Кт630 характеристики: Транзисторы КТ630(А,Б,В,Г,Д,Е) — параметры, маркировка, расположение выводов.

Термоядерное оружие , термоядерное оружие или водородная бомба ( H бомба ) — это ядерное оружие второго поколения.Его большая изощренность дает ему гораздо большую разрушительную мощь, чем атомные бомбы первого поколения, более компактный размер, меньшую массу или сочетание этих преимуществ. Характеристики ядерных реакций синтеза делают возможным использование неделящегося обедненного урана в качестве основного топлива оружия, что позволяет более эффективно использовать дефицитный делящийся материал, такой как уран-235 ( ²³⁵
_{U
^{) или плутоний-239. (239
Pu
).}}

Современное термоядерное оружие состоит в основном из двух основных компонентов: первичной ступени ядерного деления (питается от ²³⁵
_{U
^{или 239
Pu
) и отдельной вторичной ступени ядерного синтеза, содержащей термоядерное топливо. : тяжелые изотопы водорода дейтерий и тритий, или в современном оружии дейтерид лития. По этой причине термоядерное оружие часто в просторечии называют водородными бомбами или водородными бомбами . [примечание 1]}}

Термоядерный взрыв начинается с детонации первичной стадии деления. Его температура поднимается выше примерно 100 миллионов Кельвинов, заставляя его сильно светиться тепловым рентгеновским излучением. Эти рентгеновские лучи заполняют пустоту («канал излучения», часто заполненную пенополистиролом) между первичной и вторичной сборками, помещенными внутри корпуса, называемого радиационным кожухом, который ограничивает энергию рентгеновского излучения и сопротивляется его внешнему давлению. Расстояние, разделяющее две сборки, гарантирует, что осколки обломков от первичной обмотки деления (которые движутся намного медленнее, чем рентгеновские фотоны) не смогут разобрать вторичную обмотку до того, как термоядерный взрыв завершится.

Вторичная ступень термоядерного синтеза, состоящая из внешнего толкателя / тампера, заправки термоядерного топлива и центральной плутониевой свечи зажигания, взрывается за счет энергии рентгеновского излучения, попадающей на толкатель / тампер. Это сжимает всю вторичную ступень и увеличивает плотность плутониевой свечи зажигания. Плотность плутониевого топлива возрастает до такой степени, что свеча зажигания переводится в сверхкритическое состояние, и начинается цепная реакция ядерного деления. Продукты деления этой цепной реакции нагревают сильно сжатое и, следовательно, сверхплотное термоядерное топливо, окружающее свечу зажигания, примерно до 300 миллионов Кельвинов, вызывая реакции синтеза между ядрами термоядерного топлива.В современном оружии, работающем на дейтериде лития, делящаяся плутониевая свеча зажигания также испускает свободные нейтроны, которые сталкиваются с ядрами лития и поставляют тритиевый компонент термоядерного топлива.

Относительно массивный тампер вторичной обмотки (который сопротивляется расширению наружу во время взрыва) также служит тепловым барьером, препятствующим чрезмерному нагреву наполнителя термоядерного топлива, который может нарушить сжатие. Если тампер сделан из урана, обогащенного урана или плутония, тампер улавливает быстрые нейтроны термоядерного синтеза и сам подвергается делению, увеличивая общий выход взрывчатого вещества.Кроме того, в большинстве конструкций радиационный корпус также выполнен из делящегося материала, который подвергается делению под действием быстрых термоядерных нейтронов. Такие бомбы классифицируются как трехступенчатое оружие, и большинство современных конструкций Теллера-Улама относятся к такому оружию деления-синтеза-деления. Быстрое деление корпуса тампера и излучения является основным вкладом в общий выход и является доминирующим процессом, вызывающим выпадение радиоактивных продуктов деления. ^{[1] [2]}

Первое полномасштабное термоядерное испытание было проведено США в 1952 году; с тех пор эта концепция использовалась большинством ядерных держав мира при разработке своего оружия. ^[3] Конструкция всего современного термоядерного оружия в Соединенных Штатах известна как конфигурация Теллера – Улама для двух ее главных разработчиков, Эдварда Теллера и Станислава Улама, которые разработали ее в 1951 г. ^[4] для Соединенные Штаты, с определенными концепциями, разработанными при участии физика Джона фон Неймана. Подобные устройства были разработаны в Советском Союзе, Великобритании, Франции и Китае.

Поскольку термоядерное оружие представляет собой наиболее эффективную конструкцию для выработки энергии оружия в оружии мощностью более 50 килотонн в тротиловом эквиваленте (210 ТДж), практически все ядерное оружие такого размера развернуто пятью государствами, обладающими ядерным оружием, в соответствии с Договором о нераспространении ядерного оружия. сегодня термоядерное оружие, использующее конструкцию Теллера – Улама. ^[5]

Общественные знания о конструкции ядерного оружия

Детальные знания о ядерном и термоядерном оружии в той или иной степени засекречены практически в каждой промышленно развитой стране. В Соединенных Штатах такие знания по умолчанию могут быть классифицированы как «Данные с ограниченным доступом», даже если они созданы лицами, не являющимися государственными служащими или связанными с программами, связанными с оружием, в соответствии с правовой доктриной, известной как «прирожденная тайна» (хотя конституционные статус доктрины иногда ставился под сомнение; см. United States v.Progressive, Inc. ). Рожденная тайна редко используется в случаях частных спекуляций. Официальная политика Министерства энергетики США заключалась в том, чтобы не признавать утечку информации о конструкции, поскольку такое признание потенциально могло бы подтвердить точность информации. В небольшом количестве предыдущих случаев правительство США пыталось подвергнуть цензуре информацию об оружии в публичной прессе, но с ограниченным успехом. ^[6] Согласно New York Times, , физик Кеннет У.Форд бросил вызов правительственным приказам удалить секретную информацию из своей книги « Создание водородной бомбы: личная история ». Форд утверждает, что он использовал только ранее существовавшую информацию и даже представил рукопись правительству, которое хотело удалить целые разделы книги из опасений, что иностранные страны могут использовать эту информацию. ^[7]

Хотя большое количество неопределенных данных было официально опубликовано, и большее количество неопределенных данных было неофициально просочено бывшими разработчиками бомб, большинство публичных описаний деталей конструкции ядерного оружия в некоторой степени основаны на предположениях, обратном проектировании на основе известной информации или сравнения с аналогичными областями физики (основным примером является термоядерный синтез с инерционным удержанием).Такие процессы привели к совокупности несекретных знаний о ядерных бомбах, которые в целом согласуются с официальными несекретными информационными выпусками, соответствующей физикой и считаются внутренне непротиворечивыми, хотя есть некоторые точки интерпретации, которые все еще считаются открытыми. Уровень осведомленности общественности о конструкции Теллера – Улама в основном сформировался из нескольких конкретных инцидентов, описанных в разделе ниже.

Основной принцип

Основным принципом конфигурации Теллера – Улама является идея о том, что различные части термоядерного оружия могут быть соединены вместе в «ступени», при этом детонация каждой ступени обеспечивает энергию для воспламенения следующей ступени.Как минимум, это подразумевает первичную секцию , которая состоит из бомбы деления имплозионного типа («спусковой крючок»), и вторичную секцию , которая состоит из термоядерного топлива. Энергия, выделяемая первичной обмоткой , сжимает вторичную обмотку посредством процесса, называемого «радиационная имплозия», после чего она нагревается и подвергается ядерному синтезу. Этот процесс может быть продолжен, если энергия от вторичной обмотки воспламеняет третью стадию термоядерного синтеза; Российский AN602 «Царь-Бомба» считается трехступенчатым устройством деления-термоядерного синтеза.Теоретически, продолжая этот процесс, можно создать термоядерное оружие произвольно высокой мощности. ^{[ необходима цитата ]} Это контрастирует с оружием деления, мощность которого ограничена, потому что только такое количество топлива деления может быть накоплено в одном месте, прежде чем опасность его случайного превращения в сверхкритическую станет слишком большой.

Вокруг других компонентов находится хохльраум или радиационный футляр , контейнер, который временно улавливает внутри первую ступень или первичную энергию.Внешняя сторона этого радиационного футляра, которая также обычно является внешней оболочкой бомбы, является единственным прямым визуальным свидетельством конфигурации любого компонента термоядерной бомбы. Рассекречены многочисленные фотографии внешнего вида различных термоядерных бомб. ^[8]

Считается, что первичная обмотка представляет собой бомбу деления стандартного имплозионного метода, хотя, вероятно, с активной зоной, усиленной небольшими количествами термоядерного топлива (обычно 50/50% дейтерия / газообразного трития) для повышения эффективности; термоядерное топливо выделяет избыточные нейтроны при нагревании и сжатии, вызывая дополнительное деление.При выстреле сердечник ²³⁹
_{Pu
^{или 235
U
будет сжат до более мелкой сферы специальными слоями обычных взрывчатых веществ, расположенных вокруг него в виде линз взрыва, инициируя ядерное цепная реакция, приводящая в действие обычную «атомную бомбу».}}

Вторичная обмотка обычно изображается как столб термоядерного топлива и других компонентов, завернутых в множество слоев. Вокруг колонны сначала находится «толкатель-трамбовка», тяжелый слой урана-238 ( ²³⁸
_{U
^{) или свинца, который помогает сжимать термоядерное топливо (и, в случае урана, может со временем подвергнуться само деление).Внутри него находится само термоядерное топливо, обычно в форме дейтерида лития, которое используется, потому что его легче использовать в качестве оружия, чем сжиженный газ тритий / дейтерий. Это сухое топливо при бомбардировке нейтронами производит тритий, тяжелый изотоп водорода, который может подвергаться ядерному синтезу, вместе с дейтерием, присутствующим в смеси. (См. Статью о ядерном синтезе для более подробного технического обсуждения реакций синтеза.) Внутри слоя топлива находится «свеча зажигания», полый столб делящегося материала ( 239
Pu
или 235
U
), часто усиленный газообразным дейтерием.Свеча зажигания при сжатии сама может подвергнуться ядерному делению (из-за формы она не является критической массой без сжатия). Третичное, если оно есть, будет расположено ниже второстепенного и, вероятно, будет состоять из тех же материалов. [9] [10]}}

Разделение вторичного от первичного — это промежуточный каскад. Делящаяся первичная обмотка производит четыре типа энергии: 1) расширяющиеся горячие газы от взрывчатых зарядов, которые взрывают первичную обмотку; 2) перегретая плазма, которая изначально была делящимся материалом бомбы и ее подделкой; 3) электромагнитное излучение; и 4) нейтроны от ядерного взрыва первичной обмотки.Промежуточный каскад отвечает за точную модуляцию передачи энергии от первичной обмотки к вторичной. Он должен направлять горячие газы, плазму, электромагнитное излучение и нейтроны в нужное место в нужное время. Менее чем оптимальные межкаскадные конструкции привели к тому, что вторичный не смог полностью работать с несколькими выстрелами, что известно как «делящийся шип». Снимок Замка Кун из Операции Замок — хороший тому пример; небольшой недостаток позволил нейтронному потоку от первичной обмотки преждевременно начать нагрев вторичной обмотки, ослабив сжатие настолько, чтобы предотвратить любой термоядерный синтез.

Секретный документ Теллера и Улама от 9 марта 1951 г .: О гетерокаталитических детонациях I: гидродинамические линзы и радиационные зеркала , в котором они предложили свою революционную идею ступенчатой ​​имплозии. Эта рассекреченная версия сильно отредактирована.

В открытой литературе очень мало подробной информации о механизме промежуточного каскада. Один из лучших источников — упрощенная схема британского термоядерного оружия, похожего на американскую боеголовку W80.Он был выпущен Гринпис в отчете под названием «Ядерные технологии двойного назначения» . ^[11] Основные компоненты и их расположение показаны на схеме, хотя детали почти отсутствуют; какие разрозненные детали, вероятно, содержат преднамеренные упущения или неточности. Они обозначены как «Концевая крышка и линза для фокусировки нейтронов» и «Обертка отражателя»; первая направляет нейтроны на свечу зажигания ²³⁵
_{U
^{/ 239
Pu
, а последняя относится к отражателю рентгеновского излучения; обычно это цилиндр, сделанный из материала, непрозрачного для рентгеновского излучения, такого как уран, с первичной и вторичной обмотками на обоих концах.Он не отражается как зеркало; вместо этого он нагревается до высокой температуры потоком рентгеновских лучей от первичной обмотки, а затем излучает более равномерно распространенные рентгеновские лучи, которые проходят к вторичной обмотке, вызывая так называемый радиационный взрыв. В Ivy Mike золото использовалось в качестве покрытия поверх урана, чтобы усилить эффект черного тела. [12] Далее идет «лафет отражателя / нейтронной пушки». Отражатель закрывает зазор между линзой нейтронного фокуса (в центре) и внешним кожухом рядом с первичной обмоткой.Он отделяет первичный отражатель от вторичного и выполняет ту же функцию, что и предыдущий отражатель. Имеется около шести нейтронных пушек (на фото из Sandia National Laboratories [13] ), каждая из которых выступает через внешний край отражателя с одним концом в каждой секции; все они закреплены на каретке и более или менее равномерно расположены по окружности кожуха. Нейтронные пушки наклонены так, что испускающий нейтроны конец каждой пушки направлен к центральной оси бомбы.Нейтроны от каждой нейтронной пушки проходят и фокусируются линзой нейтронного фокуса к центру первичной обмотки, чтобы ускорить начальное деление плутония. Также показан «Поляризатор из полистирола / Источник плазмы» (см. Ниже).}}

Первый правительственный документ США, в котором упоминается межэтапная перестройка, был только недавно выпущен для общественности в поддержку инициирования в 2004 году Программы надежной замены боеголовок. Графика включает в себя рекламные вставки, описывающие потенциальное преимущество RRW на уровне детали, с межэтапным рекламным объявлением, в котором говорится, что новая конструкция заменит «токсичный, хрупкий материал» и «дорогой« специальный »материал… [которые требуют] уникального оборудования ». ^[14] Широко распространено мнение, что« токсичным, хрупким материалом »является бериллий, который соответствует этому описанию и который также будет сдерживать поток нейтронов из первичной обмотки. Некоторый материал должен поглощать и повторно использовать Также можно использовать излучение рентгеновских лучей особым образом. ^[15]

Кандидатами в «специальный материал» являются полистирол и вещество под названием «FOGBANK», несекретное кодовое название. Состав FOGBANK засекречен, хотя аэрогель имеет было предложено как возможность.Впервые он был использован в термоядерном оружии с термоядерной боеголовкой W-76 и произведен на заводе комплекса Y-12 в Ок-Ридже, штат Теннесси, для использования в W-76. Производство FOGBANK прекратилось после окончания серийного производства W-76. Программа продления жизни W-76 требовала увеличения объема производства FOGBANK. Это осложнялось тем фактом, что свойства оригинального FOGBANK не были полностью задокументированы, поэтому были приложены огромные усилия, чтобы заново изобрести этот процесс. Примеси, критически важные для свойств старого FOGBANK, были исключены во время нового процесса.Только тщательный анализ новых и старых партий показал природу этой примеси. В производственном процессе в качестве растворителя использовался ацетонитрил, что привело как минимум к трем эвакуациям завода FOGBANK в 2006 году. Широко используемый в нефтяной и фармацевтической промышленности, ацетонитрил является легковоспламеняющимся и токсичным. Y-12 — единственный производитель ФОГБАНК. ^[16]

Резюме

Упрощенное резюме вышеприведенного объяснения:

1. Взрывается (относительно) небольшая бомба деления, известная как «первичная».
2. Энергия, выделяемая в первичной обмотке, передается на вторичную (или термоядерную) ступень. Эта энергия сжимает термоядерное топливо и свечу зажигания; сжатая свеча зажигания становится сверхкритической и подвергается цепной реакции деления, дополнительно нагревая сжатое термоядерное топливо до достаточно высокой температуры, чтобы вызвать термоядерный синтез.
3. Энергия, выделяемая в результате термоядерного синтеза, продолжает нагревать топливо, поддерживая реакцию.
4. Термоядерное топливо второй ступени может быть окружено слоем дополнительного топлива, которое подвергается делению при попадании нейтронов из реакций внутри.Эти события деления составляют около половины всей энергии, выделяемой в типичных конструкциях.

Сжатие вторичной обмотки

Основная идея конфигурации Теллера – Улама состоит в том, что каждая «ступень» будет подвергаться делению или слиянию (или тому и другому) и выделять энергию, большая часть которой будет передана другой ступени, чтобы запустить ее. Как именно энергия «транспортируется» от первичной обмотки к вторичной обмотке , было предметом некоторых разногласий в открытой прессе, но считается, что она передается через рентгеновские и гамма-лучи, которые испускаются при делении. первичный .Эта энергия затем используется для сжатия вторичной обмотки . Важнейшая деталь о том, как рентгеновские лучи создают давление, является основным остающимся спорным моментом в несекретной прессе. Предлагаются три теории:

Давление излучения

Давление излучения, создаваемое большим количеством рентгеновских фотонов внутри закрытого корпуса, может быть достаточным для сжатия вторичной обмотки. Электромагнитное излучение, такое как рентгеновские лучи или свет, обладает импульсом и воздействует на любую поверхность, на которую попадает.Давление излучения с интенсивностью, наблюдаемой в повседневной жизни, такой как солнечный свет, падающий на поверхность, обычно незаметно, но при экстремальной интенсивности, характерной для термоядерной бомбы, давление огромно.

Для двух термоядерных бомб, общий размер и основные характеристики которых хорошо изучены, испытательной бомбы «Айви Майк» и современного варианта боеголовки крылатой ракеты W-61, расчетное давление излучения составило 73 миллиона бар. (7,3 триллиона паскалей) для дизайна Ivy Mike и 1,400 миллионов батончиков (140 триллионов паскалей) для W-80. ^[17]

Давление плазмы пены

Давление плазмы пены — это концепция, которую Чак Хансен представил во время дела «Прогрессивный», основанный на исследовании, в ходе которого были обнаружены рассекреченные документы, в которых перечислены специальные пены как компоненты гильзы в радиационном ящике термоядерного оружия.

Последовательность стрельбы из оружия (с пеной) будет следующей:

1. Взрывчатые вещества, окружающие ядро ​​основного огня, сжимают делящийся материал до сверхкритического состояния и запускают цепную реакцию деления.
2. Делящаяся первичная обмотка излучает тепловые рентгеновские лучи, которые «отражаются» от внутренней части корпуса, облукая пенополистирол.
3. Облученная пена превращается в горячую плазму, давящую на вскрытие вторичной обмотки, плотно сжимая ее и начинающую цепную реакцию деления в свече зажигания.
4. Топливо из дейтерида лития, выталкиваемое с обеих сторон (от первичной обмотки и свечи зажигания), сильно сжимается и нагревается до термоядерных температур. Кроме того, при бомбардировке нейтронами каждый атом лития-6 (Li ₆ ) расщепляется на один атом трития и одну альфа-частицу.Затем начинается реакция синтеза между тритием и дейтерием, высвобождая еще больше нейтронов и огромное количество энергии.
5. Топливо, вступающее в реакцию синтеза, испускает большой поток нейтронов высокой энергии (17,6 МэВ [2,82 пДж]), который облучает тампер ²³⁸
   _{U
   ^{(или бомбу 238
   U
   ). кожух), заставляя его подвергаться быстрой реакции деления, обеспечивая около половины полной энергии.}}

Это завершит последовательность деление-синтез-деление.Термоядерный синтез, в отличие от деления, является относительно «чистым» — он выделяет энергию, но не выделяет вредных радиоактивных продуктов или больших количеств ядерных осадков. Однако реакции деления, особенно последние реакции деления, высвобождают огромное количество продуктов деления и радиоактивных осадков. Если пропустить последнюю стадию деления, например, путем замены уранового тампера на свинцовый, общая сила взрыва снижается примерно вдвое, но количество выпадений относительно невелико. Нейтронная бомба — это водородная бомба с намеренно тонким тампоном, позволяющим большинству быстрых нейтронов термоядерного синтеза улетучиться.

Текущая техническая критика идеи «давления пенной плазмы» сосредоточена на несекретном анализе из аналогичных областей физики высоких энергий, которые показывают, что давление, создаваемое такой плазмой, будет всего лишь малым множителем основного фотонного давления внутри излучения случай, а также то, что известные пеноматериалы по своей сути имеют очень низкую эффективность поглощения гамма-лучей и рентгеновского излучения из первичной обмотки. Большая часть произведенной энергии будет поглощена либо стенками радиационного корпуса, либо тампером вокруг вторичной обмотки.Анализ эффектов этой поглощенной энергии привел к третьему механизму: абляции.

Удаление тампера-толкателя

Внешний кожух вторичного узла называется «толкатель-тампер». Цель взлома имплозивной бомбы — задержать расширение реагирующего источника топлива (который представляет собой очень горячую плотную плазму) до тех пор, пока топливо не будет полностью израсходовано и взрыв не дойдет до завершения. Тот же самый тамперный материал служит также толкателем, поскольку он является средой, посредством которой внешнее давление (сила, действующая на площадь поверхности вторичной обмотки) передается массе термоядерного топлива.

Предлагаемый механизм абляции тампер-толкатель предполагает, что внешние слои тампер-толкателя термоядерной вторичной обмотки настолько сильно нагреваются потоком рентгеновских лучей первичной обмотки, что они сильно расширяются и уносятся (отлетают). Поскольку общий импульс сохраняется, эта масса высокоскоростного выброса заставляет остальную часть тампера-толкателя с огромной силой откатиться внутрь, раздавливая термоядерное топливо и свечу зажигания. Толкатель трамбовки имеет достаточно прочную конструкцию, чтобы изолировать термоядерное топливо от сильной жары снаружи; иначе компрессия будет испорчена.

Приблизительные расчеты для основного эффекта абляции относительно просты: энергия первичной обмотки равномерно распределяется по всем поверхностям внутри корпуса внешнего излучения, при этом компоненты приходят в тепловое равновесие, а затем влияние этой тепловой энергии проанализированы. Энергия в основном накапливается в пределах одной рентгенооптической толщины внешней поверхности тампера / толкателя, и затем можно рассчитать температуру этого слоя. Рассчитывается скорость, с которой поверхность затем расширяется наружу, и, исходя из основного ньютоновского баланса импульса, определяется скорость, с которой остальная часть тампера взрывается внутрь.

Применение более подробной формы этих вычислений к устройству Ivy Mike дает скорость расширения испаренного газа-толкателя 290 километров в секунду (180 миль / с) и скорость имплозии, возможно, 400 км / с (250 миль / с), если + 3⁄4 общей массы тампера / толкателя удаляется, что является наиболее энергоэффективной пропорцией. Для W-80 скорость расширения газа составляет примерно 410 км / с (250 миль / с), а скорость имплозии 570 км / с (350 миль / с). Расчетное давление абляционного материала равно 5.3 миллиарда баров (530 триллионов паскалей) в устройстве Ivy Mike и 64 миллиарда баров (6,4 квадриллиона паскалей) в устройстве W-80. ^[17]

Сравнение механизмов имплозии

Сравнивая три предложенных механизма, можно увидеть, что:

Расчетное давление абляции на один порядок больше, чем предложенное более высокое давление плазмы, и почти на два порядка больше, чем расчетное давление излучения.Не было предложено никакого механизма, позволяющего избежать поглощения энергии стенкой радиационного корпуса и вторичным тампером, что делает абляцию, по-видимому, неизбежной. Остальные механизмы кажутся ненужными.

Официальные отчеты Министерства обороны США о рассекречивании показывают, что пенопласты используются или могут использоваться в футеровках радиационных гильз, и, несмотря на низкое прямое давление плазмы, они могут быть полезны для отсрочки абляции до тех пор, пока энергия не распределится равномерно и не станет достаточной. достиг тампера / толкателя вторичной обмотки. ^[18]

Книга Ричарда Роудса Dark Sun утверждает, что слой пенопласта толщиной 1 дюйм (25 мм) был прикреплен к свинцовой гильзе внутри стального кожуха Ivy Mike с помощью медных гвоздей. Роудс цитирует нескольких разработчиков этой бомбы, объясняя, что слой пенопласта внутри внешнего корпуса должен задерживать абляцию и, таким образом, отдачу внешнего корпуса: если бы пены не было, металл вырывался бы изнутри внешнего корпуса с большим импульсом. , в результате чего кожух быстро откатывается наружу.Назначение кожуха состоит в том, чтобы как можно дольше сдерживать взрыв, обеспечивая как можно большую абляцию рентгеновскими лучами металлической поверхности вторичной ступени, чтобы она эффективно сжимала вторичную обмотку, увеличивая выход плавления. Пенопласт имеет низкую плотность, поэтому при абляции вызывает меньший импульс, чем металл. ^[18]

Варианты конструкции

Был предложен ряд возможных вариаций конструкции оружия:

• Изготавливались либо тампер, либо гильза ²³⁵
  _{U
  ^{( высокообогащенный уран) в рубашке окончательного деления.Гораздо более дорогой 235
  U
  также может делиться быстрыми нейтронами, как 238
  U
  в обедненном или природном уране, но его эффективность деления выше. Это связано с тем, что ядра 235
  U
  также подвергаются делению медленными нейтронами (ядра 238
  U
  требуют минимальной энергии около 1 мегаэлектронвольт (0,16 пДж) 1 мегаэлектронвольт), и потому что эти более медленные нейтроны производятся другими делящимися ядрами 235
  U
  в оболочке (другими словами, 235
  U
  поддерживает ядерную цепную реакцию, тогда как 238
  6 U
  U
  нет).Кроме того, куртка 235
  U
  способствует размножению нейтронов, тогда как ядра 238
  U
  потребляют нейтроны синтеза в процессе быстрого деления. Использование окончательной делящейся / делящейся оболочки из 235
  U
  , таким образом, увеличило бы мощность бомбы Теллера – Улама по сравнению с оболочкой из обедненного урана или природного урана. Это было предложено специально для боеголовок W87, модернизированных для развернутых в настоящее время межконтинентальных баллистических ракет LGM-30 Minuteman III.}}
• В некоторых описаниях существуют дополнительные внутренние структуры для защиты вторичной обмотки от получения избыточных нейтронов от первичной обмотки.
• Внутренняя часть корпуса может быть обработана или не обработана специально для «отражения» рентгеновских лучей. «Отражение» рентгеновских лучей не похоже на отражение света от зеркала, а скорее материал отражателя нагревается рентгеновскими лучами, в результате чего сам материал испускает рентгеновские лучи, которые затем попадают во вторичную обмотку.

Существуют два особых варианта, которые будут обсуждаться в следующем разделе: устройство с криогенным охлаждением жидкого дейтерия, использованное для испытания Ivy Mike, и предполагаемая конструкция ядерной боеголовки W88 — небольшая версия конфигурации Теллера-Улама с MIRV. вытянутый (в форме яйца или арбуза) первичный элемент и вторичный элемент эллиптической формы.

Большинство бомб явно не имеют третичных «ступеней», то есть третьей ступени (ступеней) сжатия, которые представляют собой дополнительные ступени синтеза, сжатые предыдущей ступенью синтеза. (Расщепление последнего уранового бланкета, который обеспечивает примерно половину мощности больших бомб, не считается «стадией» в этой терминологии.)

США провели несколько взрывов трехступенчатых бомб (см. Операцию «Редвинг»). но, как полагают, использовала только одну такую ​​третичную модель, то есть бомбу, в которой стадия деления, за которой следует стадия термоядерного синтеза, в конце концов сжимает еще одну стадию термоядерного синтеза.Эта американская разработка была тяжелой, но очень эффективной (то есть ядерной бомбой B41 мощностью 25 Мт (100 ПДж)). ^[19] Советский Союз, как полагают, использовал несколько ступеней (включая более одной ступени третичного синтеза) в своей 50 Мт (210 ПДж) (100 Мт (420 ПДж) по назначению) Царь-Бомба (однако, как и в случае с В других бомбах расщепляющаяся оболочка могла быть заменена свинцом в такой бомбе, и в этой, для демонстрации, так и было). Если какие-либо водородные бомбы были сделаны из конфигураций, отличных от тех, которые основаны на конструкции Теллера – Улама, факт этого не является публично известным.(Возможное исключение — советская конструкция начала Слойка ).

По сути, конфигурация Теллера-Улама основана, по крайней мере, на двух случаях имплозии: во-первых, обычные (химические) взрывчатые вещества в первичной цепи сжимают делящуюся сердцевину, что приводит к взрыву деления, во много раз более мощному, чем взрыв, производимый химическим веществом. взрывчатку можно было добиться в одиночку (первый этап). Во-вторых, излучение от расщепления первичной обмотки будет использоваться для сжатия и воспламенения вторичной стадии термоядерного синтеза, в результате чего термоядерный взрыв будет во много раз более мощным, чем просто ядерный взрыв.Эта цепочка сжатия могла бы быть продолжена с произвольным числом стадий третичного термоядерного синтеза, каждая из которых воспламеняла большее количество термоядерного топлива на следующей стадии ^{[20] (pp192–193) [21] [ нужен лучший источник ]} , хотя это обсуждается (см. Больше: Споры о произвольно высокой урожайности). Наконец, эффективные бомбы (но не так называемые нейтронные бомбы) заканчиваются расщеплением последнего тампера из природного урана, чего обычно нельзя было достичь без нейтронного потока, обеспечиваемого реакциями синтеза на вторичных или третичных стадиях.Предполагается, что такие конструкции можно масштабировать до произвольно большого выхода (очевидно, с таким количеством стадий синтеза, сколько требуется), ^{[20] (pp192–193) [21] [ нужен лучший источник ]} потенциально до уровня «устройства судного дня». Однако обычно такое оружие составляло не более дюжины мегатонн, что обычно считалось достаточным, чтобы уничтожить даже самые устойчивые практические цели (например, объект управления, такой как комплекс Шайенн-Маунтин).Даже такие большие бомбы были заменены ядерными бомбами типа бункерного бункера меньшей мощности (см. Больше: ядерный бункерный бункер).

Как обсуждалось выше, для уничтожения городов и незакрепленных целей гораздо более эффективно разбивать массу отдельной ракетной нагрузки на более мелкие бомбы MIRV, чтобы распределить энергию взрывов в области «блинов». с точки зрения площади поражения на единицу энергии бомбы. Это также относится к одиночным бомбам, которые могут быть доставлены крылатой ракетой или другой системой, такой как бомбардировщик, что приводит к появлению большинства боевых блоков в США.Программа S. с урожайностью менее 500 кт (2100 ТДж).

История

США

Идея термоядерной термоядерной бомбы, воспламеняемой меньшей бомбой деления, была впервые предложена Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру, когда они разговаривали в Колумбийском университете в сентябре 1941 года, ^{[12] (p207)} в начале того, что впоследствии станет Манхэттенским проектом. ^[4] Теллер потратил большую часть Манхэттенского проекта, пытаясь выяснить, как сделать проектную работу, предпочитая ее работе над атомной бомбой, и в течение последнего года проекта была поручена исключительно эта задача. ^{[12] (pp117,248)} Однако, когда закончилась Вторая мировая война, не было особого стимула выделять много ресурсов на Super , как он тогда был известен. ^{[22] (p202)}

Первое испытание атомной бомбы Советским Союзом в августе 1949 года произошло раньше, чем ожидали американцы, и в течение следующих нескольких месяцев в правительстве США, военных и научные сообщества относительно продолжения разработки гораздо более мощного Super. ^{[23] (pp1–2)} Дебаты касались вопросов, которые были либо стратегическими, либо прагматическими, либо моральными. ^{[23] (p16)} В своем отчете Общего консультативного комитета, Роберт Оппенгеймер и его коллеги пришли к выводу, что «чрезвычайная опасность для человечества, заложенная в предложении [разработать термоядерное оружие], полностью перевешивает любые военные действия. преимущество.» Несмотря на высказанные возражения, 31 января 1950 года президент Гарри С. Трумэн принял решение продолжить разработку нового оружия. ^{[22] (стр. 212–214)}

Но решение сделать это не стало реальностью, и Теллер и другие американские физики изо всех сил пытались найти работоспособную конструкцию. ^{[23] (pp91–92)} Станислав Улам, сотрудник Teller, сделал первые ключевые концептуальные скачки в направлении работоспособного дизайна слияния. Два нововведения Улама, которые сделали термоядерную бомбу практичной, заключались в том, что сжатие термоядерного топлива перед экстремальным нагревом было практическим путем к условиям, необходимым для синтеза, и идея включения или размещения отдельного термоядерного компонента вне первичного компонента деления и каким-либо образом первичный для сжатия вторичного.Затем Теллер понял, что гамма- и рентгеновское излучение, производимое в первичной обмотке, может передать достаточно энергии во вторичную обмотку, чтобы создать успешный имплозивный и термоядерный ожог, если вся сборка была завернута в hohlraum или корпус для излучения. ^[4] Теллер и его различные сторонники и противники позже оспаривали степень вклада Улама в теории, лежащие в основе этого механизма. Действительно, незадолго до своей смерти и в последней попытке дискредитировать вклад Улама Теллер заявил, что один из его собственных «аспирантов» предложил механизм. ^{[ необходима ссылка ]}

Кадр «Джордж» из Operation Greenhouse от 9 мая 1951 года впервые испытал основную концепцию в очень маленьком масштабе. Будучи первым успешным (неконтролируемым) высвобождением энергии ядерного синтеза, которое составило небольшую часть от общего выхода 225 кт (940 ТДж), ^[24] , это повысило ожидания до почти уверенности в том, что эта концепция будет работать.

1 ноября 1952 года конфигурация Теллера – Улама была испытана в полном масштабе во время выстрела «Айви Майк» на острове атолла Эниветок с мощностью 10 баллов.4 Мт (44 ПДж) (более чем в 450 раз мощнее бомбы, сброшенной на Нагасаки во время Второй мировой войны). Устройство, получившее название Sausage , использовало сверхбольшую бомбу деления в качестве «спускового крючка» и жидкий дейтерий, поддерживаемый в жидком состоянии 20 короткими тоннами (18 т) криогенного оборудования — в качестве термоядерного топлива, ^{[] цитирование необходимо ]} и в целом весил около 80 коротких тонн (73 т).

Жидкое дейтериевое топливо Айви Майка было непрактичным для развертываемого оружия, и следующим шагом было использование твердого термоядерного топлива с дейтеридом лития.В 1954 году это было испытано в выстреле «Замок Браво» (устройство под кодовым названием Shrimp ), мощность которого составила 15 Мт (63 ПДж) (в 2,5 раза больше ожидаемой), и это самая большая бомба США, когда-либо испытанная.

Вскоре усилия в Соединенных Штатах сместились в сторону разработки миниатюрного оружия Теллера – Улама, которое могло бы вписаться в межконтинентальные баллистические ракеты и баллистические ракеты, запускаемые с подводных лодок. К 1960 году с боеголовкой ^[25] W47, развернутой на подводных лодках с баллистическими ракетами Polaris, боеголовки мегатонного класса были всего лишь 18 дюймов (0.46 м) в диаметре и 720 фунтов (330 кг) весом. Дальнейшие инновации в миниатюризации боеголовок были достигнуты к середине 1970-х, когда были созданы версии конструкции Теллера-Улама, которые могли умещать десять или более боеголовок на конце небольшой ракеты с РГЧ (см. Раздел о W88 ниже). ^[8]

Советский Союз

Первая советская термоядерная конструкция, разработанная Андреем Сахаровым и Виталием Гинзбургом в 1949 году (до того, как у Советов появилась работающая бомба деления), получила название Sloika , в честь русского слоеного пирога. и не принадлежал к конфигурации Теллера – Улама.В нем использовались чередующиеся слои делящегося материала и термоядерного топлива на основе дейтерида лития с добавлением трития (позже это было названо «Первой идеей» Сахарова). Хотя ядерный синтез мог быть технически достижимым, у него не было свойства масштабирования «ступенчатого» оружия. Таким образом, такая конструкция не могла производить термоядерное оружие, взрывная мощность которого могла быть сколь угодно большой (в отличие от американских разработок того времени). Слой термоядерного синтеза, обернутый вокруг ядра деления, мог лишь умеренно умножать энергию деления (современные конструкции Теллера-Улама могут увеличить ее в 30 раз).Кроме того, вся стадия термоядерного синтеза должна была быть взорвана обычными взрывчатыми веществами вместе с ядром деления, что существенно увеличивало количество необходимых химических взрывчатых веществ.

Первое испытание конструкции Sloika, RDS-6, было взорвано в 1953 году с мощностью, эквивалентной 400 кт (1700 ТДж) (15% -20% от термоядерного синтеза). Попытки использовать конструкцию Sloika для достижения результатов в мегатоннном диапазоне оказались безуспешными. После того, как в ноябре 1952 года Соединенные Штаты испытали термоядерное устройство «Айви Майк», доказав, что может быть создана многомегатонная бомба, Советы начали поиск альтернативной конструкции.«Вторая идея», как Сахаров назвал ее в своих мемуарах, была предыдущим предложением Гинзбурга в ноябре 1948 года использовать дейтерид лития в бомбе, которая при бомбардировке нейтронами производила бы тритий и свободный дейтерий. ^{[26] (p299)} В конце 1953 года физик Виктор Давиденко совершил первый прорыв, сохранив первичных и вторичных частей бомбы отдельными частями («стадия»). Следующий прорыв был обнаружен и развит Сахаровым и Яковом Зельдовичем — в начале 1954 года использовалось рентгеновское излучение от бомбы деления для сжатия вторичной обмотки перед синтезом («радиационная имплозия»).«Третья идея» Сахарова, как в СССР была известна конструкция Теллера – Улама, была испытана в кадре «РДС-37» в ноябре 1955 года с мощностью 1,6 Мт (6,7 ПДж).

Советы продемонстрировали мощь концепции «постановки» в октябре 1961 года, когда они взорвали массивную и громоздкую Tsar Bomba , водородную бомбу мощностью 50 Мт (210 ПДж), почти 97% энергии которой получали за счет термоядерного синтеза. Это было крупнейшее ядерное оружие, разработанное и испытанное любой страной.

Соединенное Королевство

В 1954 году в Олдермастоне начались работы по разработке британской термоядерной бомбы под руководством сэра Уильяма Пенни.Британские знания о том, как создать термоядерную термоядерную бомбу, были рудиментарными, и в то время Соединенные Штаты не обменивались ядерными знаниями из-за Закона об атомной энергии 1946 года. Однако британцам было разрешено наблюдать за испытаниями в замке США и использовать отбор проб самолет в грибовидных облаках, предоставляя им четкие и прямые доказательства сжатия, производимого во вторичных стадиях радиационной имплозией. ^[27]

Из-за этих трудностей в 1955 году премьер-министр Великобритании Энтони Иден согласился с секретным планом, согласно которому, если ученые из Олдермастона потерпят неудачу или сильно задержатся в разработке термоядерной бомбы, она будет заменена чрезвычайно большой реактивной бомбой. бомбить. ^[27]

В 1957 году были проведены эксплуатационные испытания грейфера. Первое испытание Green Granite было прототипом термоядерной бомбы, но оно не дало эквивалентной мощности по сравнению с США и Советским Союзом, достигнув лишь приблизительно 300 кт (1300 ТДж). Вторым испытанием Orange Herald была модифицированная бомба деления, выработавшая 720 кт (3000 ТДж), что сделало ее крупнейшим взрывом деления за всю историю. В то время почти все (включая пилотов сбросившего самолет) думали, что это термоядерная бомба.Эта бомба была принята на вооружение в 1958 году. Второй прототип термоядерной бомбы Purple Granite использовался в третьем испытании, но произвел только около 150 кт (630 ТДж). ^[27]

Было запланировано проведение второй серии испытаний с возобновлением испытаний в сентябре 1957 года. Первое испытание было основано на «… новой более простой конструкции. Двухступенчатая термоядерная бомба с гораздо более мощным спусковым крючком». Этот испытательный грейфер X Round C был взорван 8 ноября и выдал около 1,8 Мт (7,5 ПДж). 28 апреля 1958 года была сброшена бомба мощностью 3 Мт (13 ПДж) — самое мощное испытание Великобритании.Два последних воздушных взрыва 2 и 11 сентября 1958 г. сбросили бомбы меньшего размера мощностью около 1 Мт (4,2 ПДж) каждая. ^[27]

американских наблюдателя были приглашены на такие испытания. После успешного взрыва Британией устройства мегатонного диапазона (и, таким образом, демонстрации практического понимания «секрета» конструкции Теллера-Улама) Соединенные Штаты согласились обменять некоторые из своих ядерных проектов с Соединенным Королевством, что привело к 1958 г. Соглашение о взаимной обороне Великобритании.Вместо того, чтобы продолжать разработку собственной конструкции, британцы получили доступ к конструкции меньшей американской боеголовки Mk 28 и получили возможность производить копии. ^[27]

Соединенное Королевство тесно сотрудничало с американцами по Манхэттенскому проекту. Доступ Великобритании к информации о ядерном оружии был закрыт Соединенными Штатами в какой-то момент из-за опасений по поводу советского шпионажа. Полное сотрудничество не было восстановлено до тех пор, пока не было подписано соглашение, регулирующее обработку секретной информации и другие вопросы. ^{[27] [ ненадежный источник? ]}

Китай

Мао Цзэдун решил начать китайскую программу создания ядерного оружия во время Первого кризиса в Тайваньском проливе 1954–1955 годов. Китайская Народная Республика взорвала свою первую водородную (термоядерную) бомбу 17 июня 1967 года, через 32 месяца после взрыва своего первого оружия деления, мощностью 3,31 Мт. Это произошло на полигоне Лопнор на северо-западе Китая. ^[28] Китай получил обширную техническую помощь от Советского Союза, чтобы начать свою ядерную программу, но к 1960 году раскол между Советским Союзом и Китаем стал настолько большим, что Советский Союз прекратил всякую помощь Китаю. ^[29]

История в The New York Times Уильяма Броуда ^[30] сообщила, что в 1995 году предполагаемый китайский двойной агент предоставил информацию, указывающую на то, что Китаю известны секретные детали американской боеголовки W88, предположительно через шпионаж. ^[31] (Это направление расследования в конечном итоге привело к неудачному суду над Вен Хо Ли.)

Франция

Французский ядерный полигон был перенесен на безлюдные французские атоллы в Тихом океане.Первым испытанием, проведенным на этих новых объектах, было испытание «Канопус» на атолле Фангатауфа во Французской Полинезии 24 августа 1968 года, первое в стране многоступенчатое испытание термоядерного оружия. Бомба была взорвана с воздушного шара на высоте 520 метров (1710 футов). Результатом этого теста было значительное атмосферное загрязнение. ^[32] Очень мало известно о разработке Францией конструкции Теллера – Улама, помимо того факта, что Франция взорвала устройство мощностью 2,6 Мт (11 ПДж) в ходе испытания «Канопус».По сообщениям, у Франции были большие трудности с первоначальной разработкой конструкции Теллера-Улама, но позже она преодолела их и, как полагают, обладает ядерным оружием, равным по сложности другим крупным ядерным державам. ^[27]

Франция и Китай не подписали и не ратифицировали Договор о частичном запрещении ядерных испытаний 1963 года, который запрещал испытательные ядерные взрывы в атмосфере, под водой или в космическом пространстве. С 1966 по 1996 год Франция провела более 190 ядерных испытаний. ^[32] Последнее ядерное испытание Франции состоялось 27 января 1996 года, после чего страна демонтировала свои полинезийские полигоны.В том же году Франция подписала Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, а затем ратифицировала Договор в течение двух лет.

Франция подтвердила, что в ее ядерном арсенале содержится около 300 боеголовок, переносимых баллистическими ракетами (БРПЛ) и истребителями-бомбардировщиками подводных лодок в 2015 году. У Франции есть четыре подводных лодки с баллистическими ракетами класса Triomphant. Одна подводная лодка с баллистическими ракетами развернута в глубоком океане, но в общей сложности три должны постоянно находиться в рабочем состоянии. Три старые подводные лодки вооружены 16 ракетами М45.Новейшая подводная лодка «Ле Грозный» была сдана в эксплуатацию в 2010 году и оснащена ракетами М51, способными нести термоядерные боеголовки TN 75. Воздушный флот состоит из четырех эскадрилий на четырех разных базах. Всего имеется 23 самолета Mirage 2000N и 20 Rafales, способных нести ядерные боеголовки. ^[33] Ракеты M51.1 должны быть заменены новой боеголовкой M51.2, начиная с 2016 г., дальность действия которой на 3000 километров (1900 миль) больше, чем у M51.1. ^[33]

Франция также имеет около 60 ракет воздушного базирования с боеголовками TN 80 / TN 81 мощностью около 300 кт (1300 ТДж) каждая.Ядерная программа Франции была тщательно разработана для обеспечения того, чтобы это оружие оставалось пригодным для использования на десятилетия в будущем. ^{[27] [ ненадежный источник? ]} В настоящее время Франция больше не намеренно производит материалы с критической массой, такие как плутоний и обогащенный уран, но она по-прежнему использует ядерную энергию для выработки электроэнергии с ²³⁹
_{Pu
^{в качестве побочного продукта. [34]}}

Индия

11 мая 1998 года Индия объявила, что она взорвала термоядерную бомбу в ходе испытаний операции «Шакти» (в частности, «Шакти-I»). ^{[35] [36]} Доктор Самар Мубаракманд, пакистанский физик-ядерщик, утверждал, что если Шакти-I и был термоядерным испытанием, то устройство не сработало. ^[37] Однако доктор Гарольд М. Агнью, бывший директор Лос-Аламосской национальной лаборатории, сказал, что утверждение Индии о том, что Индия взорвала инсценированную термоядерную бомбу, было правдоподобным. ^[38] Индия сообщает, что их термоядерное устройство было испытано при контролируемой мощности 45 кт (190 ТДж) из-за непосредственной близости от деревни Хетолай примерно в 5 км (3.1 милю), чтобы дома в этой деревне не понесли значительного ущерба. ^[39] Другая указанная причина заключалась в том, что радиоактивность, высвободившаяся при урожайности, значительно превышающей 45 килотонн, возможно, не удалось удержать полностью. ^[39] После испытаний Покрана-II доктор Раджагопал Чидамбарам, бывший председатель Комиссии по атомной энергии Индии, сказал, что Индия имеет возможность создавать термоядерные бомбы любой мощности по своему желанию. ^[38]

Результат испытания водородной бомбы в Индии остается предметом споров среди индийского научного сообщества и международных ученых. ^[40] Вопрос политизации и споров между индийскими учеными еще больше усложнил дело. ^[41]

В интервью в августе 2009 г. директор по подготовке испытательного полигона в 1998 г. д-р К. Сантханам заявил, что мощность термоядерного взрыва оказалась ниже ожидаемой, и поэтому Индии не следует спешить с подписанием ДВЗЯИ. Другие индийские ученые, участвовавшие в испытании, оспорили утверждение доктора К. Сантанама, ^[42] , утверждая, что утверждения Сантанама ненаучны. ^[36] Британский сейсмолог Роджер Кларк утверждал, что магнитуды предполагают совокупный выход до 60 килотонн в тротиловом эквиваленте (250 ТДж), что соответствует объявленному Индией общему выходу в 56 килотонн в тротиловом эквиваленте (230 ТДж). ^[43] Американский сейсмолог Джек Эвернден утверждал, что для правильной оценки урожайности нужно «правильно учитывать геологические и сейсмологические различия между испытательными площадками». ^[39]

Индия официально утверждает, что она может создавать термоядерное оружие различной мощности до примерно 200 кт (840 ТДж) на основе термоядерного испытания Шакти-1. ^{[39] [44]}

Израиль

Израиль, как утверждается, обладает термоядерным оружием конструкции Теллера – Улама, ^[45] , но не известно, что он испытывал какие-либо ядерные устройства, хотя это широко распространено. предположили, что инцидент 1979 года в Веле мог быть совместным израильско-южноафриканским ядерным испытанием. ^{[46] [47] (p271) [48] (pp297–300)}

Хорошо известно, что Эдвард Теллер консультировал и руководил израильским истеблишментом по общим ядерным вопросам в течение примерно двадцати лет . ^{[49] (pp289–293)} В период с 1964 по 1967 год Теллер шесть раз посетил Израиль, где читал лекции в Тель-Авивском университете по общим вопросам теоретической физики. ^[50] Ему потребовался год, чтобы убедить ЦРУ в возможностях Израиля, и, наконец, в 1976 году Карл Дакетт из ЦРУ дал показания Конгрессу США после получения достоверной информации от «американского ученого» (Теллера) о ядерной безопасности Израиля. возможности. ^{[48] (pp297–300)} В течение 1990-х годов Теллер в конце концов подтвердил предположения в СМИ о том, что именно во время своих визитов в 1960-х он пришел к выводу, что Израиль обладает ядерным оружием. ^{[48] (pp297–300)} После того, как он передал этот вопрос на более высокий уровень правительства США, Теллер, как сообщается, сказал: «У них [Израиля] это есть, и они были достаточно умны, чтобы доверять своим исследованиям, а не испытание, они знают, что испытание доставит им неприятности ». ^{[48] (pp297–300)}

Пакистан

Согласно научным данным, полученным и опубликованным PAEC, Инженерным корпусом и Исследовательскими лабораториями Кахута (KRL), в мае 1998 г. Пакистан провел шесть подземных работ. ядерные испытания на холмах Чагай и пустыне Харан в провинции Белуджистан (см. кодовые названия испытаний: Chagai-I и Chagai-II ). ^[37] Согласно KRL и PAEC, ни одно из этих устройств деления с форсированным двигателем не было разработано для термоядерного оружия. ^[37]

Северная Корея

Северная Корея заявила, что провела испытания своей миниатюрной термоядерной бомбы 6 января 2016 года. Первые три ядерных испытания Северной Кореи (2006, 2009 и 2013 годы) были относительно маломощными и, похоже, не были конструкции термоядерного оружия. В 2013 году министерство обороны Южной Кореи высказало предположение, что Северная Корея, возможно, пытается разработать «водородную бомбу», и такое устройство может стать следующим испытанием оружия Северной Кореей. ^{[51] [52]} В январе 2016 года Северная Корея заявила об успешном испытании водородной бомбы, ^[53] , хотя во время испытания было зарегистрировано только сейсмическое событие магнитудой 5,1, ^[54] аналогично испытанию атомной бомбы мощностью 6–9 кт (25–38 ТДж) в 2013 году. Эти сейсмические записи ставят под сомнение утверждения Северной Кореи о том, что была испытана водородная бомба, и предполагают, что это было испытание не термоядерного ядерного оружия. ^[55]

3 сентября 2017 года государственные СМИ страны сообщили, что было проведено испытание водородной бомбы, завершившееся «полным успехом».По данным Геологической службы США (USGS), в результате взрыва произошло землетрясение силой 6,3 балла, что в 10 раз сильнее, чем предыдущие ядерные испытания, проведенные Северной Кореей. ^[56] Разведка США сделала предварительную оценку, согласно которой оценка урожайности составила 140 кт (590 ТДж), ^[57] с диапазоном неопределенности от 70 до 280 кт (от 290 до 1170 ТДж). ^[58]

12 сентября NORSAR пересмотрел свою оценку магнитуды землетрясения до 6,1, что соответствует оценке ОДВЗЯИ, но менее мощно, чем оценка Геологической службы США, равная 6 баллам.3. Оценка вылова была пересмотрена до 250 тыс. Тонн (1 000 ТДж), при этом отмечена некоторая неопределенность и нераскрытая погрешность. ^{[59] [60]}

13 сентября был опубликован анализ спутниковых снимков испытательного полигона с синтезированной апертурой до и после, предполагающий, что испытание проводилось на глубине 900 метров (3000 футов) скальной породы и уступа «мог бы превышать 300 килотонн». ^[61]

Общеизвестно

Дизайн Теллера – Улама долгие годы считался одним из главных ядерных секретов, и даже сегодня он не обсуждается подробно в официальных публикациях с истоками «за забором» классификации .Политика Министерства энергетики США была и остается такой, что они не признают, когда происходят «утечки», потому что это подтвердит точность предполагаемой утечки информации. Помимо изображений корпуса боеголовки, большая часть общедоступной информации об этой конструкции сводится к нескольким кратким заявлениям Министерства энергетики и работе нескольких отдельных исследователей.

Заявления Министерства энергетики США

В 1972 году правительство Соединенных Штатов рассекретило документ, в котором говорится: «В термоядерном (TN) оружии« первичное »деление используется для запуска реакции TN в термоядерном топливе, называемой« вторичным »», и в 1979 году добавил: «В термоядерном оружии излучение от взрывчатого вещества деления может быть ограничено и использовано для передачи энергии для сжатия и воспламенения физически отдельного компонента, содержащего термоядерное топливо». В отношении этого последнего предложения правительство США указало, что «. Любое уточнение этого заявления будет классифицировано как .« ^[62] Единственная информация, которая может относиться к свече зажигания , была рассекречена в 1991 году:« Факт, что делящиеся или делящиеся материалы присутствуют в некоторых вторичных источниках, материал не идентифицирован, местонахождение не указано, используется без указания назначения и оружие без обозначения ». В 1998 году Министерство энергетики рассекретило заявление о том, что «тот факт, что материалы могут присутствовать в каналах и термин« наполнитель каналов »без уточнения», которое может относиться к пенополистиролу (или аналогичному веществу). ^[63]

Вопрос о том, подтверждают ли эти утверждения некоторые или все модели, представленные выше, подлежит интерпретации, а официальные сообщения правительства США о технических деталях ядерного оружия в прошлом были намеренно двусмысленными (см., Например, Smyth Report ). Другая информация, такая как типы топлива, использованного в некоторых ранних вооружениях, была рассекречена, хотя точной технической информации не было.

Большинство текущих идей о работе схемы Теллера-Улама стало известно общественности после того, как Министерство энергетики (DOE) попыталось подвергнуть цензуре журнальную статью У.Активист С., выступающий против оружия Ховард Морланд в 1979 году о «секрете водородной бомбы». В 1978 году Морланд решил, что обнаружение и раскрытие этой «последней оставшейся тайны» привлечет внимание к гонке вооружений и позволит гражданам почувствовать себя вправе подвергать сомнению официальные заявления о важности ядерного оружия и ядерной секретности. ^{[ необходима ссылка ]} Большинство идей Морланда о том, как работает оружие, были собраны из легкодоступных источников — рисунки, которые больше всего вдохновили его подход, взяты не кем иным, как Encyclopedia Americana . ^{[ необходима ссылка ]} Морланд также опросил (часто неофициально) многих бывших ученых Лос-Аламоса (включая Теллера и Улама, хотя ни один из них не дал ему никакой полезной информации) и использовал различные стратегии межличностного общения, чтобы побудить их к информативным ответам (т. Е. , задавая такие вопросы, как «Они все еще используют свечи зажигания?», даже если он не знал, что конкретно относится к последнему термину). ^[64]

Морланд в конце концов пришел к выводу, что «секрет» состоял в том, что первичная обмотка и вторичная были разделены и что радиационное давление от первичной обмотки сжимало вторичную обмотку перед воспламенением.Когда ранний черновик статьи, который должен был быть опубликован в журнале The Progressive , был отправлен в Министерство энергетики после того, как попал в руки профессора, который выступал против цели Морланда, Министерство энергетики потребовало, чтобы статью не публиковать, и настаивало на этом. для временного судебного запрета. Министерство энергетики утверждало, что информация Морланда была (1) скорее всего получена из засекреченных источников, (2) если не получена из засекреченных источников, сама считается «секретной» информацией в соответствии с положением о «прирожденной секретности» Закона об атомной энергии 1954 г., и (3) ) было опасно и способствовало бы распространению ядерного оружия.

Морланд и его адвокаты не согласились по всем пунктам, но судебный запрет был предоставлен, поскольку судья по делу посчитал, что безопаснее вынести судебный запрет и позволить Морланду и др. Подать апелляцию, что они и сделали в United States v. Прогрессивный (1979).

Из-за множества более сложных обстоятельств дело DOE начало ослабевать, поскольку стало ясно, что некоторые данные, которые они пытались назвать «секретными», были опубликованы в студенческой энциклопедии несколькими годами ранее.После того, как другой спекулянт с водородными бомбами, Чак Хансен, опубликовал в одной из газет штата Висконсин свои собственные идеи о «секрете» (весьма отличные от взглядов Морланда), Министерство энергетики заявило, что дело The Progressive было спорным, отказалось от иска и разрешило журнал опубликовал свою статью, что он и сделал в ноябре 1979 года. Однако к тому времени Морланд изменил свое мнение о том, как работает бомба, предположив, что для сжатия вторичной обмотки использовалась пенная среда (полистирол), а не радиационное давление. , и что во вторичной обмотке была свеча зажигания из делящегося материала.Он опубликовал эти изменения, частично основанные на материалах апелляционного разбирательства, в качестве исправления в The Progressive месяц спустя. ^[65] В 1981 году Морланд опубликовал книгу о своем опыте, подробно описав ход мыслей, который привел его к его выводам о «секрете». ^{[64] [66]}

Работа Морланда интерпретируется как хотя бы частично правильная, потому что Министерство энергетики пыталось подвергнуть ее цензуре, что было одним из немногих случаев, когда они нарушили свой обычный подход, не признавая «секретные» материалы, которые были был выпущен; однако, насколько в нем отсутствует информация или содержится неверная информация, с уверенностью неизвестно.Сложность, с которой столкнулись некоторые страны при разработке конструкции Теллера-Улама (даже когда они, очевидно, понимали эту конструкцию, как, например, в Соединенном Королевстве), делает маловероятным, что эта простая информация сама по себе является тем, что дает возможность производить термоядерное оружие . Тем не менее, идеи, выдвинутые Морландом в 1979 году, стали основой всех текущих спекуляций по поводу конструкции Теллера – Улама.

Сокращение ядерных вооружений

В январе 1986 года советский лидер Михаил Горбачев публично предложил трехэтапную программу ликвидации ядерного оружия в мире к концу 20 века. ^[67] За два года до своей смерти в 1989 году комментарии Андрея Сахарова на форуме ученых помогли начать процесс ликвидации тысяч ядерных баллистических ракет из американских и советских арсеналов. Сахаров (1921–89) был привлечен к участию в программе Советского Союза по созданию ядерного оружия в 1948 году, через год после того, как он защитил докторскую диссертацию. В 1949 году США зарегистрировали первое советское испытание бомбы деления, и две страны начали отчаянную гонку по созданию термоядерной водородной бомбы, которая была бы в тысячу раз мощнее.Как и его американские коллеги, Сахаров оправдывал свою работу с водородной бомбой, указывая на опасность того, что другая страна получит монополию. Но, как и некоторые американские ученые, работавшие над Манхэттенским проектом, он чувствовал ответственность за то, чтобы проинформировать руководство своей страны, а затем и весь мир об опасности ядерного оружия. ^[68] Первая попытка Сахарова повлиять на политику была вызвана его озабоченностью по поводу возможного генетического ущерба от долгоживущего радиоактивного углерода-14, созданного в атмосфере из азота-14 огромными потоками нейтронов, выпущенных при испытаниях водородной бомбы. ^[69] В 1968 году друг предложил Сахарову написать эссе о роли интеллигенции в мировых делах. Самостоятельная публикация была в то время методом распространения неутвержденных рукописей в Советском Союзе. Многие читатели создавали бы несколько копий, печатая на нескольких листах бумаги, чередующихся с копировальной бумагой. Один экземпляр эссе Сахарова «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе» был тайно вывезен из Советского Союза и опубликован в New York Times.За 1968–69 было выпущено более 18 миллионов копий. После того, как эссе было опубликовано, Сахарову запретили вернуться к работе в программе создания ядерного оружия, и он занял должность исследователя в Москве. ^[68] В 1980 году, после интервью New York Times, в котором он осудил советское вторжение в Афганистан, правительство поставило его вне досягаемости западных СМИ, сослав его и его жену в Горький. В марте 1985 года Горбачев стал Генеральным секретарем Коммунистической партии Советского Союза.Более чем через полтора года он убедил Политбюро, исполнительный комитет партии, разрешить Сахарову и Боннэр вернуться в Москву. Сахаров был избран членом оппозиции Съезду народных депутатов СССР в 1989 году. Позже в том же году у него была сердечная аритмия, и он умер в своей квартире. Он оставил после себя проект новой советской конституции, в которой особое внимание уделялось демократии и правам человека. ^[70]

Известные происшествия

5 февраля 1958 года во время учебного полета на B-47 ядерная бомба Mark 15, также известная как Tybee Bomb, была потеряна у побережья острова Тайби недалеко от Саванны. , Грузия.По мнению Министерства энергетики, бомба была погребена под слоем ила в несколько футов на дне пролива Вассав. ^[71]

17 января 1966 года произошло смертельное столкновение между B-52G и Stratotanker KC-135 над Паломаресом, Испания. Обычные взрывчатые вещества в двух водородных бомбах типа Mk28 взорвались при ударе о землю, рассеивая плутоний по близлежащим фермам. Третья бомба упала невредимой около Паломареса, а четвертая упала в 12 милях (19 км) от побережья в Средиземное море. ^[72]

21 января 1968 года B-52G с четырьмя термоядерными бомбами B28FI на борту в рамках операции «Хром-купол» потерпел крушение на льду залива Норт-Стар при попытке аварийной посадки на авиабазе Туле в Гренландии. . ^[73] Возникший пожар вызвал обширное радиоактивное заражение. ^[74] Персоналу, участвовавшему в очистке, не удалось собрать весь мусор от трех бомб, и одна бомба не была обнаружена. ^[75]

Variations

Ivy Mike

В своей книге 1995 года « Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb » автор Ричард Родс подробно описывает внутренние компоненты устройства «Ivy Mike» Sausage . на основе информации, полученной в результате обширных интервью с учеными и инженерами, которые его собирали.По словам Роудса, реальный механизм сжатия вторичной обмотки представлял собой комбинацию радиационного давления, давления пенной плазмы и теорий абляции тампер-толкателя, описанных выше; излучение первичной обмотки нагревает пенополиэтилен, покрывающий кожух, до плазмы, которая затем повторно излучает излучение в толкатель вторичной обмотки, вызывая абляцию его поверхности и направляя ее внутрь, сжимая вторичную обмотку, зажигая свечу зажигания и вызывая реакцию термоядерного синтеза. . Общая применимость этого принципа неясна. ^[12]

W88

В 1999 году репортер San Jose Mercury News сообщил, что американская ядерная боеголовка W88, небольшая боеголовка с ЗРГ, используемая на БРПЛ Trident II, имела вытянутую форму (в форме яйца или арбуза) первичный (кодовое название Komodo ) и сферический вторичный (кодовое название Cursa ) внутри радиационного корпуса специальной формы (известного как «арахис» за его форму). Ценность первичной обмотки яйцевидной формы, очевидно, заключается в том, что боеголовка РГЧВ ограничена диаметром первичной обмотки — если можно заставить первичную часть яйцевидной формы работать должным образом, то боеголовку РГЧВ можно сделать значительно меньше, но все же произвести взрыв высокой мощности — боеголовка W88 может произвести до 475 килотонн в тротиловом эквиваленте (1.99 PJ) с физическим корпусом длиной 68,9 дюйма (1750 мм), максимальным диаметром 21,8 дюйма (550 мм) и, по разным оценкам, весом в диапазоне от 175 до 360 кг (от 386 до 794 фунтов).