Dlaczego moc bomby termojądrowej jest nieporównanie większa od mocy „zwykłej” bomby jądrowej (rzędu megaton w stosunku do kiloton)? W trakcie jednego aktu rozszczepienia atomu uranu wydziela się około 200 MeV energii w zależności od przebiegu rozszczepienia, zaś w trakcie jednej fuzji wodoru do helu jest to energia przynajmniej dziesięciokrotnie mniejsza. Czy chodzi po prostu o nieporównanie większą ilość materiału (w sensie liczby moli, a nie masy oczywiście) która ulega fuzji w bombie termojądrowej w porównaniu ze „zwykłą” bombą jądrową?
Dlaczego moc bomby termojądrowej dużo większa od mocy „zwykłej” bomby jądrowej?
Pytanie
Odpowiedź
Bomba termojądrowa to w rzeczywistości znacznie bardziej skomplikowane urządzenie niż bomba jądrowa; eksplozja zachodzi w kilku etapach, a energia pochodzi z zarówno z fuzji, jak i rozszczepienia. Nawet ogólne zasady działania tej broni są okryte tajemnicą wojskową. Mniej więcej znany jest tzw. schemat działania Ulama-Tellera (Stanisław Ulam był polskim matematykiem biorącym udział w projekcie Manhattan). W bombie tego typu najpierw dochodzi do eksplozji bomby jądrowej, dodatkowo w rdzeniu znajduje się deuter lub tryt, który poddany wysokiemu ciśnieniu ulega fuzji i produkuje neutrony znacznie zwiększające wydajność rozszczepienia uranu lub plutonu z pierwotnego ładunku. Pierwsza bomba — Little Boy — zużyła tylko niecałe 1.5% materiału rozszczepialnego w eksplozji, zastosowanie „boostera” zwiększa tę wartość do około 30%. Energia z fuzji ma w tej fazie wciąż jednak marginalne znaczenie. Dopiero w następnym etapie, prawdopodobnie w wyniku ogniskowania promieniowania rentgenowskiego i gamma (ta część jest ściśle tajna) z eksplozji pierwotnego ładunku, wysokie ciśnienie i temperatura powoduje wywołanie reakcji termojądrowej w trycie powstającym w wyniku bombardowania neutronami drugiego rdzenia wykonanego z deuterku litu. Drugi ładunek jest dodatkowo otoczony reflektorem z uranu-238, który normalnie nie jest materiałem rozszczepialnym, ale w wyniku zderzeń z neutronami o wysokiej energii ulega rozszczepieniu wywołując kolejną reakcję łańcuchową. Takie etapy eksplozji powodujących kolejne fazy fuzji można zwielokrotniać. Największa bomba jądrowa miała moc 500 kt TNT i zawierała uran w ilości przekraczającej 4 masy krytyczne; prawdopodobnie większe bomby tego typu byłyby trudne lub niepraktyczne w konstrukcji. Moc bomby termojądrowej natomiast może być w zasadzie dowolnie duża i limitem jest sens militarny eksplozji. Największa eksplozja miała miejsce na Nowej Ziemi, gdzie eksplodowała Car Bomba o mocy 50 Mt TNT, prawdopodobnie trzystopniowa, powodując całkowitą destrukcję terenu w promieniu 35 km i wypadanie okien w odległości 900 km od epicentrum.
Podsumowując — w bombie termojądrowej znacznie więcej materiału niż w bombie jądrowej ulega rozszczepieniu lub fuzji i zgodnie ze słynnym E = mc2 przetwarzane jest w energię.