В нескольких материалах нашего канала есть описание добычи и переработки урановой руды - ведь Северный Кавказ одним из первых поставил СССР боевое вещество - плутоний, добытый из урана.

В данном материале я расскажу, как выглядела типовая ядерная бомба 40-50-х годов, и по какому принципу она срабатывала. Приготовьтесь изменить свое мнение о принципе термоядерной реакции - все не так просто, как кажется.

Оболочка и среда ядерного боезаряда

Чтобы получить тот самый, разрушительный и с выделением огромной массы тепла взрыв, ученым прошлого века пришлось долго ломать голову над сложнейшими задачами. Плутоний упорно не хотел вступать в цепную реакцию в полевых условиях полигонов, так как ему для этого требуется слишком много условий. Условием первым является изолированная среда. 

То, что цепную реакцию невозможно получить в нормальных атмосферных условиях, было известно давно. Чтобы получить разгон разлетающихся частиц плутония, нужна особая среда - и это вакуум. Только в вакууме, определенной "антиплотности и антидавления", плутоний успешно "разгоняется" и преодолевает кулоновский барьер. Это не тот вакуум, который можно получить на кухне простым устройством для упаковки мяса, нет. Это огромный, получаемый исключительно в серьезных научно-технических лабораториях атомной промышленности, уровень отрицательного давления. И выдержит его только специфичная оболочка - корпус оболочки производится из берилла.

Минерал берилл содержит микрочастицы бериллия - металла. Оболочка получается и прочной, и нужной пластичности, чтобы выдержать такую откачку воздуха. Но помимо такой сложной технологической среды, как берилловая капсула, плутонию для цепной реакции требуется еще и экран. 

Берилловая оболочка типовой ядерной бомбы всегда конусовидная

Если разделенный заряд (обычно это 2 сферы из плутония) просто поместить в вакуумную среду, в берилловую оболочку, то при запуске реакции (она инициируется сильным током) частицы плутония, увлекаемые вольтовой дугой, разлетятся кто куда, проникая даже сквозь оболочку. Основная масса, конечно, полетит навстречу друг другу, чтобы соединилась дуга. Но при этом практически исключено преодоление кулоновского барьера, частицы не наберут нужной скорости. И для этого в берилловой оболочке обязательно присутствует экранирующий агент - один из группы металлов, успешно "отбивающий" микрочастицы разлетающегося плутония. Как правило, это молибден или другой металл, рассеянный по берилловой оболочке в нужной плотности. Экранирующая внутренняя поверхность оболочки ядерной бомбы направляет два потока микрочастиц строго к точке столкновения в контрольном отрезке.

Ядерный взрыв: как развивается цепная реакция в бомбе

При подаче сильного тока, металл плутоний ведет себя, как любой проводник - две сферы плутония, разделенные согласно контрольным измерениям, начинают притягиваться друг к другу, и образуется вольтова дуга - да, именно, как при дуговой сварке. В составе вольтовой дуги - микрочастицы плутония, разогнанные до околосветовых скоростей.

Экранируемые частицы сталкиваются с частицами попутного направления, и увеличивают их скорость. В контрольной воронке разогнанные частицы одной сферы сталкиваются с частицами другой сферы, и происходит пресловутый ядерный распад - атом плутония разрушается, высвобождая колоссальную энергию. 

Момент начала цепной реакции - плутониевые сферы образуют мост, вольтову дугу

Увлекаемые энергией распавшихся атомов, увеличивают свою скорость все остальные частицы, и это - суть цепной реакции.Экранируемые микрочастицы распавшихся атомов в течение тысячных долей секунды вовлекают в реакцию и основные заряды - сферы из плутония. Дальше происходит пресловутый ядерный взрыв - вся масса плутония включается в цепную реакцию. 

Завершающая фаза цепной реакции - вовлечение всей массы плутония в распад

Сложности и секреты атомной бомбы

Все это, от добычи плутония, и до сборки самой бомбы - сложнейшие технологические процессы, которые на любом этапе немыслимы без высокоразвитой индустриальной сферы. Уже само получение чистого плутония - проблема, которую бедные страны не смогут решить еще десятки, если не сотни лет.

Но даже гипотетически представив себе, что кто-то и где-то раздобыл плутоний, и собрал вакуумную камеру, то максимум, чего тут следует опасаться - обычного мощного КЗ(короткого замыкания), так как сам плутоний в заряде - это уже цепь технологических секретов, и для бомб используется совершенно не агрегатное его состояние. Чтобы еще и поместить его в камеру с отрицательным колоссальным давлением, требуется цепь последовательных шагов, один из которых - погружение всего в особую жидкую среду, ибо на воздухе плутониевые сферы моментально потеряют нужную консистенцию.

Кроме всего прочего, каждой массе плутония нужен четкий, выверенный разряд в А (амперах) - и ошибка на сотые доли ампер в любую из сторон приведет к появлению в вакууме лишнего балласта, спаек - и поток частиц уже никогда не наберет нужной скорости.