arma termonuclear - Thermonuclear weapon


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A) fase fissão
B) fase de fusão

1) de alta explosivas lentes
2) urânio-238 ( "interferir")
3) de vácuo ( "levitação")
4) trítio gás ( "reforço", em azul) fechados em plutónio ou urânio oco núcleo
5) de poliestireno de espuma
6) urânio-238 ( "interferir")
7) de lítio-6 deutereto (combustível de fusão)
8) plutónio ( vela de ignição )
9) invólucro reflexiva (reflecte raios-X no sentido de dispositivo de fus)

Uma arma termonuclear é uma segunda geração de criação nuclear arma usando um derivado da fusão nuclear fase que consiste de adulteração implosão, combustível de fusão, e a vela de ignição o qual é bombardeada pela energia libertada pela detonação de um primário de fissão bomba dentro, comprimindo o material combustível ( trítio , deutério ou deutereto de litio ) e provocando uma reacção de fusão. Alguns projetos avançados usam nêutrons rápidos produzidos por esta segunda etapa para acender uma terceira fissão rápida ou estágio de fusão. A bomba de fissão e fusão de combustível são colocados perto um do outro em um recipiente especial de reflexão da radiação chamado um caso radiação que é projetado para conter a energia da carga primário para o maior tempo possível. A capacidade do projeto para inflamar a fusão leva a uma muito maior poder explosivo quando comparado com a primeira geração de armas de estágio único de fissão (bombas atômicas "").

O dispositivo é coloquialmente referido como uma bomba de hidrogénio ou, um H-bomba, porque emprega a fusão de isótopos de hidrogénio .

O primeiro teste termonuclear em larga escala foi realizada pelos Estados Unidos em 1952; o conceito já foi empregado pela maior parte do mundo potências nucleares na concepção de suas armas. O design moderno de todas as armas termonucleares no Estados Unidos é conhecida como a configuração de Teller-Ulam para seus dois colaboradores chefe, Edward Teller e Stanislaw Ulam , que o desenvolveram em 1951 para os Estados Unidos, com certos conceitos desenvolvidos com a contribuição do físico John von Neumann . Dispositivos semelhantes foram desenvolvidas pela União Soviética , Reino Unido , França e China .

Como armas termonucleares representam o design mais eficiente para a produção de energia arma em armas com rendimentos acima de 50 quilotons de TNT (210 TJ), praticamente todas as armas nucleares deste tamanho implantado pela de armas nucleares cinco estados no âmbito do Tratado de Não-Proliferação de hoje são armas termonucleares usando o design Teller-Ulam.

A implosão radiação mecanismo explora a diferença de temperatura entre, canal de radiação da fase secundária quente envolvente e o seu interior relativamente fria. Esta diferença de temperatura é mantida momentaneamente por uma barreira de calor maciço chamado o "impulsor" / "interferir", que também serve como uma implosão adulteração , aumentando e prolongando a compressão da secundário. Se for feita de urânio , urânio enriquecido ou plutónio , ele pode capturar neutrões de fusão produzidas por meio da reacção de fusão e submeter-se a fissão, aumentando o rendimento global explosivo. Além disso, alguns projetos também fazer o caso da radiação a partir de uma material físsil que sofre fissão. Como resultado, tais bombas obter uma terceira fase de fissão, e a maioria da atual Teller-Ulam são armas de fissão-fusão-fissão. Cisão do processo de adulteração ou radiação é a principal contribuição para o rendimento total e produz radioactiva dos produtos de fissão precipitação .

conhecimento público relacionadas com desenho da arma nuclear

Edward Teller em 1958

O conhecimento detalhado de fissão e fusão armas é classificada em algum grau em praticamente todos os países industrializados. Nos Estados Unidos, esse conhecimento pode, por padrão ser classificada como " informações reservadas ", mesmo se ele é criado por pessoas que não são funcionários públicos ou associados a programas de armas, em uma doutrina jurídica conhecida como " segredo nascido " (embora o constitucional posição da doutrina tem sido, por vezes posta em causa, ver Estados Unidos v Progressive, Inc.. ). Segredo nascido raramente é invocado para os casos de especulação privada. A política oficial do Departamento de Energia dos Estados Unidos tem sido não reconhecer o vazamento de informações de projeto, como tal reconhecimento seria potencialmente validar as informações tão precisas. Em um pequeno número de casos anteriores, o governo dos EUA tem tentado censurar a informação de armas na imprensa pública , com sucesso limitado. De acordo com o New York Times , físico Kenneth W. Ford desafiou as ordens do governo para remover informações classificadas a partir de seu livro, construção da bomba H: uma história pessoal . Ford afirma que ele usado apenas informações pré-existente e até mesmo apresentou um manuscrito para o governo, que queria remover seções inteiras do livro de preocupação que as nações estrangeiras poderiam usar as informações.

Apesar de grandes quantidades de dados vagos foram oficialmente lançado, e grandes quantidades de dados vagos foram oficialmente divulgada por ex-designers de bomba, a maioria das descrições públicas de detalhes do projeto de armas nucleares dependem em algum grau na especulação, engenharia reversa de informações conhecidas, ou comparação com domínios análogos de física ( fusão confinamento inercial é o exemplo principal). Tais processos resultaram em um corpo de conhecimento não classificado sobre bombas nucleares que é geralmente consistente com as versões de informação não classificada oficiais, física relacionados, e é pensado para ser internamente consistente, apesar de existirem alguns pontos de interpretação que ainda são considerados aberta. O estado do conhecimento público sobre o projeto Teller-Ulam foi principalmente em forma de alguns incidentes específicos descritos em uma seção abaixo.

Principio básico

O princípio básico da configuração Teller-Ulam é a idéia de que diferentes partes de uma arma termonuclear podem ser encadeados em "estágios", com a detonação de cada etapa fornecendo a energia para impulsionar a próxima fase. No mínimo, isso implica uma primária seção que consiste em um tipo de implosão fissão bomba (um "gatilho"), e um secundário seção que consiste de combustível de fusão . A energia libertada pelo primário comprime o secundário através de um processo chamado de " implosão radiação ", altura em que é aquecida e submetida a fusão nuclear . Esse processo poderia ser continuado, com a energia a partir da inflamabilidade secundária um terceiro passo de fusão; AN602 da Rússia " Tsar Bomba " é pensado para ter sido um dispositivo de fissão-fusão fusão de três estágios. Teoricamente, continuando este processo armas termonucleares com arbitrariamente alto rendimento poderia ser construído. Isto contrasta com armas de fissão que são limitados no rendimento.

Uma versão possível da configuração Teller-Ulam

Circundante os outros componentes é uma hohlraum ou caso a radiação , um recipiente que retém a primeira etapa ou energia do primário interior temporariamente. O exterior deste caso radiação, que também é normalmente a parte externa da bomba, é a única evidência visual directo disponível ao público de qualquer configuração do componente bomba termonuclear. Inúmeras fotografias de vários exteriores bomba termonuclear foram desclassificados.

O primário é pensado para ser uma norma método implosão fissão bomba, embora provavelmente com um núcleo impulsionado por pequenas quantidades de combustível de fusão (geralmente 50/50% de deutério / trítio gasoso) durante eficiência extra; o combustível de fusão libera excesso de nêutrons quando aquecido e comprimido, induzindo fissão adicional. Quando disparado, o plutónio-239 (Pu-239) ou urânio-235 (U-235) do núcleo seria comprimido para uma esfera menor por camadas especiais de convencionais explosivos altos dispostos em torno dele numa lente explosiva padrão, iniciando a reacção em cadeia nuclear que alimenta a "bomba atômica" convencional.

O secundário é geralmente mostrada como uma coluna de combustível de fusão e outros componentes envolvidos em muitas camadas. Em torno da coluna é em primeiro lugar um "empurrador-violao", uma camada pesada de urânio-238 (U-238) ou levar que ajuda a comprimir o combustível de fusão (e, no caso do urânio, pode eventualmente passar por si fissão). Dentro este é o combustível de fusão em si, geralmente uma forma de deuteride de lítio , que é usado porque é mais fácil de armar do que o gás trítio / deutério liquefeito. Este combustível seco, quando bombardeado por neutrões , produz trítio , um pesado isótopos de hidrogénio que pode ser submetida a fusão nuclear , juntamente com o deutério presente na mistura. (Ver o artigo sobre a fusão nuclear para uma discussão técnica mais pormenorizada das reacções de fusão.) Dentro da camada de combustível é o " vela ", uma coluna oca de material físsil (plutónio-239 ou urânio-235) muitas vezes impulsionado por gás deutério . A vela de ignição, quando comprimido, pode-se submeter a fissão nuclear (por causa da forma, isto não é uma massa crítica sem compressão). O terciária, se estiver presente, será definido abaixo do secundário e, provavelmente, ser constituído pelos mesmos materiais.

Separando o secundário do primário é a interstage . O principal fissão produz quatro tipos de energia: 1) expansão gases quentes de cargas explosivas altas que implode o primário; 2) sobreaquecido plasma que foi originalmente material físsil da bomba e a sua adulteração; 3) a radiação electromagnética ; e 4) os nêutrons de detonação nuclear do primário. A interfase é responsável para modular com precisão a transferência de energia do primário para o secundário. Ele deve dirigir a gases, plasma, radiação e nêutrons eletromagnética quente para o lugar certo na hora certa. Menos de projetos ideais entre estágios resultaram na falha secundária a trabalhar inteiramente em vários tiros, conhecido como um " fiasco físsil ". A Koon tiro de Operação Castelo é um bom exemplo; uma pequena falha permitido o fluxo de neutrões a partir do primário para começar prematuramente aquecimento do secundário, enfraquecendo a compressão suficiente para evitar que qualquer fusão.

Classificados papel por Teller e Ulam em 09 de março de 1951: Em Heterocatalytic detonações I: Lentes hidrodinâmicos e Radiação Espelhos , em que propôs a sua revolucionária encenado ideia implosão. Esta versão desclassificada é amplamente redigido.

Há muito pouca informação detalhada na literatura aberta sobre o mecanismo da interstage. Uma das melhores fontes é um diagrama simplificado de uma arma termonuclear britânica semelhante ao americano W80 ogiva. Foi lançado pelo Greenpeace em um relatório intitulado "Use a tecnologia Dual Nuclear" . Os principais componentes e a sua disposição são no diagrama, embora os detalhes estão quase ausentes; o que dispersou detalhes ele inclui provavelmente tem omissões intencionais ou imprecisões. Eles são rotulados como "-cap End e Neutron Foco Lens" e "refletor Wrap"; os antigos canais de neutrões para o L-235 / Pu-239 Spark Plug enquanto o segundo refere-se a um raio-X reflector; tipicamente um cilindro feito de um material opaco de raios-X tal como urânio com o primário e secundário em ambas as extremidades. Ele não reflete como um espelho ; em vez disso, ele é aquecido a uma temperatura elevada pelo fluxo de raio-X a partir do primário, em seguida, ele emite raios-X mais espalhados uniformemente que viajam para o secundário, fazendo com o que é conhecido como implosão radiação . Em Ivy Mike, o ouro foi usado como um revestimento sobre o urânio para melhorar o corpo negro efeito. Em seguida vem o "refletor / Neutron Gun transporte". O reflector vede a folga entre o foco da lente de neutrões (no centro) e o invólucro exterior perto do primário. Ela separa o primário do secundário e executa a mesma função que o reflector anterior. Há cerca de seis armas de neutrões (vistos aqui a partir de Sandia National Laboratories ), cada um através de picar a aresta exterior do reflector com uma extremidade em cada secção; todos são apertados para o transporte e dispostas mais ou menos uniformemente em torno da circunferência do invólucro. As armas de neutrões são inclinadas de modo que o emissor de neutrões final de cada extremidade arma é apontada em direcção ao eixo central da bomba. Nêutrons de cada arma de nêutrons passar e estão focados pela lente de foco de nêutrons para o centro do primário, a fim de impulsionar a cisão inicial do plutônio. Um " em poliestireno Polarizador / plasma Fonte" também é mostrado (ver abaixo).

O primeiro documento do governo dos EUA para mencionar o interstage só recentemente foi lançado ao público promovendo 2004 início do Replacement Warhead confiável Programa. Um gráfico inclui sinopses descrevem a vantagem potencial de um RRW em parte pelo nível de peça, com a sinopse interstage dizendo um novo design iria substituir "material tóxico, frágil" e "material caro 'especial' ... [que exigem] instalações exclusivas ". O "material tóxico, quebradiço" é amplamente assumido ser berílio que encaixa nessa descrição e também seria moderar o fluxo de neutrões a partir do primário. Algum material de absorver e re-emitir os raios-X de um modo particular pode também ser usado.

Os candidatos para o "material especial" são poliestireno e uma substância chamada " fogbank ", um codinome categorias. A composição de fogbank é classificada, embora aerogel tem sido sugerida como uma possibilidade. Foi utilizada pela primeira vez em armas termonucleares com a W-76 ogiva termonuclear, e produzidos numa fábrica na Y-12 Complexo na Oak Ridge , Tennessee para uso no W-76 . Produção de fogbank decorrido após a W-76 corrida de produção terminou. O Programa de Extensão da Vida W-76 exigiu mais fogbank a ser feita. Este foi complicada pelo fato de que as propriedades do fogbank original não foram totalmente documentado, por isso, um esforço enorme foi montada para re-inventar o processo. Uma impureza crucial para as propriedades do antigo fogbank foi omitido durante o novo processo. Só análise perto de lotes novos e antigos revelou a natureza dessa impureza. O processo de fabrico usado acetonitrilo como solvente , o que levou a, pelo menos, três evacuações da planta fogbank em 2006. amplamente utilizados nas indústrias do petróleo e farmacêuticas, acetonitrilo é inflamável e tóxica. Y-12 é o único produtor de fogbank.

resumo

Um resumo simplificado da explicação acima é:

  1. Uma montagem implosão tipo de bomba de fissão é explodida. Esta é a fase primária. Se uma pequena quantidade de deutério / trítio gás é colocado no interior do primário do núcleo , que irá ser comprimida durante a explosão e uma fusão nuclear reacção irá ocorrer; os neutrões libertados a partir desta reacção de fusão irá induzir a fissão adicional no plutónio-239 ou urânio-235 utilizado na fase primária. O uso de combustível de fusão para aumentar a eficiência de uma reação de fissão é chamado aumentando . Sem reforço, uma grande porção do material físsil permanecerá que não reagiu; os Little Boy e Fat Man bombas tinha uma eficiência de apenas 1,4% e 17%, respectivamente, porque eles eram não potenciado.
  2. A energia libertada no estágio primário é transferida para o (ou fusão) fase secundária. O mecanismo exacto pelo qual isto acontece é altamente classificadas. Esta energia comprime o combustível de fusão e sparkplug; a vela de ignição comprimido torna-se crítica e é submetido a uma reacção de cisão em cadeia, aquecer ainda mais o combustível de fusão comprimido a uma temperatura suficientemente alta para induzir a fusão, e também o fornecimento de neutrões que reagem com lítio para criar trítio para a fusão.
  3. O combustível de fusão da fase secundária pode ser rodeado por urânio ou urânio enriquecido , ou plutónio . Neutrões rápidos gerados por fusão pode induzir a fissão, mesmo em materiais normalmente não propensas a ela, tais como urânio esgotado cuja U-238 não é físsil e não pode manter uma reacção em cadeia , mas que é físsil quando bombardeado por os neutrões de alta energia libertados por fusão na fase secundária. Este processo proporciona um rendimento de energia considerável (até metade do rendimento total em grandes dispositivos). Embora às vezes é considerada uma fase separada, não deve ser confundida com uma fase terciária verdade. Fases terciárias são mais estágios de fusão (ver abaixo), os quais foram colocados em apenas uma das bombas, nenhum deles em produção em larga escala.

Armas termonucleares podem ou não podem utilizar um estágio primário impulsionado, usar diferentes tipos de combustível de fusão, e pode rodear o combustível de fusão com berílio (ou outro material reflector de neutrões ), em vez de urânio empobrecido para evitar fissão prematura cedo ocorra antes do secundário é optimamente comprimido.

A compressão do secundário

A ideia básica da configuração Teller-Ulam é que cada "etapa" iria sofrer cisão ou de fusão (ou ambos) e libertar energia, grande parte do qual iria ser transferido para uma outra fase para provocar. Como exatamente a energia é "transportada" do primário ao secundário tem sido objecto de alguma discordância na imprensa aberta, mas é pensado para ser transmitido através dos raios-X e raios gama que são emitidos a partir da fissão principal . Esta energia é então usada para comprimir o secundário . O detalhe crucial de como os raios-X cria a pressão é o principal ponto de disputa restantes na imprensa não classificados. Existem três teorias propostas:

pressão de radiação

A pressão de radiação exercida pela grande quantidade de raios-X de fotões dentro do invólucro fechado pode ser o suficiente para comprimir o secundário. A radiação electromagnética, tal como os raios X ou luz transporta impulso e exerce uma força sobre qualquer superfície que bate. A pressão da radiação nas intensidades visto na vida cotidiana, tais como a luz solar que atinge uma superfície, geralmente é imperceptível, mas as intensidades extremas encontradas em uma bomba termonuclear a pressão é enorme.

Para duas bombas termonucleares para os quais o tamanho geral e características primárias são bem compreendidos, a bomba de teste hera Mike e a W-80 cruzeiro míssil variante ogiva moderna do desenho W-61, a pressão de radiação foi calculada como sendo de 73 milhões bar (atmosferas ) (7,3 T Pa ) para a concepção da hera Mike e 1.400 milhões de barra (140 TPA) para o W-80.

pressão do plasma Espuma

Espuma pressão do plasma é o conceito que Chuck Hansen apresentou durante o caso progressiva, baseada na pesquisa que os documentos desclassificados localizados listando espumas especiais como componentes de revestimento dentro do caso radiação de armas termonucleares.

A sequência de disparo da arma (com espuma) seria o seguinte:

  1. Os explosivos elevados que envolvem o núcleo do primário de tiro, que comprime o material físsil num supercrítico estado e começam a fissão reacção em cadeia .
  2. O primário fissão emite raios-X , que "reflectem" ao longo do interior do invólucro, a irradiação da espuma de poliestireno.
  3. A espuma torna-se um irradiado quente plasma , empurrando contra a violao do secundário, comprimindo-a com força, e começando a reacção de fissão na vela de ignição.
  4. Empurrado por ambos os lados (a partir do primário e a vela de ignição), o combustível deutereto de lítio é altamente comprimido e aquecido a temperaturas termonucleares. Além disso, ao ser bombardeado com neutrões, cada lítio -6 átomo divide-se em um trítio átomo e uma partícula alfa . Em seguida, inicia uma reacção de fusão entre o trítio e deutério, libertando ainda mais neutrões, e uma enorme quantidade de energia.
  5. O combustível submetidos a reacção de fusão emite um grande fluxo de neutrões , que irradia a L-238 de violação (ou o invólucro de bomba L-238), fazendo-a passar por uma reacção de cisão, fornecendo cerca de metade da energia total.

Isto iria completar a seqüência de fissão-fusão-fissão. Fusion, ao contrário da fissão, é relativamente "limpa" -é libera energia, mas não prejudiciais produtos radioativos ou grandes quantidades de precipitação nuclear . As reações de fissão, porém, especialmente a última reação de fissão, liberar uma quantidade enorme de produtos de fissão e precipitação. Se a última fase de cisão é omitido, substituindo a adulteração de urânio com uma feita de chumbo , por exemplo, a força explosiva total é reduzida em cerca de metade, mas a quantidade de precipitação é relativamente baixo. A bomba de neutrões é uma bomba de hidrogénio com uma adulteração intencionalmente fina, permitindo tanto a radiação possível escapar.

Espuma de plasma sequência mecanismo de disparo.
  1. Warhead, antes da queima; primária (bomba de fissão) no topo, (combustível de fusão) secundário na parte inferior, todos suspensos em espuma de poliestireno.
  2. incêndios de alta explosivas no primário, comprimindo núcleo plutónio em supercriticalidade e início de uma reacção de cisão.
  3. Cisão primário emite raios-X que são espalhadas ao longo do interior do invólucro, a irradiação da espuma de poliestireno.
  4. torna-se espuma de poliestireno de plasma, comprimindo secundário, e plutónio vela de ignição começa a cisão.
  5. Comprimida e aquecida, lítio-6 combustível deutereto produz trítio e começa a reacção de fusão. O fluxo de neutrões produzido faz com que o L-238 adulterar a fissão. Uma bola de fogo começa a se formar.

Críticas técnicas atuais da ideia de foco "espuma pressão plasma" na análise de categorias de campos de física de alta energia semelhantes que indicam que a pressão produzida por um tal plasma seria apenas uma pequena multiplicador da pressão fóton básico dentro o caso de radiação, e também que os materiais de espuma conhecidas têm intrinsecamente uma eficiência muito baixa absorção da radiação gama e raios X de radiação a partir do primário. A maior parte da energia produzida seria absorvida por qualquer das paredes da caixa de radiação ou a adulteração em torno do secundário. Analisando os efeitos do que a energia absorvida levou ao terceiro mecanismo: ablação .

Tamper-empurrador ablação

O mecanismo de ablação violao empurrador proposta é que o mecanismo de compactação primário para o termonuclear secundário é que as camadas exteriores da violao empurrador, ou metais pesados invólucro em torno do combustível termonuclear, são aquecidos tanto pelo fluxo de raios-X a partir do primário que eles ablação de distância, que explode para o exterior em tais alta velocidade que o resto da adulteração recua para o interior, com uma velocidade tremenda, esmagando o combustível de fusão e a vela de ignição.

mecanismo de ablação sequência de disparo.
  1. Warhead, antes da queima. As esferas aninhadas no topo são a principal fissão; os cilindros são do dispositivo secundário de fusão.
  2. Explosivos de fissão do primário ter detonado e caiu do principal poço físsil .
  3. Reacção de cisão do primário foi executado para conclusão, e o primário é agora a vários milhões de graus e irradiando gama e raios-X duros, aquecendo-se o interior do hohlraum e o escudo e adulteração do secundário.
  4. A reação do primário é longo e se expandiu. A superfície do impulsor para o secundário é agora tão quente que também está a ablação ou a expansão de distância, que empurra o resto do secundário (violao, combustível de fusão, e a ficha físsil faísca) para dentro. A vela de ignição começa a fissão. Não retratado: o caso da radiação também é ablação e expandindo para fora (omitido para clareza de diagrama).
  5. de combustível do secundário começou a reação de fusão e logo vai queimar. Uma bola de fogo começa a se formar.

Cálculos aproximados para o efeito básico ablação são relativamente simples: a energia do primário é distribuído uniformemente sobre todas as superfícies dentro da caixa de radiação externa, com os componentes chegando a um equilíbrio térmico , e os efeitos do que a energia térmica são então analisados. A energia é em grande parte depositada dentro de cerca de um raio-X espessura óptica da superfície de adulterao / impulsor exterior, e a temperatura da camada que pode então ser calculado. A velocidade a que a superfície em seguida, expande-se para o exterior e é calculada, a partir de uma base newtoniano impulso equilíbrio, a velocidade a que o restante da adulteração implode para dentro.

Aplicando a forma mais detalhada desses cálculos para a hera Mike velocidade de expansão de gás impulsor rendimentos dispositivo vaporizada de 290 quilómetros por segundo e uma velocidade de implosão de talvez 400 km por segundo, se 3/4 da massa total de adulteração / empurrador é cauterizado fora, o mais energia proporção eficiente. Para o W-80 a velocidade de expansão de gás é de aproximadamente 410 km por segundo e a velocidade implosão 570 quilómetros por segundo. A pressão devido ao material de ablação é calculada para ser 5,3 bilhões barra (530 T Pa ) no dispositivo de hera Mike e 64 mil milhões de barras (6.4 P Pa ) no dispositivo de W-80.

Comparando mecanismos de implosão

Comparando os três mecanismos propostos, pode-se observar que:

Mecanismo Pressão ( TPA )
Ivy Mike W80
pressão de radiação 7.3 140
pressão do plasma 35  750
pressão ablação 530  6400

A pressão de ablação é calculada uma ordem de magnitude maior do que as pressões de plasma mais elevado propostos e cerca de duas ordens de magnitude maior do que a pressão de radiação calculados. Nenhum mecanismo para evitar a absorção de energia para dentro da parede no caso de radiação e a adulteração secundário tem sido sugerido, fazer a ablação aparentemente inevitável. Os outros mecanismos parecem ser desnecessários.

Departamento de Defesa dos Estados Unidos relatórios de desclassificação oficiais indicam que os materiais de espuma de plástico são ou podem ser utilizados em forros de casos de radiação, e apesar da baixa pressão de plasma direta que pode ser útil em retardar a ablação até que a energia tem distribuído uniformemente e uma fração suficiente atingiu adulteração / empurrador do secundário.

Richard Rhodes livro " Dark Sun afirmou que uma (25 mm) de camada de 1 polegada de espessura de espuma de plástico foi fixado ao forro da ligação do interior da hera Mike invólucro de aço utilizando pregos de cobre. Rhodes cita vários designers da bomba que explicam que a camada de espuma de plástico no interior da caixa exterior é o de atrasar a ablação e, portanto, de recuo da caixa exterior: se a espuma não estavam presentes, de metal seria ablação a partir do interior do invólucro exterior com um grande impulso , fazendo com que o invólucro para recuar para o exterior rapidamente. A finalidade do revestimento é para conter a explosão por tanto tempo quanto possível, permitindo o máximo de ablação de raios-X da superfície metálica da fase secundária quanto possível, de modo que comprime o secundário de forma eficiente, a maximização do rendimento de fusão. Espuma de plástico tem uma baixa densidade, de modo que faz com que um impulso mais pequena, quando se faz ablates do que o metal.

variações de design

Um número de variações possíveis para o projeto arma têm sido propostas:

  • Ou a adulteração ou o invólucro têm sido propostos para serem feitos de urânio-235 ( urânio altamente enriquecido ) no revestimento final de fissão. O muito mais caro do U-235 também é físsil com nêutrons rápidos, como o padrão U-238, mas a sua fissão-eficiência é maior do que o urânio natural, que é quase inteiramente U-238 . Usando um revestimento final da cindível L-235 seria, portanto, espera-se aumentar o rendimento de qualquer bomba Teller-Ulam acima de um L-238 ( urânio empobrecido desenho revestimento urânio natural) ou.
  • Em algumas descrições, existem estruturas internas adicionais para proteger o derivado de receber neutrões em excesso a partir do primário.
  • O interior do invólucro pode ser ou não ser especialmente maquinado para "reflectir" os raios-X. De raios-X "reflexão" não é como a luz refletida de um espelho , mas sim o material reflector é aquecido pelos raios-X, fazendo com que o material em si para emitir raios-X , o qual, em seguida, viajam para o secundário.

Existem duas variações especiais que serão discutidos numa seco posterior: o criogenicamente dispositivo arrefecida líquido deutério utilizado para a hera Mike teste, e a concepção putativo do W88 nuclear ogiva-um pequeno, MIRVed versão da configuração Teller-Ulam com um prolato ( ovo ou melancia em forma) primário e um secundário elíptica.

A maioria das bombas não têm, aparentemente, "fases" terciárias, isto é, fase (s) terceiro de compressão, que são fases de fusão adicionais comprimidas por uma fase de fusão anterior. (A cisão da última cobertor de urânio, que fornece cerca de metade do rendimento em grandes bombas, não conta como um "estágio" neste terminologia.)

Os EUA testado bombas de três estágios em várias explosões (ver Operação Tordo ) mas é pensado para ter em campo apenas um tal modelo terciário, isto é, uma bomba, em que uma fase de cisão, seguidas por uma fase de fusão, finalmente comprime ainda mais uma etapa de fusão. Este design dos EUA foi pesada, mas altamente eficiente (ou seja, um rendimento de arma nuclear por peso bomba unidade) 25 Mt B41 . A União Soviética é pensado para ter usado várias fases (incluindo mais do que uma fase de fusão terciária) na sua 50 megatonelada (100 Mt em uso pretendido) czar Bomba (no entanto, como com outras bombas, o revestimento cindível pode ser substituído com vantagem no tal uma bomba, e neste, para demonstração, que era). Se nenhuma bomba de hidrogénio foram feitos a partir de outros que não os baseados na concepção Teller-Ulam configurações, o facto de que não é conhecido publicamente. (Uma possível exceção é o Soviética início Sloika design).

Em essência, a configuração Teller-Ulam se baseia em pelo menos dois casos de implosão ocorrendo: em primeiro lugar, os (químicos) explosivos convencionais na primária iria comprimir o núcleo físsil, resultando numa explosão fissão muitas vezes mais poderosa do que aquela que explosivos químicos podia atingir sozinho (primeira fase). Em segundo lugar, a radiação a partir da cisão do primário seria usado para comprimir e inflamar a fase de fusão secundário, resultando numa explosão de fusão muitas vezes mais poderoso do que só a fissão explosão. Esta cadeia de compressão pode concebivelmente ser continuado com um número arbitrário de etapas de fusão terciárias, cada inflamar mais combustível de fusão na fase seguinte, embora este é debatido (ver mais: arbitrariamente grande debate rendimento ). Finalmente, bombas eficazes (mas não as chamadas bombas de neutrões ) final com a cisão do último urânio natural adulteração, algo que normalmente não poderiam ser alcançados sem o fluxo de neutrões é fornecida por as reacções de fusão em etapas secundárias ou terciárias. Tais modelos são sugeridos para ser capaz de ser aumentada para um rendimento de grande arbitrário (com, aparentemente, como muitas fases de fusão, como desejado), potencialmente, para o nível de um " dispositivo do fim do mundo ." No entanto, geralmente essas armas não eram mais do que uma dúzia de megatons, que foi geralmente considerada suficiente para destruir alvos práticos ainda mais endurecidos (por exemplo, uma unidade de controle, como o Cheyenne Mountain ). Mesmo tais grandes bombas foram substituídas por menor rendimento- bunker bombas nucleares de tipo (ver mais: Buster nuclear bunker ).

Como discutido acima, para a destruição de cidades e alvos não-endurecidos, quebrando a massa de uma única carga de mísseis para baixo em bombas MIRV menores, a fim de espalhar a energia das explosões em uma área de "panqueca", é muito mais eficiente em termos da área-destruição por unidade de energia bomba. Isto também se aplica a bombas individuais administráveis ​​por míssil ou outro sistema, como um terrorista, resultando na maior parte dos operacionais ogivas no programa US tendo rendimentos de menos do que 500 mil toneladas.

História

Estados Unidos

A ideia de uma bomba de fusão termonuclear inflamados por uma bomba de fissão menor foi proposto pela primeira vez por Enrico Fermi ao seu colega Edward Teller em 1941, no início do que se tornaria o Projeto Manhattan . Teller passou a maior parte do Projeto Manhattan tentando descobrir como fazer o trabalho de design, em algum grau negligenciar seu trabalho atribuído no programa de fissão bomba. Sua difícil e advogado do diabo atitude em discussões levaram Robert Oppenheimer para desviar dele e outros físicos "problema" para o programa super para suavizar o seu caminho.

Operação Castelo teste termonuclear, Castelo Romeo tiro

Stanislaw Ulam , um colega de trabalho de Teller, fez os primeiros saltos conceituais-chave para um projeto de fusão viável. Duas inovações de Ulam que tornaram a bomba de fusão prática eram que a compressão do combustível termonuclear antes do aquecimento extremo era um caminho prático para as condições necessárias para a fusão, ea ideia de encenação ou a colocação de um componente termonuclear separada fora um componente fissão primário, e de alguma forma usando o primário para comprimir o secundário. Teller, em seguida, percebeu que a radiação gama e raios-X produzido no primário pode transferir energia suficiente para o secundário para criar um sucesso implosão e fusão de queima, se toda a montagem foi embrulhado num hohlraum caso ou radiação. Teller e seus vários defensores e detratores mais tarde disputou o grau em que Ulam tinha contribuído para as teorias subjacentes a este mecanismo. De fato, pouco antes de sua morte, e em um último esforço para desacreditar as contribuições de Ulam, Teller afirmou que um de seus próprios "estudantes de pós-graduação" tinha proposto o mecanismo.

O "George" tiro de Operação estufa de 09 de maio de 1951 testou o conceito básico para o primeiro tempo em uma escala muito pequena. Como o primeiro lançamento bem sucedido (descontrolada) da energia de fusão nuclear, que tornou-se uma pequena fração do rendimento total de 225 kt, que elevou as expectativas para uma quase certeza de que o conceito iria funcionar.

Em 1 de novembro de 1952, a configuração Teller-Ulam foi testado em escala completa na " Ivy Mike tiro" em uma ilha no enewetak , com um rendimento de 10,4 megatons (mais de 450 vezes mais potente que a bomba lançada sobre Nagasaki durante II Guerra Mundial ). O dispositivo, chamado de salsicha , utilizada uma bomba de fissão extra-grande como um "disparo" e líquido deutério -kept no seu estado líquido por 20 toneladas curtas (18 toneladas métricas ) de criogénico equipamento como o seu combustível-fusão, e pesava cerca de 80 toneladas curtas (70 toneladas) por completo.

O combustível líquido deutério de hera Mike era impraticável para uma arma destacável, e o próximo avanço foi a utilização de um sólido deutereto de lítio de combustível em vez de fusão. Em 1954 esta foi testado no " Castelo Bravo shot" (o dispositivo foi o nome de código de camarão ), que teve um rendimento de 15 megatons (2,5 vezes o esperado) e é a maior bomba US cada vez testado.

Os esforços dos Estados Unidos logo mudou para o desenvolvimento de armas miniaturizadas Teller-Ulam que poderiam caber em mísseis balísticos intercontinentais e mísseis balísticos lançados por submarinos . Por volta de 1960, com o W47 ogiva implantado em Polaris submarinos de mísseis balísticos , ogivas megatonelada-classe eram tão pequena quanto 18 polegadas (0,5 m) de diâmetro e 720 libras (320 kg) de peso. Mais tarde, foi encontrado em testes ao vivo que a ogiva Polaris não funcionou de forma confiável e teve de ser redesenhado. Mais inovação em ogivas miniaturização foi realizado em meados da década de 1970, quando as versões do projeto Teller-Ulam foram criados que poderia caber dez ou mais ogivas no final de uma pequena MIRVed míssil (veja a seção sobre o W88 abaixo).

União Soviética

O programa de armas termonucleares soviéticos foi ajudada fortemente por Klaus Fuchs . Contribuição mais valiosa Fuchs' para o programa de armas soviéticas em causa a bomba de hidrogênio. A ideia de uma bomba de hidrogênio surgiu de discussões entre Enrico Fermi e Edward Teller em 1941. A partir de 1943 Teller palestras em Los Alamos sobre o que ele chamou de "super". Após o encontro, Fermi foi convencido por Teller para apresentar uma série de palestras sobre o estado actual da investigação sobre armas termonucleares. Em setembro de 1945 Fuchs passou uma sinopse dessas palestras para os soviéticos. Esta informação foi importante para os soviéticos, mas não exclusivamente para as informações sobre o projeto da bomba EUA. A importância deste material era na medida em que confirmou que os Estados Unidos estavam trabalhando em suas próprias pesquisas arma termonuclear. Embora as informações fornecidas por Fuchs relação à pesquisa de armas termonucleares não era visto como inteiramente benéfica, ainda desde que a União Soviética com o conhecimento, tais como as propriedades de trítio. O trítio é um isótopo de hidrogénio com dois neutrões, o que permite as reacções de fusão mais eficientes para ocorrer durante a detonação de uma arma nuclear. Descobrir as propriedades deste material radioativo permitiria à União Soviética para desenvolver uma arma mais poderosa que requer menos combustível. Após o retorno de Fuchs, especialistas da União Soviética passou uma grande parte do tempo pesquisando suas descobertas para si. Mesmo que os soviéticos fizeram obter algumas idéias originais, os resultados desta pesquisa serviu para confirmar as notas de Fuchs das palestras americanas sobre o assunto. Após seu retorno à Inglaterra em meados de 1946, Fuchs não era mais uma vez em contato com a inteligência soviética até setembro de 1947, quando seu controlador confirmou o interesse soviético em armas termonucleares. Em resposta Fuchs forneceu detalhes dos "estudos superbomb teórica em curso nos EUA sob a direção de Teller e Enrico Fermi na Universidade de Chicago." Fuchs obtido informações independentemente da American McMahon Act , o que impediu a cooperação anglo-americana na pesquisa de armas nucleares. Segundo essa lei, Fuchs não tinham acesso de rotina para colaboradores americanos, como Fermi e Teller. Fuchs estava muito perto de Teller em Los Alamos, e enquanto não Fuchs tinha trabalhado em armas termonucleares. Como Teller recordou mais tarde, "ele [Fuchs] conversou comigo e com outros freqüentemente em profundidade sobre os nossos esforços intensivos ... foi fácil e agradável para discutir o meu trabalho com ele. Ele também fez contribuições impressionantes, e eu aprendi muitos fatos técnicos dele. " Fuchs obtido a informação, energizado os soviéticos para dirigir novas atividades de inteligência contra a pesquisa em Chicago. Em fevereiro de 1948, a União Soviética começou oficialmente o seu programa de bomba de hidrogênio. Um mês depois Fuchs novamente reuniu-se com Feklisov, um evento que "desempenhou um papel excepcional no curso subsequente do programa termonuclear bomba soviética". Um relatório de Junho de 1953 advertiu que, embora nenhuma indicação de desenvolvimento soviético de bombas de hidrogênio tinha sido encontrado "pesquisa soviética, desenvolvimento e até mesmo testes de campo das reações termonucleares com base nas divulgações de Fuchs podem ter lugar em meados de 1953". Inteligência dos EUA, portanto, reconhecido pela primeira vez que o material de Fuchs realizado informação valiosa para o programa de armas termonucleares Soviética.

O primeiro projeto de fusão Soviética, desenvolvido por Andrei Sakharov e Vitaly Ginzburg em 1949 (antes de os soviéticos tinham uma bomba de fissão de trabalho), foi apelidado de Sloika , depois de um russo bolo de camada , e não era da configuração Teller-Ulam. Usou-se camadas alternadas de material físsil e combustível de fusão deutereto de lítio cravado com trítio (isto foi mais tarde apelidado "Primeira ideia" de Sakharov). Embora a fusão nuclear poderia ter sido tecnicamente possível, não têm a propriedade de escala de um "encenado" arma. Assim, tal projeto não poderia produzir armas termonucleares cujos rendimentos explosivo poderia ser feita arbitrariamente grande (ao contrário dos EUA projeta naquela época). A camada de fusão enrolado em torno do núcleo de fissão poderia apenas moderadamente multiplicar a energia de fissão (modernos desenhos Teller-Ulam pode multiplicá-lo de 30 vezes). Além disso, a fase de fus inteira tinha de ser imploded por explosivos convencionais, juntamente com o núcleo de fissão, multiplicando-se substancialmente a quantidade de explosivos químicos necessários.

O primeiro ensaio de criação Sloika, RDS-6s , foi detonado em 1953 com um rendimento equivalente a 400 mil toneladas de TNT (15-20% de fusão). As tentativas de usar um Sloika projeto para alcançar resultados megaton alcance provou inviável. Depois dos Estados Unidos testou o " Ivy Mike bomba" em novembro de 1952, provando que uma bomba multimegaton poderia ser criado, os soviéticos procurou um projeto adicional. A "segunda ideia", como Sakharov refere a ele em suas memórias, era uma proposta anterior por Ginzburg em novembro de 1948, para usar deuteride lítio na bomba, o que, no decorrer de ser bombardeado por nêutrons, produzir trítio e deutério livre. No final de 1953 o físico Viktor Davidenko alcançado o primeiro avanço, o de manter as primárias e secundárias partes das bombas em peças separadas ( "staging"). O próximo avanço foi descoberto e desenvolvido pela Sakharov e Yakov Zeldovich , que de usar os raios-X a partir da bomba de fissão para comprimir o secundário antes da fusão ( "implosão de radiação"), no início de 1954. "terceira ideia" de Sakharov, como o desenho Teller-Ulam era conhecido na URSS, foi testado no tiro " RDS-37 ", em Novembro de 1955, com um rendimento de 1,6 mega toneladas.

Os soviéticos demonstraram a potência do conceito "de teste" em Outubro de 1961, quando se detonou o maciço e pesado czar Bomba , uma bomba de hidrogénio 50 que megatonelada derivado quase 97% da sua energia a partir da fusão. Foi a maior arma nuclear desenvolvido e testado por qualquer país.

Reino Unido

Operação Grapple na Ilha Christmas foi o primeiro teste da bomba de hidrogênio britânico.

Em 1954, o trabalho começou em Aldermaston para desenvolver a bomba de fusão britânico, com Sir William Penney encarregado do projeto. Conhecimento britânico sobre como fazer uma bomba de fusão termonuclear era rudimentar, e no momento em que os Estados Unidos não estava trocando qualquer conhecimento nuclear por causa da Lei de Energia Atómica de 1946 . No entanto, os britânicos foram autorizados a observar os americanos testes Castelo e aeronaves de amostragem utilizado nas nuvens de cogumelo , proporcionando-lhes clara evidência, direto da compressão produzidos nas fases secundárias por implosão de radiação.

Devido a estas dificuldades, em 1955 primeiro-ministro britânico , Anthony Eden concordou com um plano secreto, segundo o qual, se os cientistas Aldermaston falhou ou eram muito atrasada no desenvolvimento da bomba de fusão, seria substituída por uma extremamente grande bomba de fissão.

Em 1957, os Grapple Y testes foram realizados. O primeiro teste, Green Granite era uma bomba de fusão protótipo, mas não conseguiu produzir rendimentos equivalentes em comparação com os americanos e soviéticos, conseguindo apenas a cerca de 300 quilotons. O segundo teste Orange Herald era a bomba de fissão modificado e produziu 720 quilotons-tornando-a maior explosão de fissão nunca. Na época quase todos (incluindo os pilotos do avião que caiu dele) pensei que esta era uma bomba de fusão. Esta bomba foi posto em serviço, em 1958. Uma segunda bomba de fusão protótipo roxo granito foi utilizado no terceiro teste, mas apenas produziu aproximadamente 150 mil toneladas.

Um segundo conjunto de testes foi programada, com o teste de recomeçar em Setembro de 1957. O primeiro teste foi baseado em um "... novo design mais simples. A dois estágios termonuclear bomba que tinha um gatilho muito mais poderoso". Este teste garra X redondo C foi explodida em 8 de Novembro e que produziu cerca de 1,8 mega toneladas. Em 28 de abril de 1958 uma bomba foi jogada que rendeu 3 megatons-Bretanha teste mais poderoso. Dois testes finais de rajada de ar em 2 de Setembro e 11 de Setembro, 1958, lançaram bombas menores que produziram cerca de 1 megatonelada cada.

Observadores americanos tinha sido convidado para estes tipos de testes. Após a detonação de sucesso da Grã-Bretanha de um dispositivo de megaton-range (e demonstrando assim uma compreensão prática do desenho Teller-Ulam "secreto"), os Estados Unidos concordaram em trocar alguns de seus projetos nucleares com o Reino Unido, levando à 1958 US- Reino Unido Acordo de Defesa mútua . Em vez de continuar com seu próprio design, os britânicos tiveram acesso ao projeto do menor Americano Mk 28 ogiva e foram capazes de fabricar cópias.

O Reino Unido tinha trabalhado em estreita colaboração com os americanos sobre o Projeto Manhattan. Acesso britânico a informação de armas nucleares foi de corte pelos Estados Unidos em um ponto devido a preocupações sobre a espionagem soviética. A plena cooperação não foi restabelecida até que um acordo que rege a manipulação de informações secretas e outras questões foi assinado.

China

Mao Zedong decidiu começar um programa de armas nucleares chinês durante a Primeira Estreito de Taiwan crise de 1954-1955. A República Popular da China detonou sua primeira bomba de hidrogênio (termonuclear) em 17 de junho de 1967, 32 meses após detonar sua primeira arma de fissão, com um rendimento de 3,31 Mt. Teve lugar no Lop Nor Test Site , no noroeste da China. China tinha recebido uma grande ajuda técnica da União Soviética para dar início a seu programa nuclear, mas em 1960, o fosso entre a União Soviética ea China tornou-se tão grande que a União Soviética deixou toda a assistência para a China.

Uma história no The New York Times por William Broad relatou que, em 1995, um suposto chinês agente duplo entregou informações indicando que a China sabia detalhes secretos dos EUA W88 ogiva, supostamente através de espionagem. (Esta linha de investigação, eventualmente, resultou no julgamento abortiva de Wen Ho Lee .)

França

Da França jornada na construção de armas nucleares começou antes da II Guerra Mundial , em 1939. O desenvolvimento de armas nucleares foi retardado durante a invasão alemã do país. Os Estados Unidos não queria França para adquirir conhecimento especializado sobre armamento nuclear, o que levou à missão Alsos . As missões seguido de perto por trás do avanço da frente-frente para obter informações sobre como fechar Alemanha foi a construção de uma arma atômica. Depois da rendição dos nazistas, a Alemanha foi dividida em "zonas de ocupação". A "zona" dado aos franceses era suspeito de conter várias instalações de pesquisa nuclear. Os Estados Unidos realizaram Operação Harborage para aproveitar toda e qualquer informação sobre o armamento nuclear do francês. A Operação strategized ter tropas americanas interceder avançando exército francês, permitindo que os norte-americanos para aproveitar qualquer cientista ou registros alemães, bem como destruir as restantes instalações funcionais.

Em 1945, a Comissão Francesa de Energia Atômica ( Commissariat à l'Énergie Atomique , CEA) foi fundada sob Charles de Gaulle ; o CEA serviu como autoridade de energia atômica do país, supervisionando comerciais, militares e usos científicos da energia atômica. No entanto, não foi até 1952 que uma meta tangível de construção de reatores de plutônio progrediu. Dois anos mais tarde, um reator estava sendo construída e uma fábrica de plutônio de separação começou a construção pouco tempo depois. Em 1954, a pergunta sobre continuando a explorar a construção de uma bomba atômica foi levantada. O gabinete francês parecia estar favorecendo menos a construção de uma bomba atômica. Em última análise, o primeiro-ministro decidiu continuar os esforços de desenvolvimento de uma bomba atômica em segredo. No final de 1956, as tarefas foram delegadas entre a CEA e do Ministério da Defesa para impulsionar o desenvolvimento atômico tais como encontrar um site de teste, fornecendo a necessária urânio , e montagem do dispositivo físico.

Charles de Gaulle retornou ao poder e foi eleito o primeiro presidente da da França Quinta República em 1958. De Gaulle, um crente forte no programa de armas nucleares, aprovado primeiro teste nuclear do país a ter lugar num dos primeiros meses de 1960. O primeiro do país explosão nuclear ocorreu em 13 de fevereiro em Reggane Oasis no deserto do Saara, na Argélia francesa da época. Era chamado de " Gerboise Bleue ", traduzindo-se "Blue jerboa ". A primeira explosão foi detonada em uma altura da torre de 105 metros. A bomba utilizada uma concepção de plutónio implosão com um rendimento de 70 mil toneladas. O Reggane Oasis local de teste foi utilizado em três testes mais atmosféricos antes da actividade teste foi transferida para um segundo local, Ecker, para levar a cabo um total de 13 testes subterrâneos em 1967.

O local de teste nuclear francês foi transferida para as despovoadas atóis francesas no Oceano Pacífico . O primeiro teste realizado nestes novos locais foi o teste "Canopus" no atol Fangataufa na Polinésia Francesa em 24 de agosto de 1968, primeiro teste arma termonuclear de vários estágios do país. A bomba foi detonada a partir de um balão a uma altura de 520 metros. O resultado deste teste era significativa contaminação atmosférica. Muito pouco se sabe sobre o desenvolvimento da francesa projeto Teller-Ulam , além do fato de que a França detonou um dispositivo Mt 2,6 no 'teste Canopus" . France teria tido muita dificuldade com o seu desenvolvimento inicial do projeto Teller-Ulam, mas mais tarde superou estes, e acredita-se ter armas nucleares iguais em sofisticação para as outras grandes potências nucleares.

França e China não assinar ou ratificar o Partial Teste Ban Tratado Nuclear de 1963, que proibiu testes nucleares na atmosfera, subaquático, ou no espaço exterior . Entre 1966 e 1996, França realizado mais de 190 ensaios nucleares. Teste nuclear finais da França ocorreu em 27 de janeiro de 1996, e, em seguida, o país desmantelado seus locais de teste polinésia. França assinou o Nuclear-Test Tratado de Proibição Completa nesse mesmo ano, e depois ratificado o Tratado dentro de dois anos.

França confirmou que o seu arsenal nuclear contém cerca de 300 ogivas, transportadas por mísseis lançados por submarinos balísticos (SLBMs) e caças-bombardeiros em 2015. França tem quatro classe Triomphant submarinos de mísseis balísticos. Um submarino nuclear lançador de mísseis balísticos é implantado no fundo do oceano, mas um total de três devem estar em uso operacional em todos os momentos. Os três submarinos mais velhos está armado com 16 mísseis M45 . O mais novo submarino, "Le Terrible" , foi encomendado em 2010, e tem M51 mísseis capazes de transportar TN 75 ogivas termonucleares . A frota de ar é de quatro esquadras em quatro bases diferentes. No total, existem 23 2000N Mirage aeronaves e 20 Rafales capaz de transportar ogivas nucleares. Os mísseis M51.1 se destinam a ser substituída pela nova ogiva M51.2 começando em 2016, que tem um alcance de 3.000 km maior que o M51.1.

Presidente François Hollande anunciou 180 bilhões de euros seriam usados a partir do orçamento de defesa anual para melhorar a dissuasão nuclear do país. France contém 13 instalações do Sistema de Monitoramento internacionais que monitoram a atividade nuclear explosivo na Terra através do uso de sísmica, infra-sons, e monitores hidroacústicas.

França também tem cerca de 60 mísseis aéreos com pontas de TN 80 / TN 81 ogivas com um rendimento de cerca de 300 mil toneladas cada. O programa nuclear da França foi cuidadosamente projetado para garantir que estas armas permanecem décadas utilizáveis no futuro. Atualmente, a França não é mais deliberadamente a produção de materiais de massa crítica, tais como plutônio e urânio enriquecido, mas ainda depende de energia nuclear para a electricidade, com Pu-239 como um subproduto.

Índia

Shakti-1

Em 11 de maio de 1998, a Índia teria detonado uma bomba termonuclear em suas Operação Shakti testes ( "Shakti-I", especificamente). Dr. Samar Mubarakmand , um físico nuclear paquistanês, afirmou que Shakti-1 foi um teste termonuclear bem sucedido. O rendimento da bomba de hidrogênio da Índia permanece altamente discutível entre a comunidade científica indiana e os estudiosos internacionais. A questão da politização e disputas entre cientistas indianos complicaram ainda mais a questão.

Em uma entrevista em agosto de 2009, o director para os preparativos local de teste 1998, o Dr. K. Santhanam afirmou que o rendimento da explosão termonuclear foi menor do que o esperado e que a Índia, portanto, não deve apressar a assinar o CTBT. Outros cientistas indianos envolvidos no teste têm contestado a alegação de Dr. K. Santhanam. Fontes internacionais, utilizando dados locais e citando a United States Geological Survey relatório compilando sísmicos dados de 125 IRIS estações em todo o mundo, argumentam que as magnitudes sugeriu um rendimento combinado de até 60 quilotoneladas, consistente com a indiana anunciou rendimento total de 56 quilotoneladas.

Israel

Israel é acusado de possuir armas termonucleares do projeto Teller-Ulam, mas não é conhecido por ter testado todos os dispositivos nucleares, embora seja amplamente especulado que a Vela Incidente de 1979 pode ter sido um teste conjunta israelo-Sul Africano nuclear.

Está bem estabelecido que Edward Teller aconselhou e guiou o estabelecimento de Israel em matéria nuclear gerais para cerca de vinte anos. Entre 1964 e 1967, Teller fez seis visitas a Israel, onde lecionou na Universidade de Tel Aviv sobre temas gerais em física teórica. Levou um ano para convencer a CIA sobre a capacidade de Israel e, finalmente, em 1976, Carl Duckett da CIA testemunhou ao Congresso dos Estados Unidos , depois de receber informação credível de um "cientista americano" (Teller), sobre a capacidade nuclear de Israel. Durante os anos 1990, Teller, eventualmente, confirmou especulações na mídia que foi durante suas visitas na década de 1960 que ele concluiu que Israel estava na posse de armas nucleares. Depois ele transmitiu a questão ao mais alto nível do governo norte-americano , Teller teria dito: "Eles [Israel] tê-lo, e eles foram espertos o suficiente para confiar em suas pesquisas e não para testar, eles sabem que a prova iria levá-los em apuros ".

Paquistão

De acordo com os dados científicos recebidos e publicados pela PAEC , o Corpo de Engenheiros e Kahuta Research Laboratories (KRL), em maio de 1998, o Paquistão realizou seis subterrâneas testes nucleares em Chagai Hills e Kharan Desert na província de Balochistan (consulte o código-nomes dos testes, Chagai-I e Chagai-II ). Nenhum desses dispositivos de fissão impulsionou foi o projeto arma termonuclear, de acordo com KRL e PAEC.

Coreia do Norte

A Coreia do Norte afirmou ter testado a sua bomba termonuclear miniaturizado em 6 três primeiros testes nucleares de Janeiro de 2016. Coreia do Norte (2006, 2009 e 2013) foram relativamente baixos de rendimento e não parecem ter sido de um projeto arma termonuclear. Em 2013, o Ministério da Defesa sul-coreano especula que a Coréia do Norte pode estar tentando desenvolver uma "bomba de hidrogênio" e um tal dispositivo pode ser o próximo teste de armas da Coréia do Norte. Em janeiro de 2016, a Coréia do Norte alegou ter testado com sucesso uma bomba de hidrogênio, embora apenas uma magnitude 5,1 evento sísmico foi detectado no momento do teste, uma magnitude semelhante ao teste de uma bomba atômica 6-9 kt 2013. Estas gravações sísmicas dúvida expressos em cima reivindicação Coreia do Norte que uma bomba de hidrogénio foi testado e sugerem que era um teste nuclear não-fusão.

Em 3 de setembro 2017, a mídia estatal do país informou que um teste de bomba de hidrogênio foi realizado o que resultou em "perfeito sucesso". De acordo com o US Geological Survey (USGS), a explosão resultou em um terremoto com uma magnitude de 6,3, 10 vezes mais poderoso do que os testes nucleares anteriores realizados pela Coreia do Norte. US Inteligência libertada uma avaliação precoce que a estimativa de rendimento foi de 140 mil toneladas, com um intervalo de incerteza de 70 a 280 mil toneladas.

Em 12 de setembro, Norsar revisou sua estimativa da magnitude do terremoto para cima, para 6,1, correspondente ao do CTBTO , mas menos potente do que o USGS estimativa de 6,3. A estimativa de rendimento foi revisto para 250 mil toneladas, enquanto observando a estimativa teve alguma incerteza e uma margem de erro não revelado.

Em 13 de Setembro, uma análise de antes e depois -radar de abertura sintética imagens de satélite do local de teste foi publicada sugerindo o teste ocorreu sob 900 metros (3000 pés) de rocha e o rendimento "poderia ter sido em excesso de 300 mil toneladas".

conhecimento público

O projeto Teller-Ulam foi durante muitos anos considerado um dos segredos nucleares de topo, e até hoje não é discutido em detalhe por publicações oficiais com origens "atrás da cerca" de classificação . Departamento de Energia dos Estados Unidos política (DOE) tem sido, e continua a ser, que eles não reconhecem quando ocorrem "vazamentos", porque isso seria reconhecer a veracidade da informação vazou suposto. Além de imagens da caixa ogiva, a maioria das informações de domínio público sobre este projeto é relegado para algumas declarações concisas pelo DOE e do trabalho de alguns investigadores individuais.

Fotografias de tripas de ogivas, como este do W80 ogiva nuclear, permitir alguma especulação sobre o tamanho e formas das relativa primárias e secundárias em armas termonucleares dos EUA.

declarações DOE

Em 1972, o governo dos Estados Unidos desclassificado um documento afirmando que "[e] m termonucleares armas (TN), uma fissão 'primário' é usado para desencadear uma reação TN em combustível termonuclear referido como um 'secundário'", e em 1979, acrescentou, "[I] n armas termonucleares, radiação de um explosivo fissão pode ser contidos e utilizados para transferir a energia para comprimir e inflamar um componente fisicamente separada contendo combustível termonuclear." Para esta última frase o governo dos EUA especificou que " qualquer elaboração desta declaração será classificado ." A única informação que pode pertencer à vela de ignição foi desclassificado em 1991: "Fato que cindíveis ou cindíveis materiais estão presentes em alguns secundários, não identificado material, local não especificado, use indeterminado, e armas undesignated." Em 1998, o DOE desclassificados a afirmação de que "O fato de que os materiais podem estar presentes nos canais e o termo 'material de enchimento de canal,' com nenhuma elaboração", que pode referir-se a espuma de poliestireno (ou de uma substância análoga).

Se estas declarações reivindicar alguns ou todos os modelos apresentados acima é acima para a interpretação, e oficiais dos EUA versões do governo sobre os detalhes técnicos de armas nucleares tem sido propositalmente equivocado no passado (ver, por exemplo, Smyth Relatório ). Outras informações, tais como os tipos de combustível usado em algumas das primeiras armas, foi desclassificado, embora a informação técnica precisa não foi.

O Progressive caso

A maioria das idéias atuais sobre o funcionamento do projeto Teller-Ulam entrou em consciência pública após o Departamento de Energia (DOE) tentou censurar um artigo de revista por US antiweapons ativista Howard Morland em 1979 sobre o "segredo da bomba de hidrogênio". Em 1978, Morland tinha decidido que descobrir e expor este "último remanescente secretas" seria concentrar a atenção sobre a corrida armamentista e permitem aos cidadãos se sentem habilitados a questionar declarações oficiais sobre a importância das armas nucleares e sigilo nuclear. A maioria das idéias de Morland sobre como a arma trabalhou foram compilados a partir altamente acessíveis fontes os desenhos que mais inspiraram sua abordagem veio de ninguém menos que o Encyclopedia Americana . Morland também entrevistou (frequentemente informal) muitos ex- Los Alamos os cientistas (incluindo Teller e Ulam, embora não lhe deu qualquer informação útil), e usou uma variedade de estratégias interpessoais para encorajar respostas informativas a partir deles (ou seja, fazendo perguntas como "Será que eles ainda usam velas de ignição?", mesmo que ele não estava ciente de que o último termo especificamente referido).

Morland concluiu finalmente que o "segredo" foi que a principal e secundário foram mantidos separados e que a pressão da radiação do primário comprimido o secundário antes de inflamar-lo. Quando um rascunho inicial do artigo, a ser publicado em The Progressive revista, foi enviado para o DOE, depois de cair nas mãos de um professor que se opunha a meta de Morland, o DOE solicitou que o artigo não ser publicado, e pressionou para uma liminar. O DOE argumentou que as informações de Morland foi (1) provavelmente derivado de fontes confidenciais, (2) se não for derivado de fontes confidenciais, a própria contado como informação "secreta" no âmbito do " segredo nascido cláusula" de 1954 Lei de Energia Atómica , e (3 ) era perigoso e estimularia a proliferação nuclear .

Morland e seus advogados discordaram sobre todos os pontos, mas a liminar foi concedida, como o juiz do caso sentiu que era mais seguro para conceder a liminar e permitir Morland, et al., De apelar, o que fizeram em United States v. O progressivo (1979).

Através de uma variedade de circunstâncias mais complicadas, o caso DOE começou a diminuir à medida que ficou claro que alguns dos dados que eles estavam tentando reivindicar como "secreto" tinha sido publicado em enciclopédia de estudantes, alguns anos antes. Depois de mais um especulador bomba H, Chuck Hansen , tinha suas próprias idéias sobre o "segredo" (bem diferente do Morland de) publicado em um jornal de Wisconsin, o DOE afirmou que The Progressive caso era discutível, desistiu de seu terno, e permitiu que a revista publicar o seu artigo, o que fez em novembro de 1979. Morland tinha até então, no entanto, mudou sua opinião de como a bomba funcionou, o que sugere que um meio de espuma (poliestireno) em vez de pressão de radiação foi usado para compactar o secundário , e que em o secundário não havia uma vela de ignição de material físsil bem. Ele publicou essas mudanças, com base, em parte, o processo de julgamento de recursos, como uma pequena errata em The Progressive um mês depois. Em 1981, Morland publicou um livro sobre sua experiência, descrevendo detalhadamente a linha de pensamento que o levou a suas conclusões sobre o "segredo".

O trabalho de Morland é interpretado como sendo, pelo menos parcialmente correta porque o DOE tinha procurado censurá-la, uma das poucas vezes eles violaram a sua abordagem usual de não reconhecer o material "secreto" que tinha sido liberada; no entanto, em que grau ela carece de informações, ou tem informações incorretas, não se sabe com alguma confiança. A dificuldade que um número de nações tiveram no desenvolvimento do projeto Teller-Ulam (mesmo quando, aparentemente, entendeu o projeto, como com o Reino Unido), faz com que seja pouco provável que esta informação simples sozinho é o que fornece a capacidade de fabricar armas termonucleares . No entanto, as ideias apresentadas por Morland em 1979 ter sido a base para toda a especulação atual no design Teller-Ulam.

redução nuclear

Dois anos antes de sua morte, em 1989, os comentários de Andrei Sakharov em um fórum de cientistas ajudaram a iniciar o processo para a eliminação de milhares de mísseis balísticos nucleares dos EUA e arsenais soviéticos. Sakharov (1921-1989) foi recrutado para o programa de armas nucleares da União Soviética em 1948, um ano depois, ele completou seu doutorado. Em 1949 os EUA detectado o primeiro teste soviética de uma bomba de fissão, e os dois países embarcou em uma corrida desesperada para desenhar uma bomba de hidrogênio termonuclear que era mil vezes mais poderoso. Tal como os seus homólogos americanos, Sakharov justificou seu trabalho H-bomba apontando para o perigo do outro país de alcançar um monopólio. Mas também como alguns dos cientistas norte-americanos que trabalharam no Projeto Manhattan, sentiu a responsabilidade de informar a liderança da sua nação e, em seguida, o mundo sobre os perigos de armas nucleares. A primeira tentativa de sakharov para influenciar a política foi provocada por sua preocupação sobre a possibilidade de dano genético de longa duração de carbono-14 radioactivos criado na atmosfera de azoto-14, pelas enormes fluxos de neutrões libertados em testes H-bomba. Em 1968, um amigo sugeriu que Sakharov escrever um ensaio sobre o papel dos intelectuais nos assuntos mundiais. A auto-publicação foi o método no momento para espalhar manuscritos não aprovados na União Soviética. Muitos leitores iria criar várias cópias digitando com várias folhas de papel intercaladas com papel carbono. Uma cópia do ensaio de Sakharov, "Reflexões sobre Progresso, Coexistência Pacífica e Liberdade Intelectual", foi contrabandeado para fora da União Soviética e publicado pelo New York Times. Mais de 18 milhões reimpressões foram produzidas durante 1968-1969. Após o ensaio foi publicado, Sakharov foi impedido de voltar a trabalhar no programa de armas nucleares e tomou uma posição de pesquisa em Moscou. Em 1980, depois de uma entrevista com o New York Times na qual ele denunciou a invasão soviética do Afeganistão, o governo colocou-o fora do alcance dos meios de comunicação ocidentais exilando ele e sua esposa para Gorky. Em março de 1985 Gorbachev tornou-se secretário-geral do Partido Comunista da União Soviética. Mais de um ano e meio depois, ele convenceu o Politburo, comitê executivo do partido, para permitir Sakharov e Bonner para retornar a Moscou. Sakharov foi eleito como um membro da oposição ao Congresso dos Sovietes de Deputados do Povo em 1989. Mais tarde naquele ano, ele teve uma arritmia cardíaca e morreu em seu apartamento. Ele deixou para trás um projecto de uma nova constituição soviética que enfatizou a democracia e os direitos humanos.

variações

Ivy Mike

Em seu livro de 1995 Dark Sun: The Making of a bomba de hidrogênio , autor Richard Rhodes descreve em detalhes os componentes internos da " Ivy Mike " Salsicha dispositivo, com base em informações obtidas a partir de extensas entrevistas com os cientistas e engenheiros que reuniram-lo. De acordo com Rhodes, o mecanismo real para a compressão do secundário foi uma combinação da pressão de radiação, pressão da espuma de plasma, e as teorias de ablação mexer-empurradores descrito acima; a radiação do primário aquecida a espuma de polietileno que reveste o revestimento de um plasma, que, em seguida, a radiação para o impulsor do secundário re-irradiada, fazendo com que a sua superfície de ablação e dirigindo-o para dentro, comprimindo o secundário, acendendo a vela de ignição, e fazendo com que a reacção de fusão . A aplicabilidade geral deste princípio não é clara.

W88

Em 1999, um repórter para a San Jose Mercury News relatou que os EUA W88 ogiva nuclear, uma pequena MIRVed ogiva utilizado no Trident II SLBM , tinha um prolato ( ovo ou melancia em forma) primário (o nome de código de Komodo ) e uma forma esférica secundário ( o nome de código Cursa ) dentro de uma caixa em forma de radiação especialmente (conhecida como a "amendoim" para a sua forma).

Os reentrada cones para a W88 e W87 são do mesmo tamanho, 1,75 metros (69 polegadas) de comprimento, com um diâmetro máximo de 55 cm. (22 em). O rendimento mais elevado do W88 implica uma maior secundário, o qual produz a maior parte do rendimento. Colocar o secundário, o qual é mais pesado do que o primário, na parte mais larga do cone permite que ele seja maior, mas também movimenta o centro de massa de popa , potencialmente causando problemas de estabilidade durante a reentrada aerodinâmicas. Lastro de peso morto deve ser adicionado ao nariz para mover o centro de frente em massa.

Para tornar a principal pequeno o suficiente para caber na parte estreita do cone, seus volumosos explosivos altos insensíveis encargos devem ser substituídos com mais compactos "não-insensíveis" explosivos de alta potência que são mais perigosos de manusear. O maior rendimento do W88, que é a última nova ogiva produzido pelos Estados Unidos, vem, assim, a um preço de maior peso ogiva e maior perigo no local de trabalho. O W88 também contém trítio , que tem uma meia-vida de apenas 12,32 anos e deve ser repetidamente substituído. Se essas histórias são verdadeiras, isso explicaria o maior rendimento relatado do W88, 475 mil toneladas, em comparação com apenas 300 mil toneladas para o início W87 ogiva.

Veja também

Referências

Bibliografia

Princípios básicos
História
  • DeGroot, Gerard, "The Bomb: A History of Hell on Earth", Londres: Pimlico, 2005. ISBN  0-7126-7748-8
  • Peter Galison e Barton Bernstein, "Em qualquer luz: Cientistas e a decisão de construir o superbomb, 1942-1954" Estudos Históricos na Física e Ciências Biológicas Vol. 19, No. 2 (1989): 267-347.
  • German A. Goncharov, "programas de desenvolvimento americano e soviético H-Bomb: fundo histórico" (trad. AV Malyavkin), Física-Uspekhi Vol. 39, No. 10 (1996): 1033-1044. Disponível on-line (PDF)
  • David Holloway, Stalin e a bomba: A União Soviética e energia atômica, 1939-1956 (New Haven, CT: Yale University Press, 1994). ISBN  0-300-06056-4
  • Richard Rhodes , sol Dark: A tomada da bomba de hidrogênio (New York: Simon and Schuster, 1995). ISBN  0-684-80400-X
  • SS Schweber, Na sombra da bomba: Bethe, Oppenheimer, ea responsabilidade moral do cientista (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2000). ISBN  0-691-04989-0
  • Gary Stix, "Infâmia e honra na Café Atomic: Edward Teller não se arrepende de sua carreira controversa", Scientific American (Outubro de 1999): 42-43.
precipitação análise

links externos

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