O bombă cu hidrogen este, de departe, cea mai distructivă armă pe care omenirea a inventat-o vreodată. Este cel mai puternic tip de bombă nucleară, ajungând în unele cazuri de peste 2,000 de ori randamentul bombelor nucleare aruncate asupra Hiroshima și Nagasaki, Japonia. Spre deosebire de primele „bombe atomice” – cunoscute și sub denumirea de bombe A – care eliberează energie prin fisiunea sau destrămarea nucleelor atomice grele precum uraniul și plutoniul, o bombă cu hidrogen eliberează energie prin fuzionarea nucleelor ușoare precum tritiu sau deuteriu, transformând chiar mai multă materie în energie. Când președintele Truman a autorizat aruncarea bombei atomice asupra Hiroshima și Nagasaki, el a spus că armele foloseau aceeași putere ca Soarele, dar acest lucru nu era adevărat – Soarele folosește fuziunea nucleară, nu fisiunea nucleară. O bombă cu hidrogen, totuși, eliberează cu adevărat puterea care alimentează Soarele.
Un Abonament Convenabil
Fuziunea nucleară implică crearea de elemente mai grele din altele mai ușoare prin unirea nucleelor atomice. În Soare, aceasta ia în principal forma fuzionarii nucleelor de hidrogen pentru a forma heliu. O reacție de fuziune este foarte dificil de început, deoarece nucleele sunt încărcate pozitiv și, prin urmare, se resping puternic unul pe altul prin forța electromagnetică puternică. Nucleele elementelor mai grele decât hidrogenul sunt ținute împreună de forța nucleară puternică, care, la această scară, este mult mai puternică decât cea electromagnetică. Forța puternică, însă, este semnificativă doar pe distanțe extrem de scurte, de aproximativ dimensiunea unui nucleu atomic.
Pentru a începe fuziunea nucleară, nucleele trebuie să fie într-un fel foarte apropiate. În Soare, acest lucru se realizează prin gravitație. Într-o bombă cu hidrogen, aceasta se realizează printr-o combinație de presiune extremă și temperatură determinată de o explozie de fisiune. O bombă cu hidrogen este, prin urmare, o armă în două etape: o explozie de fisiune inițială provoacă o explozie de fuziune. O bombă cu fisiune „primară” este detonată în mod normal, care apoi comprimă un combustibil de fuziune „secundar” și aprinde o „bujie” de uraniu care fisiază și supune combustibilul de fuziune căldurii necesare pentru a începe reacția – aproximativ 20,000,000 °F (11,000,000°C).
În Soare, principalul proces de fuziune are ca rezultat patru nuclee de hidrogen, care constau pur și simplu dintr-un singur proton, combinându-se pentru a forma un nucleu de heliu, care are doi protoni și doi neutroni. Izotopii de hidrogen mai grei deuteriu și tritiu, cu unul și, respectiv, doi neutroni, sunt creați în etapele intermediare. Nu este practic să încerci să reproduci întregul proces pornind de la hidrogen obișnuit, dar fuziunea deuteriului și a tritiului poate fi realizată. Un test timpuriu a implicat utilizarea acestor gaze în formă lichefiată, dar o modificare crucială a fost utilizarea deuteridei solide de litiu, un compus de litiu și deuteriu. În condițiile create de explozia de fisiune inițială, litiul este transformat în tritiu, care apoi fuzionează cu deuteriul.
Istorie
Prima dată când a fost testat principiul unei bombe cu hidrogen a fost pe 9 mai 1951 de armata Statelor Unite, în timpul testului „George” al Operațiunii Greenhouse de la Pacific Proving Grounds. Cea mai mare parte a randamentului energetic al acestui test a provenit din combustibilul de fisiune, dar a demonstrat că o bombă cu fisiune poate fi folosită ca o piatră de temelie către ceva și mai distructiv. Un test similar, „Item”, a avut loc la 25 mai 1951.
Primul test adevărat cu bombă cu hidrogen, „Ivy Mike”, a avut loc pe 1 noiembrie 1952, detonat la atolul Eniwetok din Pacific, ca parte a Operațiunii Ivy. Bomba a explodat cu o forță echivalentă cu 10.4 megatone (milioane de tone) de TNT – de peste 450 de ori mai puternică decât bomba atomică aruncată asupra Nagasaki în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Folosind deuteriu lichid ca combustibil, această bombă cu hidrogen a necesitat 18 tone de echipament de refrigerare. Nu era o armă practică, dar dovedea că se putea construi o bombă de fuziune de o putere enormă.
Un test ulterior, „Castle Bravo”, a folosit în schimb deuterură de litiu solidă, scăzând greutatea dispozitivului, eliminând nevoia de refrigerare și făcându-l o armă care ar putea fi transportată de un avion sau atașată la o rachetă. Testul Castle Bravo, cu un randament de 15 megatone, este cea mai puternică armă nucleară testată de Statele Unite, dar nu cea mai puternică vreodată. Această distincție aparține dispozitivului cunoscut sub numele de „marele Ivan” detonat de Uniunea Sovietică la 13,000 ft (4,000 m) deasupra unui câmp de testare pe insula Novaya Zemlya la 30 octombrie 1961. Explozia de 50 de megatone a dus la o zonă de distrugere completă cu o rază. de 15.5 mile (25 km) de punctul zero și geamuri sparte la 559 mile (900 km) distanță. Martorii au descris o minge de foc uriașă care a ajuns la pământ și până la o înălțime de aproape 34,000 m (10,363 ft); un nor de ciuperci care a atins 210,000 ft (64,008 m); și un fulger care era vizibil la 621 de mile (1,000 km) distanță.