Найти в Дзене
Наука для всех

Чем отличаются атомная, ядерная, термоядерная, водородная, нейтронная, и «грязная» бомбы

Бесит, когда по телевизору "умные" дядьки говорят «атомная бомба», а через секунду — «ядерная», будто это синонимы вроде «бегемот» и «гиппопотам». Или пугают «грязной бомбой», рисуя апокалипсис. Эта штука, конечно, тоже очень опасная, но прям сильно бояться услышав о ее взрыве стоит разве что паники. И вообще, когда речь заходит о «большом буме» в головах у многих людей сплошная каша из терминов, голливудских штампов и школьных страшилок. Сейчас разберем, чем отличаются разные виды бомб. Принцип действия обычных бомб основан на очень быстром химическом превращении (горении или детонации) твердого или жидкого взрывчатого вещества. Это могут быть тротил, динамит, гексоген. В процессе такой реакции электроны на внешних оболочках атомов взрывчатого вещества меняются местами и перескакивают от одного к другому, высвобождая энергию. В обычной взрывчатке выделяется примерно 4–5 мегаджоулей энергии на килограмм. Это много, но в масштабах планеты - ничтожно. А вот ядерное оружие — это уже не х
Оглавление

Бесит, когда по телевизору "умные" дядьки говорят «атомная бомба», а через секунду — «ядерная», будто это синонимы вроде «бегемот» и «гиппопотам». Или пугают «грязной бомбой», рисуя апокалипсис. Эта штука, конечно, тоже очень опасная, но прям сильно бояться услышав о ее взрыве стоит разве что паники.

И вообще, когда речь заходит о «большом буме» в головах у многих людей сплошная каша из терминов, голливудских штампов и школьных страшилок.

Сейчас разберем, чем отличаются разные виды бомб.

Химия против Физики

Принцип действия обычных бомб основан на очень быстром химическом превращении (горении или детонации) твердого или жидкого взрывчатого вещества. Это могут быть тротил, динамит, гексоген.

-2

В процессе такой реакции электроны на внешних оболочках атомов взрывчатого вещества меняются местами и перескакивают от одного к другому, высвобождая энергию. В обычной взрывчатке выделяется примерно 4–5 мегаджоулей энергии на килограмм. Это много, но в масштабах планеты - ничтожно.

А вот ядерное оружие — это уже не химия, это физика ядра. Там энергии заперто в миллионы раз больше. Представьте: килограмм тротила разнесет легковушку. Килограмм урана-235, если его "правильно" использовать уничтожит центр мегаполиса.

Причем ядерное оружие - это общая категория, зонтичный термин. А вот атомная, водородная или нейтронная бомбы — это конкретные типы ядерного оружия.

Атомная бомба

То, что сбросили на Хиросиму и Нагасаки — это атомные бомбы. Научно корректный термин для их обозначения ядерное оружие деления. Но в народе прижилось «атомная». Атомная бомба работает на цепной реакции деления атомных ядер.

Советская атомная бомба РДС-1
Советская атомная бомба РДС-1

Берем тяжелый, нестабильный элемент. Обычно это уран-235 или плутоний-239. Эти ядра настолько нестабильны, что стоит в них "выстрелить" нейтроном, то они расщепляются на меньшие, высвобождая энергию, которая связывала протоны и нейтроны внутри.

Масса ядер после расщепления чуть меньше, чем масса исходного ядра. Куда девается недостающая масса? Крошечная часть массы просто исчезает, превращаясь в чудовищное количество чистой энергии по формуле Эйнштейна E=mc2. Чтобы вы понимали масштаб: один килограмм урана дает столько же энергии, сколько 20 тысяч тонн тротила. В миллионы раз!

-4

При расщеплении ядра высвобождаются 2-3 новых нейтрона, которые ударяют в соседние ядра. Цепная реакция и БИГ-БАДАБУМ!

Но у «классической» атомной бомбы есть потолок мощности. Нельзя просто взять навалить упаковать много урана в одну бомбу - она рванет сама по себе раньше времени (это называется критическая масса). Поэтому мощность таких бомб ограничена десятками, ну максимум сотнями килотонн. Хиросимский «Малыш» выдал около 15 килотонн. Это страшно. Это стерло город. Но по современным меркам это... петарда.

Атомная бомба "Малыш"
Атомная бомба "Малыш"

Водородная (Термоядерная) бомба

А вот тут начинается настоящий кошмар. Мы тут не расщепляем тяжелые ядра, а наоборот, заставляем легкие ядра (изотопы водорода — дейтерий и тритий) слиться в гелий. Примерно то же самое происходит внутри звезд. Энергии при этом выделяется в разы больше, чем при распаде урана.

Но тут есть проблема: ядра водорода имеют положительный заряд, а как известно одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Чтобы их соединить и преодолеть отталкивание, нужна температура в миллионы градусов и чудовищное давление, какие бывают в центре Солнца. Что может создать такие условия на Земле? Правильно, атомная бомба. Поэтому водородная бомба устроена как матрешка

А Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы.
Б Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления.
В В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола.
Г Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла.
Д В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…
А Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы. Б Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления. В В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола. Г Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла. Д В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…

То есть, внутри водородной бомбы находится обычная атомная. Она взрывается первой и создает адское давление и температуру, которые мгновенно сжимают и разогревают контейнер с водородным топливом. Начинается термоядерный синтез. Получается, атомная бомба здесь работает просто как спичка, чтобы поджечь основной заряд.

Причем у термоядерной бомбы нет теоретического предела мощности. Можно сделать хоть на 500 мегатонн, если у вас хватит дейтерия и идиотизма. «Царь-бомба», которую взорвали в 1961 году, выдала 58,6 мегатонн.

Это в 3000 раз мощнее, чем бомба в Хиросиме. Сейсмическая волна от ее взрыва трижды обогнула планету.

"Царь-бомба" АН602
"Царь-бомба" АН602

Нейтронная бомба

Слышали про бомбу, которая убивает людей, но оставляет целыми здания и технику? Это как раз про нейтронную бомбу. На самом деле, это разновидность термоядерной, но специфическая. В обычном взрыве мы стараемся перевести всю энергию в ударную волну и жар. В нейтронной бомбе конструкторы сделали так, чтобы максимум энергии ушел в поток быстрых нейтронов.

-8

Это не значит, что все здания останутся невредимыми — эпицентр все равно превратится в щебень. Но вот радиус поражения радиацией у такой бомбы сильно превышает радиус разрушений. Техника останется целой (железу нейтроны не так страшны), а вот экипаж внутри «сварится» заживо.

-9

Жуткая штука, разработанная в разгар Холодной войны для остановки танковых армад. Сейчас о нейтронных бомбах почти не вспоминают, ибо гуманизм (сарказм) и неэффективность.

Грязная бомба: Оружие паники

А теперь спустимся с небес на землю. «Грязная бомба» — это вообще не ядерное оружие. Это обычная взрывчатка (тротил), обложенная радиоактивным мусором (отходы с АЭС, источники изотопов из медицинских приборов). Взрыв там самый обычный, без ядерного гриба до стратосферы. Смысл в том, чтобы распылить радиоактивную пыль по району. Опасно? Да. Смертельно? По крайней мере не сразу.

-10

Главный поражающий фактор здесь — страх. Люди услышат «радиация» и начнут давить друг друга в пробках, пытаясь покинуть город. Экономический ущерб — колоссальный: район придется отмывать годами, недвижимость обесценится до нуля. Но как средство уничтожения армии или городов — это полная ерунда. Это оружие боевиков и экстремистов, а не генералов.

Самое страшное в ядерной войне

Думаете, самое страшное — это вспышка? Или ударная волна? Или даже лучевая болезнь? Нет. В 2022 году ученые смоделировали, что будет после «локальной» ядерной войны. Например, между Индией и Пакистаном.

-11

Горящие города выбросят в атмосферу радиоактивную пыль и сажу. Этот дым закроет Солнце. Наступит, так называемая, ядерная зима. Температура на планете упадет. Ненадолго, на пару лет. Но этого хватит. Урожаи погибнут. Логистика встанет.Даже при ограниченном конфликте от голода погибнет 2 миллиарда человек.

А если схлестнутся Россия и США? Сажа закроет небо так плотно, что сельское хозяйство исчезнет как отрасль. Погибнет 5 миллиардов человек. Не от взрывов. Не от радиации. А потому что в супермаркетах закончится еда, и новая не вырастет. Те, кто выжил в бункерах, выйдут в мир, где нечего есть.

В ядерной войне победителей не будет. Будут только те, кто умрет мгновенно (счастливчики?), и те, кто будет медленно угасать в холодном, темном мире без еды.