Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ядролық қару жарылысында босатылған энергия
Energy released in nuclear weapons explosions
Ядролық қарудың жарылғыш қуаты – ядролық қару жарылған кезде жарылыс, жылу және ядролық сәулелену сияқты босатылатын энергия мөлшері. Бұл көрсеткіш әдетте ТНТ эквивалентімен (тринитротолуеннің стандартталған массасы, жарылғанда сол энергияны бөліп шығарады) өлшенеді, килотонналарда (кт – ТНТ-нің мың тоннасы), мегатонналарда (Мт – ТНТ-нің миллион тоннасы) немесе кейде тераджоульдерде (ТДж) беріледі. Бір тераджоульдік жарылғыш қуатқа тең, себебі ТНТ-нің энергиясын өлшеу әрқашан қиындық тудырғандықтан, қабылданған анықтама бойынша бір килотонна ТНТ 1012 калорияға тең. Жарылғыш қуаттың массаға қатынасы – қарудың массасына шаққандағы жарылғыш қуаты. Термоядролық қарулар үшін (термоядролық қарулар) массаға шаққандағы ең жоғары тиімділік бомба массасының тоннасына шаққанда алты мегатонна ТНТ (25 ТДж/кг) деп бағаланған. 1960 жылдардың басында бір соққыға арналған ірі қаруларда 5,2 мегатонна/тонна және одан да жоғары көрсеткіштер тіркелген. Содан бері, көп соққылы жүйелердің тиімділігін (бомбаның зақымдауы/бомбаның массасы) арттыру үшін қажетті кішірек соққылы қарулар бір ғана заманауи соққылы қарулардың қуаттылығы/массалық қатынасын арттырды.
The explosive yield of a nuclear weapon is the amount of energy released such as blast, thermal, and nuclear radiation, when that particular nuclear weapon is detonated, usually expressed as a TNT equivalent (the standardized equivalent mass of trinitrotoluene which, if detonated, would produce the same energy discharge), either in kilotonnes (kt—thousands of tonnes of TNT), in megatonnes (Mt—millions of tonnes of TNT), or sometimes in terajoules (TJ). An explosive yield of one terajoule is equal to Because the accuracy of any measurement of the energy released by TNT has always been problematic, the conventional definition is that one kilotonne of TNT is held simply to be equivalent to 1012 calories. The yield to weight ratio is the amount of weapon yield compared to the mass of the weapon. The practical maximum yield to weight ratio for fusion weapons (thermonuclear weapons) has been estimated to six megatonnes of TNT per tonne of bomb mass (25 TJ/kg). Yields of 5.2 megatonnes/tonne and higher have been reported for large weapons constructed for single warhead use in the early 1960s. Since then, the smaller warheads needed to achieve the increased net damage efficiency (bomb damage/bomb mass) of multiple warhead systems have resulted in increases in the yield/mass ratio for single modern warheads.
Табыс шегі
Күш пен масса арақатынасы – қарудың массасына шаққандағы оның күшін көрсететін шама. Ядролық қаруды жобалаушы Тед Тейлордың сөзіне сүйенсек, термоядролық қарулар үшін күш пен масса арақатынасының практикалық максимум 6 мегатонна ТНТ тоннаға (25 ТДж/кг) шамасында болады. «Тейлор шегі» алғашқы қағидаларға негізделмеген, бірақ теориялық тұрғыдан тоннаға 9,5 мегатоннаға дейін күші бар қарулар қарастырылған. Нақты қол жеткізілген мәндер одан сәл төмен, ал бұл көрсеткіш қазіргі арсеналдарда кеңінен қолданылатын, тиімді MIRV жүйелерінде пайдалануға немесе қанатты зымырандармен жеткізілуге арналған кішкентай, жеңіл қарулар үшін одан да төмен болады. B41 үшін қарастырылған 25 мегатонналық опция күш пен масса арақатынасын тоннаға 5,1 мегатонна ТНТ деңгейіне жеткізеді. Бұл қазіргі АҚШ қаруларының кез келгенінен әлдеқайда жоғары тиімділікке (литий деутериді отынының кемінде 40% тиімділігіне) ие болуды талап етеді, бірақ бұл, әдеттегіден артық литий-6 қоспасын қолдану арқылы қол жеткізілуі мүмкін. Осының нәтижесінде B41 әлі күнге дейін ең жоғары күш/масса көрсеткішіне ие қару рекордын сақтап тұр. Осылайша, ашық деректерге сәйкес, W56 ядролық қарудың ең тиімділігін көрсетуі мүмкін. 1963 жылы АҚШ Қорғаныс министрлігі Титан-II зымыранымен 35 Мт оқтұмсықты немесе B-52 бомбалаушыларымен 50–60 Мт ауырлықты бомбаны орналастыруға қабілетті екенін жариялады. Бұл қарулардың ешқайсысы жасалмады, бірақ олардың екеуі де 25 Мт Mk 41-ден жоғары күш/масса арақатынасына ие болар еді. Бұл, Теллер-Улам термоядролық қаруларында ең көп қолданылатын U-238 тамперінің орнына, HEU тамперін пайдалану арқылы, B41 сияқты конструкцияны қолдану арқылы қол жеткізілуі мүмкін, бірақ U-238 тампері арзан және энергия тығыздығы төмен. Қазіргі АҚШ-тың кішкентай қарулары үшін күш тоннаға 600-ден 2200 килотоннаға дейін жетеді. Салыстыру үшін, Davy Crockett сияқты өте кішкентай тактикалық құрылғылар үшін күш тоннаға 0,4-тен 40 килотоннаға дейін болды. Тарихи салыстыру үшін, Little Boy үшін күш тоннаға 4 килотонна ТНТ ғана болды, ал ең үлкен «Царь-бомба» үшін күш тоннаға 2 мегатонна ТНТ болды (қасақана бірдей қару үшін екі есеге жуық күштен азайтылды, сондықтан бұл бомбаның жобаланған күші тоннаға 4 мегатоннаға жететініне күмән жоқ). Ең ірі таза бөліну бомбасы – Ivy King, 500 килотонналық күшке ие болды, бұл мұндай конструкциялардың жоғарғы шегін көрсетеді. Термоядролық күшейту мұндай қарудың тиімділігін айтарлықтай арттыра алады, бірақ барлық бөлінуге негізделген қарулардың күші үлкен сыни массамен жұмыс істеу қиындықтарына байланысты шектеулі. (Ұлыбританияның Orange Herald 800 килотонналық күшке ие үлкен күшейтілген бөліну бомбасы болды.) Алайда, термоядролық бомба үшін күштің жоғарғы шегі белгілі емес. Көптеген жекелеген оқ-дәрілер қазіргі арсеналдардың құрамына кірмейді, өйткені кішкентай MIRV оқ-дәрілері, панкейк пішіндес қирату аймағына таратылғанда, берілген жалпы күшке немесе пайдалы жүктеме массасының бірлігіне қарай әлдеқайда күштірек болады. Бұл әсер бір ғана оқ-дәрінің жердегі қирату күші оның күшінің тек куб түбіріне пропорционал екендігінен туындайды, өйткені жарылыс шамамен жарты шар пішіндес көлемде «босқа кетеді», ал стратегиялық нысана шекті биіктігі мен тереңдігі бар дөңгелек жер аумағына таралады. Бұл әсер баллистикалық зымыран оқ-дәрілері бір ғана оқ-дәрілік зымыранмен тасымалдана алатын ең үлкен көлемнен жеке-жеке азайтылған жағдайда күш/масса тиімділігінің төмендеуін толық өтеуге мүмкіндік береді.
The yield to mass ratio is the amount of weapon yield compared to the mass of the weapon. According to nuclear weapons designer Ted Taylor, the practical maximum yield to mass ratio for fusion weapons is about 6 megatonnes of TNT per tonne (25 TJ/kg). The "Taylor limit" is not derived from first principles, and weapons with yields as high as 9.5 megatonnes per tonne have been theorized. The highest achieved values are somewhat lower, and the value tends to be lower for smaller, lighter weapons, of the sort that are emphasized in today's arsenals, designed for efficient MIRV use or delivery by cruise missile systems. The 25 Mt yield option reported for the B41 would give it a yield to mass ratio of 5.1 megatonnes of TNT per tonne. While this would require a far greater efficiency than any other current U. S. weapon (at least 40% efficiency in a fusion fuel of lithium deuteride), this was apparently attainable, probably by the use of higher than normal lithium 6 enrichment in the lithium deuteride fusion fuel. This results in the B41 still retaining the record for the highest yield to mass weapon ever designed. thus, from information available in the public domain, the W56 may hold the distinction of demonstrating the highest efficiency in a nuclear weapon to date. In 1963 DOE declassified statements that the U. S. had the technological capability of deploying a 35 Mt warhead on the Titan II, or a 50–60 Mt gravity bomb on B 52s. Neither weapon was pursued, but either would require yield to mass ratios superior to a 25 Mt Mk 41. This may have been achievable by utilizing the same design as the B41 but with the addition of a HEU tamper, in place of the cheaper but lower energy density U 238 tamper, which is the most commonly used tamper material in Teller–Ulam thermonuclear weapons. For current smaller US weapons, yield is 600 to 2200 kilotonnes of TNT per tonne. By comparison, for the very small tactical devices such as the Davy Crockett it was 0.4 to 40 kilotonnes of TNT per tonne. For historical comparison, for Little Boy the yield was only 4 kilotonnes of TNT per tonne, and for the largest Tsar Bomba, the yield was 2 megatonnes of TNT per tonne (deliberately reduced from about twice as much yield for the same weapon, so there is little doubt that this bomb as designed was capable of 4 megatonnes per tonne yield). The largest pure fission bomb ever constructed, Ivy King, had a 500 kilotonne yield, which is probably in the range of the upper limit on such designs. Fusion boosting could likely raise the efficiency of such a weapon significantly, but eventually all fission based weapons have an upper yield limit due to the difficulties of dealing with large critical masses. (The UK's Orange Herald was a very large boosted fission bomb, with a yield of 800 kilotonnes.) However, there is no known upper yield limit for a fusion bomb. Large single warheads are seldom a part of today's arsenals, since smaller MIRV warheads, spread out over a pancake shaped destructive area, are far more destructive for a given total yield, or unit of payload mass. This effect results from the fact that destructive power of a single warhead on land scales approximately only as the cube root of its yield, due to blast "wasted" over a roughly hemispherical blast volume, while the strategic target is distributed over a circular land area with limited height and depth. This effect more than makes up for the lessened yield/mass efficiency encountered if ballistic missile warheads are individually scaled down from the maximal size that could be carried by a single warhead missile.
Табыс тиімділігі
Атом бомбасының тиімділігі – атом бомбасының нақты қуаты мен теориялық максималды қуаты арақатынасымен анықталады. Барлық атом бомбаларының тиімділігі бірдей емес, себебі әрбір бомбаның конструкциясы оның тиімділігіне үлкен әсер етеді. Қуат тиімділігін арттыру үшін, сыни массаны дұрыс жинау қажет, сондай-ақ конструкцияда тоқтаушылар (tampers) немесе бастақыштар (initiators) сияқты құрылғыларды қолдану керек. Тоқтаушы әдетте ураннан жасалады және оның инерциясы арқасында бомба ядросын бірге ұстайды. Ол ядроның тым ерте бөлінуіне, яғни "сәулеленудің сөнуіне" (fizzle) жол бермес үшін, максималды бөлінуді қамтамасыз ету үшін қолданылады. Бастақыш – ядроның ішінде немесе бомбаның сыртында орналасқан нейтрондардың көзі, ол жарылыс сәтінде ядроға нейтрондарды жібереді. Бұл реакцияны бастап, максималды бөліну реакцияларының жүзеге асуын қамтамасыз ету арқылы қуатты арттыруға мүмкіндік береді.
The efficiency of an atomic bomb is the ratio of the actual yield to the theoretical maximum yield of the atomic bomb. Not all atomic bombs possess the same yield efficiency as each individual bombs design plays a large role in how efficient it can be. In order to maximize yield efficiency one must make sure to assemble the critical mass correctly, as well as implementing instruments such as tampers or initiators in the design. A tamper is typically made of uranium and it holds the core together using its inertia. It is used to prevent the core from separating too soon to generate maximum fission, so as not to cause a "fizzle". The initiator is a source of neutrons either inside of the core, or on the outside of the bomb, and in this case it shoots neutrons at the core at the moment of detonation. It is essentially kick starting the reaction so the maximum fission reactions can occur to maximize yield.
Басқа әдістер мен даулар
Бұл деректер қол жетімді болмаған жағдайларда, көптеген жағдайларда нақты қуаты дау тудырады, әсіресе олар саяси мәселелерге байланысты болғанда. Мысалы, Хиросима мен Нагасакидегі атомдық бомбалауда қолданылған қару-жарақтар өте ерекше және ең жақсысын табуға тырысқан дизайнға ие болды, ал олардың қуатын кейіннен бағалау өте қиын болды. Хиросимадағы "Кішкентай бала" бомбасының қуаты (20% қателік шегімен) аралығында, ал Нагасакидегі "Жұқа адам" бомбасының қуаты (10% қателік шегімен) аралығында бағаланған. Мұндай көрінеу шағын өзгерістер осы бомбалаудан алынған деректерді басқа бомбалардың жағдайда қалай әрекет ететінін түсіну үшін пайдаланғанда маңызды болуы мүмкін, сонымен қатар басқа қарулардың қанша "Хиросима бомбасына" тең екендігі туралы әртүрлі бағалауларға әкелуі мүмкін (мысалы, Айви Майк сутекті бомбасы 867 немесе 578 Хиросима бомбасына тең болды – есептеу үшін жоғары немесе төмен мәнді қолданғанға байланысты, бұл реторикалық тұрғыдан айтарлықтай айырмашылық). Басқа да даулы қуаттардың қатарында алып "Царь бомбасы" бар, оның қуаты әртүрлі саяси тұлғалар тарапынан "тек" немесе ең көп дегенде деп жарияланды, бұл бомбаның күшін көрсету немесе оны кемсіту әрекеті болуы мүмкін.
Where these data are not available, as in a number of cases, precise yields have been in dispute, especially when they are tied to questions of politics. The weapons used in the atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki, for example, were highly individual and very idiosyncratic designs, and gauging their yield retrospectively has been quite difficult. The Hiroshima bomb, "Little Boy", is estimated to have been between (a 20% margin of error), while the Nagasaki bomb, "Fat Man", is estimated to be between (a 10% margin of error). Such apparently small changes in values can be important when trying to use the data from these bombings as reflective of how other bombs would behave in combat, and also result in differing assessments of how many "Hiroshima bombs" other weapons are equivalent to (for example, the Ivy Mike hydrogen bomb was equivalent to either 867 or 578 Hiroshima weapons — a rhetorically quite substantial difference — depending on whether one uses the high or low figure for the calculation). Other disputed yields have included the massive Tsar Bomba, whose yield was claimed between being "only" or at a maximum of by differing political figures, either as a way for hyping the power of the bomb or as an attempt to undercut it.