Termonukleárna zbraň: Rozdiel medzi revíziami

Vodíková bomba je [[atómová bomba]], ktorej hlavný zdroj energie tvoria ťažké izotopy vodíka - [[deutérium]] a [[trícium|trítium]]. Každá vodíková bomba obsahuje menšiu štiepnu nálož na báze uránu, plutónia alebo niektorého ďalšieho transuránu, ktorá funguje ako "rozbuška" - „rozbuška“ – poskytuje enegiu na vytvorenie podmienok - teplotu niekoľko miliónov stupňov Celsia a tlak 10001 000 TPa pre zapálenie [[jadrová fúzia|jadrovej fúzie]]. Výsledkom môže byť výbuch o sile viac než 100 Mt (megaton) [[Trinitrotoluén|TNT]], pri ktorom bomba ničí domy v okruhu {{km|20|m}} a zapaľuje horľavé predmety do vzdialenosti {{km|100|m}}. Horná hranica pre výkon vodíkovej nálože neexistuje, v možnostiach súčasnej technológie je výroba nálože s výkonom 1 gigatony [[Trinitrotoluén|TNT]] pri hmotnosti menej ako 250  ton. Teoretická hranica pomeru výkon-/hmotnosť je asi 6 megaton na tonu hmotnosti, reálne sa dá údajne dosiahnuť pomer 5,2- – 5,5 Mt/t, ale pri praktickej aplikácii sa dosahuje maximálne 3-4Mt – 4 Mt/t. Spodná hranica výkonu je limitovaná výkonom štiepnej nálože.

Je to taktiež vodíková bomba, lenže v obale celej nálože je použitý [[kobalt]], ktorý sa pôsobením neutrónov zmení na izotop ⁶⁰Co s [[polčas rozpadu|polčasom rozpadu]] 5,24 [[rok]]a a dlhodobo zamorí pôdu. Existujú aj iné riešenia podobného druhu. Na strednodobé zamorenie terénu (týždne až mesiace) sa dá použiť tantal a zinok, na krátkodobé (dni až týždne) [[zlato]] a [[sodík]]. Neexistuje žiadny dôkaz, že by ktorákoľvek jadrová mocnosť jadrovú zbraň s kobaltovým plášťom skutočne vyrobila.

Naopak, pokiaľ je zamorenie terénu nežiadúce, dá sa plášť či obal nálože zhotoviť z materiálu, ktorý silne pohlcuje neutróny a rádioaktívne izotopy nevytvára -  – napríklad [[bór]]. Táto možnosť ale nemá praktický význam -  – vonkajší plášť nálože ma totiž odrážať roentgenové žiarenie späť do vnútra nálože (pozri popis funkcie) - a bór ho odráža slabo.

Vodíková bomba malého alebo veľmi malého výkonu (jednotky [[kilotona|kiloton]] alebo menej), čím je obmedzený jej deštruktívny účinok a naopak zosilnené vyžarovanie rôznych druhov [[žiarenie|žiarenia]], hlavne [[neutrón]]ov. Treba mať na pamäti, že obmedzenie deštrukčných účinkov a zosilnenie žiarenia je vždy relatívne, teda v pomere k podobným zbraniam s väčším celkovým výkonom. Dosah ničivých efektov tlakovej vlny a svetelného žiarenia pri zmenšovaní [[výkon]]u klesá rýchlejšie ako dosah prenikavej radiácie a neutrónov. Tiež rádioaktívne zamorenie je vzhľadom na malý kaliber nálože, a teda aj malú celkovú hmotnosť, menšie. <br />

Okrem prvých pokusných náloží žiadna vodíková bomba neobsahuje [[deutérium]] alebo [[trícium]] vo voľnom stave, ako plyn alebo ako skvapalnený plyn. Okrem toho, že by to vyžadovalo veľmi zložitú, rozmernú a ťažkú chladiacu aparatúru a tieto [[izotop]]y [[vodík]]a nemajú v plynnom ani v tekutom stave na efektívny termonukleárny výbuch dostatočnú hustotu. Okrem toho je trícium rádioaktívne a rozpadá sa s polčasom rozpadu cca 12,3 roku.<br />

Ako náplň termonukleárnych zbraní sa požíva zlúčenina [[lítium|lítia]] s deutériom -  – deuterid lítia. Pre kvalitné zbrane sa lítium izotopovo čistí. Potrebné trícium vzniká z lítia pôsobením neutrónov z výbuchu štiepnej nálože. Ani samotné použitie deuteritu lítia však nezabezpečuje potrebné parametre pre efektívny výbuch, stlačenie a ohrev fúzneho materiálu je nedostatočný.<br />

* prúd neutrónov zo štiepnej nálože -  – neefektívne, respektíve nefunguje to

* rázová vlna štiepnej nálože -  – neefektívne, respektíve funguje to nedostatočne

* tlak žiarenia, konkrétne röntgenového z výbuchu štiepnej nálože -  – nedostatočne efektívne

* tlak plazmy vzniknutej odparením ľahkého materiálu vplyvom röntgenového žiarenia -  – málo efektívne

* tlak plazmy vzniknutej odparením ťažkého materiálu vplyvom röntgenového žiarenia -  – efektívne

Súčasné konštrukcie využívajú všetky možnosti, samozrejme najefektívnejší mechanizmus v najväčšej miere. Najpoužívanejší súčasný princíp konštrukcie je nazývaná v [[Spojené štáty|USA]] podľa tvorcov Ulam-Teller, v [[ZSSR]] "tretia„tretia idea"idea“.

PrincipPrincíp spočíva v tom, že fúzny materiál sa uzavrie do hrubostennej (valcovej alebo kuželovitej) nádoby z ťažkého kovu (bežne sa používa urán [[Urán (prvok)|²³⁸U]], nálož je potom "trojstupňová"„trojstupňová“) ktorá má ešte v strede masívny tŕň z rovnakého materiálu, alebo častejšie -  – z plutónia. Rovnako masívne sú aj veká nádoby. Na jedno veko nádoby sa umiestni ochranný nárazník z ťažko taviteľného kovu, napríklad [[wolfrám]]u a nad nárazník sa umiestni štiepna nálož, najčastejšie implóznej (guľovej) konštrukcie. Priestor medzi štiepnou náložou a nádobou s fúznym materiálom sa vyplní materiálom s malou pohltivosťou pre [[röntgenové žiarenie]] a neutróny (napríklad polystyrénová alebo polyetylénová pena plnená vodíkom). Celá zostava je uzatvorená v obale, ktorý má vysokú odrazivosť pre neutróny a röntgenové žiarenie -  – napríklad z karbidu wolfrámu[[wolfrám]]u (nie je to nevyhnutné, ale zvyšuje to efektívnosť a celkový výkon nálože).

Je odpálená štiepna nálož (predstavuje prvý stupeň pri trojstupňovej schéme). Všetky deje, ďalej popísané, prebehnú v čase kratšom ako jedna mikro[[sekunda]].<br />

V jadre štiepnej nálože vzniká obrovská [[teplota]] a [[tlak]]. Ešte skôr, než začne oblasť štiepneho výbuchu expandovať, uniká z nej mohutný tok röntgenového a [[gama žiarenie|gama žiarenia]], preniká celou konštrukciou nálože, je pohlcovaný v atómoch uránu a prudko ohrieva celú konštrukciu nádoby. Nádoba s fúznym materiálom a okolitý materiál sa prudkým ohrevom odparí a zmení na [[plazma|plazmu]]. Steny a vnútorný tŕň sa premenia na plazmu s veľmi vysokou hustotou a expandujú - steny a veká smerom von a do vnútra a tŕň smerom k stenám nádoby -  – tým sa ale prudko stláča a ďalej ohrieva obsah nádoby -  – fúzne palivo. Preto je dôležité, aby boli steny nádoby z uránu a trň z plutónia- urán a plutónium majú aj v stave palzmy výrazne vyššiu hustotu ako deuterid lítia. V tejto chvíli už začína expandovať aj priestor výbuchu štiepnej nálože a unikajú z neho rýchle neutróny. Rýchle neutróny štiepia lítium a vzniká trícium. Wolframový nárazník na veku nádoby sa vlyvom tlaku žiarenia a expandujúcej oblasti štiepneho výbuchu začína pohybovať proti dnu nálože a ďalej stláča jej obsah. Tlak a teplota štiepneho materiálu, teraz už žeravej zmesi deutéria a trícia, dosiahne teplotu a tlak potrebný na zapálenie fúznej reakcie. Vzniká hélium a uvoľňujú sa neutróny. <br />