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Wie funktioniert die Wasserstoffbombe?

Как работает водородная бомба

Thermonukleare Waffen (Wasserstoffbomben) sind eine Art von Kernwaffen, deren zerstörerische Kraft auf der Nutzung der Energie der Kernfusion leichter Elemente in schwerere (z. B. Synthese eines Heliumatomkerns aus zwei Deuteriumatomkernen) beruht, bei der eine enorme Energiemenge freigesetzt wird.

Thermonukleare Waffen haben die gleichen schädlichen Faktoren wie Atomwaffen und ein viel höheres Explosionspotential (theoretisch sind sie nur durch die Anzahl der verfügbaren Komponenten begrenzt). Es ist anzumerken, dass die häufig zitierte Behauptung, dass die radioaktive Kontamination durch eine thermonukleare Explosion viel schwächer ist als die einer atomaren, Fusionsreaktionen betrifft, die nur in Verbindung mit viel mehr "schmutzigen" Spaltreaktionen verwendet werden. Der Begriff „saubere Waffen“, der in der englischsprachigen Literatur vorkommt, war Ende der 1970er-Jahre nicht mehr gebräuchlich. Tatsächlich hängt alles von der Art der Reaktion ab, die in diesem oder jenem Produkt verwendet wird. Der Einschluss von Elementen aus Uran-238 in eine thermonukleare Ladung (in diesem Fall wird das verwendete Uran-238 unter Einwirkung schneller Neutronen aufgeteilt und es entstehen radioaktive Fragmente. Die Neutronen selbst erzeugen induzierte Radioaktivität) ermöglicht eine erhebliche (bis zu fünffache) Steigerung der Gesamtleistung der Explosion, jedoch signifikante ( 5-10 mal) erhöht die Menge an radioaktivem Niederschlag.

Alle hörten die unangenehmen Nachrichten vom Dezember - Nordkoreas erfolgreiche Wasserstoffbombentests wurden abgeschlossen. Kim Jong-un versäumte nicht, direkt zu erklären, dass er jederzeit bereit sei, Waffen von defensiv in offensiv zu verwandeln, was in der Presse der ganzen Welt eine beispiellose Aufregung hervorrief. Es gab jedoch auch Optimisten, die behaupteten, die Tests seien gefälscht: Sie sagten, dass der Schatten der Juche dort nicht fällt und dass es keinen sichtbaren radioaktiven Niederschlag gibt. Aber warum ist die Tatsache, dass das Angreiferland eine Wasserstoffbombe besitzt, ein so bedeutender Faktor für freie Länder, weil selbst die Atomsprengköpfe, die in Nordkorea im Überfluss vorhanden sind, noch von niemandem so verängstigt worden sind?

Allgemeine Beschreibung

Thermonukleare Sprengkörper können sowohl mit flüssigem Deuterium als auch gasförmig komprimiert gebaut werden. Die Entstehung von Kernwaffen wurde jedoch nur durch eine Vielzahl von Lithiumhydrid - Lithium-6-Deuterid - möglich. Diese Verbindung ist ein schweres Isotop von Wasserstoff - Deuterium und ein Lithiumisotop mit einer Massenzahl von 6.

Lithium-6-Deuterid ist eine feste Substanz, die es Ihnen ermöglicht, Deuterium (dessen normaler Zustand unter normalen Bedingungen Gas ist) bei positiven Temperaturen zu speichern. Außerdem ist seine zweite Komponente, Lithium-6, der Rohstoff für die Herstellung des am stärksten defizienten Wasserstoffisotops Tritium. Tatsächlich ist 6Li die einzige industrielle Quelle für die Tritiumproduktion:

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In der frühen thermonuklearen US-Munition wurde auch natürliches Lithiumdeuterid verwendet, das hauptsächlich Lithiumisotop mit einer Massenzahl von 7 enthielt. Es dient auch als Quelle für Tritium, aber dafür müssen die an der Reaktion beteiligten Neutronen eine Energie von 10 MeV und mehr haben.

Thermonukleare Munition gibt es in Form von Luftbomben (Wasserstoff- oder thermonuklearen Bomben) und Sprengköpfen für ballistische Raketen und Marschflugkörper.

Die thermonukleare Bombe, die nach dem Teller-Ulam-Prinzip arbeitet, besteht aus zwei Schritten: einem Abzug und einem Behälter mit thermonuklearem Brennstoff.

Ein Auslöser ist eine kleine Plutonium-Kernladung mit einem Gewinn (Boosted Fission Waffe (Eng.) Russisch.) Mit einer Kapazität von mehreren Kilotonnen. Der Zweck des Auslösers besteht darin, die notwendigen Bedingungen für die Einleitung einer thermonuklearen Reaktion zu schaffen - hohe Temperatur und hoher Druck.

Der Behälter mit Kernbrennstoff ist das Hauptelement der Bombe. Im Inneren befindet sich ein thermonuklearer Brennstoff - Lithium-6-Deuterid - und ein Plutoniumstab entlang der Achse des Behälters, der die Rolle einer Fusion einer thermonuklearen Reaktion spielt. Die Hülle des Behälters kann sowohl aus Uran-238, einer Substanz, die unter dem Einfluss schneller Neutronen (> 0,5 MeV) gespalten wird und bei der Synthesereaktion freigesetzt wird, als auch aus Blei bestehen. Der Behälter ist mit einer Schicht aus Neutronenabsorber (Borverbindungen) bedeckt, um den Kernbrennstoff nach der Explosion des Auslösers vor vorzeitiger Erwärmung mit Neutronenflüssen zu schützen. Der koaxial angeordnete Abzug und der Behälter sind mit einem speziellen Kunststoff gefüllt, der die Strahlung vom Abzug zum Behälter leitet, und befinden sich in einem Bombenkasten aus Stahl oder Aluminium.

Es ist möglich, dass die zweite Stufe nicht die Form eines Zylinders hat, sondern die Form einer Kugel. Das Funktionsprinzip ist dasselbe, jedoch wird anstelle eines Plutonium-Brennstabs eine Plutonium-Hohlkugel verwendet, die sich im Inneren befindet und mit Schichten aus Lithium-6-Deuterid abwechselt. Nuklearversuche an kugelförmigen Bomben der zweiten Stufe ergaben eine höhere Effizienz als bei Bomben der zylindrischen Form der zweiten Stufe.

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Deuterium-Tritium-Fusionsreaktion

Wenn ein Auslöser explodiert, werden 80% der Energie in Form eines starken weichen Röntgenpulses freigesetzt, der von der Schale der zweiten Stufe und dem Kunststoff-Füllstoff absorbiert wird, der sich unter hohem Druck in ein Hochtemperaturplasma verwandelt. Durch die plötzliche Erwärmung der Uran- (Blei) -Hülle kommt es zu einer Ablation der Hüllensubstanz und einem Strahlschub, der zusammen mit den Drücken von Licht und Plasma die zweite Stufe komprimiert. Gleichzeitig nimmt sein Volumen mehrere tausend Mal ab und der Kernbrennstoff erwärmt sich auf enorme Temperaturen. Druck und Temperatur reichen jedoch noch nicht aus, um eine thermonukleare Reaktion auszulösen. Die notwendigen Bedingungen werden durch den Plutoniumstab geschaffen, der infolge der Kompression in einen überkritischen Zustand übergeht - eine Kernreaktion beginnt im Inneren des Behälters. Die durch die Spaltung von Plutoniumkernen vom Plutoniumstab emittierten Neutronen interagieren mit den Kernen von Lithium-6, wodurch Tritium entsteht, das weiter mit Deuterium wechselwirkt.

Wie funktioniert die Wasserstoffbombe?
  • Ein Sprengkopf vor der Explosion; Der erste Schritt ist nach oben, der zweite Schritt ist nach unten. Beide Komponenten einer thermonuklearen Bombe.
  • B Der Sprengstoff untergräbt die erste Stufe, drückt den Plutoniumkern in einen überkritischen Zustand und löst eine Kettenreaktion der Spaltung aus.
  • C Beim Aufspalten in der ersten Stufe tritt ein Röntgenpuls auf, der sich entlang der Innenseite der Hülle ausbreitet und den Füllstoff aus expandiertem Polystyrol durchdringt.
  • D Die zweite Stufe wird durch Ablation (Verdampfung) unter dem Einfluss von Röntgenstrahlen zusammengedrückt, und der Plutoniumstab in der zweiten Stufe geht in einen überkritischen Zustand über, wobei eine Kettenreaktion eingeleitet wird und eine große Wärmemenge freigesetzt wird.
  • E Im komprimierten und erhitzten Deuterid Lithium-6 findet eine Fusionsreaktion statt, der emittierte Neutronenfluss ist der Initiator der Manipulationsspaltungsreaktion. Der Feuerball dehnt sich aus ...

Wenn die Behälterhülle aus natürlichem Uran besteht, spalten die durch die Fusionsreaktion erzeugten schnellen Neutronen Uran-238-Atome auf und addieren ihre Energie zur Gesamtenergie der Explosion. Auf diese Weise entsteht eine thermonukleare Explosion von nahezu unbegrenzter Kraft, da sich auch andere Schichten von Lithium-Deuterid und Schichten von Uran-238 (Puff) hinter der Hülle befinden können.

Was ist eine Wasserstoffbombe?

Как работает водородная бомба

Die Wasserstoffbombe, auch Wasserstoffbombe oder HB genannt, ist eine Waffe von unglaublicher Zerstörungskraft, deren Kraft in Megatonnen TNT berechnet wird. Das Wirkprinzip von HB basiert auf der Energie, die durch die thermonukleare Synthese von Wasserstoffkernen erzeugt wird - genau der gleiche Prozess findet auf der Sonne statt.

Wie unterscheidet sich eine Wasserstoffbombe von einer Atombombe?

Как работает водородная бомба

Thermonukleare Fusion - ein Prozess, der während der Detonation der Wasserstoffbombe stattfindet - die mächtigste Art von Energie, die der Menschheit zur Verfügung steht. Für friedliche Zwecke haben wir noch nicht gelernt, wie man es benutzt, aber wir haben es an das Militär angepasst. Diese thermonukleare Reaktion, ähnlich wie bei Sternen, setzt einen unglaublichen Energiefluss frei. In der Atomenergie kommt es jedoch aus der Teilung des Atomkerns, so dass die Explosion der Atombombe viel schwächer ist.

Erster Test

Und die Sowjetunion übertraf erneut viele Teilnehmer am Rennen des Kalten Krieges. Die erste Wasserstoffbombe, die unter der Führung des Genies Sacharow hergestellt wurde, wurde am geheimen Standort Semipalatinsk getestet - und, gelinde gesagt, beeindruckte nicht nur Wissenschaftler, sondern auch westliche Spione.

Stoßwelle

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Die direkt zerstörerische Wirkung der Wasserstoffbombe ist die stärkste Stoßwelle mit hoher Intensität. Ihre Stärke hängt von der Größe der Bombe selbst und der Höhe ab, in der die Sprengung erfolgte.

Wärmeeffekt

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Eine Wasserstoffbombe von nur 20 Megatonnen (die Größe der derzeit größten getesteten Bombe - 58 Megatonnen) erzeugt eine riesige Menge an Wärmeenergie: Der Beton schmilzt in einem Radius von fünf Kilometern vom Ort der Prüfung des Projektils. Im Umkreis von neun Kilometern werden alle Lebewesen zerstört, weder die Ausrüstung noch die Gebäude werden stehen. Der Durchmesser des durch die Explosion gebildeten Kraters wird zwei Kilometer überschreiten und seine Tiefe wird um etwa fünfzig Meter schwanken.

Feuerball

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Das Spektakulärste nach der Explosion scheint ein riesiger Feuerball zu sein: Die brennenden Stürme, die durch die Detonation der Wasserstoffbombe ausgelöst wurden, werden sich selbst tragen und immer mehr brennbares Material in den Trichter ziehen.

Strahlenbelastung

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Die gefährlichste Folge der Explosion ist natürlich die Strahlenbelastung. Der Zerfall schwerer Elemente in einem wütenden feurigen Wirbel füllt die Atmosphäre mit den kleinsten Partikeln radioaktiven Staubes - es ist so einfach, dass er in der Atmosphäre zwei- oder dreimal um den Globus wandern und erst dann als Niederschlag fallen kann. Eine einzige 100-Megatonnen-Explosion könnte also Konsequenzen für den gesamten Planeten haben.

Königsbombe

58 Megatonnen - so viel wiegt die größte Wasserstoffbombe, die auf dem Novaya Zemlya-Archipel explodiert ist. Die Schockwelle umkreiste den Globus dreimal und zwang die Gegner der UdSSR erneut, sich von der enormen Zerstörungskraft dieser Waffen zu überzeugen. Der fröhliche Chruschtschow im Plenum scherzte, dass die Bombe nicht mehr nur aus Angst vor dem Zerbrechen der Fenster im Kreml fertig sei.

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