En vätebomb är överlägset det mest destruktiva vapnet som mänskligheten någonsin har uppfunnit. Det är den mest kraftfulla typen av kärnvapenbomb, i vissa fall når den mer än 2,000 XNUMX gånger utbytet av kärnvapenbomberna som släpptes över Hiroshima och Nagasaki, Japan. Till skillnad från de första ”atombomberna” – även kända som A-bomber – som frigör energi genom klyvning eller sönderdelning av tunga atomkärnor som uran och plutonium, frigör en vätebomb energi genom att smälta samman lätta kärnor som tritium eller deuterium och omvandla ännu mer materia till energi. När president Truman godkände släppandet av A-bomben på Hiroshima och Nagasaki sa han att vapnen använde samma kraft som solen, men det var faktiskt inte sant – solen använder kärnfusion, inte kärnklyvning. En vätebomb frigör dock verkligen kraften som driver solen.
Hur det fungerar
Kärnfusion innebär att man skapar tyngre grundämnen av lättare genom att sammanfoga atomkärnor. I solen tar detta mestadels formen av att vätekärnor smälter samman till helium. En fusionsreaktion är mycket svår att starta eftersom kärnorna är positivt laddade, och därför stöter bort varandra starkt genom den kraftfulla elektromagnetiska kraften. Kärnorna hos element som är tyngre än väte hålls samman av den starka kärnkraften, som i denna skala är mycket starkare än den elektromagnetiska. Den starka kraften är dock bara betydande över extremt korta avstånd, ungefär lika stor som en atomkärna.
För att starta kärnfusion måste kärnor på något sätt föras väldigt nära varandra. I solen uppnås detta genom gravitation. I en vätebomb uppnås det genom en kombination av extremt tryck och temperatur som orsakas av en fissionsexplosion. En vätebomb är därför ett tvåstegsvapen: en initial fissionsexplosion orsakar en fusionsexplosion. En ”primär” fissionsbomb detoneras på normalt sätt, som sedan komprimerar ett ”sekundärt” fusionsbränsle och antänder ett ”tändstift” av uran som klyvs och utsätter fusionsbränslet för den värme som krävs för att starta reaktionen – cirka 20,000,000 11,000,000 XNUMX°F (XNUMX XNUMX XNUMX°C).
I solen resulterar den huvudsakliga fusionsprocessen i att fyra vätekärnor, som helt enkelt består av en enda proton, kombineras för att bilda en heliumkärna, som har två protoner och två neutroner. De tyngre väteisotoperna deuterium och tritium, med en respektive två neutroner, skapas i mellansteg. Det är opraktiskt att försöka replikera hela processen genom att börja med vanligt väte, men sammansmältningen av deuterium och tritium kan uppnås. Ett tidigt test involverade att använda dessa gaser i flytande form, men en avgörande modifiering var användningen av den fasta litiumdeuteriden, en förening av litium och deuterium. Under de förhållanden som skapas av den initiala fissionsexplosionen omvandlas litiumet till tritium, som sedan smälter samman med deuteriumet.
historik
Första gången principen för en vätebomb testades var den 9 maj 1951 av USA:s militär, under ”George”-testet av Operation Greenhouse på Pacific Proving Grounds. Det mesta av energiutbytet från detta test kom från fissionsbränsle, men det visade att en fissionsbomb kunde användas som en språngbräda till något ännu mer destruktivt. Ett liknande test, ”Item”, ägde rum den 25 maj 1951.
Det första riktiga vätebombtestet, ”Ivy Mike”, detonerades den 1 november 1952 vid Eniwetok-atollen i Stilla havet, som en del av Operation Ivy. Bomben exploderade med en kraft motsvarande 10.4 megaton (miljoner ton) TNT – över 450 gånger kraftigare än atombomben som släpptes över Nagasaki under andra världskriget. Med flytande deuterium som bränsle krävde denna vätebomb 18 ton kylutrustning. Det var inget praktiskt vapen, men det bevisade att en fusionsbomb med enorm kraft kunde byggas.
Ett senare test, ”Castle Bravo”, använde istället fast litiumdeuterid, vilket minskade enhetens vikt, tog bort behovet av kylning och gjorde det till ett vapen som kunde bäras med ett flygplan eller fästas på en missil. Castle Bravo-testet, med en kapacitet på 15 megaton, är det kraftfullaste kärnvapen som testats av USA, men inte det kraftfullaste någonsin. Den distinktionen tillhör enheten känd som ”big Ivan” som detonerades av Sovjetunionen 13,000 4,000 fot (30 1961 m) ovanför ett testfält på ön Novaya Zemlya den 50 oktober 15.5. Explosionen på 25 megaton resulterade i ett område av fullständig förstörelse med en radie på 559 miles (900 km) från ground zero och trasiga fönsterrutor 34,000 miles (10,363 km) bort. Vittnen beskrev ett enormt eldklot som nådde marken och upp till en höjd av nästan 210,000 64,008 fot (621 1,000 m); ett svampmoln som nådde XNUMX XNUMX fot (XNUMX XNUMX m); och en blixt som var synlig XNUMX miles (XNUMX XNUMX km) bort.