Bomba wodorowa. Bomby termojądrowe i neutronowe

Kiedy dnia 1 listopada 1952 roku ostatni technicy zakończyli sprawdzanie przyrządów pomiarowych i poszycia ogromnego walca o wysokości 6 metrów, porytego ołowiem i pianką poliuretanową, nikt nie przypuszczał, że cudowna wyspa Elugelab na atolu Eniwetok, wraz z wybiciem godziny 7.14, zamieni się w krater o wielkość 2 kilometrów i głębokości 50 metrów. Miliony ton skał i roślinności oraz hektolitry wody w kilka sekund zamieniły się w parę wodną i podczas pierwszych 90 sekund zostały uniesione na 17.370 metrów, by po 5 minutach osiągnąć wysokość 41.150 m. Oznacza to, że atomowy grzyb sięgnął aż do stratosfery. Tego dnia miała miejsce próba nowej broni. Broni, przy której wybuchy atomowych głowic z ładunkami rozszczepialnymi wydawać by się mogły strzałami z pistoletu przy armatniej salwie. Tego dnia narodziła się bomba zwana potem bombą wodorową, a miała ona dwóch ojców. „Rodzice” pochodzili z Europy wschodniej, i byli nimi: Węgier Edward Teller i Polak Stanisław Ulam.

Pierwsza bomba ich pomysłu była właściwie wielkim pomieszczeniem badawczym i nie mogła być użyta do celów militarnych, jednak zminimalizowanie jej do rozmiarów ładunku, którego dałoby się być przenosić bombowcami strategicznymi, było kwestią kilkunastu miesięcy. Bomba zdetonowana w 1952 roku była pierwszą bombą o łączonym charakterze, mającą „zapalnik” zbudowany z typowej bomby atomowej o typie ładunku rozszczepialnego (rozszczepianie jąder atomowych). Energia tego wybuchu inicjowała drugą reakcję - syntezy pierwiastków, a to założenie dawało niespotykaną moc przy zachowaniu dopuszczalnej masy i kosztów produkcji bomby.

Projekty produkcji bomb wykorzystujących zjawisko syntezy nie były nowe, ponieważ teoretyczne podwaliny stworzyli już Niemcy podczas drugiej wojny światowej (rozważania dotyczyły wybuchu ładunku konwencjonalnego, inicjującego proces syntezy), ale w obliczu wielu niewiadomych skupili się na badaniach nad energią rozszczepiania atomów. Amerykanie przez długie lata nie chcieli rozwijać tego projektu i dopiero eksplozja JOE-1 (amerykański kryptonim pierwszej radzieckiej bomby atomowej - nazwa zaczerpnięta z określenia „wujaszek JOE”, popularnego w USA określenia Stalina) 29 sierpnia 1949 roku znacznie przyśpieszył prace. Założenia teoretyczne były dokonaniem matematyka, który wykształcenie zdobył na Uniwersytecie Lwowskim - Stanisława Ulama. On to, do obliczeń złożonych równań, po raz pierwszy użył komputera (to właśnie Ulam zaprojektował owy dwustopniowy mechanizm wybuchu). W swoich rozważaniach oparł się jednak na idei energii kompresji pojemnika z paliwem fuzyjnym, co napotkało wiele teoretycznych i finansowych przeszkód w drodze do realizacji programu. Dopiero Edward Teller zaproponował uzupełnienie równań o wpływ energii promienistej (promieniowanie X w temperaturze panującej podczas wybuchu bomby to 80% energii), będącej skutkiem wybuchu ładunku pierwszej fazy. Cel został osiągnięty. Działo się tak po części dlatego, że przełomowy pomysł był owocem pracy właściwie jednego człowieka – Stanisława Ulama.

Po wybuchu na atolu Eniwetok obserwatorzy i naukowcy nie mogli uwierzyć w to, co zobaczyli. Jedni gratulowali sobie sukcesu, inni stali osłupiali i patrzyli, co zostało z wysepki, na której nastąpił wybuch. Mocy, jaką osiągnęła bomba, nikt się nie spodziewał. Założenia mówiły o sile 5 megaton, ale w rzeczywistości była ona dwukrotnie większa. Nie było to ostatnie słowo w konstrukcji bomb wysokiej mocy – 1 marca 1954 roku o godzinie 6.45 czasu lokalnego w pobliżu wyspy Charlie na atolu Bikini eksplodował ładunek nazwany Cherlakiem. Zakładano, że moc wybuchu wyniesie 4 megatony, jednak o wybuchu okazało się, że miał on siłę 15 megaton. Odpowiedzialne były za to czynniki, których nie uwzględniono w obliczeniach.

Bomba wodorowa - JOE-4

Związek Radziecki bardzo intensywnie poszukiwał sposobów na wzmocnienie siły wybuchów swych ładunków nuklearnych, ponieważ miał dobrze w pamięci okres dominacji USA w tej dziedzinie. I mimo, że Sowietom bardzo zręcznie udało się stworzyć atmosferę zagrożenia światowego pokoju poprzez nuklearną dominacje USA, co zmotywowało rzeszę Amerykanów do pracy na rzecz ZSRR, nie mieli dostatecznej wiedzy, by dorównać Stanom Zjednoczonym. Sowieccy szpiedzy działali w najtajniejszych strukturach ośrodków badawczych i przekazywali cenne informacje, poprzez radzieckie placówki dyplomatyczne, prosto na Kreml. W latach pięćdziesiątych sympatia do komunistów była bardzo powszechna w społeczeństwach demokratycznych, a Związek Radziecki dodatkowo kreował się na miłujące pokój państwo, które bez posiadania arsenału identycznego z tym, w posiadaniu jakiego były Stany Zjednoczone, owego pokoju nie będzie w stanie uratować. W kwestii bomb dwufazowych Sowieci mieli jednak pecha, po części ze względu na fakt, że zagadnieniem tym, w początkowym okresie jego rozwoju, zajmowali się tylko pasjonaci. Cała rzesza naukowców rozwijała klasyczne bomby o ładunku rozszczepialnym. To właśnie zastosowanie idei broni fazowej dawało szanse na rozwój prac nad tym typem bomby, jednak Rosjanie w zamian zastosowali projekt tzw. przekładańca. Tak właśnie zbudowana była pierwsza bomba z wykorzystaniem energii syntezy, o amerykańskim kryptonimie JOE-4, zdetonowana 12 sierpnia.1953 na wieży w Semipałatyńsku. Moc osiągnięta w trakcie tego testu wyniosła 400 kiloton. Struktura przekładańca, której autorem w USA był Teller, nie daje szans na pozyskanie energii z reakcji syntezy, a maksymalną mocą, którą zdolna by była osiągnąć, oszacowano na 1 megatonę.

Pierwsza bomba zbudowana według pomysłu Ulam-Teller wybuchła nad poligonem w ZSRR 22 listopada 1955 roku. Szanse się wyrównały. Najpotężniejszą bombą atomową była Car Bomba (ang. Tzar lub Big Iwan).

RDS-220 Iwan, Car-Bomba

Car Bomba (ang. Tzar lub Big Iwan) - największa dotąd zdetonowana lotnicza bomba jądrowa (dokładniej – termojądrowa czyli wodorowa). Jej moc według źródeł amerykańskich wynosiła około 58 megaton, według źródeł rosyjskich dostępnych po 1992 roku moc wynosiła 50 megaton. Była to trójstopniowa bomba termojądrowa zbudowana i zdetonowana przez Związek Radziecki. Eksplozji dokonał Związek Radziecki 30 października 1961 r. na wyspie Nowa Ziemia położonej na Morzu Arktycznym, na północnych krańcach obecnej Rosji. Była to dwustopniowa bomba termojądrowa, czyli oparta na fazie syntezy lekkich jąder atomowych, zainicjowanej detonacją jądrową. Miała moc 58 megaton czyli w przybliżeniu 4000 bomb zrzuconych na Hiroszimę. Mimo że zmniejszono jej moc ze względów bezpieczeństwa (Car Bomba zaprojektowana została jako broń trójfazowa i mogła ona osiągnąć nawet 150 megaton, ale wówczas obszar objęty zniszczeniami, mimo dużego odosobnienia, objąłby kilka większych miast północnej Rosji, a opad radioaktywny zagroziłby całej Europie, toteż zrezygnowano z trzeciej fazy rozszczepiania), część skalistych wysepek, w których otoczeniu dokonano detonacji, wyparowała, a sam wybuch był odczuwalny nawet na Alasce. Bomba ta nazywana była także złowieszczo "Zabójcą Miast". Bomba mogłaby zniszczyć miasto wielkości Londynu. Nosicielem 27-tonowej bomby był specjalnie do tego celu przystosowany samolot Tupolew Tu-95W.^[1][2]