|
Если мощность зарядоэ, в которых
используются реакции деления тяжелых ядер, ограничена (порядка 100 тыс. т),
то применение реакции синтеза в термоядерных и комбинированных боеприпасах
позволяет создать оружие практически с неограниченной мощностью.
Ядерный синтез может быть осуществлен при слиянии
различных легких ядер. Выделение энергии будет иметь место во гсех случаях,
когда после слияния ядер исходных веществ будут Ьбразовываться новые 'ядра с
большими энергиями связи. Условия для протекания реакции синтеза могут
возникнуть тпри температуре в десятки и сотни миллионов градусов. Создание
высокой температуры с помощью 'внешнего источника необходимо лишь для начала
реакции, а затем она сможет поддерживаться за счет собственной энергии. Если
энергетические потери окажутся большими, чем выделяющаяся энергия, то
температура тюнизится и термоядерная реакция прекратится.
Наибольшее значение имеет реакция соединения D и Т,
которая может обеспечить в ядерных зарядах максимальное выделение энергии и
испускание нейтронов высокой энергии, способных вызвать деление ядер изотопа
U-238, которых в природной смеси урана содержится более 99%. Оценка
энергетического эффекта термоядерной реакции показывает, что при синтезе 1 кг гелия выделяется в Ъ раз больше энергии, чем при делении 1 кг U-235.
При ядерном способе нагрева, когда протекает ^реакция
деления ъ детонаторе, образуется значительное количество свббодных нейтронов.
Если для реакции термоядерного синтеза применить гидрид 4-6, то после взрыва
детонатора свободные нейтроны вступят в реакцию с изотопом
Далее образовавшийся тритий вступит в реакцию (1.2) с
дейтерием и выделится основное количество энергии. Применение дейтерида лития
зШ в качестве термоядерного горючего дает возможность отказаться в таких
боеприпасах от непосредственного использования дорогого радиоактивного
трития.
Принципиальная схема устройства термоядерного боеприпаса
(водородной бомбы). Первой фазой взрыва такого боеприпаса является
деление урана (плутония), находящегося в ядерном детонаторе 1 («запале»). При
взрыве ядерного детонатора испускаются нейтроны и рентгеновское излучение.
Детонатор и корпус боеприпаса имеют специальную форму и конструкцию, которые
позволяют фокусировать рентгеновское излучение на заряде дейтерида лития и
эффективно облучать его. Возникшая ударная волна обжимает дейтерид лития.
Образование трития и резкое повышение температуры инициируют основную
термоядерную реакцию в боеприпасе, т. е. протекает вторая фаза взрыва —
соединение ядер дейтерия и- трития, при этом 70% полного количества энергии,
выделившейся в ходе протекания реакции синтеза, уносится быстрыми нейтронами,
20% — ядрами атомов гелия и 2% — у"квантами
Если у заряда корпус 3 изготовить из природного U-238,
стоимость которого относительно невелика, то быстрые нейтроны могут вызвать
деление ядер U-238. Это будет третья фаза взрыва. Такие боеприпасы,
основанные на принципе «деление — синтез — деление», называют трехфазными или
комбинированными.
Таким образом, могут существовать различные ядерные
заряды: однофазные, двухфазные и трехфазные, которые отличаются друг от друга
не только мощ
ностью взрыва, но и характером поражающего воздействия.
Важной их характеристикой является коэффициент термоядерности — отношение
количества энергии, выделившейся за счет реакций синтеза, к общему количеству
энергии взрыва данной мощности. С увеличением коэффициента термоядерности
уменьшается выход радиоактивных продуктов на единицу мощности и таким образом
повышаемся «чистота» взрыва, уменьшаются масштабы радиоактивного заражения.
|