Termonükleer bomba füzyon cihazı

Hidrojen bombası veya H-bombası olarak da adlandırılan termonükleer bomba, muazzam patlayıcı gücü, hidrojen izotoplarının nükleer füzyon olarak bilinen bir süreçte helyum oluşturmak için aşırı yüksek sıcaklıklar altında birleştiği kontrolsüz, kendi kendini sürdüren bir zincir reaksiyonundan kaynaklanıyor. Reaksiyon için gereken yüksek sıcaklıklar, bir atom bombasının patlamasıyla üretilir.

nükleer silah: Termonükleer silahlar

Haziran 1948'de Igor Y. Tamm, PN Lebedev Fizik Enstitüsü'nde (FIAN) özel bir araştırma grubunun başına getirildi.

Bir termonükleer bomba temel olarak bir atom bombasından farklıdır, çünkü iki hafif atom çekirdeği daha ağır bir çekirdek oluşturmak için birleştiğinde veya sigortalandığında serbest bırakılan enerjiyi kullanır. Atom bombası, aksine, ağır bir atom çekirdeği, iki daha hafif çekirdeğe ayrıldığında veya fisyonlandığında açığa çıkan enerjiyi kullanır. Sıradan koşullar altında atom çekirdeği, diğer çekirdeği kuvvetle iten ve birbirlerine yaklaşmalarını engelleyen pozitif elektrik yükleri taşır. Pozitif yüklü çekirdekler, yalnızca milyonlarca derecelik sıcaklıklar altında, karşılıklı elektrik itilmelerinin üstesinden gelmek için yeterli kinetik enerji veya hız kazanabilir ve kısa menzilli nükleer kuvvetin çekiciliği altında birleşecek kadar birbirlerine yaklaşabilirler. Hidrojen atomlarının çok hafif çekirdekleri bu füzyon işlemi için ideal adaylardır çünkü zayıf pozitif yükler taşırlar ve böylece üstesinden gelmek için daha az direnç gösterirler.

Daha ağır helyum çekirdeklerini oluşturmak için bir araya gelen hidrojen çekirdekleri, tek bir büyük atomda "birbirine geçebilmek" için kütlelerinin küçük bir kısmını (yaklaşık yüzde 0,63) kaybetmelidir. Albert Einstein'ın ünlü formülüne göre bu kütleyi tamamen enerjiye dönüştürerek kaybederler: E = mc ². Bu formüle göre, yaratılan enerji miktarı, dönüştürülen kütle miktarına eşit olan ışık hızıyla çarpılır. Bu şekilde üretilen enerji, bir hidrojen bombasının patlayıcı gücünü oluşturur.

Hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum, füzyon işlemi için ideal etkileşimli çekirdekler sağlar. Her biri bir proton ve bir nötron içeren bir döteryum atomu veya bir proton ve iki nötron içeren trityum, iki proton ve bir veya iki nötron içeren daha ağır bir helyum çekirdeği oluşturmak üzere birleşir. Mevcut termonükleer bombalarda, füzyon yakıtı olarak lityum-6 döterid kullanılır; füzyon işleminin başlarında trityumya dönüşür.

Bir termonükleer bombada, patlayıcı süreç birincil aşama olarak adlandırılan şeyin patlamasıyla başlar. Bu, patlaması, bir fisyon zinciri reaksiyonu oluşturmak için yeterli fizyonlanabilir uranyum bir araya getiren nispeten küçük bir miktar geleneksel patlayıcıdan oluşur ve bu da başka bir patlama ve birkaç milyon derecelik bir sıcaklık üretir. Bu patlamanın kuvveti ve ısısı, çevresindeki uranyum kabı tarafından geri yansıtılır ve lityum-6 döterid içeren ikincil aşamaya yönlendirilir. Muazzam ısı füzyonu başlatır ve ortaya çıkan ikincil aşama patlaması uranyum kabını ayırır. Füzyon reaksiyonu tarafından salınan nötronlar, uranyum kabının fisyona neden olur, bu da genellikle patlama tarafından salınan enerjinin çoğunu oluşturur ve bu da süreçte serpinti (radyoaktif maddelerin çökeltilmesi) üretir. (Bir nötron bombası, uranyum kabının bulunmadığı, böylece çok daha az patlama ancak nötronların ölümcül bir “gelişmiş radyasyonunu” üreten termonükleer bir cihazdır.) Bir termonükleer bombadaki tüm patlama serilerinin bir saniyenin bir kısmını alır.

Bir termonükleer patlama patlama, ışık, ısı ve değişen miktarlarda serpinti üretir. Patlamanın kendisinin sarsıntılı kuvveti, süpersonik hızlarda patlama noktasından yayılan ve birkaç kilometrelik bir yarıçap içindeki herhangi bir binayı tamamen yok edebilecek bir şok dalgası şeklini alır. Patlamanın yoğun beyaz ışığı düzinelerce kilometreden bakan insanlara kalıcı körlüğe neden olabilir. Patlamanın yoğun ışığı ve ısısı, ahşap ve diğer yanıcı malzemeleri birkaç kilometre menzilde ateş ederek bir yangın fırtınasına karışabilecek büyük yangınlar yaratır. Radyoaktif serpinti hava, su ve toprağı kirletir ve patlamadan yıllar sonra devam edebilir; dağıtımı neredeyse dünya çapındadır.

Termonükleer bombalar atom bombalarından yüzlerce hatta binlerce kat daha güçlü olabilir. Atom bombalarının patlayıcı verimi, her bir birimi 1.000 ton TNT'nin patlayıcı kuvvetine eşit olan kiloton cinsinden ölçülür. Buna karşılık, hidrojen bombalarının patlayıcı gücü sıklıkla, her biri 1.000.000 ton TNT'nin patlayıcı gücüne eşit olan megaton cinsinden ifade edilir. 50 megatondan fazla hidrojen bombası patlatıldı, ancak stratejik füzelere monte edilen silahların patlayıcı gücü genellikle 100 kiloton ila 1,5 megaton arasında değişiyor. Termonükleer bombalar, kıtalararası balistik füzelerin savaş başlıklarına sığacak kadar küçük (birkaç metre uzunluğunda) yapılabilir; bu füzeler 20 ila 25 dakika içinde dünyanın dört bir yanına seyahat edebilirler ve bilgisayarlı rehberlik sistemlerine sahip olurlar.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam ve diğer Amerikalı bilim adamları, 1 Kasım 1952'de Enewetak atollunda test edilen ilk hidrojen bombasını geliştirdiler. SSCB ilk olarak 12 Ağustos 1953'te bir hidrojen bombasını test etti, ardından Mayıs ayında İngiltere 1957, Çin (1967) ve Fransa (1968). 1998'de Hindistan, hidrojen bombası olduğuna inanılan bir “termonükleer aygıt” ı test etti. 1980'lerin sonunda, dünyanın nükleer silahlı uluslarının cephaneliklerinde yaklaşık 40.000 termonükleer aygıt vardı. Bu sayı 1990'larda düştü. Bu silahların büyük yıkıcı tehdidi, 1950'lerden beri dünya nüfusunun ve devlet adamlarının temel endişesi olmuştur. Ayrıca bkz. Kol kontrolü.