Hidrojen bombası ile atom bombası: fark nedir

Atom bombası enerjisini ağır atomları bölerek elde eder. Hidrojen bombası enerjisinin çoğunu hafif atomları birleştirerek elde eder ve başlamak için içinde bir atom bombasına ihtiyaç duyar. Kısa yanıt bu. Pratikteki fark güçtür: 1945'te savaşta kullanılan iki bomba 15 ve 21 kiloton verdi; yedi yıl sonra denenen ilk hidrojen bombası ise 10.400 kiloton.

	Atom (fisyon) bombası	Hidrojen (termonükleer) bombası
Tepkime	Ağır çekirdekler zincirleme tepkimeyle bölünür	Hafif çekirdekler birleşir, üstüne bol miktarda fisyon
Yakıt	Uranyum-235 ya da plütonyum-239	Lityum döterür ve trityum, fisyon tetikleyiciyle
Nasıl başlar	Konvansiyonel patlayıcılar kritik kütleyi oluşturur	Bir atom bombası (birincil kademe) füzyon kademesini ateşler
Tipik güç	1'den onlarca kilotona; en büyük deneme 500 kt	Yüzlerce kilotondan megatonlara; 50 Mt denendi
İlk deneme	Trinity, Temmuz 1945	Ivy Mike, Kasım 1952
Savaşta kullanımı	Hiroşima ve Nagazaki	Hiç

Taşıma sehpası üzerinde Little Boy atom bombası — Hiroşima'ya atılan namlu tipi uranyum bombası Little Boy. Üç metre uzunluğunda, yaklaşık 4,4 ton, 15 kiloton. Fotoğraf: US Department of Energy

Bölmek ve birleştirmek

Bir nötron uranyum-235 ya da plütonyum-239 çekirdeğine çarptığında çekirdek iki hafif parçaya ayrılır ve iki üç yeni nötron saçar. Yeterince malzeme bir yerde sıkıca toplanmışsa bu nötronlar başka çekirdekleri böler ve bölünme sayısı kabaca her yüzde bir mikrosaniyede ikiye katlanır. Enerjinin tamamı saniyenin milyonda birinden kısa sürede açığa çıkar.

Füzyon ters yönde işler. Ağır hidrojen çekirdekleri, döteryum ve trityum, zorla birleştirilip helyuma dönüştürülür; bu sırada kaybolan kütle enerjiye dönüşür. Kilogram başına döteryum-trityum füzyonu, uranyum fisyonunun yaklaşık dört katı enerji açığa çıkarır. Sorun sıcaklıktır: on milyonlarca derece, ki hiçbir kimyasal patlayıcı bunu üretemez.

Nükleer fisyon ile nükleer füzyonu karşılaştıran şema — Fisyon bir ağır çekirdeği böler. Füzyon iki hafif çekirdeği birleştirir. İkisi de küçük bir kütleyi büyük bir enerjiye dönüştürür.

Hidrojen bombasının içinde neden bir atom bombası var

Füzyon için gereken ısının tek pratik kaynağı bir fisyon patlamasıdır. Edward Teller ve Stanisław Ulam'ın 1951'de geliştirdiği iki kademeli tasarımda önce birincil kademe denen fisyon bombası patlar. Işık hızıyla yayılan X ışınları gövdeyi doldurur ve şok dalgası silahı parçalamadan önce ikinci kademeyi sıkıştırır. Sıkışan yakıt tutuşur.

İkincil kademe uranyumla sarılıdır ve füzyondan fışkıran hızlı nötronlar o uranyumu da böler. Pek çok termonükleer silahta toplam gücün yaklaşık yarısı bu son fisyon adımından gelir. Yani «hidrojen bombası» adı yalnızca yarı yarıya doğrudur: bu bir fisyon, füzyon ve fisyon bombasıdır.

İki kademeli termonükleer silahın şeması — İki kademeli düzen: bir uçta birincil kademe, diğer uçta füzyon ikincil kademesi, X ışınlarını yönlendiren bir gövdenin içinde.

1945'ten 1952'ye

Fisyon bombası savaş yıllarındaki Manhattan Projesi'nin ürünüydü. Hiroşima hiç denenmemiş namlu tipi bir uranyum tasarımıyla, Nagazaki ise Trinity aygıtının aynısı olan içe patlamalı bir plütonyum bombasıyla yıkıldı. Fisyon bombaları savaştan sonra hızla büyüdü, ama bir tavana çarptı. Tek bir silaha ne kadar çok bölünebilir malzeme koyarsanız, onun erken tepkimeye girmesini önlemek o kadar zorlaşır. Denenmiş en büyük saf fisyon bombası olan Ivy King, 1952'de 500 kiloton verdi.

İki hafta önce Amerika Birleşik Devletleri, sıvı döteryumla dolu 74 tonluk soğutmalı bir aygıt olan Ivy Mike'ı denemişti. 10,4 megaton üretti ve bir adayı haritadan sildi. İki yıl içinde sıvı yakıtın yerini katı lityum döterür aldı ve hidrojen bombası bir uçağa sığdı. Gerçek bir Sovyet iki kademeli silahı 1955'te, İngiltere'ninki 1957'de, Çin'inki 1967'de ve Fransa'nınki 1968'de geldi.

Deneme binasında Ivy Mike termonükleer aygıtı — Sausage lakaplı Ivy Mike aygıtı, 1952'de Enewetak'taki denemeden önce. Yakıtının eksi 250 °C'de tutulması gerekiyordu. Fotoğraf: US Department of Energy

Bugün cephaneliklerde ne var

Amerika Birleşik Devletleri, Rusya, İngiltere, Fransa ve Çin'in konuşlandırdığı stratejik savaş başlıklarının neredeyse tamamı termonükleerdir. Tasarımın ham gücün yanında bir avantajı daha vardır: verimlidir. Birkaç yüz kilogram ağırlığındaki modern iki kademeli bir savaş başlığı birkaç yüz kiloton verir; bu da bir füzenin bunlardan birkaçını taşımasını sağlar. Saf fisyon silahları yeni nükleer devletler için başlangıç noktası olmayı sürdürür; modern savaş başlıklarının birincil kademeleri de küçük bir döteryum-trityum gazı dolgusuyla takviye edilmiş fisyon aygıtlarıdır.

Ünlü fisyon ve termonükleer patlamaların güçleri — Ünlü fisyon ve termonükleer patlamalar tek bir ölçekte. Eksendeki her basamak bir öncekinin on katıdır.

Sık karıştırılanlar

Nükleer bomba ile atom bombası aynı şey mi? «Nükleer silah» her iki türü de kapsar. «Atom bombası» genellikle fisyon silahları için kullanılır.

Hidrojen bombası daha mı radyoaktif? Şart değil. Serpinti çoğunlukla ne kadar fisyon gerçekleştiğine ve ateş topunun yere değip değmediğine bağlıdır. İkincil kademesinde az uranyum bulunan temiz bir tasarım kiloton başına daha az serpinti üretir; yüksek güçlü bir yer patlaması ise çok fazla.

Hidrojen bombası istenildiği kadar büyütülebilir mi? İlke olarak kademeler zincirlenebilir; Sovyet Çar Bombası üç kademe kullanıyordu ve 100 megaton için tasarlanmıştı. Pratikte böyle bir silahın askerî kullanımı yoktur; Çar Bombası'nın hikâyesi bunu gösteriyor.

İki türü haritada karşılaştırmak için simülatörde önce Little Boy'u, sonra modern 800 kilotonluk bir savaş başlığını seçin. Her tasarımın ayrıntıları nükleer silahlar nasıl çalışır sayfasında anlatılıyor.