Ядерный взрыв. Как работает атомная бомба

Судя по публикациям в прессе, особенно западной, уран и плутоний в России валяется на каждой свалке. Не знаю, сам не видел, но может где и валяется. А вот вопрос - может ли некий террорист, имея килограмм.. ну или 100 килограмм урана соорудить из него что-нибудь взрывоопасное?

Итак, как же работает атомная бомба? Вспоминаем школьный курс физики. Взрыв есть выделение большого количества энергии за короткий промежуток времени. Откуда берется энергия. Энергия возникает из распада ядра атома. Атомы урана или плутония неустойчивы, и потихоньку стремятся развалиться на атомы более легких элементов, при этом разлетаются лишние нейтроны и выделяется некоторое количество энергии. Ну, вспоминается? Есть еще период полураспада - этакая статистическая величина, промежуток времени, за который "развалится" примерно половина атомов из некоторой массы. То есть лежащий в земле уран постепенно таковым быть перестает, нагревая окружающее пространство. Процесс распада может спровоцировать влетающий в атом нейтрон, вылетевший из недавно развалившегося атома. Но нейтрон может попасть в атом, а может и улететь мимо. Логичный вывод - что бы атомы разваливались чаще, надо что бы их было вокруг больше, то есть что бы плотность вещества была большая в момент, когда нужно организовать взрыв. Помните еще понятие "критическая масса"? Это то количество вещества, когда вылетающих самопроизвольно нейтронов достаточно, что бы вызвать цепную реакцию. То есть "попаданий" в каждый момент времени в атомы будет больше чем "разрушений".

Итак, вырисовывается схема. Возьмем несколько кусков Урана докритической массы и соединим их в один блок сверхкритической массы. И тогда произойдёт взрыв.

К счастью, все не так просто, вопрос в том, как именно происходит соединение. Если сближать два докритических куска на некоторое расстояние, то они начнут разогреваться от обмена друг с другом вылетающими нейтронами. Реакция распада от этого усиливается и происходит все большее выделениее энергии. Сблизим ещё сильнее – раскалятся докрасна. Потом добела. Потом расплавятся. Расплав, сближаясь краями, начнёт разогреваться далее и испаряться, и никакой теплосъём или остужение не смогут предотвратить расплавление и испарение, слишком велики запасы энергии в Уране.

Поэтому, как куски не сближай бытовыми способами, они до того, как соединиться, расплавят и испарят любое устройство, осуществляющее это сближение, и испарятся сами, разлетевшись, расширившись, удалившись друг от друга и тогда лишь остыв, потому что окажутся на возросшем взаимном удалении. Слепить же куски в один сверхкритический можно, только развив такие огромные скорости сближения, что рост плотности нейтронного потока не будет поспевать за сближением кусков. Это достигается при скоростях сближения порядка 2.5 км в секунду. Вот тогда они успеют влипнуть друг в друга прежде, чем разогреются от энерговыделения. И тогда последующее энерговыделение будет таким пиковым, что возникнет ядерный взрыв с грибом. Порохом до таких скоростей разогнать невозможно – малы размеры бомбы и путей разгона. Поэтому разгоняют взрывчаткой, комбинируя «медленную» и «быструю» взрывчатки, ибо сразу «быстрая» взрывчатка вызовет разрушение куска ударной волной. Но в итоге получают главное – обеспечивают скорость перевода системы в сверхкритическое состояние до того, как она разрушится тепловым образом из-за растущего тепловыделения при сближении. Такая схема называется «пушечной», потому что докритические куски «выстреливаются» навстречу друг другу, успевая соединиться в один сверхкритический кусок и после этого пиковым образом высвободить мощность атомного взрыва.

Осуществить такой процесс на практике крайне сложно - необходим правильный подбор и очень точное совпадение тысяч параметров. Это не взрывчатка, которая взрывается во многих случаях. Просто срабатывание детонаторов и зарядов в бомбе будет, а выделяемая практическая мощность - не будет наблюдаться, будет крайне низкой при очень узкой зоне осуществления активного взрыва. Необходима микросекундная точность срабатывания большого количества зарядов. Необходима устойчивость атомного вещества. Помните ведь, что кроме инициированной реакции распада, есть еще самопроизвольный, вероятностный, процесс. То есть собранная бомба с течением времени постепенно меняет свои свойства. Именно поэтому различают оружейное атомное вещество и то, которое не подходит для создания бомбы. Поэтому не делают атомные бомбы из реакторного плутония, ибо такая бомба будет слишком неустойчивой и опасной скорее для изготовителя, чем для потенциального противника. Процесс разделения атомного вещества на изотопы сам по себе крайне сложен и дорогостоящ, осуществление его возможно лишь в серьезных ядерных центрах. И это радует.

На вопрос как именно взрывается ядерная бомба?при падении?или в воздухе разрывается изнутри? заданный автором шеврон лучший ответ это Место детонации не имеет значения все определяют цели! НЕ совсем понятно как это может взриватся с наружи 🙂 Смысл в чем, Атомного оружия. Величайший ученый дедушка Альберт, ну в то время еще не дедушка. Математически доказал еквивалентность массы и енергии всем извесная Е= мс2, напимер если теоретически извлечь енергию атомных взаимодействий вашего организма, то енергии хватило бы что бы разнести нашу солнечную систему в пух и прах. Но беда в том что это взаимодействие настолько сильно, у большенства елементов, что извлечь ету енергию достаточно проблематично. Но он то не знал тогда, что есть Уран 235 где эти ядерные взаимодействия слабые и при бомбардеровке их нейтронами и так не стабильное ядро распадается на два осколка больших и боллее 300 изотопов различных элементов. Выделяется

Ответ от самосохранение [гуру]
Атомная бомба - это несколько кусков урана или плутония, которые, если их сложить вместе, образуют шарик с закритической массой.
Так вот, до взрыва куски урана внутри бомбы разнесены друг от друга, дабы не взорвались раньше времени. В момент подрыва бомбы взрывается сначала обычная взрывчатка (на первой американской атомной бомбе это была «композиция B», смесь тротила и гексогена) . Под действием взрыва куски урана (плутония) спрессовываются вместе, образуя кусок с массой больше критической. А кусок с массой больше критической (для урана - около 50 кг) обладает таким свойством, что в нём начинается неуправляемая реакция деления ядер, при котором изрядная часть урана/плутония распадается на более лёгкие элементы с выделением огромного количества энергии.
В общем, взрывается изнутри тупой кусок железяки, как только ему создадут соответствующие условия.
Как подрывать - это уже другое дело. Первые бомбы сбрасывали на парашюте, взрыватель у них был с временной задержкой в несколько минут, чтобы самолёт успел улететь.

Ответ от Restoraor gold [новичек]
Взрывается изнутри в любом из вариантов - в том числе под землей.
Снаружи только АЭС.

Ответ от упроститься [мастер]
слухай Сюды!!! !
бомба разрывается с наружи!
как правило или при падении или разрывается в воздухе!)))
в соответствии с венской конвенцией!
запрещено осуществлять испытания ядерных зарядов на земле, в воздухе и в водном пространстве!
отсюда вывод ядерный заряд может быть подорван 4 способами:
1. на земле (сброс с высоты и детонация, с использованием таймера
2. в воздухе (теми же способами)
3. в море (подрывом, торпедированием)
4.ПОД ЗЕМЛЁЙ (методом подрыва или самовзведением)

Самым мощным взрывным устройством в истории человечества была и остаётся легендарная «Царь-бомба» расчётной мощностью 50 мегатонн или примерно 3333 Хиросим. Испытания бомбы состоялись 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Через 2 часа после вылета бомбардировщика Ту-95В «Царь-бомба» была сброшена с высоты 10500 метров на парашютной системе по условной цели в пределах ядерного полигона «Сухой Нос».

Подрыв бомбы был осуществлён барометрическим способом в 11:33, через 188 секунд после сброса на высоте 4200 метров над уровнем моря. Самолёт-носитель успел улететь на расстояние 39 километров, а самолёт-лаборатория — на 53,5 километра. Самолёт-носитель был брошен ударной волной в пикирование и потерял 800 метров высоты до восстановления управления. В самолёте-лаборатории действие ударной волны от взрыва ощущалось в виде лёгкого встряхивания, без влияния на режим полёта. По свидетельству очевидцев, ударной волной выбило стёкла в некоторых домах в Норвегии и Финляндии.

Мощность взрыва «Царь-бомбы» превысила расчётную и составила от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Позже газета «Правда» написала, что бомба под кодовым названием АН602 является уже вчерашним днём ядерного оружия и советские учёные разработали бомбу ещё большей мощности. Это породило на западе многочисленные слухи, что к испытаниям готовится новая «Царь-бомба», вдвое мощнее предыдущей.

Мифическая 100-мегатонная бомба, если и была создана, то, к счастью, никогда не испытывалась. Даже самая распространённая американская термоядерная авиабомба B83 мощностью до 1,2 мегатонны образует при взрыве гриб больше, чем высота полёта пассажирских авиалайнеров! Истинный масштаб разрушительной мощи ядерного оружия наглядно показывает видеоролик.

Вакуумная, или термобарическая бомба по своей мощности практически не уступает ядерным боеприпасам. Но в отличие от последних, ее применение не грозит радиацией и глобальной экологической катастрофой.

Угольная пыль

Первое испытание вакуумного заряда было проведено в 1943 году группой немецких химиков во главе с Марио Зиппермауер (Mario Zippermayr). Принцип действия устройства подсказали аварии на мукомольных производствах и в шахтах, где часто случаются объемные взрывы. Именно поэтому в качестве взрывчатого вещества использовали обыкновенную угольную пыль. Дело в том, что к этому времени у фашистской Германия уже наблюдался серьезный дефицит ВВ, прежде всего тротила. Однако довести до реального производства эту идею не удалось.

Вообще-то термин «вакуумная бомба» с технической точки зрения не является корректным. В действительности – это классическое термобарическое оружие, в котором огонь распространяется под большим давлением. Как и большинство взрывчаток, оно представляет собой топливно-окислительной премикс. Разница в том, что в первом случае взрыв идет от точечного источника, а во втором – фронт пламени охватывает значительный объем. Все это сопровождается мощной ударной волной. Например, когда 11 декабря 2005 года в пустом хранилище нефтяного терминала в Хартфордшире (Англия) произошел объемный взрыв, то в 150 км от эпицентра люди просыпались от того, что в окнах дребезжали стекла.

Вьетнамский опыт

Впервые термобарическое оружие применили во Вьетнаме для расчистки джунглей, прежде всего, для вертолетных площадок. Эффект был ошеломляющий. Достаточно было сбросить три-четыре таких взрывчатых устройства объемного действия, и вертолет «Ирокез» мог приземлиться в самых неожиданных для партизан местах.

По сути, это были 50-ти литровые баллоны высокого давления, с тормозным парашютом, который раскрывался на тридцатиметровой высоте. Примерно в пяти метрах от земли пиропатрон разрушал оболочку, и под давлением образовывалось газовое облако, которое и взрывалось. При этом, используемые в топливовоздушных бомбах вещества и смеси не являлись чем-то особенными. Это были обычный метан, пропан, ацетилен, окиси этилена и пропилена.
Вскоре опытным путем выяснилось, что термобарическое оружие обладает огромной разрушительной силой в ограниченных пространствах, например в туннелях, в пещерах, и в бункерах, но не пригодно в ветреную погоду, под водой и на большой высоте. Были попытки использования во вьетнамской войне термобарических снарядов большого калибра, однако они оказались не эффективными.

Термобарическая смерть

1 февраля 2000 года сразу же после очередного испытания термобарической бомбы Хьюман Райтс Вотч, эксперт ЦРУ, охарактеризовал ее действие следующим образом: «Направленность объемного взрыва является уникальной и крайне опасной для жизни. Сначала на людей, оказавших в зоне поражения, действует высокое давление горящей смеси, а затем – разрежение, фактически вакуум, разрывающий легкие. Все это сопровождается тяжелыми ожогами, в том числе и внутренними, так как многие успевают вдохнуть топливно-окислительный премикс».

Однако, с легкой руки журналистов, это оружие назвали вакуумной бомбой. Интересно, что в 90-х годах прошлого века некоторые эксперты считали, что люди, погибшие от «вакуумной бомбы», будто оказывались в космосе. Мол, в результате взрыва мгновенно выгорал кислород, и на какое-то время образовывался абсолютный вакуум. Так, военный эксперт Терри Гардер из журнала Джейн, сообщил о применении российскими войсками «вакуумной бомбы» против чеченских боевиков в районе села Семашко. В его докладе сказано, что убитые не имели внешних повреждений, и погибли от разрыва легких.

Вторая после атомной бомбы

Уже через семь лет, 11 сентября 2007 года, о термобарической бомбе заговорили, как о самом мощном неядерном оружии. «Результаты испытаний созданного авиационного боеприпаса показали, что он по своей эффективности и возможностям соизмерим с ядерным боеприпасом», - сказал бывший начальник ГОУ, генерал-полковник Александр Рукшин. Речь шла о самом разрушительном в мире инновационном термобарическом оружии.

Новый русский авиационный боеприпас оказалась в четыре раза мощнее самой большой американской вакуумной бомбы. Эксперты Пентагона сразу же заявили, что российские данные преувеличены, по крайне мере, вдвое. А пресс-секретарь президента США Джорджа Буша Дана Перино на брифинге18 сентября 2007 года на язвительный вопрос, чем американцы ответят на русский выпад, сказала, что впервые слышит об этом.

Между тем Джон Пайк из аналитического центра GlobalSecurity, согласен с заявленной мощностью, о которой говорил Александр Рукшин. Он писал: «Русские военные и ученые были пионерами в разработке и использовании термобарических оружий. Это новая история вооружений». Если ядерное оружие является априори сдерживающим фактором из-за возможности радиоактивного заражения, то сверхмощные термобарические бомбы, по его словам, наверняка, будут применяться «горячими головами» генералов разных стран.

Негуманный убийца

В 1976 года ООН принял резолюцию, в которой оружие объемного действия назвал «негуманным средством ведения войны, вызывающим чрезмерные страдания людей». Однако этот документ не является обязательным и прямо не запрещает использования термобарических бомб. Именно поэтому время от времени в СМИ появляется сообщения о «вакуумных бомбежках». Так 6 августа 1982 года израильский самолет атаковал термобарическим боеприпасом американского производства ливийские войска. А совсем недавно издание «Телеграф» сообщило об использовании сирийскими военными топливовоздушной фугасной бомбы в городе Ракка, в результате чего погибло 14 человек. И хотя, эта атака была произведена не химическим оружием, международное сообщество требует запрета использования термобарического оружия в городах.