حرارية قنبلة ، وتسمى أيضا القنبلة الهيدروجينية ، أو H-القنبلة ، سلاح نتائجها من الاكتفاء الذاتي سلسلة من ردود الفعل غير المنضبط الذي نظائر الهيدروجين تجمع تحت درجات حرارة عالية للغاية إلى شكل الهليوم في عملية تعرف باسم الاندماج النووي هائلة ناسفة السلطة. يتم إنتاج درجات الحرارة العالية المطلوبة للتفاعل عن طريق تفجير قنبلة ذرية.
السلاح النووي: الأسلحة النووية الحرارية
في يونيو 1948 تم تعيين إيغور ي. تام لرئاسة مجموعة بحثية خاصة في معهد الفيزياء PN Lebedev (FIAN) للتحقيق في
تختلف القنبلة النووية الحرارية اختلافًا جوهريًا عن القنبلة الذرية في أنها تستخدم الطاقة المنبعثة عند اندماج نواتين ذريتين خفيفتين ، أو دمجهما ، لتشكيل نواة أثقل. على النقيض من ذلك ، تستخدم القنبلة الذرية الطاقة المنبعثة عندما تنقسم نواة ذرية ثقيلة ، أو انشقاقات ، إلى نواتين أخف. في ظل الظروف العادية ، تحمل النوى الذرية شحنات كهربائية إيجابية تعمل على صد النوى الأخرى بقوة وتمنعها من الاقتراب من بعضها البعض. فقط تحت درجات حرارة الملايين من الدرجات يمكن للنواة الموجبة الشحنة أن تكتسب طاقة حركية كافية أو السرعة للتغلب على تنافرها الكهربائي المتبادل واقترابها من بعضها البعض بما يكفي للاندماج تحت جاذبية القوة النووية قصيرة المدى. تعتبر النوى الخفيفة جدًا لذرات الهيدروجين مرشحة مثالية لعملية الاندماج هذه لأنها تحمل شحنات إيجابية ضعيفة وبالتالي لديها مقاومة أقل للتغلب عليها.
يجب أن تفقد نوى الهيدروجين التي تتحد لتكوين نوى هيليوم أثقل جزءًا صغيرًا من كتلتها (حوالي 0.63 في المائة) لكي "تتناسب معًا" في ذرة واحدة أكبر. يفقدون هذه الكتلة بتحويلها بالكامل إلى طاقة ، وفقًا لصيغة ألبرت أينشتاين الشهيرة: E = mc 2. وفقًا لهذه الصيغة ، فإن كمية الطاقة التي تم إنشاؤها تساوي كمية الكتلة التي يتم تحويلها مضروبة في سرعة الضوء المربعة. وبالتالي ، فإن الطاقة المنتجة تشكل القوة المتفجرة لقنبلة هيدروجينية.
يوفر الديوتريوم والتريتيوم ، وهما نظائر الهيدروجين ، نوى تفاعلية مثالية لعملية الاندماج. تتحد ذرتان من الديوتريوم ، لكل منهما بروتون واحد ونيوترون واحد ، أو تريتيوم ، مع بروتون واحد ونيوترونان ، أثناء عملية الاندماج لتشكيل نواة هيليوم أثقل ، والتي تحتوي على بروتون وإما واحد أو نيوترون. في القنابل النووية الحرارية الحالية ، يستخدم ديوتريد الليثيوم -6 كوقود الاندماج ؛ يتم تحويله إلى التريتيوم في وقت مبكر من عملية الاندماج.
في القنبلة النووية الحرارية ، تبدأ العملية المتفجرة بتفجير ما يسمى المرحلة الأولية. ويتكون هذا من كمية صغيرة نسبيًا من المتفجرات التقليدية ، يجمع تفجيرها ما يكفي من اليورانيوم القابل للانشطار لخلق تفاعل سلسلة انشطار ، والذي بدوره ينتج انفجارًا آخر ودرجة حرارة تبلغ عدة ملايين من الدرجات. تنعكس قوة وحرارة هذا الانفجار مرة أخرى في حاوية محيطة من اليورانيوم ويتم توجيهها نحو المرحلة الثانوية ، التي تحتوي على الليوتريوم -6 ديوتريد. تبدأ الحرارة الهائلة في الاندماج ، ويفجر الانفجار الناتج للمرحلة الثانوية حاوية اليورانيوم عن بعضها. تتسبب النيوترونات المنبعثة من تفاعل الاندماج في انشطار حاوية اليورانيوم ، والتي غالبًا ما تمثل معظم الطاقة المنبعثة من الانفجار والتي تنتج أيضًا تداعيات (ترسب مواد مشعة من الغلاف الجوي) في العملية. (القنبلة النيوترونية هي جهاز نووي حراري تكون فيه حاوية اليورانيوم غائبة ، مما ينتج عنه انفجارًا أقل بكثير ولكن "إشعاعًا قاتلاً" من النيوترونات.) تستغرق سلسلة الانفجارات بأكملها في قنبلة نووية حرارية جزءًا من الثانية.
ينتج انفجار نووي حراري انفجارًا وضوءًا وحرارةًا وكميات مختلفة من السقوط. تأخذ القوة الارتجاجية للانفجار نفسه شكل موجة صدمة تشع من نقطة الانفجار بسرعات تفوق سرعة الصوت ويمكن أن تدمر تمامًا أي مبنى داخل دائرة نصف قطرها عدة أميال. يمكن للضوء الأبيض الشديد للانفجار أن يسبب العمى الدائم للأشخاص الذين يحدقون به من مسافة عشرات الأميال. يضبط الضوء والحرارة الشديدة للانفجار الخشب والمواد الأخرى القابلة للاحتراق على مدى عدة أميال ، مما يخلق حرائق ضخمة قد تتجمع في عاصفة نارية. تلوث السوائل المشعة الهواء والماء والتربة وقد تستمر لسنوات بعد الانفجار ؛ توزيعها عمليا في جميع أنحاء العالم.
يمكن أن تكون القنابل النووية الحرارية أقوى أو حتى مئات المرات من القنابل الذرية. يتم قياس العائد المتفجر للقنابل الذرية بالكيلوتونات ، كل وحدة تساوي القوة المتفجرة لـ 1000 طن من مادة TNT. على النقيض من ذلك ، يتم التعبير عن القوة التفجيرية للقنابل الهيدروجينية بشكل متكرر بالميغا طن ، كل وحدة تساوي القوة المتفجرة البالغة 1،000،000 طن من مادة TNT. تم تفجير قنابل هيدروجينية بأكثر من 50 ميغا طن ، ولكن القوة المتفجرة للأسلحة المركبة على الصواريخ الاستراتيجية تتراوح عادة من 100 كيلو طن إلى 1.5 ميغا طن. يمكن جعل القنابل النووية الحرارية صغيرة بما يكفي (بطول بضعة أقدام) لتناسب الرؤوس الحربية للقذائف التسيارية العابرة للقارات ؛ يمكن أن تتحرك هذه الصواريخ في منتصف الطريق تقريبًا عبر العالم في غضون 20 أو 25 دقيقة ولديها أنظمة توجيه محوسبة دقيقة للغاية بحيث يمكنها الهبوط في غضون بضع مئات من الأمتار من الهدف المحدد.
قام إدوارد تيلر وستانيسلو إم أولام وعلماء أمريكيون آخرون بتطوير أول قنبلة هيدروجينية تم اختبارها في إنيوتاك المرجانية في 1 نوفمبر 1952. وقد قام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية باختبار قنبلة هيدروجينية لأول مرة في 12 أغسطس 1953 ، تلتها المملكة المتحدة في مايو 1957 والصين (1967) وفرنسا (1968). اختبرت الهند في عام 1998 "جهاز نووي حراري" يعتقد أنه قنبلة هيدروجينية. خلال أواخر الثمانينيات ، كان هناك حوالي 40.000 جهاز نووي حراري مخزّن في ترسانات الدول المسلحة نووياً في العالم. انخفض هذا الرقم خلال التسعينات. كان التهديد المدمر الهائل لهذه الأسلحة مصدر قلق رئيسي لسكان العالم ورجال الدولة منذ الخمسينيات. انظر أيضًا تحديد الأسلحة.
