Vetypommi on ylivoimaisesti tuhoisin ase, jonka ihmiskunta on koskaan keksinyt. Se on tehokkain ydinpommityyppi, ja joissakin tapauksissa se on yli 2,000 kertaa suurempi kuin Japanissa Hiroshimassa ja Nagasakissa pudotettujen ydinpommien tuotto. Toisin kuin ensimmäiset “atomipommit”-tunnetaan myös nimellä A-pommeja-jotka vapauttavat energiaa halkeamalla tai hajottaen raskaita atomiytimiä, kuten uraani ja plutonium, vetypommi vapauttaa energiaa sulattamalla yhteen kevyitä ytimiä, kuten tritiumia tai deuteriumia, muuntamalla vielä enemmän ainetta energiaan. Kun presidentti Truman antoi luvan pudottaa A-pommi Hiroshimaan ja Nagasakiin, hän sanoi, että aseet käyttivät samaa voimaa kuin aurinko, mutta se ei ollut todellisuudessa totta-aurinko käyttää ydinfuusiota, ei ydinfissioa. Vetypommi kuitenkin todella vapauttaa Auringon polttoaineen.
Miten se toimii
Ydinfuusio sisältää raskaampien alkuaineiden luomista kevyemmistä yhdistämällä atomiytimet yhteen. Auringossa tämä tapahtuu useimmiten sulattamalla vetyytimiä heliumiksi. Fuusioreaktion käynnistäminen on erittäin vaikeaa, koska ytimet ovat positiivisesti varautuneita ja siksi hylkivät voimakkaasti toisiaan voimakkaan sähkömagneettisen voiman kautta. Vetyä painavampien elementtien ytimiä pitää yhdessä voimakas ydinvoima, joka tässä mittakaavassa on paljon vahvempi kuin sähkömagneettinen. Vahva voima on kuitenkin merkittävä vain erittäin lyhyillä etäisyyksillä, noin atomin ytimen kokoisia.
Ydinfuusion aloittamiseksi ytimet on jotenkin saatettava hyvin lähelle toisiaan. Auringossa tämä saavutetaan painovoimalla. Vetypommissa se saavutetaan fissioheräyksen aiheuttaman äärimmäisen paineen ja lämpötilan yhdistelmällä. Vetypommi on siksi kaksivaiheinen ase: ensimmäinen halkeamisräjähdys aiheuttaa fuusioräjähdyksen. Halkeamispommi “ensisijainen” räjäytetään normaalilla tavalla, joka sitten puristaa “toissijaisen” fuusiopolttoaineen ja sytyttää uraanin “sytytystulpan”, joka halkeaa ja altistaa fuusiopolttoaineen reaktion aloittamiseen tarvittavalle lämmölle – noin 20,000,000 11,000,000 XNUMX ° F (XNUMX XNUMX XNUMX ° C).
Auringossa tärkein fuusioprosessi johtaa neljään vetyytimeen, jotka koostuvat yksinkertaisesti yhdestä protonista ja muodostavat heliumytimen, jossa on kaksi protonia ja kaksi neutronia. Raskaammat vety -isotoopit deuterium ja tritium, joissa on yksi ja kaksi neutronia, syntyvät välivaiheissa. On epäkäytännöllistä yrittää toistaa koko prosessi aloittamalla tavallisella vedyllä, mutta deuteriumin ja tritiumin fuusio voidaan saavuttaa. Varhaisessa testissä käytettiin näitä kaasuja nesteytetyssä muodossa, mutta ratkaiseva muutos oli kiinteän litiumdeuteridin, litium- ja deuteriumyhdisteen, käyttö. Alkuperäisen halkeamisräjähdyksen aikaansaamissa olosuhteissa litium muuttuu tritiumiksi, joka sitten sulautuu deuteriumiin.
Historia
Ensimmäistä kertaa vetypommin periaatetta testattiin Yhdysvaltain armeijassa 9. toukokuuta 1951 Greenhouse -operaation ”George” -testin aikana Tyynenmeren todistusalueella. Suurin osa tämän testin energiantuotannosta tuli halkeamapolttoaineesta, mutta se osoitti, että halkeamispommia voitaisiin käyttää askeleena johonkin vielä tuhoisampaan. Samanlainen testi “Item” tehtiin 25. toukokuuta 1951.
Ensimmäinen todellinen vetypommitesti “Ivy Mike” tehtiin 1. marraskuuta 1952 räjäytettynä Eniwetok -atollilla Tyynenmeren alueella osana operaatiota Ivy. Pommi räjähti voimalla, joka vastasi 10.4 megatonnin (miljoonan tonnin) TNT: n voimaa – yli 450 kertaa tehokkaampi kuin Nagasakille toisen maailmansodan aikana pudotettu atomipommi. Tämä vetypommi käytti nestemäistä deuteriumia polttoaineena 18 tonnia jäähdytyslaitteita. Se ei ollut käytännöllinen ase, mutta se osoitti, että valtavan voiman fuusiopommi voitaisiin rakentaa.
Myöhemmässä testissä, “Castle Bravo”, käytettiin sen sijaan kiinteää litiumdeuteridia, joka pienensi laitteen painoa, poisti jäähdytyksen tarpeen ja teki siitä aseen, jota voitaisiin kuljettaa lentokoneella tai kiinnittää ohjuksiin. Castle Bravo -testi, jonka tuotto on 15 megatonnia, on Yhdysvaltojen tehokkain ydinase, mutta ei kaikkien aikojen tehokkain. Tämä ero kuuluu laitteeseen, joka tunnetaan “suurena Ivanina” ja jonka Neuvostoliitto räjäytti 13,000 4,000 jalkaa (30 metriä) Novaja Zemljan saaren testikentän yläpuolella 1961. lokakuuta 50. 15.5 megatonnin räjähdys johti täydellisen tuhon alueeseen, jonka säde oli 25 km: n etäisyydeltä maapallosta ja rikkoutuneet ikkunaruudut 559 km: n päässä. Todistajat kuvailivat valtavaa tulipalloa, joka ulottui maahan ja joka ulottui lähes 900 34,000 metrin korkeuteen; sienipilvi, joka saavutti 10,363 210,000 metriä (64,008 621 jalkaa); ja salama, joka oli näkyvissä 1,000 mailin (XNUMX km) päässä.