Hidrojen bombası

Termonükleer silah, füzyon silahı veya hidrojen bombası (H bombası), ikinci nesil bir nükleer silah tasarımıdır. Daha gelişmişliği, ona birinci nesil atom bombalarından çok daha fazla yıkıcı güç, daha kompakt bir boyut, daha düşük bir kütle veya bu faydaların bir kombinasyonunu sağlar. Nükleer füzyon reaksiyonlarının özellikleri, bölünebilir olmayan tükenmiş uranyumun silahın ana yakıtı olarak kullanılmasını mümkün kılar, böylece uranyum-235 (²³⁵U) veya plütonyum-239 (²³⁹Pu) gibi kıt bölünebilir materyalin daha verimli kullanımına izin verir.

Modern füzyon silahları esasen iki ana bileşenden oluşur: bir nükleer fisyon birincil aşaması (²³⁵U veya ²³⁹Pu ile beslenen) ve termonükleer yakıt içeren ayrı bir nükleer füzyon ikincil aşaması: ağır hidrojen izotopları döteryum ve trityum veya modern silahlarda lityum döterid. Bu nedenle, termonükleer silahlar genellikle halk arasında hidrojen bombaları veya H-bombaları olarak adlandırılır.

Bir füzyon patlaması, fisyon birincil aşamasının patlamasıyla başlar. Sıcaklığı yaklaşık 100 milyon Kelvin'i geçerek termal X-radyasyonu ile yoğun bir şekilde parlamasına neden olur. Bu X-ışınları, radyasyon kutusu adı verilen bir muhafaza içine yerleştirilen birincil ve ikincil düzenekler arasındaki boşluğu (genellikle polistiren köpükle doldurulan "radyasyon kanalı") doldurur, bu da X ışını enerjisini sınırlar ve dışarıya doğru basıncına direnir. İki düzeneği ayıran mesafe, birincil fisyondan (X-ışını fotonlarından çok daha yavaş hareket eden) enkaz parçalarının, füzyon patlaması tamamlanmadan önce ikincil parçayı parçalayamamasını sağlar.

Dış itici/sıkıştırıcı, füzyon yakıt doldurucusu ve merkezi plütonyum bujiden oluşan ikincil füzyon aşaması, iticisine / kurcalanmasına çarpan X-ışını enerjisi tarafından patlatılır. Bu, tüm ikincil aşamayı sıkıştırır ve plütonyum yoğunluğunu artırır. Plütonyum yakıtın yoğunluğu o kadar yükselir ki, süper kritik bir duruma geçer ve bir nükleer fisyon zinciri reaksiyonu başlatır. Bu zincir reaksiyonunun fisyon ürünleri, dolguyu çevreleyen yüksek oranda sıkıştırılmış ve dolayısıyla süper yoğun termonükleer yakıtı yaklaşık 300 milyon Kelvin'e kadar ısıtır ve füzyon yakıt çekirdekleri arasındaki füzyon reaksiyonlarını ateşler. Lityum döterid ile beslenen modern silahlarda, fisyon yapan plütonyum dolgu ayrıca lityum çekirdekleriyle çarpışan ve termonükleer yakıtın trityum bileşenini sağlayan serbest nötronlar yayar.

ikincilin nispeten büyük kurcalama (patlama ilerledikçe dışa doğru genişlemeye direnen) aynı zamanda füzyon yakıt doldurucusunun çok ısınmasını önleyen bir termal bariyer görevi görür ve bu da sıkıştırmayı bozar. Kurcalama, uranyum, zenginleştirilmiş uranyum veya plütonyumdan yapılmışsa, hızlı füzyon nötronlarını yakalar ve kendi başına fisyona girerek genel patlama verimini artırır. Ek olarak, çoğu tasarımda radyasyon durumu, hızlı termonükleer nötronlar tarafından yönlendirilen fisyona giren bölünebilir bir malzemeden yapılmıştır. Bu tür bombalar üç aşamalı silahlar olarak sınıflandırılır ve Teller-Ulam tasarımlarının çoğu bu tür fisyon-füzyon-fisyon silahlarıdır. Kurcalama ve radyasyon durumunun hızlı bölünmesi, toplam verime ana katkıdır ve radyoaktif fisyon ürünü serpintisi üreten baskın süreçtir.

İlk tam ölçekli termonükleer test 1952'de Amerika Birleşik Devletleri tarafından gerçekleştirildi; Konsept o zamandan beri dünyanın nükleer güçlerinin çoğu tarafından silahlarının tasarımında kullanılmıştır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki tüm modern termonükleer silahların tasarımı, onu geliştiren ve katkıda bulunan Edward Teller ve Stanislaw Ulam için Teller-Ulam yapılandırması olarak bilinir. Benzer cihazlar Sovyetler Birliği, Birleşik Krallık, Fransa ve Çin tarafından geliştirildi.

Termonükleer silahlar, 50 kiloton TNT'nin (210 TJ) üzerindeki verime sahip silahlarda silah enerjisi üretimi için en verimli tasarımı temsil ettiğinden, bugün Nükleer Silahların Yayılmasını Önleme Anlaşması kapsamında beş nükleer silah devleti tarafından kullanılan bu büyüklükteki neredeyse tüm nükleer silahlar Teller – Ulam tasarımını kullanan termonükleer silahlardır.