Vodikova bomba je daleko najrazornije oružje koje je čovječanstvo ikada izumilo. To je najsnažnija vrsta nuklearne bombe, koja u nekim slučajevima dostiže više od 2,000 puta veću snagu od nuklearnih bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki u Japanu. Za razliku od prvih “atomskih bombi” – također poznatih kao A-bombe – koje oslobađaju energiju fisijom ili razbijanjem teških atomskih jezgri poput urana i plutonija, vodikova bomba oslobađa energiju spajanjem lakih jezgri poput tricija ili deuterija, pretvarajući još više materije u energiju. Kada je predsjednik Truman odobrio bacanje atomske bombe na Hirošimu i Nagasaki, rekao je da oružje koristi istu snagu kao Sunce, ali to zapravo nije točno – Sunce koristi nuklearnu fuziju, a ne nuklearnu fisiju. Vodikova bomba, međutim, doista oslobađa snagu koja pokreće Sunce.
Kako radi
Nuklearna fuzija uključuje stvaranje težih elemenata od lakših spajanjem atomskih jezgri. Na Suncu to uglavnom ima oblik spajanja jezgri vodika u helij. Reakciju fuzije vrlo je teško pokrenuti jer su jezgre pozitivno nabijene, te se stoga snažno odbijaju jedna od druge kroz snažnu elektromagnetsku silu. Jezgre elemenata težih od vodika drže zajedno snažna nuklearna sila, koja je u ovoj skali mnogo jača od elektromagnetske. Jaka sila je, međutim, značajna samo na iznimno kratkim udaljenostima, veličine oko atomske jezgre.
Da bi se započela nuklearna fuzija, jezgre se moraju nekako jako približiti. Na Suncu se to postiže gravitacijom. U vodikovoj bombi to se postiže kombinacijom ekstremnog tlaka i temperature uzrokovane eksplozijom fisije. Vodikova bomba je stoga oružje u dva stupnja: početna fisijska eksplozija uzrokuje eksploziju fuzije. Fisijska bomba “primarna” detonira se na normalan način, koja zatim komprimira fuzijsko gorivo “sekundarno” i pali uranovu “svjećicu” koja se fisira i podvrgava fuzijsko gorivo toplini potrebnoj za početak reakcije – oko 20,000,000°F (11,000,000°C).
Na Suncu, glavni proces fuzije rezultira četiri jezgre vodika, koje se sastoje jednostavno od jednog protona, spajajući se u jezgru helija, koja ima dva protona i dva neutrona. Teži izotopi vodika deuterij i tricij, s jednim, odnosno dva neutrona, nastaju u međukoracima. Nepraktično je pokušati replicirati cijeli proces počevši od običnog vodika, ali se fuzija deuterija i tricija može postići. Rani test uključivao je korištenje ovih plinova u ukapljenom obliku, ali ključna modifikacija bila je uporaba čvrstog litijevog deuterida, spoja litija i deuterija. U uvjetima stvorenim početnom eksplozijom fisije, litij se pretvara u tricij, koji se zatim spaja s deuterijem.
Povijest
Prvi put je princip hidrogenske bombe testiran 9. svibnja 1951. od strane vojske Sjedinjenih Država, tijekom “George” testa operacije Staklenik na pacifičkom poligonu. Većina energije ovog testa dolazi od fisijskog goriva, ali je pokazalo da se fisijska bomba može koristiti kao odskočna daska za nešto još destruktivnije. Sličan test, “Item”, održan je 25. svibnja 1951. godine.
Prvi pravi test hidrogenske bombe, “Ivy Mike”, detoniran je 1. studenog 1952. na atolu Eniwetok u Pacifiku, kao dio operacije Ivy. Bomba je eksplodirala snagom ekvivalentnom 10.4 megatona (milijuna tona) TNT-a – preko 450 puta snažnije od atomske bombe bačene na Nagasaki tijekom Drugog svjetskog rata. Koristeći tekući deuterij kao gorivo, ova vodikova bomba zahtijevala je 18 tona rashladne opreme. To nije bilo praktično oružje, ali je dokazalo da se fuzijska bomba ogromne snage može napraviti.
Kasniji test, “Castle Bravo”, umjesto toga koristio je čvrsti litijev deuterid, smanjujući težinu uređaja, uklanjajući potrebu za hlađenjem i čineći ga oružjem koje se moglo nositi avionom ili pričvrstiti na projektil. Test Castle Bravo, s prinosom od 15 megatona, najjače je nuklearno oružje koje su testirale Sjedinjene Države, ali ne i najmoćnije ikada. Ta razlika pripada napravi poznatoj kao “veliki Ivan” koju je Sovjetski Savez detonirao 13,000 stopa (4,000 m) iznad testnog polja na otoku Novaja Zemlja 30. listopada 1961. Eksplozija od 50 megatona rezultirala je područjem potpunog uništenja s radijusom od 15.5 milja (25 km) od nulte tačke, a razbijena prozorska stakla udaljena 559 milja (900 km). Svjedoci su opisali ogromnu vatrenu kuglu koja je stigla do tla i do visine od gotovo 34,000 10,363 stopa (210,000 64,008 m); oblak gljiva koji je dosegao 621 1,000 stopa (XNUMX XNUMX m); i bljesak koji je bio vidljiv XNUMX milju (XNUMX km) daleko.