Branduolinių ir atominių bombų panašumai ir skirtumai. Kuo skiriasi branduoliniai ginklai ir atominiai ginklai? Visų karalienių karalienė

Į klausimą, kuo branduolinės reakcijos skiriasi nuo cheminių? pateikė autorius Joabzali Davlatovas geriausias atsakymas yra Cheminės reakcijos vyksta molekuliniame lygmenyje, o branduolinės – atominiame lygmenyje.

Atsakymas iš Mūšio kiaušinis[guru]
Vykstant cheminėms reakcijoms vienos medžiagos virsta kitomis, tačiau vieni atomai nevirsta kitais. Branduolinėse reakcijose vieno cheminio elemento atomai virsta kitais.

Atsakymas iš Žvagelskis Michailas Mička[guru]
Branduolinė reakcija. - atominių branduolių transformacijos procesas, vykstantis jiems sąveikaujant su elementariosiomis dalelėmis, gama kvantais ir tarpusavyje, dėl to dažnai išsiskiria didžiulis energijos kiekis. Savaiminiai (vykstantys be krintančių dalelių įtakos) procesai branduoliuose – pavyzdžiui, radioaktyvusis skilimas – paprastai nepriskiriami branduolinėms reakcijoms. Norint atlikti reakciją tarp dviejų ar daugiau dalelių, būtina, kad sąveikaujančios dalelės (branduoliai) priartėtų 10 cm atstumu iki minus 13 galios, tai yra, būdingo branduolinių jėgų diapazono. Branduolinės reakcijos gali vykti tiek išskiriant, tiek sugeriant energiją. Pirmojo tipo, egzoterminės, reakcijos yra branduolinės energijos pagrindas ir yra žvaigždžių energijos šaltinis. Reakcijos, kurios vyksta su energijos absorbcija (endoterminė), gali įvykti tik tada, kai susidūrusių dalelių kinetinė energija (masės centre) viršija tam tikrą vertę (reakcijos slenkstį).

Cheminė reakcija. - vienos ar kelių pradinių medžiagų (reagentų) pavertimas medžiagomis, kurios skiriasi nuo jų chemine sudėtimi ar struktūra (reakcijos produktai) - cheminiais junginiais. Skirtingai nuo branduolinių reakcijų, cheminės reakcijos nekeičia bendro atomų skaičiaus reaguojančioje sistemoje, taip pat cheminių elementų izotopinės sudėties.
Cheminės reakcijos vyksta spontaniškai maišant ar fiziškai kontaktuojant reagentus, kaitinant, dalyvaujant katalizatoriams (katalizė), veikiant šviesai (fotocheminės reakcijos), elektros srove (elektrodiniai procesai), jonizuojančia spinduliuote (radiacinės-cheminės reakcijos). ), mechaniniu poveikiu (mechanocheminės reakcijos), žemos temperatūros plazmoje (plazmos cheminės reakcijos) ir kt. Dalelių (atomų, molekulių) transformacija vykdoma, jei jos turi pakankamai energijos, kad įveiktų potencialų barjerą, skiriantį pradinį ir galutinės sistemos būsenos (aktyvavimo energija).
Chemines reakcijas visada lydi fizinis poveikis: energijos sugėrimas ir išsiskyrimas, pavyzdžiui, šilumos perdavimo pavidalu, reagentų agregacijos būsenos pasikeitimas, reakcijos mišinio spalvos pasikeitimas ir kt. šie fiziniai poveikiai, kurie dažnai naudojami sprendžiant apie cheminių reakcijų eigą.

Kaip žinia, pagrindinis žmonijos civilizacijos progreso variklis yra karas. Ir daugelis „vanagų“ masinį savo rūšies naikinimą pateisina būtent tuo. Šis klausimas visada buvo prieštaringas, o branduolinių ginklų atsiradimas negrįžtamai pavertė pliuso ženklą minuso ženklu. Iš tiesų, kam mums reikalinga pažanga, kuri galiausiai mus sunaikins? Be to, net ir šiuo savižudišku poelgiu vyras parodė jam būdingą energiją ir išradingumą. Jis ne tik sugalvojo masinio naikinimo ginklą (atominę bombą), bet ir toliau jį tobulino, siekdamas greitai, efektyviai ir užtikrintai nusižudyti. Tokios aktyvios veiklos pavyzdys – labai greitas šuolis į kitą atominių karinių technologijų plėtros žingsnį – termobranduolinių ginklų (vandenilinės bombos) sukūrimą. Tačiau palikime nuošalyje šių savižudiškų polinkių moralinį aspektą ir pereikime prie straipsnio pavadinime keliamo klausimo – kuo skiriasi atominė bomba nuo vandenilinės?

Truputis istorijos

Ten, anapus vandenyno

Kaip žinote, amerikiečiai yra iniciatyviausi žmonės pasaulyje. Jie puikiai jaučia viską, kas nauja. Todėl nereikėtų stebėtis, kad šioje pasaulio dalyje pasirodė pirmoji atominė bomba. Pateikiame šiek tiek istorinio fono.

• Pirmuoju žingsniu atominės bombos sukūrimo link galima laikyti dviejų vokiečių mokslininkų O. Hahno ir F. Strassmanno eksperimentą dėl urano atomo padalijimo į dvi dalis. Šis, galima sakyti, dar nesąmoningas žingsnis buvo žengtas 1938 m.

• Nobelio premijos laureatas prancūzas F. Joliot-Curie 1939 metais įrodo, kad atomo dalijimasis sukelia grandininę reakciją, kurią lydi galingas energijos išsiskyrimas.

• Teorinės fizikos genijus A. Einšteinas savo parašą padėjo po kito atomo fiziko L. Szilardo inicijuoto laiško (1939 m.) JAV prezidentui. Dėl to dar prieš prasidedant Antrajam pasauliniam karui JAV nusprendė pradėti kurti atominius ginklus.

• Pirmasis naujojo ginklo bandymas buvo atliktas 1945 metų liepos 16 dieną Naujosios Meksikos šiaurėje.

• Mažiau nei po mėnesio ant Japonijos miestų Hirosimos ir Nagasakio (1945 m. rugpjūčio 6 ir 9 d.) buvo numestos dvi atominės bombos. Žmonija įžengė į naują erą – dabar ji sugebėjo susinaikinti per kelias valandas.

Amerikiečiai pateko į tikrą euforiją dėl visiško ir žaibiško taikių miestų pralaimėjimo. JAV ginkluotųjų pajėgų štabo teoretikai nedelsdami ėmėsi kurti grandiozinius planus, apimančius visišką 1/6 pasaulio – Sovietų Sąjungos – ištrynimą nuo Žemės paviršiaus.

Pasivijo ir aplenkė

Sovietų Sąjungoje taip pat nesėdėjo ramiai. Tiesa, šiek tiek užtruko ir skubesnių reikalų sprendimas – vyko Antrasis pasaulinis karas, kurio pagrindinė našta gulėjo ant sovietų šalies. Tačiau geltonus lyderio marškinėlius amerikiečiai vilkėjo neilgai. Jau 1949 metų rugpjūčio 29 dieną netoli Semipalatinsko miesto esančiame bandymų poligone pirmą kartą buvo išbandytas sovietinio tipo atominis užtaisas, kurį per trumpą laiką sukūrė Rusijos branduolinės energetikos mokslininkai, vadovaujami akademiko Kurčatovo.

Ir kol nusivylę „vanagai“ iš Pentagono persvarstė savo ambicingus planus sugriauti „pasaulinės revoliucijos tvirtovę“, Kremlius smogė prevenciniam smūgiui – 1953-iaisiais, rugpjūčio 12 dieną, buvo išbandytas naujo tipo branduolinis ginklas. Toje pačioje vietoje, netoli Semipalatinsko miesto, buvo susprogdinta pirmoji pasaulyje vandenilinė bomba kodiniu pavadinimu „Produktas RDS-6s“. Šis įvykis sukėlė tikrą isteriją ir paniką ne tik Kapitolijaus kalne, bet ir visose 50 „pasaulio demokratijos tvirtovės“ valstijų. Kodėl? Koks skirtumas tarp atominės ir vandenilio bombos išgąsdino pasaulio supervalstybę? Atsakysime tuoj pat. Vandenilio bomba yra daug galingesnė už atominę bombą. Tuo pačiu metu jis yra daug pigesnis nei lygiavertis atominis pavyzdys. Pažvelkime į šiuos skirtumus išsamiau.

Kas yra atominė bomba?

Atominės bombos veikimo principas pagrįstas energijos, atsirandančios dėl augančios grandininės reakcijos, kurią sukelia sunkiųjų plutonio arba urano-235 branduolių dalijimasis (skilimas), po kurio susidaro lengvesni branduoliai, naudojimu.

Pats procesas vadinamas vienfaziu ir vyksta taip:

• Susprogdinus užtaisą, bomboje esanti medžiaga (urano ar plutonio izotopai) patenka į skilimo stadiją ir pradeda gaudyti neutronus.

• Skilimo procesas auga kaip lavina. Vieno atomo skilimas veda į kelių skilimą. Vyksta grandininė reakcija, dėl kurios sunaikinami visi bomboje esantys atomai.

• Prasideda branduolinė reakcija. Visas bombos užtaisas virsta viena visuma, o jos masė peržengia kritinę ribą. Be to, visa ši bakchanalija netrunka labai ilgai ir ją lydi akimirksniu išsiskiriantis didžiulis energijos kiekis, kuris galiausiai sukelia grandiozinį sprogimą.

Beje, ši atominio vienfazio įkrovimo savybė – greitai įgyti kritinę masę – neleidžia be galo padidinti tokio tipo šovinių galios. Įkrova gali būti šimtai kilotonų, bet kuo arčiau megatonų lygio, tuo jis mažiau efektyvus. Jis tiesiog nespėja visiškai suskilti: įvyks sprogimas ir dalis užtaiso liks nepanaudota – sprogimas jį nušluos. Ši problema buvo išspręsta kito tipo atominiame ginkle – vandenilinėje bomboje, kuri dar vadinama termobranduoline.

Kas yra vandenilio bomba?

Vandenilinėje bomboje vyksta kiek kitoks energijos išsiskyrimo procesas. Jis pagrįstas darbu su vandenilio izotopais – deuteriu (sunkiuoju vandeniliu) ir tričiu. Pats procesas yra padalintas į dvi dalis arba, kaip sakoma, yra dviejų fazių.

• Pirmajame etape pagrindinis energijos tiekėjas yra sunkiųjų ličio deuterido branduolių dalijimasis į helią ir tritį.

• Antroji fazė pradeda termobranduolinę sintezę helio ir tričio pagrindu, o tai sukelia momentinį kovinės galvutės įkaitimą ir dėl to sukelia galingą sprogimą.

Dviejų fazių sistemos dėka termobranduolinis krūvis gali būti bet kokios galios.

Pastaba. Atominėje ir vandenilinėje bomboje vykstančių procesų aprašymas toli gražu nėra išsamus ir pats primityviausias. Jis pateikiamas tik bendram supratimui apie šių dviejų rūšių ginklų skirtumus.

Palyginimas

Kas yra sausoje medžiagoje?

Bet kuris studentas žino apie žalingus atominio sprogimo veiksnius:

• šviesos spinduliavimas;
• šoko banga;
• elektromagnetinis impulsas (EMP);
• skvarbi spinduliuotė;
• radioaktyvioji tarša.

Tą patį galima pasakyti ir apie termobranduolinį sprogimą. Bet!!! Termobranduolinio sprogimo galia ir pasekmės yra daug stipresnės nei atominio. Štai du gerai žinomi pavyzdžiai.

„Kūdikis“: juodasis humoras ar dėdės Semo cinizmas?

Amerikiečių ant Hirosimos numesta atominė bomba (kodinis pavadinimas „Kid“) vis dar laikoma atominių užtaisų „atskaitos“ rodikliu. Jo galia buvo maždaug 13–18 kilotonų, o sprogimas buvo tobulas visais atžvilgiais. Vėliau ne kartą buvo bandomi galingesni užtaisai, bet ne per daug (20-23 kilotonai). Tačiau jie parodė rezultatus, kurie šiek tiek viršijo „Vaiko“ pasiekimus, o tada visiškai sustojo. Atsirado pigesnė ir stipresnė „vandenilio sesuo“, ir nebebuvo prasmės tobulinti atominius krūvius. Štai kas atsitiko „prie išėjimo“ po „Vaiko“ sprogimo:

• Branduolinis grybas pasiekė 12 km aukštį, „kepurės“ skersmuo siekė apie 5 km.
• Momentinis energijos išsiskyrimas branduolinės reakcijos metu sukėlė 4000 ° C temperatūrą sprogimo epicentre.
• Ugnies kamuolys: apie 300 metrų skersmens.
• Smūgio banga išdaužė stiklą iki 19 km atstumu, tačiau buvo jaučiama daug toliau.
• Vienu metu žuvo apie 140 tūkst.

Visų karalienių karalienė

Galingiausios iki šiol išbandytos vandenilinės bombos – vadinamosios caro bombos (kodinis pavadinimas AN602) – sprogimo pasekmės pranoko visus anksčiau įvykdytus atominių užtaisų (ne termobranduolinių) sprogimus, sudėjus. Bomba buvo sovietinė, 50 megatonų galia. Jo bandymai buvo atlikti 1961 m. spalio 30 d. Novaja Zemlijos srityje.

• Branduolinis grybas užaugo 67 km aukščio, o viršutinės „kepurės“ skersmuo buvo maždaug 95 km.
• Šviesos spinduliuotė smogė mažesniu nei 100 km atstumu ir sukėlė trečio laipsnio nudegimus.
• Ugninis raizginys, arba rutulys, išaugo iki 4,6 km (spindulys).
• Garso banga užfiksuota 800 km atstumu.
• Seisminė banga tris kartus apskriejo planetą.
• Smūgio banga buvo juntama iki 1000 km atstumu.
• Elektromagnetinis impulsas sukėlė galingus trukdžius 40 minučių kelis šimtus kilometrų nuo sprogimo epicentro.

Galima tik fantazuoti, kas būtų nutikę Hirosimai, jei ant jos būtų numestas toks monstras. Greičiausiai išnyktų ne tik miestas, bet ir pati Tekančios saulės šalis. Na, o dabar viską, ką pasakėme, suveskime į bendrą vardiklį, tai yra, sudarysime lyginamąją lentelę.

Lentelė

Taigi, mes išsiaiškinome, kuo skiriasi atominė ir vandenilinė bomba. Deja, mūsų nedidelė analizė tik patvirtino straipsnio pradžioje išsakytą tezę: su karu susijusi pažanga nuėjo pragaištingu keliu. Žmonija yra ant savęs sunaikinimo slenksčio. Belieka tik paspausti mygtuką. Tačiau nebaigkime straipsnio tokia tragiška nata. Labai tikimės, kad protas, savisaugos instinktas galiausiai nugalės ir mūsų laukia taiki ateitis.

Gamta vystosi dinamikai, gyva ir inertiška medžiaga nuolatos vyksta transformacijos procesuose. Svarbiausi pokyčiai yra tie, kurie turi įtakos medžiagos sudėčiai. Uolienų susidarymas, cheminė erozija, planetos gimimas ar žinduolių kvėpavimas yra stebimi procesai, susiję su kitų medžiagų pokyčiais. Nepaisant skirtumų, juos visus sieja kažkas bendro: pokyčiai molekuliniame lygmenyje.

1. Vykstant cheminėms reakcijoms, elementai nepraranda savo tapatybės. Šiose reakcijose dalyvauja tik išorinio atomų apvalkalo elektronai, o atomų branduoliai lieka nepakitę.
2. Elemento reaktyvumas cheminėje reakcijoje priklauso nuo elemento oksidacijos laipsnio. Įprastose cheminėse reakcijose Ra ir Ra 2+ elgiasi visiškai skirtingai.
3. Skirtingi elemento izotopai turi beveik tą patį cheminį reaktyvumą.
4. Cheminės reakcijos greitis labai priklauso nuo temperatūros ir slėgio.
5. Cheminę reakciją galima pakeisti.
6. Chemines reakcijas lydi palyginti nedideli energijos pokyčiai.

Branduolinės reakcijos

1. Branduolinių reakcijų metu keičiasi atomų branduoliai, todėl susidaro nauji elementai.
2. Elemento reaktyvumas branduolinei reakcijai praktiškai nepriklauso nuo elemento oksidacijos laipsnio. Pavyzdžiui, Ra arba Ra 2+ jonai Ka C 2 branduolinėse reakcijose elgiasi panašiai.
3. Branduolinėse reakcijose izotopai elgiasi gana skirtingai. Pavyzdžiui, U-235 dalijamas tyliai ir lengvai, bet U-238 – ne.
4. Branduolinės reakcijos greitis nepriklauso nuo temperatūros ir slėgio.
5. Branduolinės reakcijos negalima anuliuoti.
6. Branduolines reakcijas lydi dideli energijos pokyčiai.

Skirtumas tarp cheminės ir branduolinės energijos

• Potenciali energija, kuri gali būti paversta kitomis formomis, visų pirma šiluma ir šviesa, kai susidaro ryšiai.
• Kuo stipresnis ryšys, tuo didesnė paverčiama cheminė energija.

• Branduolinė energija nėra susijusi su cheminių ryšių susidarymu (kurie atsiranda dėl elektronų sąveikos)
• Pasikeitus atomo branduoliui, gali virsti kitomis formomis.

Branduoliniai pokyčiai vyksta visuose trijuose pagrindiniuose procesuose:

1. Branduolio dalijimasis
2. Dviejų branduolių sujungimas, kad susidarytų naujas branduolys.
3. Didelės energijos elektromagnetinės spinduliuotės (gama spindulių) išskyrimas, sukuriantis stabilesnę to paties branduolio versiją.

Energijos konversijos palyginimas

Cheminio sprogimo metu išsiskiriančios (arba paverčiamos) cheminės energijos kiekis yra:

• 5 kJ už kiekvieną gramą TNT
• Branduolinės energijos kiekis paleistoje atominėje bomboje: 100 milijonų kJ kiekvienam urano arba plutonio gramui

Vienas iš pagrindinių branduolinių ir cheminių reakcijų skirtumų susiję su reakcija, vykstančia atome. Nors branduolinė reakcija vyksta atomo branduolyje, atomo elektronai yra atsakingi už vykstančią cheminę reakciją.

Cheminės reakcijos apima:

• Pervedimai
• Nuostoliai
• Pelnas
• Elektronų atskyrimas

Remiantis atomo teorija, materija paaiškinama dėl persitvarkymo, kad susidarytų naujos molekulės. Cheminėje reakcijoje dalyvaujančios medžiagos ir jų susidarymo proporcijos išreiškiamos atitinkamomis cheminėmis lygtimis, kurios sudaro pagrindą atliekant įvairius cheminius skaičiavimus.

Branduolinės reakcijos yra atsakingos už branduolio skilimą ir neturi nieko bendra su elektronais. Kai branduolys suyra, jis gali pereiti į kitą atomą dėl neutronų ar protonų praradimo. Branduolinės reakcijos metu protonai ir neutronai sąveikauja branduolio viduje. Cheminėse reakcijose elektronai reaguoja už branduolio ribų.

Bet koks dalijimasis ar sintezė gali būti vadinamas branduolinės reakcijos rezultatu. Dėl protono arba neutrono veikimo susidaro naujas elementas. Dėl cheminės reakcijos, veikiant elektronams, medžiaga virsta viena ar keliomis medžiagomis. Dėl protono arba neutrono veikimo susidaro naujas elementas.

Lyginant energiją, cheminė reakcija apima tik mažą energijos pokytį, o branduolinės reakcijos energijos pokytis yra labai didelis. Branduolinės reakcijos metu energijos pokyčiai yra 10^8 kJ. Cheminėse reakcijose jis yra 10–10^3 kJ/mol.

Nors kai kurie elementai branduolyje virsta kitais, atomų skaičius cheminėje medžiagoje išlieka toks pat. Branduolinėje reakcijoje izotopai reaguoja skirtingai. Tačiau dėl cheminės reakcijos reaguoja ir izotopai.

Nors branduolinė reakcija nepriklauso nuo cheminių junginių, cheminė reakcija labai priklauso nuo cheminių junginių.

Santrauka

Atomo branduolyje vyksta branduolinė reakcija, atome esantys elektronai atsakingi už cheminius junginius.
1. Cheminės reakcijos apima elektronų perdavimą, praradimą, stiprinimą ir atskyrimą, neįtraukiant branduolio į procesą. Branduolinės reakcijos apima branduolio skilimą ir neturi nieko bendra su elektronais.
2. Branduolinės reakcijos metu protonai ir neutronai reaguoja branduolio viduje, o cheminėse reakcijose elektronai sąveikauja už branduolio ribų.
3. Lyginant energijas, cheminė reakcija naudoja tik mažą energijos pokytį, o branduolinės reakcijos energijos pokytis yra labai didelis.

Norint tiksliai atsakyti į klausimą, teks rimtai įsigilinti į tokią žmogaus žinių šaką kaip branduolinė fizika – ir susidoroti su branduolinėmis / termobranduolinėmis reakcijomis.

izotopų

Iš bendrosios chemijos kurso prisimename, kad mus supanti materija susideda iš skirtingų „rūšių“ atomų, o jų „klasė“ tiksliai nusako, kaip jie elgsis cheminėse reakcijose. Fizika priduria, kad taip nutinka dėl smulkios atomo branduolio struktūros: branduolio viduje yra jį formuojantys protonai ir neutronai, o aplink „orbitas“ elektronai nuolat „skuba“. Protonai suteikia branduoliui teigiamą krūvį, o elektronai – neigiamą, kuris jį kompensuoja, todėl atomas dažniausiai yra elektriškai neutralus.

Cheminiu požiūriu neutronų „funkcija“ reiškia „praskiesti“ vienos „rūšies“ branduolių vienodumą su šiek tiek skirtingos masės branduoliais, nes tik branduolio krūvis turės įtakos cheminėms savybėms (per elektronų skaičius, dėl kurio atomas gali sudaryti cheminius ryšius su kitais atomais). Fizikos požiūriu neutronai (kaip ir protonai) dalyvauja atomo branduolių konservavime dėl ypatingų ir labai galingų branduolinių jėgų – kitu atveju atomo branduolys akimirksniu išskristų dėl Kulono atstūmimo panašiai įkrautų protonų. Būtent neutronai leidžia egzistuoti izotopams: vienodų krūvių (tai yra identiškų cheminių savybių), bet tuo pačiu skirtingos masės branduoliams.

Svarbu, kad iš protonų / neutronų savavališkai sukurti branduolių neįmanoma: yra jų „stebuklingos“ kombinacijos (tiesą sakant, jokios magijos čia nėra, tiesiog fizikai sutiko energetiškai ypač palankius neutronų / protonų ansamblius pavadinti kaip tokie), kurie yra neįtikėtinai stabilūs, bet „Vis toliau ir toliau galite gauti radioaktyvių branduolių, kurie patys „byra“ (kuo toliau nuo „stebuklingų“ derinių, tuo didesnė tikimybė, kad laikui bėgant jie suirs).

Nukleosintezė

Šiek tiek aukščiau pasirodė, kad pagal tam tikras taisykles galima „suprojektuoti“ atomų branduolius, iš protonų / neutronų sukuriant vis sunkesnius. Subtilumas yra tas, kad šis procesas yra energetiškai palankus (tai yra, jis vyksta išleidžiant energiją) tik iki tam tikros ribos, po kurios reikia išleisti daugiau energijos, kad susidarytų vis sunkesni branduoliai, nei išsiskiria jų sintezės metu, ir jie patys tampa labai nestabilūs. Gamtoje šis procesas (nukleosintezė) vyksta žvaigždėse, kur siaubingas slėgis ir temperatūra taip stipriai „suspaudžia“ branduolius, kad dalis jų susilieja, sudarydami sunkesnius ir išskirdami energiją, dėl kurios žvaigždė šviečia.

Sąlyginė „efektyvumo riba“ eina per geležies branduolių sintezę: sunkesnių branduolių sintezė sunaudoja energiją, o geležis galiausiai „užmuša“ žvaigždę, o sunkesni branduoliai susidaro arba nedideliais kiekiais dėl protonų / neutronų gaudymo. , arba masiškai žvaigždės mirties metu kaip katastrofiškas supernovos sprogimas, kai spinduliuotės srautai pasiekia tikrai milžiniškas vertes (tipiška supernova blyksnio metu skleidžia tiek šviesos energijos, kiek mūsų Saulė maždaug milijardą metų apie jo egzistavimą!)

Branduolinės / termobranduolinės reakcijos

Taigi, dabar galime pateikti reikiamus apibrėžimus:

Termobranduolinė reakcija (dar žinoma kaip sintezės reakcija arba angliškai branduolių sintezė) yra branduolinės reakcijos rūšis, kai lengvesni atomų branduoliai dėl jų kinetinės judėjimo energijos (šilumos) susilieja į sunkesnius.

Branduolio dalijimosi reakcija (dar žinoma kaip skilimo reakcija arba angliškai branduolio dalijimasis) yra branduolinės reakcijos tipas, kai atomų branduoliai spontaniškai arba veikiami dalelės „išorėje“ skyla į fragmentus (dažniausiai dvi ar tris lengvesnes daleles arba branduolius).

Iš esmės energija išsiskiria abiejų tipų reakcijose: pirmuoju atveju dėl tiesioginio proceso energetinio pranašumo, o antruoju - energija, kuri buvo išleista „mirties“ metu sukurti sunkesnius už geležį atomus. žvaigždė paleista.

Esminis skirtumas tarp branduolinių ir termobranduolinių bombų

Branduoline (atomine) bomba įprasta vadinti tokį sprogstamojo tipo įtaisą, kuriame didžioji dalis sprogimo metu išsiskiriančios energijos išsiskiria dėl branduolio dalijimosi reakcijos, o vandeniline (termobranduline) – tokia, kur pagrindinė dalis sprogimo metu išsiskiriančios energijos. energijos gaunama termobranduolinės sintezės reakcijos metu. Atominė bomba yra branduolinės bombos sinonimas, vandenilio bomba yra termobranduolinė bomba.

Žiniasklaidoje dažnai galima išgirsti didelių žodžių apie branduolinį ginklą, tačiau labai retai nurodomas vieno ar kito sprogstamojo užtaiso ardomasis gebėjimas, todėl paprastai ant Hirosimos ir Nagasakio numetamos kelių megatonų talpos termobranduolinės galvutės ir atominės bombos. Antrojo pasaulinio karo pabaigoje yra sudėti į tą pačią eilę. , kurių galia buvo tik 15–20 kilotonų, tai yra tūkstantį kartų mažesnė. Kas slypi už šio milžiniško branduolinių ginklų naikinamumo atotrūkio?

Už tai slypi kitokia technologija ir įkrovimo principas. Jei pasenusios „atominės bombos“, tokios, kurios buvo numestos ant Japonijos, veikia grynu sunkiųjų metalų branduolių skilimu, tai termobranduoliniai užtaisai yra „bomba bomboje“, kurios didžiausią efektą sukuria helio sintezė. , o sunkiųjų elementų branduolių irimas yra tik šios sintezės detonatorius.

Šiek tiek fizikos: sunkieji metalai dažniausiai yra arba uranas, turintis daug izotopo 235, arba plutonis 239. Jie radioaktyvūs, o jų branduoliai nėra stabilūs. Tokių medžiagų koncentracijai vienoje vietoje smarkiai pakylant iki tam tikros ribos, įvyksta savaime išsilaikanti grandininė reakcija, kai nestabilūs branduoliai, lūždami, savo fragmentais išprovokuoja tą patį gretimų branduolių irimą. Šio skilimo metu išsiskiria energija. Daug energijos. Taip veikia atominių bombų sprogstamieji užtaisai, taip pat atominių elektrinių branduoliniai reaktoriai.

Kalbant apie termobranduolinę reakciją arba termobranduolinį sprogimą, čia pagrindinė vieta skiriama visiškai kitam procesui, būtent helio sintezei. Esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, pasitaiko, kad susidūrus vandenilio branduoliams sulimpa, susidaro sunkesnis elementas – helis. Tuo pačiu metu išsiskiria ir didžiulis energijos kiekis, kaip rodo mūsų Saulė, kur ši sintezė nuolat vyksta. Kokie yra termobranduolinės reakcijos pranašumai:

Pirma, nėra jokių apribojimų galimai sprogimo galiai, nes ji priklauso tik nuo medžiagos, iš kurios atliekama sintezė, kiekio (dažniausiai kaip tokia medžiaga naudojamas ličio deuteridas).

Antra, nėra radioaktyviųjų skilimo produktų, tai yra tų pačių sunkiųjų elementų branduolių fragmentų, o tai žymiai sumažina radioaktyvųjį užterštumą.

Ir trečia, nėra tų milžiniškų sunkumų gaminant sprogstamąsias medžiagas, kaip tai yra urano ir plutonio atveju.

Tačiau yra ir minusas: norint pradėti tokią sintezę, reikalinga didžiulė temperatūra ir neįtikėtinas slėgis. Šiam slėgiui ir šilumai sukurti reikalingas detonuojantis užtaisas, veikiantis įprasto sunkiųjų elementų skilimo principu.

Baigdamas noriu pasakyti, kad šalies sukurtas sprogstamasis branduolinis užtaisas dažniausiai reiškia mažos galios „atominę bombą“, o ne tikrai baisią, galinčią nušluoti didelį termobranduolinį metropolį nuo šalies veido. žemė.