Другие изобретения
на букву "В"

Велосипед

Велосипед

Дата изобретения: 1801 г.

Разработчик:
Артамонов Ефим

Краткая информация:

       Велосипед (из фр. vélocipède, от лат. velox — быстрый и pedes — ноги) — транспортное средство, приводимое в движение мускульной силой человека через ножные педали или (редко) через ручные рычаги. Большинство велосипедов имеют два колеса, но бывают и трёхколесные, и четырёхколесные, и даже одноколёсные велосипеды. Прототипы велосипеда — 4-колёсные повозки-самокаты — строились изобретателями разных стран: Г. Гантшель (Германия, 1649), Р. Ла Рошелли (Франция, 1693), Л. Шамшуренков (Россия, 1752), Овенден (Англия, 1761) и др.

       Первый двухколёсный велосипед с педалями, большим ведущим передним колесом и малым задним был построен в России крепостным мастером E. М. Артамоновым.

Видеомагнитофон

Видеомагнитофон

Дата изобретения: 1956 г.

Разработчик:
Понятов Александр Михайлович

Краткая информация:

Видеомагнитофон аппарат для записи на магнитную ленту и последующего воспроизведения электрических сигналов изображения и звукового сопровождения телевизионных передач. По принципу действия видеомагнитофон аналогичен обычному магнитофону. Однако для магнитной записи видеосигналов, занимающих полосу частот до 6—7 Мгц, необходима значительно большая скорость перемещения ленты относительно магнитной головки.

Вертолёт (серийного выпуска)

Вертолёт (серийного выпуска)

Дата изобретения: 1942 г.

Разработчик:
Сикорский Игорь Иванович

Краткая информация:

Вертолёт — винтокрылый летательный аппарат, у которого необходимые для полёта подъёмная сила и тяга создаются одним или несколькими несущими винтами (пропеллерами) с приводом от двигателя или нескольких двигателей. Почти всегда несущий винт вертолёта оснащён автоматом перекоса, который обеспечивает смещение центра давления винта для управления полётом (исключение некоторые схемы с 3-мя и более несущими винтами).

главная / Изобретения России / Водородная бомба

Водородная бомба

Дата изобретения: 12-08-1953 г.


Разработчик: Сахаров Андрей Дмитриевич

Описание:

Водородная бомба - оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции ядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на Солнце и других звездах. Первая водородная авиабомба была взорвана в СССР 12 августа 1953, а 1 марта 1954 на атолле Бикини американцы взорвали более мощную (примерно 15 Мт) авиабомбу.

С тех пор обе державы проводили взрывы усовершенствованных образцов мегатонного оружия. Взрыв на атолле Бикини сопровождался выбросом большого количества радиоактивных веществ. Часть из них выпала в сотнях километров от места взрыва на японское рыболовецкое судно «Счастливый дракон», а другая покрыла остров Ронгелап. Поскольку в результате термоядерного синтеза образуется стабильный гелий, радиоактивность при взрыве чисто водородной бомбы должна быть не больше, чем у атомного детонатора термоядерной реакции. Однако в рассматриваемом случае прогнозируемые и реальные радиоактивные осадки значительно различались по количеству и составу.

Механизм действия водородной бомбы. Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки HB заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерида лития – соединения дейтерия с литием (используется изотоп лития с массовым числом 6). Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода. При дальнейшем повышении температуры могла бы начаться реакция между ядрами дейтерия, характерная для чисто водородной бомбы. Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные. Деление, синтез, деление (супербомба).

На самом деле в бомбе описанная выше последовательность процессов заканчивается на стадии реакции дейтерия с тритием. Далее конструкторы бомбы предпочли использовать не синтез ядер, а их деление. В результате синтеза ядер дейтерия и трития образуются гелий и быстрые нейтроны, энергия которых достаточно велика, чтобы вызвать деление ядер урана-238 (основной изотоп урана, значительно более дешевый, чем уран-235, используемый в обычных атомных бомбах).

Быстрые нейтроны расщепляют атомы урановой оболочки супербомбы. Деление одной тонны урана создает энергию, эквивалентную 18 Мт. Энергия идет не только на взрыв и выделение тепла. Каждое ядро урана расщепляется на два сильно радиоактивных «осколка». В число продуктов деления входят 36 различных химических элементов и почти 200 радиоактивных изотопов. Все это и составляет радиоактивные осадки, сопровождающие взрывы супербомб. Благодаря уникальной конструкции и описанному механизму действия оружие такого типа может быть сделано сколь угодно мощным. Оно гораздо дешевле атомных бомб той же мощности.

 

Последствия взрыва. Ударная волна и тепловой эффект.

Прямое (первичное) воздействие взрыва супербомбы носит тройственный характер. Наиболее очевидное из прямых воздействий – это ударная волна огромной интенсивности. Сила ее воздействия, зависящая от мощности бомбы, высоты взрыва над поверхностью земли и характера местности, Тепловое воздействие взрыва определяется теми же факторами, но, кроме того, зависит и от прозрачности воздуха – туман резко уменьшает расстояние, на котором тепловая вспышка может вызвать серьезные ожоги. Согласно расчетам, при взрыве в атмосфере 20-мегатонной бомбы люди останутся живы в 50% случаев, если они 1) укрываются в подземном железобетонном убежище на расстоянии примерно 8 км от эпицентра взрыва (ЭВ), 2) находятся в обычных городских постройках на расстоянии ок. 15 км от ЭВ, 3) оказались на открытом месте на расстоянии ок. 20 км от ЭВ.

В условиях плохой видимости и на расстоянии не менее 25 км, если атмосфера чистая, для людей, находящихся на открытой местности, вероятность уцелеть быстро возрастает с удалением от эпицентра; на расстоянии 32 км ее расчетная величина составляет более 90%. Площадь, на которой возникающее во время взрыва проникающее излучение вызывает летальный исход, сравнительно невелика даже в случае супербомбы высокой мощности. Огненный шар. В зависимости от состава и массы горючего материала, вовлеченного в огненный шар, могут образовываться гигантские самоподдерживающиеся огненные ураганы, бушующие в течение многих часов. Однако самое опасное (хотя и вторичное) последствие взрыва – это радиоактивное заражение окружающей среды.

 

Радиоактивные осадки. Как они образуются.

При взрыве бомбы возникший огненный шар наполняется огромным количеством радиоактивных частиц. Обычно эти частицы настолько малы, что, попав в верхние слои атмосферы, могут оставаться там в течение долгого времени. Но если огненный шар соприкасается с поверхностью Земли, все, что на ней находится, он превращает в раскаленные пыль и пепел и втягивает их в огненный смерч. В вихре пламени они перемешиваются и связываются с радиоактивными частицами.

Радиоактивная пыль, кроме самой крупной, оседает не сразу. Более мелкая пыль уносится возникшим в результате взрыва облаком и постепенно выпадает по мере движения его по ветру. Непосредственно в месте взрыва радиоактивные осадки могут быть чрезвычайно интенсивными – в основном это оседающая на землю крупная пыль. В сотнях километров от места взрыва и на более далеких расстояниях на землю выпадают мелкие, но все еще видимые глазом частицы пепла. Часто они образуют похожий на выпавший снег покров, смертельно опасный для всех, кто окажется поблизости.

Еще более мелкие и невидимые частицы, прежде чем они осядут на землю, могут странствовать в атмосфере месяцами и даже годами, много раз огибая земной шар. К моменту выпадения их радиоактивность значительно ослабевает. Наиболее опасным остается излучение стронция-90 с периодом полураспада 28 лет. Его выпадение четко наблюдается повсюду в мире.

Оседая на листве и траве, он попадает в пищевые цепи, включающие и человека. Как следствие этого, в костях жителей большинства стран обнаружены заметные, хотя и не представляющие пока опасности, количества стронция-90. Накопление стронция-90 в костях человека в долгосрочной перспективе весьма опасно, так как приводит к образованию костных злокачественных опухолей. Длительное заражение местности радиоактивными осадками.

В случае военных действий применение водородной бомбы приведет к немедленному радиоактивному загрязнению территории в радиусе ок. 100 км от эпицентра взрыва. При взрыве супербомбы загрязненным окажется район в десятки тысяч квадратных километров. Столь огромная площадь поражения одной-единственной бомбой делает ее совершенно новым видом оружия.

Даже если супербомба не попадет в цель, т.е. не поразит объект ударно-тепловым воздействием, проникающее излучение и сопровождающие взрыв радиоактивные осадки сделают окружающее пространство непригодным для обитания. Такие осадки могут продолжаться в течение многих дней, недель и даже месяцев. В зависимости от их количества интенсивность радиации может достичь смертельно опасного уровня. Сравнительно небольшого числа супербомб достаточно, чтобы полностью покрыть крупную страну слоем смертельно опасной для всего живого радиоактивной пыли.

Таким образом, создание сверхбомбы ознаменовало начало эпохи, когда стало возможным сделать непригодными для обитания целые континенты. Даже спустя длительное время после прекращения прямого воздействия радиоактивных осадков будет сохраняться опасность, обусловленная высокой радиотоксичностью таких изотопов, как стронций-90. С продуктами питания, выращенными на загрязненных этим изотопом почвах, радиоактивность будет поступать в организм человека.

 

Идея АД. Сахарова заключалась в создании «радиационной имплозии», при которой нагрев и обжатие термоядерного заряда происходят за счет испарения его оболочки. По сути дела предусматривалась вереница различного рода взрывов: обычная взрывчатка приводила к запуску цепной реакции внутри атомной бомбы, а уже после ядерного взрыва запускался процесс термоядерной реакции, протекающей при участии двух изотопов водорода — дейтерия и трития, которые образовывали взрывчатую смесь.

Водородная бомба изготавливалась в двух вариантах РДС-бс («слойка») и РДС-бт («труба»). Во время испытаний 1953 г. на Семипалатинском полигоне была взорвана бомба РДС-бс, над которой работал А.Д. Сахаров. Ее мощность составляла 1,4 ме-гатонн. Заряд был сделан в виде бомбы, которую можно было доставить по воздуху в место предполагаемого взрыва. Физик E.Л. Фейнберг, ссылаясь на беседу с «отцом первой термоядерной бомбы», утверждал, что А.Д. Сахаров коренным образом модифицировал свою идею, так что от первоначального замысла ничего не осталось. Опыт разработки РДС-бс показал возможность создания более совершенных конструкций и дальнейшего серийного производства термоядерных бомб.

А.П. Завенягин, Д.А. Франк-Каменецкий и В.А. Давиденко разработали оригинальную схему двухступенчатого термоядерного заряда, на которую А.Д. Сахаров в числе других физиков дал расчетно-теоретическое обоснование. Эта термоядерная бомба мощностью приблизительно 1,7 мегатонн была испытана в ноябре 1955 г., что позволило, по словам А.Д. Сахарова, открыть пути к разработке целой гаммы термоядерного оружия и стало триумфом советской прикладной науки.

В течение 1961 г. под руководством А.Д. Сахарова была разработана самая мощная термоядерная бомба за всю атомную эру человечества. Рассчитанная мощность сверхбомбы составляла 100 мегатонн. Бомба была испытана над Новой Землей в вари-анте 50 мегатонн, хотя по некоторым данным ее мощность составляла 58 мегатонн. По схеме, составленной А.Д. Сахаровым и другими учеными, можно было проектировать и создавать термоядерное оружие мощностью свыше 1000 мегатонн. Однако сам А. Д. Сахаров предполагал использовать супербомбу для управления крупными метеоритами, которые могут угрожать Земле столкновением.

 

100 великих русских изобретений, Вече 2008