В середине прошлого века устройство атомной бомбы держалось в строгом секрете и было известно только узкому кругу ученых. Теперь же о нем можно узнать из открытых источников, однако по-прежнему мало кто понимает, как работает это оружие, и почему оно способно наносить такой урон. Предлагаю максимально быстро в этом разобраться.
Атомное (оно же ядерное) оружие работает по принципу цепной реакции. Ядра некоторых атомов (а конкретно – изотопов) тяжёлых металлов нестабильны и при контакте с пролетающим мимо свободным нейтроном тут же распадаются. В результате разрушения ядра возникают еще несколько свободных нейтронов, которые провоцируют распад других ядер. В результате изотопы рассыпаются один за другим, подобно лавине из домино. А теперь представьте, что вместо домино у вас тротиловые шашки. При распаде ядер стремительно выделяется энергия, что и приводит к ядерному взрыву. При этом каждый грамм изотопа взрывается, как 25 тонн тротила.
Однако нельзя просто постучать двумя кусками урана друг об друга и получить ядерный взрыв. Во-первых, слиток металла должен быть достаточно большим. Минимальное взрывоопасное количество вещества составляет 47 килограммов для урана-235 и 10 килограммов для плутония-239. Это и называют критической массой. А во-вторых, свободные нейтроны должны быть чем-то ограничены, чтобы оставаться в зоне реакции. Иначе они просто разлетятся по сторонам без ощутимого эффекта.
Но даже соблюдение этих условий не дает максимального эффекта. Чтобы атомная бомба бабахала как следует, был разработан специальный шаровой заряд. Он устроен по принципу матрешки: снаружи находится простая «химическая» взрывчатка и 64 детонатора. Если все детонаторы сработают одновременно, то к центру сферы отправится мощная взрывная волна.
Причем если хотя бы один детонатор не сработает, то взрыв будет ассиметричным и бомба просто разрушится. Это работает как своеобразный предохранитель и защищает от всяческих ЧП: бомба может упасть с большой высоты, сгореть и даже пережить попадание снаряда. Как максимум от этого детонирует внешний заряд, но никакого атомного взрыва не случится.
Следом за взрывчаткой идет алюминий. Он нужен только для того, чтобы увеличить размеры бомбы – так на нее можно поставить больше взрывчатки. Внутри алюминиевой сферы находится так называемый тампер – полая сфера из обедненного урана (побочного продукта обогащения урана). Она служит массивным поршнем, который передает ударную волну на последнюю полую сферу, состоящую из урана или плутония – непосредственной ядерной взрывчатки.
Последний шаг – подтолкнуть ядерный заряд к источнику свободных нейтронов. Его роль играет небольшая доза специального материала на основе трития, которая находится внутри полой сферы из урана или плутония. Как только концентрический внешний взрыв сдавливает тяжелый металл вокруг трития, начинается та самая смертельная лавина из домино.
Интересно, что в шаровом заряде цепной распад продолжается не до исчерпания горючего, как в обычной бомбе, а до разрушения устройства. Реакция продолжается до того момента, пока урановый тампер способен сдерживать в себе энергию взрыва. В первых атомных бомбах этого времени хватало, чтобы успели выгореть всего 10% активного вещества.
Когда тампер больше не может сдерживать взрыв, он просто испаряется и все содержимое бомбы разлетается по округе. Именно поэтому атомный взрыв заражает местность радиацией: уран или плутоний, который не успел принять участие в реакции расщепляется на мельчайшие частицы и застилает территорию на километры вокруг.
А вы любите читать об устройстве разных вещей?
