Có nhiều kịch bản về thảm họa và vũ khí có quy mô toàn cầu trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, từ tia laser có thể kích nổ cả hành tinh của trạm Death Star trong Star Wars đến t-Virus trong loạt phim Resident Evil. Còn đối với những siêu vũ khí trong thực tế, con người đã chế tạo được bom nguyên tử. Nhưng thực ra còn tồn tại một loại bom còn mạnh hơn: bom hydro, hay còn gọi là bom khinh khí.
Hai trái bom nguyên tử được thả xuống Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản đã gây nên sự tàn phá diện rộng trong vụ nổ ban đầu, bụi phóng xạ và bệnh tật hàng chục năm sau đó. Sức nổ của những quả bom này lần lượt là 15 kiloton (Little Boy) và 21 kiloton (Fat Man). Song đó chỉ là hạt cát so với trái bom mạnh nhất từng được chế tạo: Tsar Bomba, được thử nghiệm vào năm 1961. Bomba có sức công phá tương đương 50.000 kiloton và tạo ra một đám mây hình nấm cao tới 65 km.
Tsar Bomba là bom hydro, một loại khác với Little Boy và Fat Man. Không như bom nguyên tử, bom hydro phát nổ bằng một quá trình phức tạp hơn và trải qua nhiều giai đoạn.
Miệng hố do Tsar Bomba tạo ra trên đảo Novaya Zemlya, Nga.
Hai trái bom nguyên tử được thả xuống Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản đã gây nên sự tàn phá diện rộng trong vụ nổ ban đầu, bụi phóng xạ và bệnh tật hàng chục năm sau đó. Sức nổ của những quả bom này lần lượt là 15 kiloton (Little Boy) và 21 kiloton (Fat Man). Song đó chỉ là hạt cát so với trái bom mạnh nhất từng được chế tạo: Tsar Bomba, được thử nghiệm vào năm 1961. Bomba có sức công phá tương đương 50.000 kiloton và tạo ra một đám mây hình nấm cao tới 65 km.
Tsar Bomba là bom hydro, một loại khác với Little Boy và Fat Man. Không như bom nguyên tử, bom hydro phát nổ bằng một quá trình phức tạp hơn và trải qua nhiều giai đoạn.
Miệng hố do Tsar Bomba tạo ra trên đảo Novaya Zemlya, Nga.
Năng lượng của Mặt trời
Đôi khi bom hydro còn được gọi là bom "nhiệt hạch”. Một vụ nổ 1 megaton có thể tạo ra nhiệt lượng khoảng 117,77 triệu độ C ở trung tâm của nó - nóng gấp 7 lần trung tâm Mặt trời. Còn Bomba có công suất 50 megaton và tạo nhiệt lượng lên tới 5,88 tỷ độ C - gấp 392 lần trung tâm Mặt trời. Nhưng Trái đất không tan biến bởi vụ nổ của Bomba chỉ kéo dài trong chốc lát, trong khi Mặt trời lại là một khối cầu chứa bom hydro phát nổ liên tục trong không gian.
Lực hấp dẫn của Mặt trời lớn tới mức hút các nguyên tử về phía lõi, tại đây những nguyên tử va đập vào nhau và giải phóng năng lượng để thắp sáng cho không gian vũ trụ tối đen, đó cũng chính là "phản ứng hợp hạch” xảy ra bên trong bom hydro. Mặt trời kết hợp hydro lại để tạo ra heli và năng lượng dư thừa của phản ứng hợp hạch này sẽ lan tỏa vào không gian và truyền đến Trái đất. Mặt trời kết hợp hai cặp proton hydro để tạo ra hai phân tử helium nhẹ (³He), sau đó hợp nhất để tạo ra một loại helium nặng hơn (⁴He). Quá trình này thu được hai đồng vị của hydro: deuterium (²H) và tritium (³H). Bom hydro cũng sử dụng deuterium và helium.
Dây chuyền phản ứng hợp hạch của Mặt trời.
Phân chia và hợp nhất
Bom hydro cũng giống như bom nguyên tử, nhưng có thêm một bước nữa. Trong khi bom nguyên tử phân tách các nguyên tử, thì bom hydro xảy ra phản ứng phân hạch trước, sau đó đến hợp hạch, sử dụng năng lượng từ bước phân hạch để cấp năng lượng cho bước hợp hạch. Đây là lý do tại sao sức công phá của bom khinh khí lại vô cùng lớn.
Đối với bom nguyên tử, nó có một lõi plutonium hoặc uranium rỗng chứa đầy hydro. Chất nổ thông thường kích nổ ngược vào bên trong quả bom này chứ không phải ra ngoài, làm cho lõi plutonium hoặc uranium đổ sụp và gây ra phản ứng dây chuyền làm phân tách các nguyên tử uranium (phân hạch) và tạo ra vụ nổ nguyên tử.
Quảng cáo
Mô hình Fat Man trong bảo tàng.
Đối với bom hydro, thì năng lượng từ quá trình phân hạch được mô tả ở trên sẽ được dội trở lại bên trong quả bom. Năng lượng đó nén và làm nóng buồng thứ hai và gây ra phản ứng hợp hạch của hỗn hợp deuterium và tritium có sẵn ở đây. Phản ứng này giải phóng năng lượng, được lan tỏa ra ngoài và tạo ra vụ nổ nhiệt hạch.
Hoạt động thử nghiệm bom H
Trong bộ phim Oppenheimer có xuất hiện nhà vật lý Edward Teller (1908-2003). Teller không hài lòng với một quả bom nguyên tử thông thường và muốn tiến thêm bước nữa là chế tạo bom hydro. May thay đề xuất này đã bị bác bỏ vì ai cũng biết việc đó là quá mức cần thiết.
Đám mây hình nấm trong vụ thử “Mike shot”.
Nhưng Teller vẫn có cơ hội thực hiện các thí nghiệm của mình. Giống như cách chế tạo bom hydro dựa trên nguyên lý của bom nguyên tử, các thí nghiệm của Teller cũng được tiến hành dựa trên công trình của Dự án chế tạo bom nguyên tử Manhattan. Tất cả những nhà khoa học liên quan đều làm việc chậm rãi từng bước trong giai đoạn 1946-49. Tới năm 1950, Tổng thống Mỹ Harry Truman quyết định đẩy nhanh quá trình phát triển bom hydro, trước sự thất vọng của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử.
Quảng cáo
Teller và đồng sự đã nhắm tới những hòn đảo biệt lập trên Thái Bình Dương để tiến hành thử nghiệm. Năm 1951, trái bom khinh khí nhỏ có tên "George" tỏ ra thành công và tiếp theo là quả bom “Mike shot" vào năm 1952 tại Quần đảo Marshall. Cuối cùng, năm 1954 chứng kiến Chiến dịch CASTLE thả 6 quả bom khinh khí liên tiếp, trong đó quả bom lớn nhất là Bravo.
Theo [1], [2].
