомбы, термоядерным горючим. В нём уже хранится дейтерий, а изотоп лития служит сырьём для образования трития. Для начала реакции термоядерного синтеза требуется создать высокие температуру и давление, а также выделить из лития-6 тритий. Царь Бомба, крупнейшее ядерное оружие которое было когда-либо взорвано, это водородная бомба мощностью 50 мегатонн.

АТОМНАЯ БОМБА ПРОТИВ ВОДОРОДНОЙ БОМБЫ

Оба типа ядерного оружия освобождают огромное количество энергии из небольшого количества вещества большая часть которой высвобождается при делении. Водородная бомба потенциально имеет более высокую мощность и является более сложным устройством для создания.

ДРУГИЕ ТИПЫ ЯДЕРНЫХ УСТРОЙСТВ

Помимо атомных бомб и водородных бомб, существуют и другие виды ядерного оружия:

Нейтронная бомба — нейтронная бомба, как и водородная бомба — термоядерное оружие. Взрыв нейтронной бомбы относительно невелик, но при этом выделяется большое число нейтронов.

В то время как живые организмы погибают от этого типа бомб, происходит меньшее количество радиоактивных осадков и строения, скорее всего, останется нетронутым.

Соленая бомба — Термоядерная, но с добавлением кобальта, который под воздействием нейтронов превращается в очень радиоактивный изотоп и дает сильное заражение местности. Достаточно мощными кобальтовыми бомбами можно заразить всю территорию Земли; фактически, это оружие не имеет практического значения потому, что его эффекты трудно контролировать и они способны расползаться на большие территории, делая их непригодными для проживания.

Чистая термоядерная бомба — Чисто слитые бомбы ядерного оружия, которые производят термоядерную реакцию без помощи триггера бомбы деления. Этот тип бомбы не будет давать значительное выпадение радиоактивных осадков.

Электромагнитная бомба — Это бомба предназначена для производства ядерного электромагнитного импульса, который может нарушить электронное оборудование. Ядерное устройство, сработавшее в атмосфере, излучает электромагнитный импульс сферический.

Целью такого оружия является повреждение электроники на большой площади.

Бомба антивещества — бомба высвобождает энергию из реакции аннигиляции , которая происходит, когда материя взаимодействуют с антиматерией. Такое устройство не было произведено из-за проблем с синтезом значительного количества антивещества.

Поделиться

Нуклеосинтез

Чуть выше выяснилось, что согласно определённым правилам можно «конструировать» атомные ядра, создавая из протонов/нейтронов всё более тяжёлые. Тонкость же в том, что процесс этот энергетически выгоден (то есть протекает с выделением энергии) лишь до определённого предела, после чего на создание всё более тяжёлых ядер требуется потратить больше энергии чем выделяется при их синтезе, а сами они становится весьма неустойчивыми. В природе этот процесс (нуклеосинтез) идёт в звёздах, где чудовищные давления и температуры «утрамбовывают» ядра так плотно, что некоторая их часть сливается, образуя более тяжёлые и выделяя энергию, за счёт которой звезда светит.

Условная «граница эффективности» проходит по синтезу ядер железа: синтез более тяжёлых ядер энергозатратен и железо в итоге «убивает» звезду, а более тяжёлые ядра образуется либо в следовых количествах из-за захвата протонов/нейтронов, либо массово в момент гибели звезды в виде катастрофической вспышки сверхновой, когда потоки излучений достигают поистине чудовищных величин (одной световой энергии в момент вспышки типичная сверхновая выделяет столько, сколько наше Солнце за примерно миллиард лет своего существования!)

Чья кнопка больше

«Ядерная кнопка всегда находится на моем рабочем столе», — заявил во время своего новогоднего обращения глава КНДР Ким Чен Ын. В ответ президент США Дональд Трамп в своем любимом микроблоге в Тwitter написал: «Пусть кто-нибудь из обнищавшего и изголодавшегося режима проинформирует его, что у меня тоже есть ядерная кнопка, но она намного больше и намного мощнее, чем его, и моя кнопка работает».

Ядерные/термоядерные реакции

Итак, теперь уже можно дать необходимые определения:

Термоядерная реакция (она же реакция синтеза или по-английски nuclear fusion) — такой вид ядерной реакции, где более лёгкие ядра атомов за счёт энергии их кинетического движения (тепла) сливаются в более тяжёлые.

Термоядерная реакция

Ядерная реакция деления (она же реакция распада или по-английски nuclear fission) — такой вид ядерной реакции, где ядра атомов спонтанно либо под действием частицы «снаружи» распадаются на осколки (обычно две-три более лёгкие частицы либо ядра).

Ядерная реакция деления

В принципе, в обеих типах реакций высвобождается энергия: в первом случае из-за прямой энергетической выгодности процесса, а во втором — высвобождается та энергия, которая во время «смерти» звезды потратилась на возникновение атомов тяжелее железа.

Нейтронная бомба

После возникновения первой атомной бомбы, ученые СССР и США начали думать об оружии, которое бы не несло такие большие разрушения и заражения территорий противника, а целенаправленно действовало на организм человека. Возникла идея о создании нейтронной бомбы

.

Принцип действия заключается во взаимодействии нейтронного потока с живой плотью и военной техникой

. Образованные радиоактивнее изотопы моментально уничтожают человека, а танки, транспортеры и другое оружие на кратковременное время становятся источниками сильного излучения.

Нейтронная бомба взрывается на расстоянии 200 метров до уровня земли, и особенно эффективна при танковой атаке противника. Броня военной техники толщиной в 250 мм, способна уменьшить действия ядерной бомбы в разы, но бессильна перед гамма-излучениями нейтронной бомбы. Рассмотрим действия нейтронного снаряда мощностью до 1 килотонна на экипаж танка:

Как вы поняли, отличие водородной бомбы от атомной огромна. Разница в реакции ядерного деления между этими зарядами, делает водородную бомбу разрушительнее атомной в сотни раз

.

При использовании термоядерной бомбы в 1 мегатонн, в радиусе 10 километров будет уничтожено все. Пострадают не только постройки и техника, но и все живое.

Об этом должны помнить главы ядерных стран, и использовать «ядерную» угрозу исключительно как сдерживающий инструмент, а не в качестве наступательного оружия.

Сущностное отличие ядерной и термоядерной бомб

Ядерной (атомной) бомбой принято называть такое устройство взрывного типа, где основная доля высвобождаемой энергии при взрыве выделяется за счёт ядерной реакции деления, а водородной (термоядерной) — такое, где основная доля энергии произведена посредством реакции термоядерного синтеза. Бомба атомная — синоним бомбы ядерной, бомба водородная — термоядерной.

Ядерная бомба

Строго говоря, все ныне существующие водородные бомбы «попутно» являются ядерными, поскольку «поджигающей спичкой» в них выступает «запальный» ядерный заряд, на краткое мгновение инициирующий примерно такие же условия, как внутри звезды — чтобы термоядерные реакции могли на этот миг «запуститься». Водородная бомба имеет намного большую и разрушительную мощность, чем ядерная бомба. Водородные бомбы не стоят на вооружении не в одной стране мира.

Водородная бомба

НаукаКомментировать

Ядерная физика, но атомный реактор. Атомное топливо, но ядерный взрыв. Где здесь ошибка? В чем подвох?

Словари русского языка авторитетно скажут вам, что нет никакого подвоха, а слова ядерный и атомный вообще – синонимы. Однако жизнь, как известно, богаче. А жизнь атомщиков и ученых-физиков обогащена еще и своими смыслами и традициями.

Начнем с того, что ядро и атом – строго говоря, вообще разные вещи, точнее одно часть другого. Собственно, поэтому существует наука атомная физика, а в соседнем блоке процветает и здравствует физика ядерная – наука уже другая.

Физики скажут вам, что все процессы, где важнейшую роль играет энергия ядра, называются ядерными. Однако здесь уже богаче оказывается русский язык, в котором так легко приживаются устойчивые выражения.

Поэтому придется просто принять как данность и запомнить, что:

1. Ледокол и подводная лодка в письменной и устной речи всегда атомные (так исторически сложилось, хотя с точки зрения здравого смысла они, конечно, ядерные)

Атомный ледокол «Ямал»

2. Отрасль, промышленность, электростанции, стройки, города — тоже атомные, как, кстати, и знаменитый атомный проект (он пишется без кавычек и с маленькой буквы, что тоже стоит запомнить)

3. Ядерные всегда: топливо и все, что с ним связано – в первую очередь, ядерный топливный цикл (ЯТЦ), безопасность, медицина, материалы, аварии, отходы, наследие и т.д.

Кстати! Ядерное топливо нельзя называть ядерным горючим, даже если на душе тошно от обилия повторов в тексте, а пытливый ум жаждет эпитетов. В реакторах используется ядерное топливо, но никак не ядерное или атомное горючее: не горит оно там, а работает.

4. Допустимы оба определения – и атомный, и ядерный, когда речь идет об энергии, энергетике, реакторах, отраслевом машиностроении. Атомная и ядерная энергетика – суть одно и то же, равно как и реактор не изменит своих свойств – назови его хоть ядерным, хоть атомным.

Кстати! На практике атомный чаще используют, когда говорит о генерации, слово «ядерный» смещает разговор в сторону физических процессов и технологий. Так, исторически сотрудники отрасли – атомщики, а ученые-физики – ядерщики.

5. Оружие – ядерное. И щит у нас ядерный, и оборонный комплекс – ядерный. Однако тут тоже без нюансов не обошлось: первые бомбы были атомными, как и бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, советский проект потому тоже атомный (о нем мы уже говорили).

Первая советская водородная бомба, РДС-6с

Слово «ядерный» стало главным в ЯОК в начале 1950-х гг, когда появились водородные (термоядерные) бомбы. Поэтому, если речь идет о временных отрезках после середины 1950-х, правильно употреблять определение ядерный: испытание, удар, оружие, боеголовка, оружейный комплекс. По отношению взрывам и испытаниям, которые имели место до начала 1950-х, допустимы оба варианта.

6. Державы – ядерные. Это те, которые обладают ядерным оружием. Их еще называют «Ядерным клубом». Можете сходу без гугла перечислить все девять?

7. Технологии, которые относятся к энергии ядра атома, безусловно – ядерные, собственно и батарейка будущего – ядерная. Однако, если мы в целом говорим о работе отрасли, использовать слово «атомный» не возбраняется.

Например: «Атомные» технологии сегодня активно используются во многих отраслях промышленности.

Запутались? Бог с ними! Говорите «ядерные технологии» — не ошибетесь!

8. И, конечно, никуда нам не уйти от публицистических клише: мирный атом, атом на службе человека, в сердце атома и т. д. Только будьте с ним аккуратнее – неуемная тяга к штампам может испортить любую речь – хоть письменную, хоть устную.

Твитнуть

Поделиться

Поделиться

Класснуть

Отправить