خلال الفترة التي انقضت منذ الاختبار الأول في ألاموغوردو ، هزت آلاف الانفجارات من شحنات الانشطار ، حيث تم الحصول على معلومات ثمينة حول خصائص عملها. تشبه هذه المعرفة عناصر لوحة فسيفساء ، واتضح أن "اللوحة القماشية" مقيدة بقوانين الفيزياء: حركية إبطاء النيوترونات في التجميع تضع حدًا لتقليل حجم الذخيرة وقوتها ، وتحقيق إطلاق طاقة يتجاوز بكثير مائة كيلوطن أمر مستحيل بسبب الفيزياء النووية والقيود الهيدروديناميكية للأبعاد المسموح بها للمجال دون الحرج. لكن لا يزال من الممكن جعل الذخيرة أكثر قوة إذا تم دمج الاندماج النووي مع الانشطار.
أكبر قنبلة هيدروجينية (نووية حرارية) هي "قنبلة القيصر" السوفيتية بقدرة 50 ميغا طن ، والتي انفجرت في 30 أكتوبر 1961 في موقع اختبار في جزيرة نوفايا زيمليا. قال نيكيتا خروتشوف مازحا إنه كان من المفترض في الأصل تفجير قنبلة 100 ميغا طن ، ولكن تم تخفيض الشحنة حتى لا تكسر كل الزجاج في موسكو. هناك بعض الحقيقة في كل نكتة: من الناحية الهيكلية ، تم تصميم القنبلة بالفعل ل 100 ميغا طن ويمكن تحقيق هذه القوة ببساطة عن طريق زيادة سائل العمل. قرروا تقليل إطلاق الطاقة لأسباب تتعلق بالسلامة - وإلا فإن المكب سيتضرر للغاية. تبين أن المنتج كان كبيرًا جدًا لدرجة أنه لم يتناسب مع حجرة القنابل للطائرة الحاملة طراز Tu-95 وبرز جزئيًا منه. على الرغم من الاختبار الناجح ، لم تدخل القنبلة الخدمة ؛ ومع ذلك ، كان إنشاء واختبار القنبلة الخارقة ذا أهمية سياسية كبيرة ، مما يدل على أن الاتحاد السوفيتي قد حل مشكلة تحقيق أي مستوى من القوة الضخمة للترسانة النووية.
الانشطار والاندماج
تعمل نظائر الهيدروجين الثقيلة كوقود للتوليف. عندما يتم دمج نوى الديوتيريوم والتريتيوم ، يتم تكوين الهيليوم -4 والنيوترون ، يكون إنتاج الطاقة في هذه الحالة 17.6 إلكترون فولت ، وهو أعلى بعدة مرات من تفاعل الانشطار (لكل وحدة كتلة من الكواشف). في مثل هذا الوقود ، في ظل الظروف العادية ، لا يمكن أن يحدث تفاعل متسلسل ، بحيث لا تكون الكمية محدودة ، مما يعني أن إطلاق الطاقة من شحنة نووية حرارية ليس له حد أعلى.
ومع ذلك ، لكي يبدأ تفاعل الاندماج ، من الضروري تقريب نواة الديوتيريوم والتريتيوم من بعضهما البعض ، وهذا ما تعيقه قوى تنافر كولوم. للتغلب عليها ، تحتاج إلى تسريع النوى تجاه بعضها البعض ودفعها. في أنبوب نيوتروني ، أثناء تفاعل التجريد ، يتم إنفاق كمية كبيرة من الطاقة لتسريع الأيونات بجهد عالٍ. ولكن إذا قمت بتسخين الوقود إلى درجات حرارة عالية جدًا تصل إلى ملايين الدرجات وحافظت على كثافته للوقت اللازم للتفاعل ، فسوف يطلق طاقة أكثر بكثير من تلك التي يتم إنفاقها على التسخين. بفضل طريقة التفاعل هذه ، بدأت تسمى الأسلحة النووية الحرارية (وفقًا لتكوين الوقود ، تسمى هذه القنابل أيضًا القنابل الهيدروجينية).
