수소폭탄의 설계. 수소폭탄

22.02.2018

수소폭탄,엄청난 파괴력을 지닌 무기(TNT 환산 메가톤 정도)로, 작동 원리는 경핵의 열핵 융합 반응을 기반으로 합니다. 폭발 에너지의 원천은 태양과 다른 별에서 발생하는 과정과 유사합니다.

열핵 반응.

태양 내부에는 엄청난 양의 수소가 함유되어 있으며, 이는 약 1000℃의 온도에서 초고압축 상태를 이루고 있습니다. 15,000,000K. 이렇게 높은 온도와 플라즈마 밀도에서 수소 핵은 서로 끊임없이 충돌하며, 그 중 일부는 융합을 일으키고 궁극적으로 더 무거운 헬륨 핵이 형성됩니다. 열핵융합이라 불리는 이러한 반응에는 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다. 물리학 법칙에 따르면 열핵 융합 중 에너지 방출은 더 무거운 핵이 형성되는 동안 그 구성에 포함된 가벼운 핵 질량의 일부가 엄청난 양의 에너지로 변환된다는 사실에 기인합니다. 이것이 바로 거대한 질량을 가진 태양이 열핵융합 과정에서 매일 대략 질량을 잃는 이유입니다. 1000억 톤의 물질이 방출되고 에너지가 방출됩니다. 가능한 삶지상에.

수소 동위원소.

수소 원자는 기존의 모든 원자 중에서 가장 단순합니다. 그것은 하나의 전자가 회전하는 핵인 하나의 양성자로 구성됩니다. 물(H 2 O)에 대한 세심한 연구에 따르면 물에는 수소-중수소(2H)의 "중동위원소"를 포함하는 무시할 수 있는 양의 "중수"가 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 중수소 핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다. 양성자에 가까운 질량을 가진 중성 입자입니다.

수소의 세 번째 동위원소인 삼중수소가 있는데, 그 핵에는 양성자 1개와 중성자 2개가 포함되어 있습니다. 삼중수소는 불안정하고 자발적인 방사성 붕괴를 거쳐 헬륨의 동위원소로 변합니다. 삼중수소의 흔적은 지구 대기에서 발견되었으며, 이는 우주선과 공기를 구성하는 가스 분자의 상호 작용의 결과로 형성됩니다. 삼중수소는 인공적으로 생산된다. 원자로, 중성자 흐름으로 리튬-6 동위원소를 조사합니다.

수소폭탄 개발.

예비 이론적 분석에 따르면 열핵융합은 중수소와 삼중수소의 혼합물에서 가장 쉽게 달성되는 것으로 나타났습니다. 이를 기초로 1950년 초 미국 과학자들은 수소폭탄(HB)을 만드는 프로젝트를 시작했습니다. 모델 핵 장치의 첫 번째 테스트는 1951년 봄 Enewetak 테스트 현장에서 수행되었습니다. 열핵융합은 부분적일 뿐이었다. 1951년 11월 1일 TNT 환산으로 폭발력이 4×8Mt에 달하는 대규모 핵 장치를 테스트하는 동안 상당한 성공을 거두었습니다.

최초의 수소 공중폭탄은 1953년 8월 12일 소련에서 터졌고, 1954년 3월 1일 미국은 비키니 환초에서 더 강력한(약 1500만톤) 공중폭탄을 터뜨렸다. 그 이후로 두 강대국은 첨단 메가톤 무기를 폭발적으로 발사했습니다.

비키니 환초에서의 폭발은 다량의 방출을 동반했습니다. 방사성 물질. 그들 중 일부는 일본 어선 "Lucky Dragon"의 폭발 현장에서 수백 킬로미터 떨어진 곳에서 떨어졌고 다른 일부는 Rongelap 섬을 덮었습니다. 열핵융합은 안정적인 헬륨을 생성하므로 순수한 수소폭탄의 폭발로 인한 방사능은 열핵반응의 원자폭탄의 방사능보다 높아서는 안 됩니다. 그러나 고려중인 경우에는 예측과 실제 낙진양과 구성이 상당히 다양했습니다.

수소폭탄의 작용 메커니즘.

수소폭탄이 폭발하는 동안 일어나는 일련의 과정은 다음과 같이 표현될 수 있다. 첫째, HB 껍질 내부에 위치한 열핵 반응 개시제 충전물(소형 원자폭탄)이 폭발하여 중성자 섬광을 일으키고 열핵 융합을 시작하는 데 필요한 고온을 생성합니다. 중수소는 중수소와 리튬의 화합물입니다(질량수 6의 리튬 동위원소가 사용됨). 리튬-6은 중성자의 영향으로 헬륨과 삼중수소로 분리됩니다. 따라서 원자 퓨즈는 합성에 필요한 재료를 실제 폭탄 자체에서 직접 생성합니다.

그런 다음 중수소와 삼중수소의 혼합물에서 열핵 반응이 시작되고, 폭탄 내부의 온도는 급격히 증가하여 점점 더 많은 것을 포함합니다. 많은 분량수소. 온도가 더 상승하면 순수한 수소 폭탄의 특징인 중수소 핵 사이의 반응이 시작될 수 있습니다. 물론 모든 반응은 너무 빨리 일어나서 순간적으로 인식됩니다.

핵분열, 융합, 핵분열(슈퍼폭탄).

실제로, 폭탄에서는 위에서 설명한 일련의 과정이 중수소와 삼중수소의 반응 단계에서 끝납니다. 또한 폭탄 설계자들은 핵융합을 사용하지 않고 핵분열을 사용하기로 결정했습니다. 중수소와 삼중수소 핵의 융합은 헬륨과 고속 중성자를 생성하며, 그 에너지는 우라늄-238(우라늄의 주요 동위원소이며 기존 원자폭탄에 사용되는 우라늄-235보다 훨씬 저렴함)의 핵분열을 일으킬 만큼 충분히 높습니다. 빠른 중성자는 초폭탄의 우라늄 껍질 원자를 분열시킵니다. 우라늄 1톤이 핵분열하면 1800만톤에 해당하는 에너지가 생성된다. 에너지는 폭발과 발열에만 국한되지 않습니다. 각 우라늄 핵은 두 개의 고방사성 "조각"으로 분리됩니다. 핵분열 생성물에는 36가지의 다양한 제품이 포함됩니다. 화학 원소거의 200개의 방사성 동위원소가 있습니다. 이 모든 것이 슈퍼폭탄 폭발에 수반되는 방사성 낙진을 구성합니다.

독특한 디자인과 설명된 작동 메커니즘 덕분에 이러한 유형의 무기를 원하는 만큼 강력하게 만들 수 있습니다. 같은 위력의 원자폭탄보다 훨씬 저렴합니다.

폭발의 결과.

충격파와 열 효과.

슈퍼폭탄 폭발의 직접적인(1차) 영향은 세 가지입니다. 가장 명백하고 직접적인 영향은 엄청난 강도의 충격파입니다. 폭탄의 위력, 지구 표면 위의 폭발 높이, 지형의 특성에 따라 충격의 강도는 폭발 진원지로부터의 거리에 따라 감소합니다. 폭발의 열 영향은 동일한 요인에 의해 결정되지만 공기의 투명도에도 따라 달라집니다. 안개는 열 플래시가 심각한 화상을 일으킬 수 있는 거리를 급격히 줄입니다.

계산에 따르면, 20메가톤 폭탄이 폭발하는 동안 1) 진원지에서 약 8km 떨어진 지하 철근 콘크리트 대피소로 피신하면 50%의 경우 사람들이 살아남을 수 있습니다. 폭발(E), 2)은 약 거리에 있는 일반 도시 건물에서 발생합니다. EV에서 15km, 3) 약 거리의 열린 장소에서 자신을 발견했습니다. EV에서 20km. 시야가 좋지 않고 최소 25km 거리에서 대기가 맑으면 개방된 지역에 있는 사람들의 생존 가능성은 진원지로부터의 거리에 따라 급격히 증가합니다. 32km 거리에서 계산된 값은 90% 이상입니다. 폭발 시 생성된 침투 방사선이 폭발을 일으키는 영역 죽음, 고출력 슈퍼폭탄의 경우에도 상대적으로 작습니다.

불 공.

관련된 가연성 물질의 구성 및 질량에 따라 불덩어리, 거대한 자립형 불폭풍이 형성되어 여러 시간 동안 맹위를 떨칠 수 있습니다. 그러나 폭발로 인한 가장 위험한(부차적이긴 하지만) 결과는 환경의 방사능 오염입니다.

아시다시피 인류문명 발전의 원동력은 전쟁입니다. 그리고 많은 "매"는 바로 이것으로 자신의 종류의 대량 학살을 정당화합니다. 이 문제는 늘 논란이 되어왔고, 외모도 핵무기더하기 기호를 빼기 기호로 돌이킬 수 없게 바 꾸었습니다. 실제로, 궁극적으로 우리를 파괴할 진보가 필요한 이유는 무엇입니까? 더욱이, 이 자살 문제에서도 그 남자는 특유의 에너지와 독창성을 보여주었습니다. 그는 무기를 만들었을 뿐만 아니라 대량 살상(원자폭탄) - 그는 빠르고 효율적이며 보장된 자살을 위해 이를 계속해서 개선했습니다. 이러한 적극적인 활동의 예로는 핵 군사 기술 개발의 다음 단계인 핵 군사 기술 개발로 매우 빠르게 도약할 수 있습니다. 열핵무기(수소폭탄). 그러나 이러한 자살 경향의 도덕적 측면은 제쳐두고 기사 제목에 제시된 질문으로 넘어가겠습니다. 원자폭탄과 수소폭탄의 차이점은 무엇입니까?

약간의 역사

저기, 바다 너머

아시다시피 미국인은 세계에서 가장 진취적인 사람들입니다. 그들은 모든 새로운 것에 대한 뛰어난 재능을 가지고 있습니다. 그러므로 세계 최초의 원자폭탄이 이 지역에 나타났다는 사실에 놀라서는 안 됩니다. 약간의 역사적 배경을 설명하겠습니다.

원자 폭탄 생성의 첫 번째 단계는 두 명의 독일 과학자 O. Hahn과 F. Strassmann이 우라늄 원자를 두 부분으로 나누는 실험으로 간주 될 수 있습니다. 말하자면 이 조치는 1938년에 아직 무의식적으로 이루어졌습니다.

프랑스의 노벨상 수상자 F. 졸리오 퀴리(F. Joliot-Curie)는 1939년에 원자 분열이 강력한 에너지 방출을 동반하는 연쇄 반응을 일으킨다는 사실을 증명했습니다.

이론 물리학의 천재 A. 아인슈타인은 미국 대통령에게 보낸 편지(1939년)에 자신의 서명을 넣었는데, 이 편지의 창시자는 또 다른 원자 물리학자 L. Szilard였습니다. 그 결과, 미국은 제2차 세계대전이 시작되기도 전에 원자무기 개발을 시작하기로 결정했습니다.

새로운 무기의 첫 번째 시험은 1945년 7월 16일 뉴멕시코 북부에서 실시되었습니다.

한 달도 채 지나지 않아 일본의 히로시마와 나가사키 도시에 두 개의 원자폭탄이 투하되었습니다(1945년 8월 6일과 9일). 인류가 들어왔다 새로운 시대– 이제 몇 시간 안에 스스로 파괴될 수 있게 되었습니다.

미국인들은 평화로운 도시의 전체 및 번개 파괴의 결과로 진정한 행복감에 빠졌습니다. 미군의 참모 이론가들은 즉시 지구 표면에서 세계의 1/6, 즉 소련을 완전히 지우는 장대 한 계획을 세우기 시작했습니다.

따라잡아 추월했어요

소련도 가만히 있지 않았다. 사실, 더 긴급한 문제의 해결로 인해 약간의 지연이 있었습니다. 세계 대전, 그 주요 부담은 소련 국가에 있습니다. 그러나 미국인들은 지도자의 노란색 유니폼을 오랫동안 입지 않았습니다. 이미 1949년 8월 29일 세미팔라틴스크 시 근처의 시험장에서 학자 쿠르차토프(Kurchatov)의 지도 하에 러시아 핵 과학자들이 적시에 생성한 소련식 원자 전하가 처음으로 시험되었습니다.

좌절한 미 국방부의 "매파"가 "세계 혁명의 거점"을 파괴하려는 야심 찬 계획을 수정하는 동안 크렘린은 선제 공격을 시작했습니다. 1953년 8월 12일에 새로운 유형의 핵무기 시험이 수행되었습니다. 밖으로. 그곳에서 세미팔라틴스크 지역에서 코드명 "Product RDS-6s"라는 세계 최초의 수소폭탄이 폭발했습니다. 이번 행사국회 의사당뿐만 아니라 "세계 민주주의의 거점"인 50개 주 모두에서 진정한 히스테리와 공황을 일으켰습니다. 왜? 세계 초강대국을 경악하게 만든 원자폭탄과 수소폭탄의 차이점은 무엇인가? 즉시 답변해드리겠습니다. 수소폭탄전투력은 원자력보다 훨씬 뛰어나다. 게다가, 동등한 원자 샘플보다 비용이 훨씬 저렴합니다. 이러한 차이점을 더 자세히 살펴보겠습니다.

원자폭탄이란 무엇인가?

원자폭탄의 작동 원리는 플루토늄 또는 우라늄-235의 무거운 핵의 분열(쪼개짐)과 그에 따른 가벼운 핵의 형성으로 인한 연쇄 반응의 증가로 인한 에너지의 사용을 기반으로 합니다.

프로세스 자체를 단상이라고 하며 다음과 같이 진행됩니다.

전하가 폭발한 후 폭탄 내부의 물질(우라늄 또는 플루토늄 동위원소)은 붕괴 단계에 들어가 중성자를 포착하기 시작합니다.

해체 과정이 점점 더 커지고 있다. 눈사태. 하나의 원자가 쪼개지면 여러 개의 원자가 붕괴됩니다. 연쇄 반응이 일어나 폭탄의 모든 원자가 파괴됩니다.

핵반응이 시작됩니다. 전체 폭탄 충전물은 하나의 전체로 바뀌고 그 질량은 임계값을 초과합니다. 더욱이, 이 모든 바카날리아는 오래 지속되지 않으며 엄청난 양의 에너지가 즉시 방출되어 궁극적으로 엄청난 폭발을 초래합니다.

그건 그렇고, 임계 질량을 빠르게 획득하는 단상 원자 전하의 이러한 특징은 이러한 유형의 탄약의 힘을 무한히 증가시키는 것을 허용하지 않습니다. 충전량은 수백 킬로톤에 달할 수 있지만 메가톤 수준에 가까울수록 효율성이 떨어집니다. 완전히 분리될 시간이 없습니다. 폭발이 일어나고 충전량의 일부는 사용되지 않은 채로 남아 폭발로 인해 흩어질 것입니다. 이 문제는 다음 유형의 원자무기인 열핵폭탄이라고도 불리는 수소폭탄에서 해결되었습니다.

수소폭탄이란 무엇인가?

수소폭탄에서는 약간 다른 에너지 방출 과정이 발생합니다. 이는 중수소(중수소) 및 삼중수소와 같은 수소 동위원소를 사용한 작업을 기반으로 합니다. 프로세스 자체는 두 부분으로 나뉘거나 두 단계로 진행됩니다.

첫 번째 단계는 주요 에너지 공급원이 중수소리튬 핵의 헬륨과 삼중수소로의 핵분열 반응인 때입니다.

두 번째 단계 - 헬륨과 삼중수소를 기반으로 한 열핵융합이 시작되어 탄두 내부가 순간 가열되어 결과적으로 다음과 같은 결과가 발생합니다. 강력한 폭발.

2단계 온도 조절 시스템 덕분에 핵전하어떤 힘이라도 될 수 있습니다.

메모. 원자폭탄과 수소폭탄에서 발생하는 과정에 대한 설명은 완전하지도 않고 가장 원시적이기도 합니다. 이 두 무기의 차이점에 대한 일반적인 이해를 제공하기 위해서만 제공됩니다.

비교

결론은 무엇입니까?

피해 요인에 대해 원자 폭발모든 학생은 다음을 알고 있습니다.

광선 방사;
충격파;
전자기 펄스(EMP);
관통 방사선;
방사능 오염.

열핵 폭발에 대해서도 마찬가지입니다. 하지만!!! 열의 힘과 결과 핵폭발원자보다 훨씬 강합니다. 잘 알려진 두 가지 예를 들어보겠습니다.

“베이비”: 엉클 샘의 블랙 유머 또는 냉소?

미국인이 히로시마에 투하한 원자폭탄(코드명 "리틀 보이")은 여전히 원자폭탄의 "표준"으로 간주됩니다. 그 위력은 약 13~18킬로톤으로 모든 면에서 폭발력이 이상적이었다. 나중에 더 강력한 충전물이 두 번 이상 테스트되었지만 그다지 많지 않았습니다 (20-23 킬로톤). 하지만 '키드'에 비해 조금 높은 수준의 성적을 보여주다가 아예 중단됐다. 더 저렴하고 더 강한 "수소 자매"가 등장했고 더 이상 원자 전하를 개선하는 데 아무런 의미가 없었습니다. 이것은 "Malysh" 폭발 이후 "출구에서" 일어난 일입니다:

핵 버섯의 높이는 12km에 이르렀고 "뚜껑"의 직경은 약 5km였습니다.
핵반응 중 순간적인 에너지 방출로 인해 폭발 진원지 온도가 4000°C로 상승했습니다.
불덩이: 직경 약 300미터.
충격파는 최대 19km 거리의 유리를 깨뜨렸고 훨씬 더 멀리 느껴졌습니다.
한 번에 약 14 만 명이 사망했습니다.

모든 여왕의 여왕

지금까지 테스트된 가장 강력한 수소폭탄인 소위 차르 폭탄(코드명 AN602)의 폭발 결과는 이전의 모든 원자 전하 폭발(열핵 폭탄 아님)을 합친 것보다 더 컸습니다. 폭탄은 소련제였으며, 생산량은 50메가톤이었습니다. 테스트는 1961년 10월 30일 Novaya Zemlya 지역에서 수행되었습니다.

핵 버섯은 높이가 67km나 자랐고 상부 "뚜껑"의 직경은 약 95km였습니다.
광선은 최대 100km 거리에 도달하여 3도 화상을 입혔습니다.
불덩어리, 즉 공의 크기는 4.6km(반경)까지 커졌습니다.
음파는 800km 거리에서 녹음되었습니다.
지진파는 행성을 세 번 돌았습니다.
충격파는 최대 1000km 거리에서 느껴졌습니다.
전자기 펄스는 폭발 진원지로부터 수백 킬로미터 떨어진 곳에서 40분 동안 강력한 간섭을 일으켰습니다.

그러한 괴물이 히로시마에 떨어졌다면 히로시마에 어떤 일이 일어났을지 상상할 수 있을 뿐입니다. 아마도 도시뿐만 아니라 국가 자체도 사라질 것이다. 떠오르는 태양. 자, 이제 우리가 말한 모든 것을 공통 분모로 가져오겠습니다. 비교표.

테이블

원자 폭탄	수소폭탄
폭탄의 작동 원리는 우라늄과 플루토늄 핵의 핵분열을 기반으로 하며, 연쇄 반응, 강력한 에너지 방출로 인해 폭발이 발생합니다. 이 프로세스를 단상 또는 단일 스테이지라고 합니다.	핵반응은 2단계 방식을 따르며 수소 동위원소를 기반으로 합니다. 첫째, 중수소리튬 핵의 핵분열이 일어나고, 핵분열이 끝날 때까지 기다리지 않고 결과 원소의 참여로 열핵 융합이 시작됩니다. 두 프로세스 모두 엄청난 양의 에너지 방출을 동반하고 궁극적으로 폭발로 끝납니다.
특정으로 인해 신체적 이유(위 참조) 원자 전하의 최대 전력은 1메가톤 내에서 다양합니다.	열핵 전하의 힘은 거의 무제한입니다. 원료가 많을수록 폭발력이 강해집니다.
원자 전하를 생성하는 과정은 매우 복잡하고 비용이 많이 듭니다.	수소폭탄은 제조가 훨씬 쉽고 가격도 저렴합니다.

그래서 우리는 원자폭탄과 수소폭탄의 차이점이 무엇인지 알아냈습니다. 불행하게도 우리의 작은 분석은 기사 시작 부분에 표현된 주제만 확인했습니다. 전쟁과 관련된 진전은 비참한 길을 택했습니다. 인류는 자멸의 위기에 이르렀습니다. 남은 것은 버튼을 누르는 것뿐입니다. 하지만 그렇게 비극적인 내용으로 기사를 끝내지는 말자. 우리는 이성과 자기 보존 본능이 궁극적으로 승리하고 평화로운 미래가 우리를 기다리고 있기를 진심으로 바랍니다.

많은 독자들은 수소폭탄을 훨씬 더 강력한 원자폭탄과 연관시킵니다. 사실, 이것은 근본적으로 새로운 무기로, 생성을 위해 불균형적으로 큰 지적 노력이 필요하고 근본적으로 다른 물리적 원리에 따라 작동합니다.

"퍼프"

현대 폭탄

원자폭탄과 수소폭탄의 유일한 공통점은 둘 다 원자핵에 숨겨진 엄청난 에너지를 방출한다는 것입니다. 이는 우라늄이나 플루토늄과 같은 무거운 핵을 더 가벼운 핵으로 나누거나(분열 반응), 가장 가벼운 수소 동위원소를 강제로 병합하는(융합 반응) 두 가지 방법으로 수행될 수 있습니다. 두 반응의 결과로 생성되는 물질의 질량은 항상 원래 원자의 질량보다 작습니다. 그러나 질량은 흔적 없이 사라질 수 없습니다. 아인슈타인의 유명한 공식 E=mc2에 따르면 질량은 에너지로 변합니다.

원자폭탄

원자폭탄을 만들기 위해서는 핵분열성 물질을 충분히 확보하는 것이 필요충분조건이다. 이 작업은 상당히 노동 집약적이지만 지적 수준이 낮고 고급 과학보다는 광산업에 더 가깝습니다. 그러한 무기를 만드는 데 필요한 주요 자원은 거대한 우라늄 광산과 농축 공장을 건설하는 데 사용됩니다. 장치의 단순성에 대한 증거는 첫 번째 폭탄에 필요한 플루토늄 생산과 소련의 첫 번째 핵폭발 사이에 한 달도 채 걸리지 않았다는 사실입니다.

학교 물리학 과정에서 알려진 그러한 폭탄의 작동 원리를 간략하게 기억해 보겠습니다. 이는 우라늄과 일부 초우라늄 원소(예: 플루토늄)가 붕괴 중에 하나 이상의 중성자를 방출하는 특성을 기반으로 합니다. 이들 원소는 자연적으로 붕괴되거나 다른 중성자의 영향으로 붕괴될 수 있습니다.

방출된 중성자는 방사성 물질을 떠나거나 다른 원자와 충돌하여 또 다른 핵분열 반응을 일으킬 수 있습니다. 물질의 특정 농도(임계 질량)가 초과되면 원자핵의 추가 분열을 일으키는 신생 중성자의 수가 붕괴되는 핵의 수를 초과하기 시작합니다. 붕괴하는 원자의 수가 눈사태처럼 늘어나기 시작하여 새로운 중성자가 탄생하는, 즉 연쇄반응이 일어난다. 우라늄-235의 경우 임계질량은 약 50kg, 플루토늄-239의 경우 5.6kg이다. 즉, 5.6kg보다 약간 작은 무게의 플루토늄 공은 단지 따뜻한 금속 조각일 뿐이며, 약간 더 큰 질량은 몇 나노초만 지속됩니다.

폭탄의 실제 작동은 간단합니다. 각각 임계 질량보다 약간 작은 두 개의 우라늄 또는 플루토늄 반구를 가져와 45cm 거리에 배치하고 폭발물로 덮어 폭발시킵니다. 우라늄이나 플루토늄은 초임계 덩어리로 소결되고 핵반응이 시작됩니다. 모두. 핵 반응을 시작하는 또 다른 방법은 강력한 폭발로 플루토늄 조각을 압축하는 것입니다. 원자 사이의 거리가 줄어들고 반응은 더 낮은 임계 질량에서 시작됩니다. 모든 현대 원자폭탄은 이 원리에 따라 작동합니다.

원자폭탄의 문제는 폭발력을 높이고 싶은 순간부터 시작된다. 단순히 핵분열성 물질을 늘리는 것만으로는 충분하지 않습니다. 질량이 임계 질량에 도달하자마자 폭발합니다. 예를 들어, 두 부분이 아닌 여러 부분으로 폭탄을 만들기 위해 다양한 독창적인 계획이 발명되었습니다. 이로 인해 폭탄은 터진 오렌지색처럼 보이기 시작한 다음 한 번의 폭발로 하나의 조각으로 조립하지만 여전히 강력한 힘을 가지고 있습니다. 100킬로톤이 넘는 문제는 극복할 수 없게 되었습니다.

수소폭탄

그러나 열핵융합 연료에는 임계질량이 없습니다. 여기에 열핵 연료로 가득 찬 태양이 머리 위에 매달려 있습니다. 내부에는 이미 수십억 개가 있습니다. 세월이 흐르다열핵 반응 - 아무것도 폭발하지 않습니다. 또한 중수소와 삼중수소(수소의 중중 및 초중 동위원소) 등의 합성 반응에서는 같은 질량의 우라늄-235를 연소할 때보다 4.2배 더 많은 에너지가 방출됩니다.

원자폭탄을 만드는 것은 이론적인 과정이라기보다는 실험적인 과정이었습니다. 수소폭탄을 만들기 위해서는 완전히 새로운 물리적 학문, 즉 고온 플라즈마와 초고압의 물리학이 등장해야 했습니다. 폭탄 제작을 시작하기 전에 별의 중심부에서만 일어나는 현상의 본질을 철저히 이해하는 것이 필요했습니다. 여기에는 어떤 실험도 도움이 될 수 없습니다. 연구원의 도구는 이론 물리학과 고등 수학뿐이었습니다. 열핵무기 개발에서 엄청난 역할이 수학자(Ulam, Tikhonov, Samarsky 등)에게 속한다는 것은 우연이 아닙니다.

클래식 슈퍼

1945년 말, 에드워드 텔러(Edward Teller)는 "클래식 슈퍼(classic super)"라고 불리는 최초의 수소폭탄 설계를 제안했습니다. 핵융합 반응을 시작하는 데 필요한 엄청난 압력과 온도를 생성하려면 기존의 원자 폭탄을 사용해야 했습니다. "클래식 슈퍼" 자체는 중수소로 채워진 긴 실린더였습니다. 중수소-삼중수소 혼합물이 포함된 중간 "점화" 챔버도 제공되었습니다. 중수소와 삼중수소의 합성 반응은 더 낮은 압력에서 시작됩니다. 불과 유사하게 중수소는 장작, 중수소와 삼중수소의 혼합물(휘발유 한 잔, 원자폭탄)의 역할을 하도록 되어 있었습니다. 이 계획은 한쪽 끝에 원자 라이터가 달린 일종의 시가인 "파이프"라고 불렸습니다. 소련의 물리학자들도 같은 계획을 사용하여 수소폭탄을 개발하기 시작했습니다.

그러나 수학자 Stanislav Ulam은 일반적인 계산자를 사용하여 "슈퍼"에서 순수한 중수소의 융합 반응이 일어나는 것이 거의 불가능하며 혼합물을 생성하려면 삼중수소의 양이 필요하다는 것을 Teller에게 증명했습니다. 미국에서 무기급 플루토늄 생산을 실질적으로 중단하는 것이 필요합니다.

설탕을 곁들인 퍼프

1946년 중반에 텔러는 또 다른 수소폭탄 설계인 "알람시계"를 제안했습니다. 그것은 우라늄, 중수소, 삼중수소의 구형 층이 교대로 구성되어 있습니다. 플루토늄 중심 전하의 핵폭발 중에 폭탄의 다른 층에서 열핵 반응을 시작하는 데 필요한 압력과 온도가 생성되었습니다. 그러나 "알람시계"에는 고출력 원자 개시자가 필요했고 미국(소련도 포함)은 무기급 우라늄과 플루토늄을 생산하는 데 문제가 있었습니다.

1948년 가을, 안드레이 사하로프(Andrei Sakharov)도 비슷한 계획을 세웠습니다. 소련에서는 이 디자인을 "슬로이카(sloyka)"라고 불렀습니다. 무기급 우라늄-235와 플루토늄-239를 충분한 양으로 생산할 시간이 없었던 소련에게 사하로프의 퍼프 페이스트는 만병통치약이었다. 그것이 바로 그 이유입니다.

기존 원자폭탄에서 천연 우라늄-238은 쓸모가 없을 뿐만 아니라(붕괴 중 중성자 에너지는 핵분열을 일으키기에 충분하지 않음) 2차 중성자를 열심히 흡수하여 연쇄 반응을 늦추기 때문에 해롭습니다. 따라서 무기급 우라늄의 90%는 동위원소인 우라늄-235로 구성되어 있습니다. 그러나 열핵융합으로 생성된 중성자는 핵분열 중성자보다 에너지가 10배 더 강하며, 이러한 중성자를 조사한 천연 우라늄-238은 훌륭하게 핵분열을 시작합니다. 새로운 폭탄산업 폐기물로 분류됐던 우라늄-238을 폭발물로 사용할 수 있게 됐다.

Sakharov의 "퍼프 페이스트리"의 하이라이트는 급성 결핍된 삼중수소 대신 백색광 결정질 물질인 중수소리튬 6LiD를 사용했다는 것입니다.

위에서 언급한 바와 같이, 중수소와 삼중수소의 혼합물은 순수한 중수소보다 훨씬 더 쉽게 발화됩니다. 그러나 삼중수소의 장점은 여기서 끝나고 단점만 남습니다. 정상 상태에서 삼중수소는 가스이므로 저장이 어렵습니다. 삼중수소는 방사성이며 안정한 헬륨-3으로 붕괴하여 매우 필요한 고속 중성자를 적극적으로 소비하므로 폭탄의 유효 기간이 몇 달로 제한됩니다.

비방사성 중수소리튬은 느린 핵분열 중성자로 조사되면(원자 퓨즈 폭발의 결과) 삼중수소로 변합니다. 따라서 1차 원자 폭발로 인한 방사선은 추가 열핵 반응을 위해 즉시 충분한 양의 삼중수소를 생성하며, 중수소는 초기에 중수소리튬에 존재합니다.

1953년 8월 12일 세미팔라틴스크 시험장 타워에서 성공적으로 시험된 것은 바로 RDS-6s 폭탄이었습니다. 폭발 위력은 400킬로톤에 달했고, 실제인지 여부는 아직도 논란이 되고 있다. 열핵폭발또는 초강력 원자. 결국, Sakharov 퍼프 페이스트의 열핵 융합 반응은 전체 충전 전력의 20%를 넘지 않았습니다. 폭발의 주요 원인은 빠른 중성자로 조사된 우라늄-238의 붕괴 반응에 의해 이루어졌으며, 덕분에 RDS-6는 소위 "더러운" 폭탄 시대를 열었습니다.

사실 주요 방사성 오염은 붕괴 생성물(특히 스트론튬-90 및 세슘-137)에서 비롯됩니다. 본질적으로 Sakharov의 "퍼프 페이스트리"는 거대했습니다. 원자 폭탄, 열핵 반응에 의해 약간만 향상되었습니다. 단 한 번의 "퍼프 페이스트리" 폭발로 인해 스트론튬-90의 82%와 세슘-137의 75%가 생성된 것은 우연이 아닙니다. 이 세슘-137은 세미팔라틴스크 시험장의 전체 역사 동안 대기에 유입되었습니다.

미국 폭탄

그러나 수소폭탄을 최초로 터뜨린 것은 미국인이었다. 1952년 11월 1일 Elugelab Atoll에서 태평양 10메가톤의 출력을 가진 마이크 열핵 장치가 성공적으로 테스트되었습니다. 74톤짜리 미국산 장치를 폭탄이라고 부르기는 어려울 것이다. "마이크"는 크기가 큰 장치였습니다. 2층집, 절대 영도에 가까운 온도에서 액체 중수소로 채워져 있습니다 (Sakharov의 "퍼프 페이스트리"는 완전히 운송 가능한 제품이었습니다). 그러나 "마이크"의 하이라이트는 크기가 아니라 열핵폭발물을 압축하는 독창적인 원리였습니다.

수소폭탄의 주요 아이디어는 핵폭발을 통해 핵융합 조건(초고압 및 온도)을 만드는 것이라는 점을 상기해보자. "퍼프"방식에서는 핵 전하가 중앙에 위치하므로 중수소를 압축하지 않고 바깥쪽으로 흩어지게합니다. 열핵 폭발물의 양을 늘려도 전력이 증가하지 않습니다. 폭발할 시간이 있어요. 이것이 바로 이 계획의 최대 출력을 제한하는 요소입니다. 1957년 5월 31일 영국군에 의해 폭파된 세계에서 가장 강력한 "퍼프"인 Orange Herald는 720킬로톤에 불과했습니다.

내부에서 원자 신관을 폭발시켜 열핵 폭발물을 압축할 수 있다면 이상적일 것입니다. 하지만 어떻게 해야 할까요? Edward Teller는 기계적 에너지와 중성자 플럭스가 아닌 1차 원자 퓨즈의 방사선을 사용하여 열핵연료를 압축하는 훌륭한 아이디어를 내놓았습니다.

텔러의 새로운 설계에서는 초기 원자 단위가 열핵 단위에서 분리되었습니다. 원자 전하가 촉발되었을 때 엑스레이 방사선이 앞서있었습니다. 충격파원통형 몸체의 벽을 따라 퍼지면서 폭탄 몸체의 폴리에틸렌 내부 라이닝이 증발하여 플라즈마로 변합니다. 플라즈마는 차례로 우라늄-238 내부 실린더의 외부 층인 "푸셔"에 흡수된 부드러운 X선을 다시 방출했습니다. 층이 폭발적으로 증발하기 시작했습니다(이 현상을 절제라고 함). 뜨거운 우라늄 플라즈마는 초강력 로켓 엔진의 제트와 비교할 수 있으며, 그 추진력은 중수소가 있는 실린더로 향합니다. 우라늄 실린더가 붕괴되고 중수소의 압력과 온도가 임계 수준에 도달했습니다. 동일한 압력으로 중앙의 플루토늄 튜브가 임계 질량까지 압축되어 폭발했습니다. 플루토늄 신관이 내부에서 중수소를 눌렀을 때 폭발하면서 열핵 폭발물이 더욱 압축되고 가열되어 폭발했습니다. 강렬한 중성자 흐름이 "푸셔"의 우라늄-238 핵을 분열시켜 2차 붕괴 반응을 일으킵니다. 이 모든 일은 1차 핵폭발로 인한 폭발파가 열핵 장치에 도달하기 전에 일어났습니다. 수십억 분의 1초에 발생하는 이 모든 사건을 계산하려면 지구상에서 가장 강력한 수학자들의 두뇌 능력이 필요했습니다. "Mike"의 제작자는 10메가톤 폭발로 인한 공포가 아니라 형언할 수 없는 기쁨을 경험했습니다. 현실 세계별의 핵심에만 접근할 뿐만 아니라 지구에 자신의 작은 별을 설치하여 실험적으로 이론을 테스트합니다.

브라보

디자인의 아름다움에서 러시아인을 능가한 미국인은 장치를 소형으로 만들 수 없었습니다. 그들은 Sakharov의 분말 리튬 중수소 대신 액체 과냉각 중수소를 사용했습니다. Los Alamos에서 그들은 Sakharov의 "퍼프 페이스트리"에 약간의 부러움을 느꼈습니다. "러시아인들은 생우유 한 통이 담긴 거대한 소 대신 분유 한 봉지를 사용합니다." 그러나 양측은 서로에게 비밀을 숨기지 못했습니다. 1954년 3월 1일 비키니 환초 근처에서 미국인들은 리튬 중수소화물을 사용한 15메가톤 폭탄 "브라보"를 시험했고, 1955년 11월 22일에는 세미팔라틴스크 시험장에서 소련 최초의 2단 폭탄이 폭발했습니다. 열핵폭탄 1.7 메가톤 용량의 RDS-37은 테스트 사이트의 거의 절반을 파괴했습니다. 그 이후로 써모 디자인은 핵폭탄사소한 변경을 거쳐(예를 들어, 초기 폭탄과 주 폭탄 사이에 우라늄 보호막이 나타남) 표준이 되었습니다. 그리고 이토록 화려한 실험으로 풀 수 있는 대규모 자연의 신비는 세상에 더 이상 남아 있지 않습니다. 아마도 초신성의 탄생일 것이다.

수소폭탄

열핵무기- 대량살상무기의 종류 파괴적인 힘이는 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 핵융합하는 반응의 에너지 사용을 기반으로 합니다(예: 중수소(중수소) 원자의 두 핵이 헬륨 원자의 하나의 핵으로 합성됨). 에너지의 양. 핵무기와 동일한 파괴력을 지닌 열핵무기는 폭발력이 훨씬 더 크다. 이론적으로는 사용 가능한 구성 요소 수에 의해서만 제한됩니다. 열핵폭발로 인한 방사능 오염은 특히 폭발력과 관련하여 원자 폭발보다 훨씬 약하다는 점에 유의해야 합니다. 이는 열핵무기를 "깨끗하다"고 부를 수 있는 근거를 제공했습니다. 영어 문헌에 등장한 이 용어는 70년대 말에 사용이 중단되었습니다.

일반적인 설명

열핵 폭발 장치액체 및 압축 기체 중수소를 모두 사용하여 만들 수 있습니다. 그러나 열핵무기의 출현은 일종의 리튬수소화물(리튬-6 중수소화물) 덕분에 가능해졌습니다. 이것은 수소의 무거운 동위원소인 중수소와 질량수 6의 리튬 동위원소의 화합물입니다.

리튬-6 중수소화물은 중수소(일반적인 상태)를 저장할 수 있는 고체입니다. 정상적인 조건- 가스) ~에 영하의 기온, 또한 두 번째 구성 요소인 리튬-6은 가장 부족한 수소 동위원소인 삼중수소를 생산하는 원료입니다. 실제로 6Li는 삼중수소의 유일한 산업 공급원입니다.

초기 미국의 열핵폭탄도 천연 중수소리튬을 사용했는데, 이는 주로 질량수 7의 리튬 동위원소를 포함하고 있습니다. 삼중수소의 공급원으로도 사용되지만 이를 위해서는 반응에 참여하는 중성자의 에너지가 10MeV 이상이어야 합니다. 더 높은.

열핵반응을 시작하는 데 필요한 중성자와 온도(약 5천만도)를 생성하기 위해 먼저 소형 원자폭탄인 수소폭탄이 터진다. 폭발은 급격한 온도 상승을 동반하며, 전자기 방사선, 강력한 중성자 플럭스의 출현. 중성자와 리튬 동위원소의 반응 결과 삼중수소가 형성됩니다.

원자폭탄 폭발 시 고온에서 중수소와 삼중수소가 존재하면 열핵반응(234)이 시작되고, 이는 수소(열핵) 폭탄 폭발 중에 주요 에너지 방출을 생성합니다. 폭탄 본체가 천연 우라늄으로 만들어진 경우 빠른 중성자(반응 중에 방출되는 에너지의 70%를 운반함(242))는 내부에서 새로운 제어되지 않는 연쇄 핵분열 반응을 일으킵니다. 수소폭탄 폭발의 세 번째 단계가 발생합니다. 비슷한 방식으로, 사실상 무제한의 힘을 지닌 열핵 폭발이 발생합니다.

추가적인 피해 요인은 수소폭탄 폭발 중에 발생하는 중성자 방사선입니다.

열핵탄약 장치

열핵무기는 공중폭탄( 수소또는 열핵폭탄), 탄도 및 순항 미사일용 탄두.

이야기

소련

최초의 소련 열핵 장치 프로젝트는 레이어 케이크와 유사하여 "Sloyka"라는 코드 명을 받았습니다. 이 설계는 Andrei Sakharov와 Vitaly Ginzburg가 1949년(소련 최초의 핵폭탄 시험 이전에도) 개발했으며 현재 유명한 Teller-Ulam 분할 설계와는 다른 충전 구성을 가졌습니다. 충전 중에는 핵분열성 물질 층이 핵융합 연료 층과 번갈아 가며 삼중수소와 혼합된 중수소리튬(“사하로프의 첫 번째 아이디어”)이 사용되었습니다. 핵분열 전하 주위에 배치된 핵융합 전하는 장치의 전체 출력을 높이는 데 효과적이지 않았습니다(현대 Teller-Ulam 장치는 최대 30배의 배율을 제공할 수 있음). 또한, 핵분열 및 핵융합 장약 영역에는 1차 핵분열 반응의 개시체인 재래식 폭발물이 산재되어 있어 재래식 폭발물의 필요한 질량이 더욱 증가했습니다. "Sloika" 유형의 첫 번째 장치는 1953년에 테스트되었으며 서양에서는 "Joe-4"라는 이름을 받았습니다(소련 최초의 장치). 핵실험 Joseph (Joseph) Stalin "Uncle Joe"의 미국 별명에서 코드 이름을 받았습니다. 폭발력은 400킬로톤에 달했고 효율은 15~20%에 불과했습니다. 계산에 따르면 미반응 물질의 확산으로 인해 750킬로톤 이상의 전력 증가가 방지되는 것으로 나타났습니다.

미국이 1952년 11월 아이비 마이크 시험을 실시해 메가톤 폭탄 제조 가능성을 입증한 이후 소련은 또 다른 프로젝트를 개발하기 시작했다. Andrei Sakharov가 회고록에서 언급했듯이 "두 번째 아이디어"는 Ginzburg가 1948년 11월에 제시했으며 중수소화 리튬을 폭탄에 사용할 것을 제안했습니다. 이 폭탄은 중성자를 조사하면 삼중수소를 형성하고 중수소를 방출합니다.

1953년 말, 물리학자 Viktor Davidenko는 1차(핵분열) 전하와 2차(융합) 전하를 별도의 볼륨에 배치하여 Teller-Ulam 계획을 반복할 것을 제안했습니다. 다음 큰 단계는 1954년 봄에 Sakharov와 Yakov Zeldovich에 의해 제안되고 개발되었습니다. 여기에는 핵융합 전에 중수소리튬을 압축하기 위해 핵분열 반응에서 나오는 X선을 사용하는 것이 포함되었습니다("빔 파열"). Sakharov의 "세 번째 아이디어"는 1955년 11월 1.6 메가톤 RDS-37 테스트 중에 테스트되었습니다. 추가 개발이 아이디어는 권력에 대한 근본적인 제한이 실질적으로 없다는 사실로 확인되었습니다. 열핵 전하.

소련은 1961년 10월 Tu-95 폭격기가 발사한 50메가톤 폭탄이 노바야젬랴(Novaya Zemlya)에서 폭발하는 테스트를 통해 이를 입증했습니다. 장치의 효율성은 거의 97%였으며 처음에는 100메가톤의 전력을 위해 설계되었지만 이후 프로젝트 관리의 강력한 결정에 따라 절반으로 줄였습니다. 그것은 지구상에서 개발되고 테스트된 가장 강력한 열핵 장치였습니다. 너무 강력해서 실제 사용무기로서 그것은 완성된 폭탄의 형태로 이미 테스트되었다는 사실을 고려하더라도 모든 의미를 잃었습니다.

미국

원자 전하에 의해 시작되는 핵융합 폭탄에 대한 아이디어는 맨해튼 프로젝트 초기인 1941년 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 그의 동료 에드워드 텔러(Edward Teller)에게 제안했습니다. 텔러는 맨해튼 프로젝트 기간 동안 원자폭탄 자체를 어느 정도 무시하면서 핵융합 폭탄 프로젝트 작업에 많은 작업을 바쳤습니다. 어려움에 대한 그의 초점과 문제 논의에서 "악마의 옹호자"의 입장은 오펜하이머가 텔러와 다른 "문제 있는" 물리학자들을 편파적으로 이끌도록 강요했습니다.

합성 프로젝트 구현을 위한 첫 번째 중요하고 개념적인 단계는 Teller의 협력자 Stanislav Ulam이 수행했습니다. 열핵융합을 시작하기 위해 Ulam은 1차 핵분열 반응의 요소를 사용하여 열핵연료를 가열하기 전에 압축하고 폭탄의 1차 핵 구성 요소와 별도로 열핵 충전물을 배치할 것을 제안했습니다. 이러한 제안을 통해 열핵무기 개발을 실용적인 수준으로 전환할 수 있게 되었습니다. 이를 바탕으로 텔러는 1차 폭발에 의해 생성된 엑스선과 감마선이 1차 폭발과 공통 껍질에 위치한 2차 구성요소에 충분한 에너지를 전달하여 열핵 반응을 시작하기에 충분한 내파(압축)를 수행할 수 있다고 제안했습니다. . Teller와 그의 지지자 및 반대자들은 나중에 이 메커니즘의 기초가 되는 이론에 대한 Ulam의 기여에 대해 논의했습니다.

1963년 1월 16일, 전성기 시절 냉전, 니키타 흐루쇼프세상에 그렇게 말했어 소련무기고에는 새로운 대량 살상 무기인 수소 폭탄이 있습니다. 1년 반 전, 세계에서 가장 강력한 수소폭탄 폭발이 소련에서 이루어졌습니다. Novaya Zemlya에서 50메가톤이 넘는 용량의 폭탄이 폭발했습니다. 여러 면에서, 세계가 인종의 추가 확대에 대한 위협을 깨닫게 만든 것은 소련 지도자의 이 발언이었습니다. 핵무기: 이미 1963년 8월 5일 모스크바에서는 대기권, 우주공간, 수중에서의 핵무기 실험을 금지하는 협정이 체결되었습니다.

창조의 역사

열핵융합을 통해 에너지를 얻을 수 있는 이론적 가능성은 제2차 세계 대전 이전에도 알려져 있었지만, 이 반응을 실제로 생성하기 위한 기술적 장치를 만드는 문제가 제기된 것은 전쟁과 그에 따른 군비 경쟁이었습니다. 1944년 독일에서는 재래식 폭발물을 사용하여 핵연료를 압축하여 열핵융합을 시작하는 작업이 수행되었지만 필요한 온도와 압력을 얻을 수 없었기 때문에 성공하지 못한 것으로 알려져 있습니다. 미국과 소련은 40년대부터 열핵무기를 개발해 왔으며, 50년대 초반에 최초의 열핵무기 장치를 거의 동시에 테스트했습니다. 1952년 미국은 에니웨타크 환초(나가사키에 투하된 폭탄보다 450배 더 강력함)에서 10.4메가톤의 출력을 가진 폭약을 폭발시켰고, 1953년에 소련은 400킬로톤의 출력을 가진 장치를 테스트했습니다.

최초의 열핵 장치의 설계는 실제 전투 사용에 적합하지 않았습니다. 예를 들어, 1952년 미국에서 테스트한 장치는 2층 건물 높이에 무게가 80톤이 넘는 지상 구조물이었습니다. 거대한 냉동 장치를 사용하여 액체 열핵 연료가 저장되었습니다. 따라서 앞으로는 고체 연료인 리튬-6 중수소화물을 사용하여 열핵무기의 연속 생산이 수행되었습니다. 1954년 미국은 비키니 환초에서 이를 기반으로 한 장치를 테스트했으며, 1955년에는 세미팔라틴스크 테스트 사이트에서 새로운 소련 열핵폭탄이 테스트되었습니다. 1957년 영국에서 수소폭탄 실험이 실시됐다. 1961년 10월, 소련의 Novaya Zemlya에서 58메가톤의 출력을 가진 열핵폭탄이 폭발했습니다. 강력한 폭탄"차르 봄바(Tsar Bomba)"라는 이름으로 역사에 기록된 인류의 시험을 받은 적이 있습니다.

추가 개발은 탄도미사일로 목표물에 전달되도록 수소폭탄의 설계 크기를 줄이는 것을 목표로 했습니다. 이미 60년대에 장치의 질량이 수백 킬로그램으로 줄어들었고 70년대에는 탄도 미사일이 동시에 10개 이상의 탄두를 운반할 수 있었습니다. 이는 여러 개의 탄두를 가진 미사일이며 각 부품은 자체 목표를 타격할 수 있습니다. 오늘날 미국, 러시아, 영국은 열핵무기를 보유하고 있으며, 열핵폭탄 시험은 중국(1967년)과 프랑스(1968년)에서도 수행되었습니다.

수소폭탄의 작동 원리

수소폭탄의 작용은 경핵의 열핵융합 반응 중에 방출되는 에너지의 사용에 기초합니다. 초고온과 엄청난 압력의 영향으로 수소 핵이 충돌하여 더 무거운 헬륨 핵으로 합쳐지는 별의 깊은 곳에서 일어나는 것이 바로 이 반응입니다. 반응 중에 수소핵 질량의 일부가 많은 수의에너지 - 덕분에 별은 엄청난 양의 에너지를 지속적으로 방출합니다. 과학자들은 수소 동위원소인 중수소와 삼중수소를 사용하여 이 반응을 모방하여 “수소 폭탄”이라는 이름을 붙였습니다. 처음에는 액체 수소 동위원소를 사용하여 전하를 생성했으며 나중에는 중수소와 리튬 동위원소의 고체 화합물인 리튬-6 중수소화물을 사용했습니다.

리튬-6 중수소화물은 열핵연료인 수소폭탄의 주성분이다. 이미 중수소를 저장하고 있으며, 리튬 동위원소는 삼중수소 형성의 원료 역할을 합니다. 열핵융합 반응을 시작하려면 다음을 생성해야 합니다. 높은 온도압력과 리튬-6에서 삼중수소를 분리하는 데도 사용됩니다. 이러한 조건은 다음과 같이 제공됩니다.

열핵연료 용기의 껍질은 우라늄-238과 플라스틱으로 만들어졌으며, 수 킬로톤의 출력을 갖는 기존의 핵전하가 용기 옆에 배치됩니다. 이를 수소폭탄의 방아쇠 또는 개시자 전하라고 합니다. 강력한 X선 방사선의 영향으로 플루토늄 개시제 전하가 폭발하는 동안 용기의 껍질은 플라즈마로 변하여 수천 번 압축되어 필요한 높은 압력과 엄청난 온도를 생성합니다. 동시에 플루토늄에서 방출된 중성자는 리튬-6과 상호작용하여 삼중수소를 형성합니다. 중수소와 삼중수소 핵은 초고온과 압력의 영향으로 상호작용하여 열핵 폭발을 일으킵니다.

우라늄-238과 리튬-6 중수소화물을 여러 층으로 만들면 각각 폭탄 폭발에 자체 힘이 추가됩니다. 즉, 이러한 "퍼프"를 사용하면 폭발의 힘을 거의 무제한으로 높일 수 있습니다. 덕분에 수소폭탄은 거의 모든 전력으로 만들 수 있고, 같은 전력의 기존 핵폭탄보다 가격이 훨씬 저렴해진다.