Dispositivo di fusione bomba termonucleare

Bomba termonucleare, chiamata anche bomba all'idrogeno, o bomba H, un'arma la cui enorme potenza esplosiva deriva da una reazione a catena autosufficiente incontrollata in cui gli isotopi dell'idrogeno si combinano a temperature estremamente elevate per formare elio in un processo noto come fusione nucleare. Le alte temperature richieste per la reazione sono prodotte dalla detonazione di una bomba atomica.

arma nucleare: armi termonucleari

Nel giugno del 1948 Igor Y. Tamm fu nominato a capo di un gruppo di ricerca speciale presso il PN Lebedev Physics Institute (FIAN) per indagare sul

Una bomba termonucleare differisce fondamentalmente da una bomba atomica in quanto utilizza l'energia liberata quando due nuclei atomici leggeri si combinano o si fondono per formare un nucleo più pesante. Una bomba atomica, al contrario, utilizza l'energia liberata quando un nucleo atomico pesante si divide, o fissioni, in due nuclei più leggeri. In circostanze normali i nuclei atomici portano cariche elettriche positive che agiscono per respingere fortemente altri nuclei e impedire loro di avvicinarsi l'uno all'altro. Solo a temperature di milioni di gradi i nuclei caricati positivamente possono ottenere sufficiente energia cinetica, o velocità, per superare la loro reciproca repulsione elettrica e avvicinarsi abbastanza vicini l'uno all'altro da combinarsi sotto l'attrazione della forza nucleare a corto raggio. I nuclei molto leggeri di atomi di idrogeno sono candidati ideali per questo processo di fusione perché portano cariche positive deboli e quindi hanno meno resistenza da superare.

I nuclei di idrogeno che si combinano per formare nuclei di elio più pesanti devono perdere una piccola porzione della loro massa (circa lo 0,63 percento) per "adattarsi" in un singolo atomo più grande. Perdono questa massa convertendola completamente in energia, secondo la famosa formula di Albert Einstein: E = mc ². Secondo questa formula, la quantità di energia creata è uguale alla quantità di massa che viene convertita moltiplicata per la velocità della luce al quadrato. L'energia così prodotta costituisce la potenza esplosiva di una bomba all'idrogeno.

Il deuterio e il trizio, che sono isotopi dell'idrogeno, forniscono nuclei interagenti ideali per il processo di fusione. Due atomi di deuterio, ciascuno con un protone e un neutrone, o trizio, con un protone e due neutroni, si combinano durante il processo di fusione per formare un nucleo di elio più pesante, che ha due protoni e uno o due neutroni. Nelle attuali bombe termonucleari, il deuteruro di litio-6 viene utilizzato come combustibile per fusione; viene trasformato in trizio all'inizio del processo di fusione.

In una bomba termonucleare, il processo esplosivo inizia con la detonazione di quello che viene chiamato stadio primario. Si tratta di una quantità relativamente piccola di esplosivi convenzionali, la cui detonazione riunisce abbastanza uranio fissile per creare una reazione a catena di fissione, che a sua volta produce un'altra esplosione e una temperatura di diversi milioni di gradi. La forza e il calore di questa esplosione sono riflessi da un contenitore circostante di uranio e sono canalizzati verso lo stadio secondario, contenente il deuteride al litio-6. Il tremendo calore avvia la fusione e la conseguente esplosione dello stadio secondario fa esplodere il contenitore di uranio. I neutroni rilasciati dalla reazione di fusione causano la fissione del contenitore di uranio, che spesso rappresenta la maggior parte dell'energia rilasciata dall'esplosione e che produce anche ricadute (la deposizione di materiali radioattivi dall'atmosfera) nel processo. (Una bomba a neutroni è un dispositivo termonucleare in cui il contenitore di uranio è assente, producendo quindi molto meno esplosione ma una letale "radiazione potenziata" di neutroni.) L'intera serie di esplosioni in una bomba termonucleare richiede una frazione di secondo.

Un'esplosione termonucleare produce esplosione, luce, calore e quantità variabili di fallout. La forza concussiva dell'esplosione stessa prende la forma di un'onda d'urto che si irradia dal punto dell'esplosione a velocità supersoniche e che può distruggere completamente qualsiasi edificio entro un raggio di diverse miglia. L'intensa luce bianca dell'esplosione può causare cecità permanente alle persone che la guardano da una distanza di decine di miglia. La luce e il calore intensi dell'esplosione hanno incendiato il legno e altri materiali combustibili a una distanza di molte miglia, creando enormi incendi che possono accendersi in una tempesta. Le ricadute radioattive contaminano aria, acqua e suolo e possono continuare anni dopo l'esplosione; la sua distribuzione è praticamente mondiale.

Le bombe termonucleari possono essere centinaia o addirittura migliaia di volte più potenti delle bombe atomiche. La resa esplosiva delle bombe atomiche viene misurata in kilotoni, ciascuna delle quali equivale alla forza esplosiva di 1.000 tonnellate di TNT. La potenza esplosiva delle bombe all'idrogeno, al contrario, è spesso espressa in megatoni, ciascuna delle quali equivale alla forza esplosiva di 1.000.000 di tonnellate di TNT. Le bombe all'idrogeno di oltre 50 megatoni sono state fatte esplodere, ma la potenza esplosiva delle armi montate su missili strategici varia di solito da 100 kilotoni a 1,5 megatoni. Le bombe termonucleari possono essere rese abbastanza piccole (lunghe pochi metri) da adattarsi alle testate dei missili balistici intercontinentali; questi missili possono viaggiare quasi a metà del globo in 20 o 25 minuti e hanno sistemi di guida computerizzati così accurati da poter atterrare a poche centinaia di metri da un bersaglio designato.

Edward Teller, Stanislaw M. Ulam e altri scienziati americani hanno sviluppato la prima bomba all'idrogeno, che è stata testata nell'atollo di Enewetak il 1 ° novembre 1952. L'URSS ha testato per la prima volta una bomba all'idrogeno il 12 agosto 1953, seguita dal Regno Unito a maggio 1957, Cina (1967) e Francia (1968). Nel 1998 l'India ha testato un "dispositivo termonucleare", che si credeva fosse una bomba all'idrogeno. Alla fine degli anni '80 c'erano circa 40.000 dispositivi termonucleari immagazzinati negli arsenali delle nazioni armate nucleari del mondo. Questo numero è diminuito negli anni '90. La massiccia minaccia distruttiva di queste armi è stata una delle principali preoccupazioni della popolazione mondiale e dei suoi statisti sin dagli anni '50. Vedi anche controllo degli armamenti.