Екі сатылы ядролық қару

Кіріспе

2 сатылы ядролық қару

2 stage nuclear weapon

A thermonuclear weapon, fusion weapon or hydrogen bomb (H bomb) is a second generation nuclear weapon design. Its greater sophistication affords it vastly greater destructive power than first generation nuclear bombs, a more compact size, a lower mass, or a combination of these benefits. Characteristics of nuclear fusion reactions make possible the use of non fissile depleted uranium as the weapon's main fuel, thus allowing more efficient use of scarce fissile material such as uranium 235 (Uranium 235) or plutonium 239 (Plutonium 239). The first full scale thermonuclear test was carried out by the United States in 1952 and the concept has since been employed by most of the world's nuclear powers in the design of their weapons. A fusion explosion begins with the detonation of the fission primary stage. Its temperature soars past 100 million kelvin, causing it to glow intensely with thermal ("soft") X rays. These X rays flood the void (the "radiation channel" often filled with polystyrene foam) between the primary and secondary assemblies placed within an enclosure called a radiation case, which confines the X ray energy and resists its outward pressure. The distance separating the two assemblies ensures that debris fragments from the fission primary (which move much more slowly than X ray photons) cannot disassemble the secondary before the fusion explosion runs to completion. The secondary fusion stage—consisting of outer pusher/tamper, fusion fuel filler and central plutonium spark plug—is imploded by the X ray energy impinging on its pusher/ tamper. This compresses the entire secondary stage and drives up the density of the plutonium spark plug. The density of the plutonium fuel rises to such an extent that the spark plug is driven into a supercritical state and it begins a nuclear fission chain reaction. The fission products of this chain reaction heat the highly compressed and thus super dense, thermonuclear fuel surrounding the spark plug to around 300 million kelvin, igniting fusion reactions between fusion fuel nuclei. In modern weapons fueled by lithium deuteride, the fissioning plutonium spark plug also emits free neutrons that collide with lithium nuclei and supply the tritium component of the thermonuclear fuel. The secondary's relatively massive tamper (which resists outward expansion as the explosion proceeds) also serves as a thermal barrier to keep the fusion fuel filler from becoming too hot, which would spoil the compression. If made of uranium, enriched uranium or plutonium, the tamper captures fast fusion neutrons and undergoes fission itself, increasing the overall explosive yield. Additionally, in most designs the radiation case is also constructed of a material that undergoes fission driven by fast thermonuclear neutrons. Such bombs are classified as two stage weapons and most current Teller–Ulam designs are such fission fusion fission weapons. Fast fission of the tamper and radiation case is the main contribution to the total yield and is the dominant process that produces radioactive fission product fallout. Before Ivy Mike, the first U. S. test of a fusion weapon design, Operation Greenhouse in 1951 was the first American nuclear test series to test principles that led to the development of thermonuclear weapons. Sufficient fission was achieved to boost the associated fusion device and enough was learned to achieve a full scale device within a year. The design of all modern thermonuclear weapons in the United States is known as the Teller–Ulam configuration for its two chief contributors, Edward Teller and Stanisław Ulam, who developed it in 1951

As thermonuclear weapons represent the most efficient design for weapon energy yield in weapons with yields above , virtually all the nuclear weapons of this size deployed by the five nuclear weapon states under the Non Proliferation Treaty today are thermonuclear weapons using the Teller–Ulam design.

Термоядролық қару, синтез қаруы немесе сутекті бомба (H бомбасы) – екінші буын ядролық қару дизайны. Оның күрделілігі бірінші буын ядролық бомбаларына қарағанда әлдеқайда зор жойғыш күшке ие болуға, ықшамдау көлемге, төмен салмаққа немесе осы артықшылықтардың үйлесіміне мүмкіндік береді. Ядролық синтез реакцияларының ерекшеліктері қарудың негізгі отыны ретінде бөлінбейтін кемітілген уранды пайдалануға мүмкіндік береді, соның арқасында 235 (Уран-235) немесе 239 (Плутоний-239) сияқты сирек кездесетін бөлінетін материалдарды тиімді пайдалануға болады. Бірінші толық масштабтағы термоядролық сынақ 1952 жылы АҚШ-та жүргізілді, содан бері әлемнің көптеген ядролық державалары осы концепцияны өз қаруларын жобалауда қолданып келеді. Синтездік жарылыс, бірінші сатының (фиссиялық) жарылуымен басталады. Оның температурасы 100 миллион Кельвиннен асып, қатты жылулық ("жұмсақ") рентген сәулелерімен жарқырайды. Бұл рентген сәулелері, негізгі және екіншілік жиынтықтар арасындағы бос кеңістікті (көбінесе полистирол көбігімен толтырылған "сәулелену арнасы") суға батырады. Рентген сәулелерінің энергиясын шектейтін және оның сыртқа бағытталған қысымына қарсы тұратын сәулелену корпусы деп аталатын қоршаудың ішінде бұл процестер жүзеге асады. Екі жиынтықтың арақашықтығы, фиссиялық сатыдан шыққан қалдықтардың (рентген сәулелі фотондарға қарағанда әлдеқайда баяу қозғалатын) екінші сатыны синтез жарылысы аяқталмас бұрын бөлшектемейтініне кепілдік береді. Екінші сатыдағы синтез – сыртқы итергіш/тежегіш, синтез отын толтырғышы және орталық плутонийлі тұтқадан – рентген сәулелерінің әсерінен қысымға ұшырайды. Бұл екінші сатының барлық бөліктерін қысып, плутоний тұтқасының тығыздығын арттырады. Плутоний отынының тығыздығы соншалықты жоғарылайды, тұтқа суперкритикалық күйге жетеді және ядролық фиссияның тізбекті реакциясын бастайды. Бұл тізбекті реакцияның фиссия өнімдері, жанғыш тұтқаның айналасындағы қатты қысылған, өте тығыз термоядролық отынды шамамен 300 миллион Кельвинге дейін қыздырып, синтез отын ядролары арасында синтез реакцияларын тудырады. Қазіргі заманғы, литий деутеридімен жабдықталған қаруларда, фиссияланатын плутоний тұтқасы литий ядроларымен соқтығысатын және термоядролық отынның тритий компонентін қамтамасыз ететін бос нейтрондарды бөліп шығарады. Екінші сатының салыстырмалы түрде үлкен тежегіші (жарылыс кезінде сыртқа қарай кеңеюге қарсы тұрады), сонымен қатар синтез отын толтырғышының тым қызып кетіп, қысымды жоймауы үшін жылулық кедергі ретінде де қызмет етеді. Егер тежегіш ураннан, байытылған ураннан немесе плутонийден жасалса, ол жылдам синтез нейтрондарын сіңіріп алып, өзі де фиссияланады, соның нәтижесінде жалпы жарылыс күші артады. Сонымен қатар, көптеген конструкцияларда сәулелену корпусы да жылдам термоядролық нейтрондармен иенделіп фиссияланатын материалдан жасалады. Мұндай бомбалар екі сатылы қарулар деп жіктеледі және қазіргі Теллер-Улам дизайндарының көпшілігі осындай фиссия-синтез-фиссия қарулары болып табылады. Тежегіш пен сәулелену корпусының жылдам фиссиясы жалпы өнімге ең үлкен үлес қосады және радиоактивті фиссия өнімдерінің таралуына себеп болатын басты процесс болып табылады. Айви Майктан бұрын, АҚШ-тың тұңғыш синтездік қару сынағы, 1951 жылғы "Гринхаус" операциясы, термоядролық қаруды әзірлеуге әкелген принциптерді сынақтан өткізген алғашқы американдық ядролық сынақ сериясы болды. Физияны күшейту үшін жеткілікті нәтижелерге қол жеткізілді және бір жыл ішінде толық масштабтағы құрылғыны жасау үшін жеткілікті білім жинақталды. АҚШ-тағы барлық заманауи термоядролық қарулар дизайны, оны 1951 жылы әзірлеген Эдвард Теллер мен Станислав Уламның құрметіне Теллер-Улам конфигурациясы деп аталады. Термоядролық қарулар қару энергиясының тиімділігі жағынан ең жоғары нәтиже беретін дизайнды ұсынады, сондықтан бүгінгі күні Ядролық қаруды таратпау шарты бойынша бес ядролық держава қолданып жүрген осы өлшемдегі ядролық қарулардың көпшілігі Теллер-Улам дизайнын пайдаланатын термоядролық қарулар болып табылады.

Ядролық қаруды жобалау туралы қоғамдық білім

Физикалық және термоядролық қару туралы егжей-тегжейлі білім дерлік барлық өнеркәсіп дамыған елдерде белгілі бір дәрежеде құпия сақталады. АҚШ-та мұндай білім, тіпті мемлекеттік қызметкер емес немесе қару-жарақ бағдарламаларымен байланысы жоқ адамдар жасаған жағдайда да, «шектелген деректер» деп жіктелуі мүмкін, бұл «туғаннан құпия» деп аталатын заңдық қағида (бірақ осы қағиданың конституциялық негізі кейде күмәндалған; АҚШ-тағы «Прогрессив, Inc.» ісін қараңыз). «Туғаннан құпия» жеке зерттеулерге сирек қолданылады. АҚШ Энергетика министрлігінің ресми саясаты жобалау туралы ақпараттың жария болуын мойындамау болып табылады, себебі мұндай мойындау ақпараттың дұрыстығын растауы мүмкін. Бұрынғы бірнеше жағдайда АҚШ үкіметі баспасөз беттерінде қару туралы ақпаратты цензуралауға тырысты, бірақ нәтижесі шектеулі болды. «Нью-Йорк Таймс» газетінің хабарлауынша, физик Кеннет У. Форд өзінің «H бомбасын құру: Жеке тарихы» атты кітабынан құпия ақпаратты алып тастау туралы үкіметтік бұйрыққа бағынбады. Форд тек бұрыннан бар ақпаратты пайдаланғанын және тіпті үкіметке қолжазбаны ұсынғанын мәлімдеді, ол шетелдік мемлекеттер ақпаратты пайдалана алатынына қатысты алаңдаушылық тудырып, кітаптың толық бөлімдерін алып тастағысы келді. Көптеген нақты емес деректер ресми түрде жарияланғанмен, бұрынғы бомба жасаушылар көптеген нақты емес деректерді жасырын түрде таратып жібергенімен, ядролық қаруды жобалау туралы көптеген қоғамдық сипаттамалар белгілі бір дәрежеде болжамға, белгілі ақпаратты кері инженериялауға немесе физиканың ұқсас салаларымен салыстыруға сүйенеді (инерциялық шектеу термоядролық синтезі – басты мысал). Мұндай процестердің нәтижесінде ядролық бомбалар туралы құпия емес білім жиынтығы қалыптасты, ол әдетте ресми құпия емес ақпараттармен және физикамен үйлеседі және ішкі тұтас деп есептеледі, бірақ әлі де ашық болып саналатын кейбір түсіндірулер бар. Теллер-Улам жобасы туралы қоғамдық білімнің қалыптасуына негізінен төмендегі бөлімде сипатталған бірнеше нақты оқиғалар әсер етті.

Detailed knowledge of fission and fusion weapons is classified to some degree in virtually every industrialized country. In the United States, such knowledge can by default be classified as "Restricted Data", even if it is created by persons who are not government employees or associated with weapons programs, in a legal doctrine known as "born secret" (though the constitutional standing of the doctrine has been at times called into question; see United States v. Progressive, Inc.). Born secret is rarely invoked for cases of private speculation. The official policy of the United States Department of Energy has been not to acknowledge the leaking of design information, as such acknowledgment would potentially validate the information as accurate. In a small number of prior cases, the U. S. government has attempted to censor weapons information in the public press, with limited success. According to the New York Times, physicist Kenneth W. Ford defied government orders to remove classified information from his book, Building the H Bomb: A Personal History. Ford claims he used only pre existing information and even submitted a manuscript to the government, which wanted to remove entire sections of the book for concern that foreign states could use the information. Though large quantities of vague data have been officially released, and larger quantities of vague data have been unofficially leaked by former bomb designers, most public descriptions of nuclear weapon design details rely to some degree on speculation, reverse engineering from known information, or comparison with similar fields of physics (inertial confinement fusion is the primary example). Such processes have resulted in a body of unclassified knowledge about nuclear bombs that is generally consistent with official unclassified information releases and related physics and is thought to be internally consistent, though there are some points of interpretation that are still considered open. The state of public knowledge about the Teller–Ulam design has been mostly shaped from a few specific incidents outlined in a section below.

Негізгі принцип

Теллер-Улам конфигурациясының негізгі қағидасы – термоядролық қарудың әртүрлі бөліктері «кезеңдер» бойынша тізбектеле біріктірілуі, әр кезеңнің жарылысы келесі кезеңді тұтандыру үшін энергияны қамтамасыз етеді. Ең кем дегенде, бұл имплозиялық типтегі бөліну бомбасынан («қандықтар») және синтез отынынан тұратын бастапқы бөлімді білдіреді. Бастапқы бөлімнен бөлінетін энергия екіншілік бөлімді сәулелену арқылы қысуға (имплозия) ұшыратады, осы кезде ол қызып, ядролық синтезге ұшырайды. Бұл процесс екіншілік бөлімнен алынған энергия үшінші синтез кезеңін тұтандыру арқылы жалғастырылуы мүмкін; Кеңес Одағының AN602 «Царь бомбасы» үш кезеңді бөліну-синтез-синтез құрылғысы болған деп саналады. Теориялық тұрғыдан алғанда, осы процесті жалғастыру арқылы кез келген деңгейдегі өнімділікке ие термоядролық қарулар жасауға болады. Бұл бөліну қаруларынан өзгеше, олардың өнімділігі шектеулі, себебі бір орында тым көп бөліну отынын жинау қаупі, кездейсоқ түрде суперкритикалық болу қаупі тым жоғары. Басқа компоненттерді қоршаған hohlraum немесе сәулелену корпусы – бірінші кезеңнің немесе бастапқы бөлімнің энергиясын уақытша ұстап тұратын контейнер. Бұл сәулелену корпусының сыртқы жағы, әдетте бомбаның сыртқы қабығы, термоядролық бомбаның кез келген компонентінің конфигурациясы туралы ашық қолжетімді жалғыз тікелей визуалды дәлел. Әртүрлі термоядролық бомбалардың сыртқы пішіндерінің көптеген суреттері құпиясы ашылды. Бастапқы бөлім стандартты имплозиялық әдіспен жасалған бөліну бомбасы деп есептеледі, бірақ көбінесе қосымша тиімділік үшін аз мөлшерде синтез отынымен (әдетте 50/50% дейтерий/тритий газы) күшейтіледі; синтез отыны қыздырылғанда және қысылғанда артық нейтрондарды бөліп шығарады, бұл қосымша бөлінуді тудырады. Атыс кезінде Link=yes плутоний немесе Link=yes уран ядросы, арнайы қабаттармен әдеттегі жарылғыш заттармен жарылғыш линза схемасымен орналастырылып, кішкентай сфераға дейін қысылады, бұл дәстүрлі «атом бомбасын» қуаттандыратын ядролық тізбекті реакцияны бастайды. Екіншілік бөлім әдетте көптеген қабаттарға оралған синтез отыны және басқа компоненттер бағаны түрінде көрсетіледі. Бағанның айналасында алдымен «қысым тосқауылы» орналасқан, ол уран 238 (Link=yes уран) немесе қорғасынның ауыр қабаты, ол синтез отынын қысуға көмектеседі (және уран жағдайында, өзі бөлінуге ұшырауы мүмкін). Оның ішінде синтез отыны, әдетте литий деутеридінің түрі, оны сұйытылған тритий/дейтерий газына қарағанда қаруландыру оңай болғандықтан пайдаланады. Бұл құрғақ отын нейтрондармен бомбаланғанда, қоспадағы дейтериймен бірге ядролық синтезге ұшырай алатын сутегінің ауыр изотобы тритийді өндіреді. (Фузия реакцияларының егжей-тегжейлі техникалық талқылауы үшін ядролық синтез туралы мақаланы қараңыз.) Отын қабатының ішінде «тұтандырғыш» орналасқан, ол бөлінгіш материалдан (Link=yes плутоний немесе Link=yes уран) жасалған қуыс бағана, көбінесе дейтерий газымен күшейтіледі. Тұтандырғыш өзі қысылғанда ядролық бөлінуге ұшырайды (формасының арқасында, қысылмайынша оның сыныптық массасы жоқ). Егер ол болса, үшінші кезең екінші кезеңнің астында орналасқан және бірдей материалдардан жасалған болуы мүмкін. Екіншілік пен бастапқы бөлім арасындағы кезең орналасқан. Бөліну процесіндегі бастапқы бөлім төрт түрлі энергияны өндіреді: 1) бастапқы бөлімді имплозиялайтын жарылғыш зарядтардан шығатын кеңейтілген ыстық газдар; 2) бастапқыда бомбаның бөлінгіш материалы және оның тосқауылы болған қызған плазма; 3) электромагниттік сәулелену; 4) бастапқы бөлімнің ядролық жарылысынан шыққан нейтрондар. Кезеңдер аралық бөлім бастапқы бөлімнен екіншілік бөлімге энергияны дәл бағыттау үшін жауапты. Ол ыстық газдарды, плазманы, электромагниттік сәулеленуді және нейтрондарды дұрыс уақытта дұрыс жерге бағыттауы керек. Кезеңдер аралық бөлімнің жетілмеген дизайны екіншілік бөлімнің бірнеше атуларда толығымен жұмыс істемеуіне әкелді, бұл «фиссиондық дымқыл» деп аталады. Операция Каслдың Касл Кун атуы жақсы мысал; кішкентай ақаулық бастапқы бөлімнен шыққан нейтрон ағынының екіншілік бөлімді ертерек қыздыруына мүмкіндік берді, бұл синтезді болдырмау үшін қысымды әлсіретті. Ашық әдебиетте кезеңдер аралық механизм туралы егжей-тегжейлі ақпарат өте аз. Ең жақсы дереккөздердің бірі – американдық W80 жарылыс басына ұқсас британдық термоядролық қарудың қарапайым схемасы. Ол Greenpeace ұйымы «Қос қолданысқа ие ядролық технология» атты есепте жариялады. Негізгі компоненттер мен олардың орналасуы схемада көрсетілген, бірақ егжей-тегжейлі мәліметтер жоқ; ондағы сирек кездесетін мәліметтер қасақана жіберілген немесе дұрыс емес болуы мүмкін. Олар «Қақпақ және нейтронға бағыттаушы линза» және «Рефлекторлық орама» деп белгіленген; алғашқысы нейтрондарды Link=yes уран/Link=yes плутоний тұтандырғышына бағыттайды, ал соңғысы X-сәулесінің рефлекторына сілтеме жасайды; әдетте уран сияқты X-сәулесіне өткізбейтін материалдан жасалған цилиндр, бастапқы және екіншілік бөлімдер оның екі шетінде орналасқан. Ол айнадай шағылыспайды; керісінше, ол бастапқы бөлімнен шыққан X-сәулесінің ағынымен қыздырылады, содан кейін екіншілік бөлімге жететін біркелкі таратылған X-сәулелерін шығарады, бұл сәулелену арқылы қысымға әкеледі. Ivy Mike-та, қара дене әсерін күшейту үшін уранның үстіне алтын жалатылды. «Улы, сынғыш материал» бериллий екені жиі болжанады, ол осы сипаттамаға сәйкес келеді және сонымен қатар бастапқы бөлімнен шыққан нейтрон ағынын да баяулатуға болады. X-сәулелерін белгілі бір тәсілмен сіңіріп, қайта сәулелендіретін материал да қолданылуы мүмкін. «Арнайы материал» кандидаттары полистирол және «Fogbank» деп аталатын зат, құпия емес кодтық атау. Fogbank-тың құрамы құпия, бірақ аэрогель мүмкін екені ұсынылған. Ол алғаш рет термоядролық қаруларда W76 термоядролық жарылыс басымен қолданылды және Теннесси штатындағы Ок-Ридждегі Y 12 кешенінде W76 үшін өндірілді. Fogbank-тың өндірісі W76 өндіріс циклы аяқталғаннан кейін тоқтатылды. W76 өмірлік ұзарту бағдарламасына Fogbank-тың көбірек мөлшері қажет болды. Бұл қиындыққа айналды, өйткені ескі Fogbank-тың қасиеттері толыққанды құжатталмаған, сондықтан процесті қайта ойлап табуға үлкен күш жұмсалды. Ескі Fogbank-тың қасиеттеріне маңызды қоспа жаңа процесте жіберілді. Жаңа және ескі үлгілердің мұқият талдауы ғана осы қоспаның табиғатын анықтады. Өндіріс процесінде ацетонитрил еріткіш ретінде қолданылды, бұл 2006 жылы Fogbank зауытының кем дегенде үш эвакуациясына әкелді. Мұнай және фармацевтика салаларында кеңінен қолданылатын ацетонитрил өртке қаупі бар және уытты. Y 12 – Fogbank-тың жалғыз өндірушісі.

The basic principle of the Teller–Ulam configuration is the idea that different parts of a thermonuclear weapon can be chained together in "stages", with the detonation of each stage providing the energy to ignite the next stage. At a bare minimum, this implies a primary section that consists of an implosion type fission bomb (a "trigger"), and a secondary section that consists of fusion fuel. The energy released by the primary compresses the secondary through the process of radiation implosion, at which point it is heated and undergoes nuclear fusion. This process could be continued, with energy from the secondary igniting a third fusion stage; the Soviet Union's AN602 "Tsar Bomba" is thought to have been a three stage fission fusion fusion device. Theoretically by continuing this process thermonuclear weapons with arbitrarily high yield could be constructed. This contrasts with fission weapons, which are limited in yield because only so much fission fuel can be amassed in one place before the danger of its accidentally becoming supercritical becomes too great. Surrounding the other components is a hohlraum or radiation case, a container that traps the first stage or primary's energy inside temporarily. The outside of this radiation case, which is also normally the outside casing of the bomb, is the only direct visual evidence publicly available of any thermonuclear bomb component's configuration. Numerous photographs of various thermonuclear bomb exteriors have been declassified. The primary is thought to be a standard implosion method fission bomb, though likely with a core boosted by small amounts of fusion fuel (usually 50/50% deuterium/tritium gas) for extra efficiency; the fusion fuel releases excess neutrons when heated and compressed, inducing additional fission. When fired, the Link=yes plutonium or Link=yes uranium core would be compressed to a smaller sphere by special layers of conventional high explosives arranged around it in an explosive lens pattern, initiating the nuclear chain reaction that powers the conventional "atomic bomb". The secondary is usually shown as a column of fusion fuel and other components wrapped in many layers. Around the column is first a "pusher tamper", a heavy layer of uranium 238 (Link=yes uranium) or lead that helps compress the fusion fuel (and, in the case of uranium, may eventually undergo fission itself). Inside this is the fusion fuel itself, usually a form of lithium deuteride, which is used because it is easier to weaponize than liquefied tritium/deuterium gas. This dry fuel, when bombarded by neutrons, produces tritium, a heavy isotope of hydrogen that can undergo nuclear fusion, along with the deuterium present in the mixture. (See the article on nuclear fusion for a more detailed technical discussion of fusion reactions.) Inside the layer of fuel is the "spark plug", a hollow column of fissile material (Link=yes plutonium or Link=yes uranium) often boosted by deuterium gas. The spark plug, when compressed, can itself undergo nuclear fission (because of the shape, it is not a critical mass without compression). The tertiary, if one is present, would be set below the secondary and probably be made of the same materials. Separating the secondary from the primary is the interstage. The fissioning primary produces four types of energy: 1) expanding hot gases from high explosive charges that implode the primary; 2) superheated plasma that was originally the bomb's fissile material and its tamper; 3) the electromagnetic radiation; and 4) the neutrons from the primary's nuclear detonation. The interstage is responsible for accurately modulating the transfer of energy from the primary to the secondary. It must direct the hot gases, plasma, electromagnetic radiation and neutrons toward the right place at the right time. Less than optimal interstage designs have resulted in the secondary failing to work entirely on multiple shots, known as a "fissile fizzle". The Castle Koon shot of Operation Castle is a good example; a small flaw allowed the neutron flux from the primary to prematurely begin heating the secondary, weakening the compression enough to prevent any fusion. There is very little detailed information in the open literature about the mechanism of the interstage. One of the best sources is a simplified diagram of a British thermonuclear weapon similar to the American W80 warhead. It was released by Greenpeace in a report titled "Dual Use Nuclear Technology". The major components and their arrangement are in the diagram, though details are almost absent; what scattered details it does include likely have intentional omissions or inaccuracies. They are labeled "End cap and Neutron Focus Lens" and "Reflector Wrap"; the former channels neutrons to the Link=yes uranium/Link=yes plutonium Spark Plug while the latter refers to an X ray reflector; typically a cylinder made of an X ray opaque material such as uranium with the primary and secondary at either end. It does not reflect like a mirror; instead, it gets heated to a high temperature by the X ray flux from the primary, then it emits more evenly spread X rays that travel to the secondary, causing what is known as radiation implosion. In Ivy Mike, gold was used as a coating over the uranium to enhance the blackbody effect. The "toxic, brittle material" is widely assumed to be beryllium, which fits that description and would also moderate the neutron flux from the primary. Some material to absorb and re radiate the X rays in a particular manner may also be used. Candidates for the "special material" are polystyrene and a substance called "Fogbank", an unclassified codename. Fogbank's composition is classified, though aerogel has been suggested as a possibility. It was first used in thermonuclear weapons with the W76 thermonuclear warhead and produced at a plant in the Y 12 Complex at Oak Ridge, Tennessee, for use in the W76. Production of Fogbank lapsed after the W76 production run ended. The W76 Life Extension Program required more Fogbank to be made. This was complicated by the fact that the original Fogbank's properties were not fully documented, so a massive effort was mounted to re invent the process. An impurity crucial to the properties of the old Fogbank was omitted during the new process. Only close analysis of new and old batches revealed the nature of that impurity. The manufacturing process used acetonitrile as a solvent, which led to at least three evacuations of the Fogbank plant in 2006. Widely used in the petroleum and pharmaceutical industries, acetonitrile is flammable and toxic. Y 12 is the sole producer of Fogbank.

Екіншіліктің сығу

Теллер-Улам конфигурациясының негізгі идеясы – әрбір "саты" ядролық бөлінуге немесе ядролық бірігуге (немесе екеуіне де) ұшырап, энергияны босатады, ал оның көп бөлігі басқа сатыны іске қосу үшін беріледі. Энергияның бірінші сатыдан екінші сатыға қалай "жеткізілетіні" туралы ашық баспасөзде пікір қақтығыстары болды, бірақ бұл энергия бөлінуші бірінші сатыдан шығатын рентген және гамма сәулелері арқылы беріледі деп саналады. Бұл энергия екінші сатыны қысу үшін қолданылады. Рентген сәулелерінің қысымды қалай тудыратынының нақты механизмі құпия емес баспасөздегі негізгі даулы мәселе болып қалуда. Үш теория ұсынылды: рентген сәулелерінің тудырған радиациялық қысымы. Бұл идеяны алғаш Хауард Морланд "Прогрессив" журналында жариялаған. Рентген сәулелері радиациялық арнаның ішінде плазманы (полистирол немесе "Fogbank" пластикалық көбігі) құрайды. Бұл екінші идеяны Чак Хансен, кейін Хауард Морланд ұсынды. Тампер/Пушердің абляциясы. Бұл физикалық талдаумен ең жақсы қолдауға ие тұжырымдама.

Сәулелену қысымы

Жабық қабықтың ішіндегі көптеген рентген фотондарының тудырған сәулелену қысымы екіншілік бөлікті қысуға жеткілікті болуы мүмкін. Рентген сәулелері немесе жарық сияқты электромагниттік сәулелер импульс тасымалдайды және соққан кез келген бетке күш түсіреді. Күн сәулесінің бетке тиюі сияқты күнделікті өмірде кездесетін сәулелену қысымы көбінесе сезілмейді, бірақ термоядролық бомбадағы ең жоғары қарқындылықта қысым өте зор. Жалпы көлемі мен негізгі сипаттамалары жақсы түсінілген екі термоядролық бомба үшін – Ivy Mike сынақ бомбасы және W 61 жобасының W 80 крейсерлік зымыранды жарылғыш бас нұсқасы үшін – сәулелену қысымы Ivy Mike жобасы үшін және W 80 үшін есептелді.

Тампер-пушкерді абрациялау

Екіншілік құрастырманың сыртқы қабығы "талқандау итергіші" деп аталады. Имплозиялық бомбадағы талқандаудың мақсаты – реакциялық отынның (өте ыстық және тығыз плазма) кеңеюін, отын толық жанып, жарылыс аяқталғанға дейін кешіктіру. Сол талқандау материалы итергіш ретінде де қызмет етеді, себебі ол сыртқы қысымды (екіншілік құрастырманың бетіне түсетін күшті) синтездік отын массасына жеткізеді. Жалпы импульс сақталатындықтан, осы жоғары жылдамдықты шығаратын масса талқандау итергішінің қалған бөлігін үлкен күшпен ішке қарай кері итеруге мәжбүр етеді, синтездік отынды және тұтануды талқандайды. Талқандау итергіші синтездік отынды сыртқы қатты ыстықтан қорғау үшін жеткілікті берік құрылған; әйтпесе, сығылу бұзылады. Негізгі абляция әсерінің қарапайым есептеулері салыстырмалы түрде оңай: бастапқы энергия сыртқы сәулелену корпусының ішіндегі барлық беттерге тең бөлінеді, компоненттер жылулық тепе-теңдікке келеді, содан кейін осы жылулық энергияның әсері талданады. Энергия көбінесе талқандау/итергіш сыртқы бетінің шамамен бір рентгендік оптикалық қалыңдығына орналасады, содан кейін осы қабаттың температурасы есептеледі. Беттің сыртқа қарай кеңейетін жылдамдығы есептеледі және негізгі Ньютон импульсы тепе-теңдігінен талқандау итергішінің ішке қарай имплозияланатын жылдамдығы анықталады. Осы есептеулердің толыққанды түрін Ivy Mike құрылғысына қолдану буланған итергіш газдың кеңейу жылдамдығын және, егер талқандау/итергіш массасының 3/4 бөлігі абляцияланса, ең тиімді энергия пропорциясы бойынша имплозия жылдамдығын береді. W 80 үшін газдың кеңейу жылдамдығы шамамен және имплозия жылдамдығы Абляциялық материалдың тудырған қысымы Ivy Mike құрылғысында және W 80 құрылғысында есептеледі. Ричард Родстың "Қараңғы күн" кітабында Ivy Mike болат корпусының ішкі жағына мыс шегелермен пластикалық көбік қабаттары бекітілгені айтылады. Родс бомбаның бірнеше конструкторын келтіріп, сыртқы корпустың ішіндегі пластикалық көбік қабаты абляцияны кешіктіру үшін және осылайша сыртқы корпустың кері ителуін қамтамасыз ету үшін жасалғанын түсіндіреді: егер көбік болмаса, металл сыртқы корпустың ішкі жағынан үлкен импульспен абляцияланып, корпустың сыртына тез кері итетін еді. Корпустың мақсаты – жарылысты мүмкіндігінше ұзақ уақытқа ұстап тұру, екінші сатының металл бетіне мүмкіндігінше көп рентген сәулесі түсіп, тиімді сығылуға және синтездік өнімділіктің жоғарылауына мүмкіндік беру. Пластикалық көбіктің тығыздығы төмен болғандықтан, металлге қарағанда абляция кезінде тудыратын импульс кішкентай. Кеңес Одағы өздерінің (көзделіп пайдалану) "Царь бомбасында" бірнеше сатыларды (оның ішінде бірнеше үшінші синтез сатыларын) қолданған деп саналады. Жарылу қаупі бар жамылғыны, "Царь бомбасында" болғандай, қорғасынмен алмастыруға болады. Егер сутекті бомбалар Теллер-Улам конструкциясынан өзгеше конфигурациялардан жасалса, бұл туралы ашық түрде мәлімдеме жасалмаған. Мүмкін болған ерекшелік – советтердің ертедегі "Слоика" конструкциясы. Негізінде, Теллер-Улам конструкциясы кем дегенде екі имплозияның болуына негізделген: біріншісі, бастапқыдағы дәстүрлі (химиялық) жарылғыш заттар бөлінетін ядроны қысады, нәтижесінде химиялық жарылғыш заттардың өздігінен тудыра алатынынан әлдеқайда күшті бөліну жарылысы болады (бірінші кезең). Екіншісі, біріншіліктің бөлінуінен туындаған сәулелену екінші синтез сатысын қысып, тұтандыру үшін пайдаланылады, нәтижесінде бөліну жарылысынан әлдеқайда күшті синтез жарылысы болады. Бұл қысу тізбегі кез келген санда үшінші термоядролық синтез сатысымен жалғастырылуы мүмкін, әрқайсысы келесі сатыда көбірек синтез отынын тұтандырады. 1949 жылдың тамызында Кеңес Одағының алғашқы атом бомбасын сынауы американдықтар күткеннен ертерек болды, ал келесі бірнеше айда АҚШ үкіметі, әскери және ғылыми қауымдастықтары арасында әлдеқайда қуатты "Суперді" әзірлеуді жалғастыру туралы қызу пікірталас болды. Бұл жобаның іске асуына деген сенім күшті болды. 1952 жылдың 1 қарашасында Теллер-Улам конструкциясы Эневетак атолліндегі аралда жасалған "Ivy Mike" сынағында толық көлемде сыналып, күші (Екінші дүниежүзілік соғыста Нагасакиге тасталған бомбадан 450 есе артық) болды. "Шошқа" деп аталған құрылғыда өте үлкен бөліну бомбасы "триггер" ретінде және сұйық дейтерий – криогендік жабдықтың мөлшерімен сұйық күйде сақталған – синтездік отын ретінде қолданылды және салмағы шамамен болды. Ivy Mike құрылғысының сұйық дейтерий отыны қаруды қолдану үшін ыңғайсыз болды, ал келесі жетістік – қатты литий дейтеридті синтездік отынды пайдалану болды. 1954 жылы бұл "Castle Bravo" сынағында (құрылғының коды "Шримп" деп аталды) сыналып, күтілгеннен 2,5 есе жоғары өнімділікке ие болды және бұл АҚШ-тың сынаған ең үлкен бомбасы. АҚШ-тағы жұмыстар тез арада Теллер-Улам қаруларын кішірейтуге, оларды құрлықтар аралық баллистикалық зымырандарға және суастына шабуылдайтын баллистикалық зымырандарға орналастыруға бағытталды. 1960 жылға қарай, "Polaris" баллистикалық зымырандарында орналасқан W47 жарылғыш қаруларымен мегатондық жарылғыш қарулар диаметрі және салмағы дейін кішірейтілді. Жарылғыш қаруларды кішірейтудегі одан әрі жаңарулар 1970 жылдардың ортасына қарай жүзеге асты, сол кезде Теллер-Улам конструкциясының нұсқалары жасалды, олар кішкентай MIRV зымыранының соңына он немесе одан да көп жарылғыш қаруларды орналастыруға мүмкіндік берді (W88 туралы төмендегі бөлімді қараңыз). Қытай өздерінің ядролық бағдарламасын жеделдету үшін Кеңес Одағынан кең ауқымды техникалық көмек алды, бірақ 1960 жылға қарай Кеңес Одағы мен Қытай арасындағы жарыс соншалықты үлкен болды, Кеңес Одағы Қытайға барлық көмекті тоқтатты. Уильям Бродтың "The New York Times" газетінде жариялаған мақаласында 1995 жылы Қытайдың күдікті қос агенті АҚШ-тың W88 жарылғышының құпия ерекшеліктерін білетінін көрсететін ақпаратты ұсынды, бұл жағдай тыңшылық арқылы алынған деген болжам бар. (Бұл тергеу нәтижесінде Вэн Хо Лидің сәтсіз сот процесі болды).

The outer casing of the secondary assembly is called the "tamper pusher". The purpose of a tamper in an implosion bomb is to delay the expansion of the reacting fuel supply (which is very hot dense plasma) until the fuel is fully consumed and the explosion runs to completion. The same tamper material serves also as a pusher in that it is the medium by which the outside pressure (force acting on the surface area of the secondary) is transferred to the mass of fusion fuel. The proposed tamper pusher ablation mechanism posits that the outer layers of the thermonuclear secondary's tamper pusher are heated so extremely by the primary's X ray flux that they expand violently and ablate away (fly off). Because total momentum is conserved, this mass of high velocity ejecta impels the rest of the tamper pusher to recoil inwards with tremendous force, crushing the fusion fuel and the spark plug. The tamper pusher is built robustly enough to insulate the fusion fuel from the extreme heat outside; otherwise, the compression would be spoiled. Rough calculations for the basic ablation effect are relatively simple: the energy from the primary is distributed evenly onto all of the surfaces within the outer radiation case, with the components coming to a thermal equilibrium, and the effects of that thermal energy are then analyzed. The energy is mostly deposited within about one X ray optical thickness of the tamper/pusher outer surface, and the temperature of that layer can then be calculated. The velocity at which the surface then expands outwards is calculated and, from a basic Newtonian momentum balance, the velocity at which the rest of the tamper implodes inwards. Applying the more detailed form of those calculations to the Ivy Mike device yields vaporized pusher gas expansion velocity of and an implosion velocity of perhaps if 3/4 of the total tamper/pusher mass is ablated off, the most energy efficient proportion. For the W 80 the gas expansion velocity is roughly and the implosion velocity The pressure due to the ablating material is calculated to be in the Ivy Mike device and in the W 80 device. Richard Rhodes' book Dark Sun stated that a layer of plastic foam was fixed to the lead liner of the inside of the Ivy Mike steel casing using copper nails. Rhodes quotes several designers of that bomb explaining that the plastic foam layer inside the outer case is to delay ablation and thus recoil of the outer case: if the foam were not there, metal would ablate from the inside of the outer case with a large impulse, causing the casing to recoil outwards rapidly. The purpose of the casing is to contain the explosion for as long as possible, allowing as much X ray ablation of the metallic surface of the secondary stage as possible, so it compresses the secondary efficiently, maximizing the fusion yield. Plastic foam has a low density, so causes a smaller impulse when it ablates than metal does. The Soviet Union is thought to have used multiple stages (including more than one tertiary fusion stage) in their ( in intended use) Tsar Bomba. The fissionable jacket could be replaced with lead, as was done with the Tsar Bomba. If any hydrogen bombs have been made from configurations other than those based on the Teller–Ulam design, the fact of it is not publicly known. A possible exception to this is the Soviet early Sloika design. In essence, the Teller–Ulam configuration relies on at least two instances of implosion occurring: first, the conventional (chemical) explosives in the primary would compress the fissile core, resulting in a fission explosion many times more powerful than that which chemical explosives could achieve alone (first stage). Second, the radiation from the fissioning of the primary would be used to compress and ignite the secondary fusion stage, resulting in a fusion explosion many times more powerful than the fission explosion alone. This chain of compression could conceivably be continued with an arbitrary number of tertiary fusion stages, each igniting more fusion fuel in the next stage

The first atomic bomb test by the Soviet Union in August 1949 came earlier than expected by Americans, and over the next several months there was an intense debate within the U. S. government, military, and scientific communities regarding whether to proceed with development of the far more powerful Super. it raised expectations to a near certainty that the concept would work. On 1 November 1952, the Teller–Ulam configuration was tested at full scale in the "Ivy Mike" shot at an island in the Enewetak Atoll, with a yield of (over 450 times more powerful than the bomb dropped on Nagasaki during World War II). The device, dubbed the Sausage, used an extra large fission bomb as a "trigger" and liquid deuterium—kept in its liquid state by of cryogenic equipment—as its fusion fuel, and weighed around altogether. The liquid deuterium fuel of Ivy Mike was impractical for a deployable weapon, and the next advance was to use a solid lithium deuteride fusion fuel instead. In 1954 this was tested in the "Castle Bravo" shot (the device was code named Shrimp), which had a yield of (2.5 times expected) and is the largest U. S. bomb ever tested. Efforts in the United States soon shifted towards developing miniaturized Teller–Ulam weapons that could fit into intercontinental ballistic missiles and submarine launched ballistic missiles. By 1960, with the W47 warhead deployed on Polaris ballistic missile submarines, megaton class warheads were as small as in diameter and in weight. Further innovation in miniaturizing warheads was accomplished by the mid 1970s, when versions of the Teller–Ulam design were created that could fit ten or more warheads on the end of a small MIRVed missile (see the section on the W88 below). China had received extensive technical help from the Soviet Union to jump start their nuclear program, but by 1960, the rift between the Soviet Union and China had become so great that the Soviet Union ceased all assistance to China. A story in The New York Times by William Broad reported that in 1995, a supposed Chinese double agent delivered information indicating that China knew secret details of the U. S. W88 warhead, supposedly through espionage. (This line of investigation eventually resulted in the abortive trial of Wen Ho Lee.)

Франция

Франция ядролық сынақ алаңын Тынық мұхитындағы халық тұрмайтын француз атолдарына көшірді. Бұл жаңа орындарда жүргізілген алғашқы сынақ 1968 жылғы 24 тамызда Француз Полинезиясындағы Фангатауфа атоллінде өткен "Канопус" сынағы болды. Бұл елдің бірінші көп сатылы термоядролық қару сынағы еді. Сынақ нәтижесінде атмосфера айтарлықтай ластанды. Францияның Теллер-Улам жобасын дамытуы туралы "Канопус" сынағында құрылғыны сынағаннан басқа, көп мәлімет жоқ. Франция Теллер-Улам жобасының бастапқы дамуында үлкен қиындықтарға тап болды, бірақ кейіннен оларды жеңіп, басқа ірі ядролық державалармен тең деңгейдегі ядролық қаруға ие болды деп саналады. Францияда TN 80/TN 81 жарылыс бастары бар шамамен 60 әуеден ұшырылатын зымыран бар, олардың әрқайсысының қуаты шамамен 2 гтоннаға жетеді. Францияның ядролық бағдарламасы осы қарулардың ондаған жылдар бойы қолданылуын қамтамасыз ету үшін мұқият жоспарланған.

Үндістан

1998 жылдың 11 мамырында Үндістан "Шакти" операциясы ("Шакти I", атап айтқанда, хинди тілінде "Шакти" сөзі "қуат" дегенді білдіреді) сынақтары кезінде термоядролық бомба жарылғанын жариялады. Алайда, Лос-Аламос ұлттық зертханасының бұрынғы директоры Гарольд М. Агню Үндістанның термоядролық бомбаны жарылқазғаны туралы мәлімдемесіне сенімді екенін айтты. Саясиландыру мәселесі және үнді ғалымдары арасындағы дау-жанжалдар осы мәселені одан әрі күрделендірді. 2009 жылдың тамызындағы сұхбатта 1998 жылғы сынақ алаңын дайындауға жауапты директор К. Сантанам термоядролық жарылыстың күтілгеннен төмен болғанын және Үндістанның КХАТ-қа (Ядролық сынақтарды тоқтату шарты) асықпауы керектігін мәлімдеді. Аталған сынаққа қатысқан басқа үнді ғалымдары К. Сантанамның мәлімдемесімен келіспей, оның сөздері ғылыми негізге сүйенбейді деп санайды. Британдық сейсмолог Роджер Кларк магнитудалардың жиынтық қуатын шамамен 0,7-ге дейін көрсететінін айтты, бұл Үндістан жариялаған жалпы қуатқа сәйкес келеді. АҚШ сейсмологы Джек Эверден дұрыс бағалау үшін сынақ алаңдары арасындағы геологиялық және сейсмологиялық айырмашылықтарды ескеру қажет екенін атап өтті. Үндістан ресми түрде "Шакти-1" термоядролық сынағының нәтижелеріне сүйене отырып, әртүрлі қуатты термоядролық қару жасауға қабілетті екенін мәлімдейді.

Израиль

Израильде Теллер-Улам жобасындағы термоядролық қарулары бар деген мәлімдеме бар, бірақ ол ешқандай ядролық құрылғыны сынаған жоқ. Дегенмен, 1979 жылғы Вела оқиғасы Израиль мен Оңтүстік Африканың бірлескен ядролық сынағы болуы мүмкін деген кең таралған болжам бар. Ол ЦРУ-ны Израильдің қабілетіне көндіру үшін бір жыл жұмсады, және ақыры 1976 жылы ЦРУ-дың Карл Дакетт "америкалық ғалымнан" (Теллер) сенімді ақпарат алғаннан кейін АҚШ Конгресінде куәлік берді. Теллер бұл мәселені АҚШ үкіметінің жоғары деңгейіне жеткізгеннен кейін: "Олар [Израиль] оған ие, және олар өз зерттеулеріне сеніп, сынақтан өтпеуге жеткілікті епті болды, себебі сынақ өткізу оларды қиын жағдайға түсіретінін білді" деді. 2016 жылдың қаңтар айында Солтүстік Корея сутегі бомбасын сәтті сынады деп мәлімдеді, бірақ сынақ кезінде 5,1 дәрежелі сейсмикалық оқиға ғана тіркелді, бұл 2013 жылғы атом бомбасының сынағына ұқсас. Бұл сейсмикалық жазбалар Солтүстік Кореяның сутегі бомбасын сынады деген мәлімдемесіне күмән тудырады және бұл термоядролық емес, ядролық сынақ болғанын көрсетеді. 2017 жылдың 3 қыркүйегінде елдің мемлекеттік ақпарат құралдары сутегі бомбасының сынағы "толық сәттілікке" жеткенін хабарлады. АҚШ Геологиялық қызметінің (USGS) мәліметінше, жарылыс 6,3 дәрежелі жер сілкінісіне тең энергияны шығарды, бұл Солтүстік Кореяның бұрынғы ядролық сынақтарынан 10 есе күшті. АҚШ барлау қызметі алғашқы бағалауын жариялады, оның нәтижелілігі , белгісіздік диапазонымен көрсетілді. 12 қыркүйекте NORSAR жарылыс шамасын 6,1-ге дейін жоғарлатты, бұл CTBTO бағалауымен сәйкес келеді, бірақ USGS бағалауынан (6,3) төмен. Оның нәтижелілігі , белгілі бір белгісіздік пен жарияланбаған қателік шегі бар екені атап өтілді. 13 қыркүйекте сынақ алаңының синтетикалық апертуралық радарлық спутниктік суреттерінің сынаққа дейінгі және кейінгі талдауы жарияланды, бұл сынақ тау жынысының астында жүргізілгенін және нәтижелігі "300 килотоннан асып кетуі мүмкін" екенін көрсетеді.

Israel is alleged to possess thermonuclear weapons of the Teller–Ulam design, but it is not known to have tested any nuclear devices, although it is widely speculated that the Vela incident of 1979 may have been a joint Israeli–South African nuclear test. It took him a year to convince the CIA about Israel's capability and finally in 1976, Carl Duckett of the CIA testified to the U. S. Congress, after receiving credible information from an "American scientist" (Teller), on Israel's nuclear capability. After he conveyed the matter to the higher level of the U. S. government, Teller reportedly said: "They [Israel] have it, and they were clever enough to trust their research and not to test, they know that to test would get them into trouble." In January 2016, North Korea claimed to have successfully tested a hydrogen bomb, although only a magnitude 5.1 seismic event was detected at the time of the test, a similar magnitude to the 2013 test of a atomic bomb. These seismic recordings cast doubt upon North Korea's claim that a hydrogen bomb was tested and suggest it was a non fusion nuclear test. On 3 September 2017, the country's state media reported that a hydrogen bomb test was conducted that resulted in "perfect success". According to the U. S. Geological Survey (USGS), the blast released energy equivalent to an earthquake with a seismic magnitude of 6.3, 10 times more powerful than previous nuclear tests conducted by North Korea. U. S. Intelligence released an early assessment that the yield estimate was , with an uncertainty range of
On 12 September, NORSAR revised its estimate of the explosion magnitude upward to 6.1, matching that of the CTBTO, but less powerful than the USGS estimate of 6.3. Its yield estimate was revised to , while noting the estimate had some uncertainty and an undisclosed margin of error. On 13 September, an analysis of before and after synthetic aperture radar satellite imagery of the test site was published suggesting the test occurred under of rock and the yield "could have been in excess of 300 kilotons".

Қоғамдық білім

Теллер-Улам жобасы көп жылдар бойы ең құпия ядролық технологиялардың бірі саналды, тіпті бүгінгі күнге дейін оны құпиялылық шеңберінен шыққан ресми жарияланымдар егжей-тегжейлі талқыламайды. АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) саясаты бұрын да, қазір де "ақпараттың жария болуына" байланысты ешқандай мойындау жасамайды, себебі мұндай әрекет жарияланған ақпараттың дұрыстығын растаумен тең болар еді. Осы жоба туралы көпшілікке белгілі ақпараттың көбі жарылыс қабығының суреттерінен басқа, DOE-нің бірнеше қысқа мәлімдемелерімен және бірнеше тәуелсіз зерттеушілердің еңбегімен шектеледі.

DOE мәлімдемелері

1972 жылы АҚШ үкіметі "[Т]ермоядролық (ТН) қаруларда термоядролық отынның ТН реакциясын іске қосу үшін бөлінуге қабілетті ‘біріншілік’ пайдаланылады" және 1979 жылы "[Т]ермоядролық қаруларда бөлінуші жарылғыштан шығатын сәулелену термоядролық отын бар физикалық бөлек компонентті қысу және тұтандыру үшін қолданылып, энергияны беруге мүмкіндік береді" деп жазылған құжатты жариялады. АҚШ үкіметі соңғы сөйлемге "Бұл мәлімдеменің толық түсіндірілуі құпия болып саналады" деп қосты. ‘Жаққыш’ деп аталатын құрылғыға қатысты жалғыз ақпарат 1991 жылы жарияланды: "Кейбір екіншілік компоненттерде бөлінуге қабілетті немесе бөлінуге болатын материалдар бар, материалдардың түрі анықталмаған, орналасқан жері көрсетілмеген, қолданылуы белгісіз және қарулар аталмаған". 1998 жылы Энергетика департаменті (DOE) "Материалдар арналарда болуы мүмкін және ‘арна толтырғыш’ термині қолданылады, түсіндірмелер жоқ" деген мәлімдемені жариялады, бұл полистирол көбігін (немесе оған ұқсас затты) білдіруі мүмкін. Бұл мәлімдемелер жоғарыда келтірілген модельдердің кейбірін немесе барлығын растай ма, жоқ па, оны түсіндіруге болады, ал АҚШ үкіметінің ядролық қарулардың техникалық егжей-тегжейлері туралы ресми хабарламалары бұрыннан бері мақсатты түрде дұрыс емес болды (мысалы, Смит есебін қараңыз). Кейбір ерте қаруларда қолданылған отын түрлері сияқты басқа да ақпараттар жарияланды, бірақ нақты техникалық мәліметтер берілген жоқ.

Прогрессивті іс

Теллер-Улам конструкциясының жұмыс істеуіне қатысты қазіргі көзқарастардың көпшілігі 1979 жылы АҚШ Энергетика департаментінің (DOE) Говард Морландтың «сутекті бомбаның құпиясы» атты мақаласын цензуралауға тырысқаннан кейін ғана көпшілік назарына түсті. 1978 жылы Морланд бұл «соңғы құпияны» ашып, қарулану жарысына назар аудару және азаматтарға ядролық қарудың маңыздылығы және ядролық құпиялылық туралы ресми мәлімдемелерге күмән келтіруге мүмкіндік беруді мақсат еткен. Морландтың қарудың жұмыс істеу принципі туралы идеяларының көп бөлігі қолжетімді дереккөздерден жинақталған. Оның көзқарасына ең көп әсер еткен суреттер «Америка энциклопедиясынан» алынған. Морланд сонымен қатар көптеген бұрынғы Лос-Аламос ғалымдарымен (Теллер мен Уламды қоса алғанда, бірақ олар оған пайдалы ақпарат бермеді) сұхбаттасқан (көбінесе бейресми түрде) және олардан ақпарат алу үшін түрлі жеке стратегияларды қолданған (мысалы, «Олар әлі де тұтандырғыштарды пайдалана ма?» сияқты сұрақтар қою, тіпті ол осы терминнің нақты мағынасын білмесе де). Морланд «құпияның» негізгі және екіншілік бөліктердің бөлек сақталуында және негізгі бөліктен таралатын радиациялық қысымның екіншілік бөлікті тұтандыру алдында қысып, ығыстыруында екеніне келді. «The Progressive» журналында жариялануға дайындалған мақаланың алғашқы нұсқасы Морландтың мақсатына қарсы болған профессордың қолына тиіп, DOE-ге жіберілгеннен кейін, DOE мақаланың жарияланбауын талап етті және уақытша тыйым салуға өтініш берді. DOE Морландтың ақпараты (1) құпия дереккөздерден алынған болуы мүмкін, (2) егер құпия дереккөздерден алынбаса, онда ол 1954 жылғы Атом энергиясы туралы заңның «жасырын туылған» бабына сәйкес «құпия» ақпарат болып саналады және (3) қауіпті және ядролық қарудың таралуына ықпал етеді деп мәлімдеді. Морланд пен оның адвокаттары барлық тармақтарда келіспеді, бірақ сот бұйрық берді, өйткені судья Морланд және басқалардың шағымдануына мүмкіндік беру және бұл жағдайды қарау қауіпсіз деп шешті, олар да солай істеді («АҚШ қарсы «The Progressive»», 1979). DOE ісі түрлі күрделі жағдайларға байланысты, олардың кейбіреулері «құпия» деп талап етілген деректердің бірнеше жыл бұрын студенттер энциклопедиясында жарияланғаны анық болғандықтан, әлсіреп бастады. Басқа бір H бомбасының сарапшысы Чак Хансеннің «құпия» туралы өзгеше идеялары (Морландтікінен мүлдем өзгеше) Висконсин газетінде жарияланғаннан кейін, DOE «The Progressive» ісі мәнсіз деп мәлімдеді, соттан бас тартып, журналға мақаласын жариялауға рұқсат берді, ол 1979 жылдың қарашасында жарияланды. Алайда, Морланд бомбаның жұмыс істеу принципі туралы пікірін өзгертті, екіншілік бөлікті қысу үшін радиациялық қысым емес, көбік тәрізді орта (полистирол) қолданылатынын және екіншілік бөлікте де бөлініп шығатын материалдан жасалған тұтандырғыш бар екенін айтты. Ол бұл өзгерістерді, ішінара апелляциялық сот ісінің барысында алынған мәліметтерге сүйене отырып, бір айдан кейін «The Progressive» журналында қысқаша түзету ретінде жариялады. 1981 жылы Морланд өзінің тәжірибесі туралы кітап жариялады, онда ол «құпия» туралы қорытындыларына әкелген ойлар тізбегін егжей-тегжейлі сипаттады. Морландтың жұмысы кем дегенде жартылай дұрыс деп есептеледі, өйткені DOE оны цензуралауға тырысты, бұл олардың «құпия» материалды мойындамаудың әдеттегі тәсілінен айқын бұрушылық болды; алайда, оның ақпаратта жетіспеушіліктері немесе қателіктері бар ма, әзірге анық белгілі емес. Теллер-Улам конструкциясын жасауда бірқатар елдердің (мысалы, Ұлыбритания сияқты, олар конструкцияны түсінгендей болса да) қиындықтары термоядролық қаруды жасауға тек осы қарапайым ақпарат жеткілікті емес екенін көрсетеді. Дегенмен, 1979 жылы Морланд ұсынған идеялар Теллер-Улам конструкциясы туралы барлық қазіргі болжамдардың негізі болып табылады.

Most of the current ideas on the workings of the Teller–Ulam design came into public awareness after the Department of Energy (DOE) attempted to censor a magazine article by U. S. antiweapons activist Howard Morland in 1979 on the "secret of the hydrogen bomb". In 1978, Morland had decided that discovering and exposing this "last remaining secret" would focus attention onto the arms race and allow citizens to feel empowered to question official statements on the importance of nuclear weapons and nuclear secrecy. Most of Morland's ideas about how the weapon worked were compiled from highly accessible sources—the drawings that most inspired his approach came from none other than the Encyclopedia Americana. Morland also interviewed (often informally) many former Los Alamos scientists (including Teller and Ulam, though neither gave him any useful information), and used a variety of interpersonal strategies to encourage informative responses from them (i. e., asking questions such as "Do they still use spark plugs?" even if he was not aware what the latter term specifically referred to). Morland eventually concluded that the "secret" was that the primary and secondary were kept separate and that radiation pressure from the primary compressed the secondary before igniting it. When an early draft of the article, to be published in The Progressive magazine, was sent to the DOE after falling into the hands of a professor who was opposed to Morland's goal, the DOE requested that the article not be published, and pressed for a temporary injunction. The DOE argued that Morland's information was (1) likely derived from classified sources, (2) if not derived from classified sources, itself counted as "secret" information under the "born secret" clause of the 1954 Atomic Energy Act, and (3) was dangerous and would encourage nuclear proliferation. Morland and his lawyers disagreed on all points, but the injunction was granted, as the judge in the case felt that it was safer to grant the injunction and allow Morland, et al., to appeal, which they did in United States v. The Progressive (1979). Through a variety of more complicated circumstances, the DOE case began to wane as it became clear that some of the data they were attempting to claim as "secret" had been published in a students' encyclopedia a few years earlier. After another H bomb speculator, Chuck Hansen, had his own ideas about the "secret" (quite different from Morland's) published in a Wisconsin newspaper, the DOE claimed that The Progressive case was moot, dropped its suit, and allowed the magazine to publish its article, which it did in November 1979. Morland had by then, however, changed his opinion of how the bomb worked, suggesting that a foam medium (the polystyrene) rather than radiation pressure was used to compress the secondary, and that in the secondary there was a spark plug of fissile material as well. He published these changes, based in part on the proceedings of the appeals trial, as a short erratum in The Progressive a month later. In 1981, Morland published a book about his experience, describing in detail the train of thought that led him to his conclusions about the "secret". Morland's work is interpreted as being at least partially correct because the DOE had sought to censor it, one of the few times they violated their usual approach of not acknowledging "secret" material that had been released; however, to what degree it lacks information, or has incorrect information, is not known with any confidence. The difficulty that a number of countries had in developing the Teller–Ulam design (even when they apparently understood the design, such as with the United Kingdom), makes it somewhat unlikely that this simple information alone is what provides the ability to manufacture thermonuclear weapons. Nevertheless, the ideas put forward by Morland in 1979 have been the basis for all the current speculation on the Teller–Ulam design.

Ядролық энергияны азайту

1986 жылдың қаңтар айында Кеңес Одағының басшысы Михаил Горбачев 20 ғасырдың соңына дейін әлемдегі ядролық қаруды жоюға арналған үш кезеңді бағдарлама ұсынды. 1989 жылы қайтыс болғаннан екі жыл бұрын Андрей Сахаровтың ғалымдар форумында айтқан сөздері АҚШ және КСРО қару-жарақ қоймаларынан мыңдаған ядролық баллистикалық зымырандарды жою процесін бастауға көмектесті. Сахаров (1921–1989) 1948 жылы, докторлық диссертациясын аяқтағаннан кейін бір жыл өткен соң, Кеңес Одағының ядролық қару бағдарламасына қабылданды. 1949 жылы АҚШ алғашқы советтік бөліну бомбасының сынағын тіркеді, және екі ел мың есе қуатты термоядролық сутек бомбасын жасау үшін бейкүнә жарысқа түсті. АҚШ-тағы әріптестері сияқты Сахаров та өзінің сутек бомбасын жасауын басқа елдің монополияға қол жеткізу қаупімен негіздеді. Бірақ Манхэттен жобасында жұмыс істеген америкалық ғалымдардың кейбіреулері сияқты, ол өз елінің саяси басшылығын және содан кейін бүкіл әлемді ядролық қарудың қаупі туралы хабардар етуге міндетті деп ойлады. Сахаровтың саясатқа әсер етуге жасаған алғашқы әрекеті, сутек бомбасы сынақтарында бөлінетін нейтрондардың көп мөлшерінен атмосферада пайда болатын ұзақ өмір сүретін радиоактивті көміртегі-14-тен туындаған генетикалық зақымдану мүмкіндігі туралы алаңдауынан туындады. 1968 жылы бір досы Сахаровқа әлемдегі интеллигенцияның рөлі туралы эссе жазуды ұсынды. Өзін-өзі басып шығару сол кезде Кеңес Одағында мақұлданбаған қолжазбаларды таратудың әдісі болды. Көптеген оқырмандар көміртек қағазымен араласқан бірнеше параққа басып, бірнеше көшірме жасады. Сахаровтың «Прогресс, бейбіт өмір сүру және зияткерлік бостандық туралы ойлар» атты эссесінің бір данасы Кеңес Одағынан жасырын шығарылып, «Нью-Йорк Таймс» газетінде жарияланды. 1968–1969 жылдары 18 миллионнан астам дана қайта басылды. Эссе жарияланғаннан кейін Сахаровқа ядролық қару бағдарламасына қайта оралуға тыйым салынды және ол Мәскеуде ғылыми-зерттеу жұмысына орналасты. Энергетика министрлігі бомбаның Вассау шығанағының түбінде бірнеше фут балшық астында жатыр деп есептеді. 1966 жылдың 17 қаңтарында Испанияның Паломарес қаласының үстінде B-52G және KC-135 Stratotanker ұшақтары соқтығысып, қаза болды. Екі Mk28 типті сутек бомбасындағы конвенциялық жарылғыш заттар жерге соққанда жарылып, жақын маңдағы шаруашылықтарға плутоний шашырады. Үшінші бомба Паломарес маңына түсті, ал төртіншісі Жерорта теңізіне, жағалаудан 19 шақырым қашықтықта құлап, бірнеше айдан кейін табылды. 1968 жылдың 21 қаңтарында «Хром купол» операциясы аясында B-28FI термоядролық бомбалары бар B-52G ұшағы Гренландиядағы Тюле әуе базасына шұғыл қонуға тырысқанда Солтүстік Жұлдыз шығанағының мұзына құлады. Одан шыққан өрт кең ауқымды радиоактивті ластануға әкелді. Тазалау жұмысына қатысқан қызметкерлер үш бомбадан барлық сынықтарды таба алмады, ал бір бомба табылмады. Кішірек оқ-дәрі бір зымыранға көбірек орналасуға мүмкіндік береді және жылдамдық пен қашықтық сияқты негізгі ұшу қасиеттерін жақсартады.

In January 1986, Soviet leader Mikhail Gorbachev publicly proposed a three stage program for abolishing the world's nuclear weapons by the end of the 20th century. Two years before his death in 1989, Andrei Sakharov's comments at a scientists' forum helped begin the process for the elimination of thousands of nuclear ballistic missiles from the US and Soviet arsenals. Sakharov (1921–1989) was recruited into the Soviet Union's nuclear weapons program in 1948, a year after he completed his doctorate. In 1949 the US detected the first Soviet test of a fission bomb, and the two countries embarked on a desperate race to design a thermonuclear hydrogen bomb that was a thousand times more powerful. Like his US counterparts, Sakharov justified his H bomb work by pointing to the danger of the other country's achieving a monopoly. But also like some of the US scientists who had worked on the Manhattan Project, he felt a responsibility to inform his country's political leadership and then the wider world about the dangers from nuclear weapons. Sakharov's first attempt to influence policy was brought about by his concern about possible genetic damage from long lived radioactive carbon 14 created in the atmosphere from nitrogen 14 by the enormous fluxes of neutrons released in H bomb tests. In 1968, a friend suggested that Sakharov write an essay about the role of the intelligentsia in world affairs. Self publishing was the method at the time for spreading unapproved manuscripts in the Soviet Union. Many readers would create multiple copies by typing with multiple sheets of paper interleaved with carbon paper. One copy of Sakharov's essay, "Reflections on Progress, Peaceful Coexistence, and Intellectual Freedom", was smuggled out of the Soviet Union and published by the New York Times. More than 18 million reprints were produced during 1968–69. After the essay was published, Sakharov was barred from returning to work in the nuclear weapons program and took a research position in Moscow. The bomb was thought by the Department of Energy to lie buried under several feet of silt at the bottom of Wassaw Sound. On 17 January 1966, a fatal collision occurred between a B 52G and a KC 135 Stratotanker over Palomares, Spain. The conventional explosives in two of the Mk28 type hydrogen bombs detonated upon impact with the ground, dispersing plutonium over nearby farms. A third bomb landed intact near Palomares while the fourth fell 12 miles (19 km) off the coast into the Mediterranean sea and was recovered a few months later. On 21 January 1968, a B 52G, with four B28FI thermonuclear bombs aboard as part of Operation Chrome Dome, crashed on the ice of the North Star Bay while attempting an emergency landing at Thule Air Base in Greenland. The resulting fire caused extensive radioactive contamination. Personnel involved in the cleanup failed to recover all the debris from three of the bombs, and one bomb was not recovered. The smaller warhead allows more of them to fit onto a single missile and improves basic flight properties such as speed and range.

Негізгі қағидалар

2600 бет.