Bom nuklir AS sing diprodhuksi massal pisanan - Little Man. Tutup awak dicopot, unsur laras bedhil kanthi muatan utama katon. Foto dening Departemen Pertahanan AS
Ing patang puluhan abad XX. ilmuwan saka negara anjog ngembangaken conto pisanan saka nuklir gaman. Nggawe amunisi sing bisa digunakake lan siap tempur dadi tugas sing angel. Sampeyan perlu kanggo nggawe lan ngleksanakake desain sing meets sawetara syarat Komplek. Asil panelusuran iki ing mangsa ngarep ana sawetara rencana beda kanggo senjata nuklir lan sawetara opsi. Sawetara wong tetep ing crita, dene liyane wis mbuktekake efektifitas lan isih digunakake nganti saiki.
rencana mriem
Senjata nuklir pisanan sing digunakake ing serangan nyata yaiku produk Amerika Little Boy ("Kid"). Ing tanggal 6 Agustus 1945, iki digunakake kanggo nglawan kutha Hiroshima ing Jepang. Iku penerbangan bom karo warhead adhedhasar 64 kg uranium karo pametumu nyata 15-18 kt TNT. Kanggo nyederhanakake desain lan nyepetake produksi, biaya dibangun miturut sing diarani. meriam utawa rencana balistik.
Pangisian daya saka sirkuit mriem wis desain cukup prasaja. Iki dibangun ing awak tubular elongated - barel artileri kaliber cekap digunakake ing kapasitas iki. Ing awak tong minyak, ing ujung, diselehake rong blok uranium-235 subkritis. Salah siji saka wong-wong mau mobile lan dilengkapi karo wêdakakêna: nalika amunisi diwiwiti, pemblokiran iki secara harfiah murub ing kaloro. Sumber neutron uga bisa diwenehake.
Diagram skematis saka skema senjata bom "Kid". Blok uranium ditandhani kanthi werna abang. Grafik Wikimedia Commons
Nalika rong blok disambungake, muatan uranium entuk massa superkritis, sing nyebabake reaksi berantai nuklir. Sumber neutron kapisah mestine kanggo nambah linuwih saka operasi. Kanggo ngembangake reaksi lan nambah daya bledosan, perlu kanggo njaga uranium bebarengan kanggo milliseconds pisanan - tugas iki ditanggulangi amarga laras kuwat lan tekanan saka gas bubuk.
Skema meriam iku prasaja, nanging nduweni kekurangan sing signifikan. Kaping pisanan, efisiensi kurang. Amarga fitur desain, bagean penting saka muatan utama sajrone bledosan disemprotake menyang papan tanpa wektu kanggo nanggepi. Dadi, ing "Bayi" ing reaksi, mung kira-kira. 1% uranium. Kajaba iku, ana risiko detonasi spontan saka produk siap tempur.
Nanging, ing tahap awal pangembangan pasukan nuklir, skema meriam nemokake aplikasi. Ing Amerika Serikat, padha nguwasani produksi skala cilik produk Little Boy lan ngrakit 35 piranti kasebut. Kajaba iku, meriam artileri bersenjata nuklir awal dibangun miturut skema iki. Kanthi tekane desain anyar lan luwih maju, rencana meriam wis mudhun ing sejarah.
Instalasi produk Gadget ing menara uji, Juli 1945. Foto dening Departemen Energi AS
Efek nyesel
Juli 16, 1945 - sawetara minggu sadurunge release saka "Kid" - test pisanan ing donya saka senjata nuklir njupuk Panggonan ing situs test Amérika Alamogordo. Pangisian daya eksperimen karo kode Gadget digawe kanthi basis plutonium-239 lan dibangun miturut sing diarani. skema implosif. Ing tampilan saka ciri fisik plutonium, iku ora ngidini nggunakake rencana mriem karo "ditembak" siji bagéan saka muatan menyang liyane.
Skema implosion ngusulake panggunaan muatan plutonium bola-inti massa subkritis. Ing njero ana rongga karo sumber logam neutron kanggo miwiti reaksi nuklir. Ing njaba, inti ditutupi sawetara lapisan bahan peledak "biasa". Bal-balan asil iki dilengkapi karo nomer akeh sekring kapisah, roto-roto mbagekke liwat sawijining lumahing. Uga mbutuhake piranti kontrol kanggo simultaneous, karo panyimpangan ora luwih saka milliseconds, operasi kabeh sekring.
Detonasi simultan saka kabeh muatan konvensional ngompres inti, lan uga nyebabake unsur tengah ngetokake neutron. Tekanan saka bledosan uga mesthekake yen materi fisil dicekel bebarengan nalika momen pisanan reaksi berantai.
Model hulu ledak implosion sing digunakake ing barang Gadget lan Fat Man. Akeh kabel kontrol sekring katon. Foto dening Wikimedia Commons
Skema implosion luwih rumit tinimbang meriam, nanging dibedakake kanthi linuwih lan efisiensi. Miturut skema iki, bom plutonium Fat Man ("Fat Man"), diluncurake ing Agustus 1945 ing kutha Nagasaki, dibangun. Mengko ing Amerika Serikat, model anyar saka biaya implosive saka daya beda lan ing macem-macem designs padha dikembangaké lan ngenalaken.
Pangembangan senjata nuklir Soviet diwiwiti kanthi skema implosion. Sawise entuk akses menyang informasi babagan perkembangan Amerika, para fisikawan kita nganggep pengalaman manca. Dheweke ninggalake rencana meriam sing ora sukses lan langsung wiwit ngembangake produk kanggo rencana implosion. Produk domestik awal, wiwit saka RDS-1 sing pisanan, dibangun persis miturut skema iki.
Negara liya, wis ing tataran saka nyobi pisanan karo senjata nuklir, digunakake sabenere rencana implosion. Dheweke uga bisa nggayuh kombinasi kinerja sing sukses, linuwih lan kerumitan produksi.
Bom nuklir Soviet RDS-4 saka skema implosion, diadopsi kanggo layanan ing 1954. Senjata nuklir taktis pisanan ing donya. Foto dening Wikimedia Commons
Pilihan Pangembangan
Skema implosion karo komprèsi bundher wis kaluwihan cetha liwat rencana gun, nanging ora tanpa drawbacks. Kaping pisanan, efisiensi tetep sithik - ing conto awal, ora luwih saka 13-15 persen reaksi. materi fisil. Mulane, panelusuran kanggo gagasan lan solusi anyar terus, lan sawetara saka rencana anyar teka kanggo implementasine ing laku. Fokus utama yaiku ningkatake linuwih lan safety piranti nuklir.
Ing pungkasan taun patang puluhan, ide sing diarani. nyurung nuklir. Banjur gagasan sing padha diteliti ing negara liya. Skema kasebut umume padha karo implosif, nanging nggunakake bahan bakar termonuklir cilik - deuterium, tritium utawa senyawa - minangka sumber neutron. Nalika dikompres, zat iki ngasilake neutron kanthi energi tambah, sing luwih efektif miwiti reaksi berantai ing muatan utama. Iki nambah efisiensi pangisian daya, lan kanthi daya sing bisa ditindakake. Kajaba iku, kanthi nempatake sumber neutron kanthi langsung sadurunge digunakake, bisa nambah safety operasi.
Ing taun lima puluhan, muncul skema, dikenal minangka Swan (eng. "Swan"). Jeneng iki ditampa amarga bagean salib saka perakitan warhead, kaya gulu angsa sing mlengkung. Produk saka skema kasebut nduweni muatan sferis saka massa subkritis, lan muatan wiwitan saka bahan peledak konvensional, sing tanggung jawab kanggo kompresi, nduweni wangun mlengkung sing kompleks. Pangisian daya utama diselehake kanthi offset menyang pinggir cangkang kasebut.
Pemimpin Korea Utara Kim Jong-un mriksa mock-up saka hulu ledak nuklir. Miturut wujude, iki minangka produk jinis implosion. Foto dening CTAC
Ngilangi pangisian daya "normal" ditindakake kanthi nggunakake sekring siji, sing nyederhanakake desain lan ngilangi kabutuhan kanggo nyinkronake sawetara piranti sing padha. Ing kasus iki, wangun muatan wiwitan nindakake lan nyebarake gelombang kejut supaya kompresi bola plutonium dumadi kanthi cara sing optimal. Pangisian daya sirkuit kasebut bisa dilengkapi sekring tambahan: nalika dipicu, padha ngganggu jalur gelombang kejut lan nyegah reaksi berantai.
Teknologi anyar dhasar
Ing taun patang puluhan lan sèket, ilmuwan saka negara-negara anjog ngembangaken sawetara rencana pangisian daya nuklir dhasar, uga sawetara versi karo macem-macem modifikasi. Ing basis saka gagasan iki digawe amunisi nyata, kang banjur diadopsi kanggo layanan. Nanging, ing agêng-sèket, proses pembangunan dhasar lan nganyari maneh senjata nuklir ing basis saka bosok tekan asil maksimum ing wektu iku lan wiwit alon mudhun.
Ing wektu sing padha, karya full-scale wiwit nggawe generasi anyar senjata super-kuat - biaya termonuklir adhedhasar sintesis unsur. Sajrone wektu, kabeh upaya para ilmuwan lan insinyur dibuwang kanthi tepat ing arah termonuklir. Biaya nuklir "konvensional" saiki dianggep mung minangka tahap pisanan saka sistem termonuklir.
Tampilan bagean saka amunisi Swan-jinis. Inti plutonium ditandhani nganggo warna ijo, siji-sijine sekring sing tanggung jawab kanggo pemicu ditandhani kanthi warna abang. Grafik Wikimedia Commons
Senadyan owah-owahan ing gol umum, pangembangan piranti nuklir "konvensional" terus, sanajan wis tanpa introduksi saka solusi dhasar anyar lan gagasan. Miturut data sing dikenal, macem-macem varian skema implosion utamane digunakake, nyukupi syarat proyek tartamtu. Pendekatan iki isih bisa dijaga - kanthi konsisten karo tugas sing disetel lan ngidini sampeyan nggawe conto kanthi karakteristik sing dibutuhake.
Ing dhasar sing padhet
Senjata nuklir muncul lan rampung ing arsenal negara-negara terkemuka ing tengah abad pungkasan. Ing wektu sing padha, para ilmuwan lan perancang nggoleki lan nggarap macem-macem opsi desain kanggo senjata kasebut, sing bisa nambah kabeh ciri utama. Proses iki dilantik kanthi sukses - wis ing taun pisanan karya, kabeh rencana lan tata letak utama ditemokake lan dileksanakake.
Ide-ide ing tengah abad pungkasan ing salah siji wangun utawa liyane isih digunakake nganti saiki. Ing wektu sing padha, pangembangan teknologi lan bahan sing wis ditindakake ing dekade pungkasan ndadekake bisa nggunakake potensial rencana sing wis diusulake kanthi luwih lengkap. Akibaté, pembangunan rada lawas isih mbantu kanggo mbangun lan nambah tameng nuklir lan menehi deterrence strategis.