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.

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.

В отличие от ядерных реакторов, в которых происходит регулируемая ядерная реакция деления, при ядерном взрыве происходит экспоненциально быстрое освобождение большого количества ядерной энергии, продолжающееся до тех пор, пока не израсходуется весь ядерный заряд. Ядерная энергия может освобождаться в больших количествах в двух процессах – в цепной реакции деления тяжёлых ядер нейтронами и в реакции соединения (синтеза) лёгких ядер. Обычно в качестве ядерного заряда используют чистые изотопы 235 U и 239 Pu. Схематически устройство атомной бомбы показано на рис. 1.

Для осуществления ядерного взрыва в результате цепной реакции деления необходимо, чтобы масса делящегося вещества (урана-235, плутония-239 и др.) превышала критическую (50 кг для 235 U и 11 кг для 239 Pu). До взрыва система должна быть подкритической. Обычно это многослойная конструкция. Переход в надкритическое состояние происходит за счет делящегося вещества с помощью сходящейся сферической детонационной волны. Для такого сближения обычно используется химический взрыв вещества из сплава тротила и гексогена. При полном делении 1 кг урана выделяется энергия равная энерговыделению при взрыве 20 килотонн тротила. Атомный взрыв развивается за счёт экспоненциально растущего со временем числа разделившихся ядер.

N(t) = N 0 exp(t/τ).

Среднее время между двумя последовательными актами деления 10 -8 сек. Отсюда можно получить для времени полного деления 1 кг ядерной взрывчатки величину 10 -7 – 10 -6 сек. Это и определяет время атомного взрыва.
В результате большого энерговыделения в центре атомной бомбы температура поднимается до 10 8 К, а давление – до 10 12 атм. Вещество превращается в разлетающуюся плазму.

Для осуществления термоядерного взрыва используются реакции синтеза лёгких ядер.

d + t 4 He + n +17.588 МэВ
d + d 3 He + n + 3.27 МэВ
d + D t + p + 4.03 МэВ
3 He + d 4 He + p + 18.34 МэВ
6 Li + n ® t + 4 He + 4.78 МэВ

Рис. 2. Схема термоядерной бомбы

Сама идея водородной бомбы чрезвычайно проста. Это цилиндрический контейнер с жидким дейтерием. Дейтерий должен нагреваться после взрыва обычной атомной бомбы. При достаточно сильном нагреве должно выделятся большое количество энергии в результате реакции термоядерного синтеза между ядрами дейтерия. Температура, необходимая для начала термоядерной реакции должна составлять миллион градусов. Однако детальное исследование величины сечений реакций синтеза ядер дейтерия, от которой зависит скорость распространения реакции горения показало, что она протекает недостаточно эффективно и быстро. Тепловая энергия, которая высвобождается за счет термоядерных реакций, рассеивается гораздо быстрее, чем пополняется за счет последующих реакций синтеза. Естественно в этом случае взрывной процесс происходить не будет. Произойдет разброс горючего материала. Принципиально новое решение состояло в том, чтобы инициирование термоядерной реакции происходило в результате создания сверхплотной среды дейтерия. Был предложен способ создания сверхплотной среды дейтерия под действием рентгеновского излучения, образующегося при взрыве атомной бомбы. В результате сжатия горючего вещества происходит самоподдерживающаяся реакция термоядерного синтеза. Схематически реализация этого подхода показана на рис. 2.
После взрыва ядерного заряда, рентгеновские лучи, спущенные из области ядерного заряда распространяются по пластмассовому наполнителю, ионизуя атомы углерода и водорода. Урановый экран, расположенный между областью ядерного заряда и объемом с дейтеридом лития предотвращает преждевременный нагрев дейтерида лития. Под действием рентгеновских лучей и высокой температуры в результате абляции возникает огромное давление, сжимающее капсулу с дейтеридом лития. Плотности материала капсулы возрастают в десятки тысяч раз. Находящийся в центре плутониевый стержень в результате сильной ударной волны также сжимается в несколько раз и переходит в надкритическое состояние. Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве ядерного заряда, замедлившись в дейтериде лития до тепловых скоростей, приводят к цепным реакциям деления плутония, что действует наподобие дополнительного запала, вызывает дополнительные увеличения давления и температуры. Температура, возникающая в результате термоядерной реакции повышается до 300 млн. К., что и приводит в конечном счете к взрывному процессу. Весь процесс взрыва длится в течение десятых долей микросекунды.
Термоядерные бомбы значительно мощнее атомных. Обычно их тротиловый эквивалент 100 – 1000 кт (у атомных бомб он 1 – 20 кт).
При ядерном взрыве в воздухе образуется мощная ударная волна. Радиус поражения обратно пропорционален кубическому корню из энергии взрыва. Для ядерной бомбы 20 кт он около 1 км. Освободившаяся энергия в течение нескольких мкс передаётся окружающей среде. Образуется ярко светящийся огненный шар. Через 10 -2 – 10 -1 сек он достигает максимального радиуса 150 м, температура его падает до 8000 К (ударная волна уходит далеко вперёд). За время свечения (секунды) в электромагнитное излучение переходит 10 – 20 % энергии взрыва. Разреженный нагретый воздух, несущий поднятую с земли радиоактивную пыль, за несколько минут достигает высоты 10 – 15 км. Далее радиоактивное облако расплывается на сотни километров. Ядерный взрыв сопровождается мощным потоком нейтронов и электромагнитного излучения.

65 лет назад на Семипалатинском полигоне был осуществлен первый воздушный ядерный взрыв: бомба РДС-3 была сброшена с самолета Ту-4. сайт вспоминает самые известные ядерные взрывы в истории человечества. 18 Октябрь 2016, 13:38

РДС-3 . Первый в СССР воздушный ядерный взрыв

Советская атомная бомба имплозивного типа РДС-3 была разработана как авиабомба для тяжелых дальних бомбардировщиков Ту-4 и средних Ту-16 . Первое воздушное и третье ядерное испытание в СССР прошло на Семипалатинском полигоне.

18 октября 1951 года бомбардировщик Ту-4 сбросил бомбу с подрывом ее на высоте 380 метров. Энерговыделение составило 42 килотонны.

Бомбометание было выполнено штурманом-бомбардиром капитаном Б.Д.Давыдовым. В своих воспоминаниях он рассказывал, что во время взрыва стрелки аэродинамических приборов, высотомеров, указателей скорости стали вращаться. В самолете появилась пыль, хотя перед этим полетом проводилась тщательная уборка в кабинах. «Шлейф от взрыва быстро поднялся на высоту полета и стал образовываться и разрастаться „гриб“. Цвета облака были самые разнообразные. Трудно передать то состояние, которое овладело мной после сброса. Весь мир, все окружающее вокруг воспринималось по-иному - как будто все это я увидел заново», - вспоминал штурман.

После посадки экипаж самолета вышел с надетыми парашютами и кислородными масками. Летчиков и самолет обследовали на радиационное заражение, после чего было сделано заключение, что самолет Ту-4 , дооборудованный по бомбардировочной установке и оснащенный системой обогрева бомбового отсека и комплексом добавочного специального оборудования, обеспечивает безопасную и безотказную эксплуатацию изделия РДС-3 и прицельное бомбометание им.

Результаты успешно проведенного воздушного испытания атомной бомбы стали основой для принятия решений об оснащении ВВС ядерным оружием: было организовано серийное производство атомных бомб РДС-3 и самолетов-носителей Ту-4 .

Американская «Штучка». Первая атомная бомба

Первой в мире атомной бомбой стала американская «Штучка» («Gadget») проекта «Тринити». Она была испытана за несколько недель до нападения на Хиросиму и Нагасаки. Подрыв «Штучки» произошел в штате Нью-Мексико, на полигоне Аламогордо, также известном под названием «Белые пески».

Бомба была установлена в 30-метровой сторожевой башне. Бункеры расположили на расстоянии 9000 метров, чтобы можно было четко наблюдать за взрывом. Ночью 16 июля 1945 года «Штучка» была взорвана. В результате взрыва по пустыне пронеслась ударная волна, разрушив башню в щепки и сформировав гигантский ядерный гриб высотой в 12000 метров. Вспышка от взрыва была ярче десяти солнц. Ее видели во всех частях Нью-Мексико, а также в некоторых районах Аризоны, Техаса и Мексики.

Взрыв «Штучки» через 0.016 секунды после детонации. Размер плазменного шара - около 200 метров.

Сразу после взрыва полигон был закрыт, а с 1965 года объявлен национальным историческим памятником.

Несмотря на то, что в рамках проекта работали сотни ведущих физиков из разных стран мира, перед испытанием бомбы никто из них точно не знал, что произойдет на полигоне. Одни полагали, что заряд не сработает, другие прогнозировали чудовищной силы взрыв, который чуть ли не уничтожит весь штат Нью-Мексико, третьи опасались, что атомная бомба выжжет весь кислород на планете. Ближе всех к истине оказался Исидор Раби, согласно расчетам которого, мощность взрыва бомбы должна была составить 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. На самом деле ее мощность составила 21 килотонну.

«Малыш» и «Толстяк». Хиросима и Нагасаки

Хиросима и Нагасаки - символы разрушительной силы ядерного оружия. Бомбы на японские города с мирными жителями сбрасывали американские бомбардировщики.

После взрыва 6 августа 1945 года в Хиросиме бомбы «Малыш» (весом четыре тонны и мощностью до 20 килотонн тротила) погибли около 140 тысяч человек.

Бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму

Около 8 часов утра над Хиросимой появились два бомбардировщика Б-29 . Сигнал тревоги был дан, но из-за того, что самолетов было мало, все подумали, что это разведка. А спустя несколько минут раздался взрыв, который превратил город в развалины.

В Нагасаки была задействована еще одна бомба - «Толстяк». Этот взрыв произошел спустя три дня после первого и унес жизни более 80 тысяч человек.

Бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки

До настоящего времени бомбардировка Хиросимы и Нагасаки остается единственным случаем применения ядерного оружия в истории человечества.

«Бейкер». Первый подводный атомный взрыв

25 июля 1946 года в лагуне атолла Бикини американцы провели испытание «Бейкера» - первый подводный взрыв, на глубине 28 метров.

Целью операции Crossroads, в рамках которой произвели взрыв, было изучение влияния атомного оружия на корабли. Для того, чтобы корабли-мишени могли войти в гавань, было использовано 100 тонн динамита для уничтожения коралловых выступов на входе в лагуну Бикини. Всего же там было сосредоточено 95 кораблей: устаревшие линкоры, авианосцы, крейсеры, эсминцы, подводные лодки и т.д. На некоторые суда в качестве «экипажа» погрузили 200 свиней, 60 морских свинок, 204 козы, 5000 крыс, 200 мышей и зерна, содержащие насекомых, - для изучения влияния на генетику.

Взрыв в лагуне атолла Бикини

Сначала в воздухе была взорвана сброшенная с самолета бомба «Эйбл». Ее взрыв затопил пять кораблей и сильно повредил четырнадцать. Подводный взрыв «Бейкера» почти не дал ослепительной вспышки, но взметнул два миллиона тонн морской воды и песка вверх на 150 метров. Подводная взрывная волна разрушила, и затопила 10 кораблей. Поднявшаяся до 305 метров в высоту волна бросала огромные корабли как игрушки, а десантные суда выкинула на берег. «Бейкер» дал небывало сильное заражение, и уцелевшие, но «фонящие» корабли-мишени затопили тут же.

«Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» - так расшифровывали название первой отечественной атомной бомбы. Официальное же обозначение РДС-1 было - «Реактивный двигатель „С“».

Испытание первой отечественной атомной бомбы РДС-1 состоялось 29 августа 1949 года в 170 км к западу от города Семипалатинска на полигоне №2. На месте башни с бомбой образовалась воронка диаметром три метра и глубиной 1.5 метра, покрытая оплавленным стеклоподобным веществом.

Известно, что находящееся в 25 метрах от башни здание из железобетонных конструкций при взрыве частично разрушилось. Из 1538 подопытных животных (собак, овец, коз, свиней, кроликов, крыс) в результате подрыва бомбы погибло 345. Легкие повреждения получили танк Т-34 и полевая артиллерия, находящиеся в радиусе 500–550 метров от эпицентра взрыва. Установленные на расстоянии километра от эпицентра и далее через каждые 500 метров 10 легковых автомобилей «Победа» сгорели. Жилые щитовые и бревенчатые дома городского типа оказались разрушенными полностью в радиусе пяти км. Основные повреждения были получены не от самого взрыва, а от ударной волны.

Испытание РДС-1 прошло успешно. Смонтированный в обстановке полной секретности документальный фильм о взрыве и последствиях был показан Сталину и в течение 45 лет был недоступен для просмотра. Сейчас видео взрыва первой советской атомной бомбы находится в открытом доступе.

Атомная «Креветка»

100-километровый ядерный гриб поднялся над Тихим океаном 1 марта 1954 года. В очередной раз на атолле Бикини США испытали атомную бомбу. Предполагалось, что мощность ТХ-21 будет около шести мегатонн. Но «Креветку» недооценили, и мощность взрыва составила 15 мегатонн, что в тысячу раз больше, чем бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки.

Взрыв ТХ-21 «Креветка»

Жителей ближайших к месту взрыва островов эвакуировали только через двое суток. К этому времени у многих начались заболевания щитовидной железы. В результате испытаний 840 жителей атолла умерли от раковых заболеваний, 7000 человек эвакуировали, статус жертв испытаний получили больше 1,5 тысяч жителей. Пострадавшие от радиации острова атолла были необитаемы вплоть до 2010 года. Да и сейчас возвращаться туда никто не спешит.

От Тоцка до Невады. Взрывы на войсковых учениях

Взрыв на Тоцком полигоне

В 1954 году советское командование решило проверить взаимодействие войск в условиях ядерной бомбардировки. Общее количество военнослужащих, участвовавших в учении на Тоцком полигоне, достигало 45000 человек. Задача учений заключалась в отработке возможностей прорыва обороны противника с использованием ядерного оружия.

Во время взрыва бомбы мощностью 40 килотонн войска располагались в специальных укрытиях на расстоянии в пять километров от взрыва. Затем несколько подразделений пошли в «наступление» через район рядом с эпицентром. Через эпицентральную зону на технике прошли около 500 человек.

Учения часто критиковали за то, что радиационному воздействию подверглись тысячи солдат и местных жителей, эвакуированных либо недостаточно далеко, либо получивших дозу радиации уже после маневров.

Также в сентября 1956 года в ходе Семипалатинских учений в район взрыва был высажен десант в количестве 272 человек в индивидуальных защитных средствах.

Больше подобные испытания в СССР не проводились, а вот в США учения с применением ядерного оружия проводились и до и после Тоцких маневров. Подразделения американской армии не раз проходили через место эпицентра атомного взрыва в пустынной местности штата Невада. На кинохронике учений Desert Rock видно, что солдаты находятся в открытых окопах, а после прохождения ударной волны выбегают из окопов и идут в атаку без средств защиты. На полигон даже приезжали туристы, чтобы посмотреть на испытания чудо-оружия.

Является одним из самых удивительных, загадочных и страшных процессов. Принцип действия ядерного оружия основан на цепной реакции. Это такой процесс, сам ход которого инициирует его продолжение. Принцип действия водородной бомбы основывается на синтеза.

Ядра некоторых изотопов радиоактивных элементов (плутоний, калифорний, уран и других) способны распадаться, при этом захватывая нейтрон. После этого выделяется ещё два или три нейтрона. Разрушение ядра одного атома при идеальных условиях может привести к распаду ещё двух или трех, которые, в свою очередь, могут инициировать другие атомы. И так далее. Происходит лавинообразный процесс разрушения все большего числа ядер с высвобождением гигантского количества энергии разрыва атомных связей. При взрыве огромные энергии высвобождаются за сверхмалый промежуток времени. Происходит это в одной точке. Поэтому взрыв атомной бомбы является настолько мощным и разрушительным.

Чтобы инициировать начало цепной реакции, необходимо, чтобы количество радиоактивного вещества превысило критическую массу. Очевидно, что нужно взять несколько частей урана или плутония и соединить в одно целое. Однако чтобы вызвать взрыв атомной бомбы, этого недостаточно, потому что реакция прекратится раньше, чем выделится достаточное количество энергии, или процесс будет протекать медленно. Для того чтобы достичь успеха, необходимо не просто превысить критическую массу вещества, а сделать это в крайне малый промежуток времени. Лучше всего использовать несколько Этого достигают с помощью применения других Причем чередуют быструю и медленную взрывчатки.

Первое ядерное испытание было проведено в июле 1945 года в США недалеко от местечка Алмогордо. В августе того же года американцы применили это оружие против Хиросима и Нагасаки. Взрыв атомной бомбы в городе привел к ужасным разрушениям и гибели большей части населения. В СССР атомное оружие было создано и испытано в 1949 году.

Водородная бомба

Является оружием с очень большой разрушительной силой. Принцип её действия основывается на которая представляет собой синтез из более легких атомов водорода тяжелых ядер гелия. При этом происходит высвобождение очень большого количества энергии. Эта реакция аналогична процессам, которые протекают на Солнце и других звездах. Термоядерный синтез легче всего проходит с использованием изотопов водорода (трития, дейтерия) и лития.

Испытание первого водородного боезаряда провели американцы в 1952 году. В современном понимании это устройство сложно назвать бомбой. Это было трехэтажное здание, заполненное жидким дейтерием. Первый взрыв водородной бомбы в СССР был произведен на полгода позже. Советский термоядерный боеприпас РДС-6 взорвали в августе 1953 года под Семипалатинском. Самую большую водородную бомбу мощностью 50 мегатонн (Царь-бомба) СССР испытал в 1961 году. Волна после взрыва боеприпаса обогнула планету три раза.