Термоядерная бомба — оружие, огромная взрывная сила которого возникает в результате неконтролируемой самоподдерживающейся цепной реакции, в которой изотопы водорода соединяются при чрезвычайно высоких температурах с образованием гелия в процессе, известном как ядерный синтез. Высокая температура, необходимая для этой реакции, создается при взрыве атомной бомбы.
Термоядерная бомба принципиально отличается от атомной тем, что в ней используется энергия, выделяющаяся при слиянии двух легких атомных ядер с образованием более тяжелого ядра. В атомной бомбе, напротив, используется энергия, выделяющаяся при расщеплении тяжелого атомного ядра на два более легких ядра. В обычных условиях атомные ядра несут положительные электрические заряды, которые сильно отталкивают другие ядра и не дают им приблизиться друг к другу. Только при температурах в миллионы градусов положительно заряженные ядра могут набрать достаточную кинетическую энергию, или скорость, чтобы преодолеть взаимное электрическое отталкивание и приблизиться достаточно близко друг к другу, чтобы объединиться под действием ядерных сил ближнего действия. Очень легкие ядра атомов водорода являются идеальными кандидатами для этого процесса слияния, поскольку они несут слабые положительные заряды и, следовательно, имеют меньшее сопротивление, которое нужно преодолеть.
Ядра водорода, которые объединяются в более тяжелые ядра гелия, должны потерять небольшую часть своей массы (около 0,63 процента), чтобы «сложиться» в один большой атом. Они теряют эту массу, полностью преобразуя ее в энергию, согласно знаменитой формуле Альберта Эйнштейна: E = mc2. Согласно этой формуле, количество созданной энергии равно количеству преобразованной массы, умноженному на квадрат скорости света. Полученная таким образом энергия формирует взрывную силу водородной бомбы.
Дейтерий и тритий, являющиеся изотопами водорода, представляют собой идеальные взаимодействующие ядра для процесса термоядерного синтеза. Два атома дейтерия, каждый с одним протоном и одним нейтроном, или трития, с одним протоном и двумя нейтронами, соединяются в процессе синтеза, образуя более тяжелое ядро гелия, имеющее два протона и один или два нейтрона. В современных термоядерных бомбах в качестве термоядерного топлива используется дейтерид лития-6, который превращается в тритий в самом начале процесса синтеза.
В термоядерной бомбе взрывной процесс начинается с детонации так называемой первичной ступени. Она состоит из относительно небольшого количества обычных взрывчатых веществ, при детонации которых образуется достаточно расщепляющегося урана для цепной реакции деления, которая, в свою очередь, приводит к еще одному взрыву и температуре в несколько миллионов градусов. Сила и тепло этого взрыва отражаются от окружающего уранового контейнера и направляются к вторичной ступени, содержащей дейтерид лития-6. Огромное тепло инициирует термоядерный синтез, и в результате взрыва вторичной ступени урановый контейнер разлетается на части. Нейтроны, высвобождающиеся в результате реакции синтеза, приводят к делению уранового контейнера, на что часто приходится большая часть энергии, выделяемой при взрыве, а также выпадение радиоактивных осадков (радиоактивных материалов из атмосферы) в процессе работы. (Нейтронная бомба — это термоядерное устройство, в котором урановый контейнер отсутствует, что приводит к гораздо меньшему взрыву, но смертельно опасному «усиленному излучению» нейтронов). Вся серия взрывов в термоядерной бомбе происходит за доли секунды.
При термоядерном взрыве образуются взрыв, свет, тепло и различное количество осадков. Сотрясающая сила взрыва принимает форму ударной волны, которая распространяется от места взрыва со сверхзвуковой скоростью и может полностью разрушить любое здание в радиусе нескольких миль. Интенсивный белый свет взрыва может вызвать необратимую слепоту у людей, смотрящих на него с расстояния в десятки миль. Интенсивный свет и тепло взрыва поджигают дерево и другие горючие материалы на расстоянии многих миль, создавая огромные пожары, которые могут перерасти в огненный смерч. Радиоактивные осадки загрязняют воздух, воду и почву и могут сохраняться в течение многих лет после взрыва; их распространение происходит практически по всему миру.
Термоядерные бомбы могут быть в сотни и даже тысячи раз мощнее атомных. Мощность атомных бомб измеряется в килотоннах, каждая единица которых равна силе взрыва 1 000 тонн тротила. Взрывная сила водородных бомб, напротив, часто выражается в мегатоннах, каждая единица которых равна взрывной силе 1 000 000 тонн тротила. Были взорваны водородные бомбы мощностью более 50 мегатонн, но мощность оружия, установленного на стратегических ракетах, обычно составляет от 100 килотонн до 1,5 мегатонн. Термоядерные бомбы можно сделать достаточно маленькими (несколько футов длиной), чтобы они помещались в боеголовки межконтинентальных баллистических ракет; эти ракеты могут преодолеть почти половину земного шара за 20 или 25 минут и имеют настолько точные компьютеризированные системы наведения, что могут приземлиться в нескольких сотнях ярдов от намеченной цели.
Эдвард Теллер, Станислав М. Улам и другие американские ученые разработали первую водородную бомбу, которая была испытана на атолле Эниветок 1 ноября 1952 года. СССР впервые испытал водородную бомбу 12 августа 1953 года, затем Великобритания в мае 1957 года, Китай (1967) и Франция (1968). В 1998 году Индия испытала «термоядерное устройство», которое, как считается, было водородной бомбой. В конце 1980-х годов в арсеналах стран мира, обладающих ядерным оружием, хранилось около 40 000 термоядерных устройств. В 1990-е годы это число сократилось. Масштабная разрушительная угроза этого оружия была главной заботой населения и государственных деятелей мира с 1950-х годов. См. также контроль над вооружениями.
