Атомная электростанция Обнинск РБМК-1000 ВВЭР - 440 Реактор БН 600 Российские атомные ледоколы Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки Ядерный арсенал США Манхэттенский проект Невадский испытательный полигон Нейтронная боеголовка


Понятие ядерное оружие объединяет взрывные устройства, в которых энергия взрыва образуется при делении или слиянии ядер. В узком смысле под ядерным оружием понимают взрывные устройства, использующие энергию, выделяемую при делении тяжелых ядер. Устройства, использующее энергию, выделяющуюся при синтезе легких ядер, называются термоядерными.

Термоядерное оружие в США: история создания.

Эксперименты и испытания

    Первый американский термоядерный эксперимент George состоялся в ходе операции Greenhouse 8 мая 1951 года. Устройство по конструкции представляло собой диск 2.6 м в диаметре и 0.6 м толциной с просверленным осевым отверстием. Отверстие, сжатое при взрыве до узкого канала, проводило тепловое излучение к маленькой камере из оксида бериллия (BeO), содержащей несколько граммов дейтериево-тритиевой смеси при криогенной температуре.
Испытание Greenhouse George 20msИспытание Greenhouse George
Не только тепловое излучение разогревало капсулу до температур реакции синтеза, давление в стенках из оксида бериллия приводит к их взрыву и сжатию термоядерного топлива, ускоряя его возгорание. Тепловое излучение, распространяясь быстрее фронта ударной волны, дает время произойти реакции синтеза до того, как все поглотит огненный шар взрыва. Выход энергии от синтеза в этом устройстве очень невелик по сравнению с выходом энергии от деления ядер урана.
    Так же во время Greenhouse была испытана бомба с термоядерным усилением. Небольшой по мощности термоядерный заряд, находящийся рядом с ядром осуществляет интенсивную дополнительную поставку нейтронов в зону реакции деления. Это удваивает силу взрыва. Устройство Item имело в качестве топлива смесь дейтерия с тритием, охлажденную до жидкого состояния. Смесь находилась внутри ядра из обогащенного урана.
    Для ускорения разработок в июле 1952 года правительство США организовало второй оружейный ядерный центр - Ливерморскую национальную лабораторию им. Лоуренса.
    31 Октября 1952 года испытан заряд Mike, мощностью 10.4 Мт. Это было первое устройство, созданное по принципу Теллера-Улама. Получившее название "колбаса", это устройство весило около 80 тонн.
Испытание Ivy MikeИспытание Ivy Mike
В качестве термоядерного топлива использовался жидкий дейтерий. Несмотря его на большое количество, 77% (8 Мегатонн) выхода энергии обеспечило деление уранового корпуса заряда и только остаток (2.4 мегатонны), приходился на реакцию синтеза.
 
    Доведено до боевого состояния это оружие оказалось в 1954 году. Испытания прошли в ходе операции Castle. В этом году на вооружение США поступили в ограниченном количестве первые термоядерные бомбы - огромные и тяжелые мастодонты, предназначенные к использованию на "крайний случай". Это были: EC-16, транспортабельная версия устройства Ivy Mike (масса 19 т, заряд 8 Мт); TX-14, первая бомба с твердым термоядерным топливом (масса 14 т, заряд 7 Мт); и EC-17, серийная версия устройства Runt I, испытанного в Castle Romeo (масса 17 т, заряд 11 Мт). Все эти заряды изготовлены сериями по 5 шт. Кроме того, имелось 10 EC 24, прототипов Mk-17/24, один испытан в Castle Yankee.
    28 Февраля 1954 года состоялся эксперимент Bravo, 15 Мт, в котором применялось высокоэффективное термоядерное горючее - дейтерид лития. Содержание изотопа Li6 - 40%. Это был первый американский эксперимент с этим видом топлива. Мощность взрыва в 2.5 раза превысила ожидаемую. Такие результаты полностью изменили программу испытаний. При этом все криогенные проекты моментально устарели. Масса заряда - 10 тонн, длина - 456 см, диаметр - 137 см.
Испытание Castle Bravo, заряд ShrimpИспытание Castle Bravo, ангарИспытание Castle Bravo
    Американцы осознали перспективность нового твердого горючего гораздо позже советских ученых. Лишь в мае 1952 г. в Ок-Ридже началось строительство завода по производству Li-6, а в эксплуатацию он был пущен только в середине 1953 г, поэтому на момент проведения испытаний в серии Castle наблюдался недостаток обогащенному по Li6 дейтерида лития. Это привело к испытанию заряда на необогащенном термоядерном топливе: Castle Romeo.
    26 Марта 1954 года - Romeo (боеприпас EC-17), мощность - 11 Мт. Масса заряда - 18 тонн, длина - 570 см, диаметр - 155 см. Горючее - дейтерид лития, содержание Li6 - 7.5%.
Испытание Castle Romeo
    25 Апреля 1954 года испытано устройство EC-14, с содержанием Li6 - 95%. Энерговыделение - 6.9 Мт. Масса заряда - 12.5 тонн, длина - 386 см, диаметр - 155 см.
Испытание Castle Union
    4 Мая 1954 года произведен эксперимент Yankee (боеприпас EC-24) . Мощность взрыва - 13.5 Мт. Это изделие было полностью аналогично испытанному в Romeo, но в нем применялся вместо природного лития обогащенный до 40 % по Li6. Это дало прибавку мощности в 2.5 Мт.
    13 Мая 1954 года состоялся эксперимент Nectar. Испытывался заряд с уменьшенными массо-габаритными показателями. Масса - 2.8 т, заряд - 1.6 Мт, длина - 280, диаметр 88 сантиметров. По сравнению с весом остальных зарядов, эта бомба выглядит совсем небольшой. Первоначально она разрабатывалось как атомная бомба с обжатием излучением, по концепции Станислава Улама, в которой один атомный заряд сжимает второй. Ее мощность планировалась в диапазоне сотен килотонн. Идея сделать внешний корпус второй ступени из обогащенного урана, вместо природного была сохранена, и проект развился до включения термоядерного горючего (дейтерида лития и тритий) для усиления мощности. В итоге получилась радиационно обжимаемая атомная бомба с термоядерным усилением. Проект выиграл в весе, но применение в нем дорогого и отсутствующего на тот момент в должных количествах материала - высокообогащенного лития сдерживало производство до 55-го года.
 
    Операция Castle - была серией испытаний прототипов новых зарядов, начавших поступать в больших количествах в следующем, 1955 году.
Наследник Castle Nectar, Mk-15: длина - 340 - 350 см, масса - 3447 кг, заряд - 1.69 Мт (Castle Nectar), 3.8 Мт (Redwing Cherokee), производились 4/55 - 2/57; сняты 8/61 - 4/65; 1200 произведено.
Наследник Castle Romeo, Mk-17: длина - 742 см, масса 19,050 кг, заряд 15 Мт, производство 7/54 - 11/55; сняты с вооружения 11/56 - 8/57; изготовлено 200.
Наследник Castle Bravo, Mk-21 с ядром, содержащим 95% литий-6: длина - 375 см, масса - 8029 кг, заряд 5 Мт, производились 12/55 - 7/56; сняты 6/57 - 1//57; произведено 275.
Наследник Castle Romeo, Mk-24: длина - 742 см, масса 19,050 кг, заряд 15 Мт, производство 7/54 - 11/55; сняты с вооружения 9/56 - 10/56; изготовлено 105.
 
    Подобные испытание открыли дорогу к дальнейшему совершенствованию термоядерного оружия - уменьшению его массы, увеличению заряда. В 1956 году состоялось испытание Redwing Cherokee (наследника Castle Nectar), прототипа бомбы Mk-15. Энерговыделение составило 3.8 Мт, масса 3.1 т, длина - 345 см, диаметр - 88 см. Важное отличие этого заряда от испытанных ранее - он был конструктивно оформлен в виде авиабомбы и впервые в США было произведено бомбометание термоядерного устройства с самолета.

Ядерная программа США Ядерный арсенал США Первые атомные бомбы Индийская ядерная программа Испытания ядерного оружия
В случае если взрыв произведен на небольшой высоте в атмосфере, первичное излучение взрыва поглощается воздухом на расстояниях порядка нескольких метров. Поглощение рентгеновского излучения приводит к образованию облака взрыва, характеризующегося очень высокой температурой.