Aktulizováno 6. 1. 2016: V rámci údajného pokusu severokorejců s vodíkovou pumou znovu zveřejňujeme druhý díl série o práci na této zbrani hromadného ničení.
Výbuch experimentálního jaderného vodíkového zařízení USA v první listopadový den roku 1952 odstartoval další kolo atomového soupeření. Teprve od 11. října 1963 se USA a SSSR smluvně zavázaly provádět nadále zkoušky atomových bomb jen v podzemí. Cesta k dohodě mezi velmocemi byla ovšem velmi dramatická a pro mnohé obyvatele planety i tragická.
Sověti dohání
Výročí první termonuklerání explozepřipadá na 1. listopad. V tento den roku 1952 americké ozbrojené síly uskutečnily v Tichomoří pokus na zařízení Ivy Mike. Více si můžete přečíst v prvním dílu článku k tomuto výročí. |
O možnostech využití termonukleárních jaderných reakcí při konstrukci zbraní přemýšleli vědci v Sovětském svazu dávno před zkouškou Ivy Mike. Zhruba v roce 1950 začaly v SSSR teoretické a konstrukční práce na bombě, která by byla schopná během exploze využít kromě energie počinové (startovací) štěpné nálože i princip jaderné fúze, spojený zároveň s vynuceným rozpadem atomů uranu 238 v plášti náboje.
Změna přístupu ke konstrukci atomových zbraní vycházela z poznání jaderných fyziků, že není možné sestrojit opravdu velkou uranovou nebo plutoniovou bombu. Na rozdíl od munice s klasickou trhavinou se mohutnost jaderné štěpné bomby nedá zvýšit prostým zvýšením hmotnosti účinné látky. Od určité množstevní hranice nelze udržet materiál během jaderných reakcí potřebný čas pohromadě.
Teplo, uvolněné v předchozích tisícinách sekundy, jednotlivé atomy uranu 235 nebo plutonia 239 vzdálí od sebe navzájem natolik, že řetězové reakce ustanou. Klasické atomové bomby tak mohou dosáhnout teoretické mohutnosti nejvýše 0,5 až 1 megatunu, ale za cenu obrovské a neefektivní spotřeby štěpných látek. Obvyklý výkon nepřesahuje 70 kilotun.
Americký tým kolem E. Tellera sice omezující hranici překonal, ale technicky velmi komplikovaným zařízením. Sovětští vědci vedení Andrejem Dmitrijevičem Sacharovem se zaměřili na sestrojení plně bojově použitelné bomby, kterou by bylo možné dopravit řadovým leteckým nosičem nebo raketovou střelou na cíl.
Budíček, nebo Loupáček?
Ideově práce Sovětů vycházely z druhého principu E. Tellera, kterému se na západě říká "alarm clock" (budík). Americký fyzik ho vypracoval krátce po skončení války nebo ještě dříve. V zásadě jde o soustředné uspořádání kulovitých vrstev štěpných a fúzních látek, doplněných klasickou trhavinou pro spuštění počáteční imploze středového jádra z plutonia.
Vrstvení konstrukčních hmot v bombě se odrazilo v jejím ruském pojmenování. Návrh zařízení byl v sovětských dokumentech veden jako RDS-6s, ale mezi vědci na vrcholu badatelských struktur se mu říkalo "slojka" (česky "loupáček").
Projektové práce vyžadovaly především náročné fyzikálně matematické modelování, které "ručně" prováděly oddíly výpočtářů ze všemožných matematických a fyzikálních ústavů SSSR.
Po ukončení teoreticko-výzkumných prací byla bomba vyrobena. Bylo ji možné v zásadě použít jako zbraň, čímž se lišila od amerického pokusného modelu zhotoveného pro zkoušku Ivy Mike. První exploze "loupáčku" se uskutečnila na jaderném polygonu poblíž Semipalatinsku dne 12. srpna 1953 v 7:30.
Výbuch proběhl podle předpokladů. Mohutnost pumy byla stanovena na 400 kilotun. Přínos vlastních fúzních jaderných reakcí ležel jen někde mezi 15 až 20 procenty celkového energetického výkonu. Zbytek obstaralo štěpení uranu 238 ve vrstvách bomby rychlými neutrony, které uvolnila jaderná syntéza. Významným posunem vpřed z technologického hlediska bylo úspěšné využití deuteridu lithia s přídavkem tritia pro fúzní náplň. Pevná látka byla technologicky mnohem vhodnější než mrazivé zkapalnělé plyny, použité E. Tellerem. Síla výbuchu však nedosáhla ani zdaleka výkonu dosaženého Američany rok před tím v Tichomoří (0,4 megatuny proti 10,3 megatuny).
Přesný popis řešení bomb typu "loupáček" je dosud tajný. Ve středu se nachází štěpná nálož z plutonia, kterou přivede do superkritického stavu chemická výbušnina. Tlak a teplo ze štěpného procesu rozběhne jadernou syntézu ve fúzní náplni. Rychlé neutrony uvolněné při slučování jader atomů rozštěpí jádra uranu 238 v následující vrstvě. Vzniklý žár rozběhne fúzi v další vrstvě. Proces pokračuje do té doby, dokud uvolněná energie nerozptýlí štěpné i fúzní hmoty. Mohutnost bomb typu "loupáček" je proto omezená.
Americký trhák...
Závody v jaderném vyzbrojování mezi USA a SSSR pokračovaly. Prvního března 1954 američtí vědci také vyzkoušeli prototyp bomby s deuteridem lithia (bomba typu TX-21). Síla výbuchu třikrát převýšila vypočítaný předpoklad a dosáhla mohutnosti 15 megatun.
Zkouška "Bravo", podniknutá v rámci operace "Castle" na atolu Bikini, způsobila intenzivní zamoření jednoho procenta povrchu celé planety a poškodila zdraví mnoha osob v postižené oblasti Tichomoří. Jeden člen posádky japonské rybářské lodi na následky silného ozáření zemřel. Měřitelný spad byl zachycen v Austrálii, USA i v Evropě.
Neočekávaný výsledek byl zapříčiněn nedostatečnými znalostmi fyziků-projektantů, kteří do té doby plně nepoznali veškeré vlastnosti používaných látek. Značně zjednodušeně, ale bez výrazného zkreslení, se dá říci, že v průběhu jaderných reakcí se v látce určené pro fúzní děje namnožilo z izotopu lithia 7 neočekávaně také tritium, které se vzápětí začalo za vhodných podmínek slučovat s jádry deuteria.
Jednak se tím zvýšila energetická výtěžnost celé fúze, jednak došlo zároveň k uvolnění silného toku rychlých neutronů, které zvýšily počet štěpných reakcí v plášti bomby z uranu 238. Právě štěpná reakce v uranu vydala celé dvě třetiny energie uvolněné celou bombou.
Pokus se dodnes považuje za nejsilnější nukleární výbuch uskutečněný Spojenými státy. Krátce poté zavedly americké vzdušné síly do výzbroje mocné termonukleární bomby. Například typ Mk41, později přeznačený na B41, dosahoval údajně mohutnosti 25 megatun (nebyl nikdy experimentálně ověřen), ale bombu bylo možné použít i se sníženým výkonem 10 megatun. Z výzbroje byla vyřazena v roce 1976.
... a sovětská stíhací jízda
Sovětský svaz odpověděl 6. listopadu 1955 "loupáčkovou" bombou RDS-27 mohutnosti 0,25 megatuny, která byla vyvinuta jako záloha pro případ neúspěšného vývoje první sovětské bomby sestrojené podle schématu Teller-Ulam-Design. Do sériové výroby však RDS-27 nešla, protože ještě ve stejném měsíci vyzkoušeli sovětští fyzici a vojáci mnohem mocnější zbraň.
A. Sacharov se svým týmem dovedl vývoj třífázové jaderné zbraně (štěpení, fúze, štěpení) do úspěšného konce. Sovětští vědci se dokonce obešli i bez pokusných zařízení typu "salámu". Sestrojili a vyrobili rovnou bojově použitelnou bombu, označenou kódem RDS-37. Poprvé ji vyzkoušeli dne 22. listopadu 1955, a hned shozením z letadla. Vybuchla 1 500 metrů nad polygonem poblíž Semipalatinsku s mohutností sníženou na 1,6 megatuny (nejvyšší možná mohutnost byla tři megatuny).
Přesto došlo působením tlakové vlny ve vzdálenosti desítek kilometrů k usmrcení tříleté holčičky, na kterou spadl stropní trám z pobořeného domku. Zahynul i jeden z šesti vojáků strážního praporu, zasypaných v zemljance vzdálené 36 km od místa exploze. V samotném Semipalatinsku i jinde bylo zraněno kolem 50 osob střepy z rozbitého okenního skla nebo kusy střešní krytiny, dveří apod.
Drobné škody na budovách, odpovídající následkům větrných bouří, byly v postižené oblasti docela četné. Rozsáhlé obydlené oblasti SSSR v bezprostředním sousedství s atomovou střelnicí postihlo na přechodnou dobu zamoření radioaktivním spadem. Obyvatelstvo bylo na nutný čas odsouváno do bezpečí, ale až během šíření radioaktivního mraku krajinou, jehož pohyb jednotky radiačního průzkumu pozorně sledovaly.
Atomové hřiby byly bohužel těmi rozměrově nejvýraznějšími projevy lidské civilizace vůbec. Naštěstí nad naší planetou trčely jen po krátkou dobu a v omezeném množství. Vlevo bomba z Nagasaki, uprostřed hřib prvního prototypu vojensky použitelné americké vodíkové pumy (TX-21). Vpravo pak hřib, který vytvořila "Car bomba". Pro srovnání jsou na nich ještě výška nejvyššího seskoku s padákem a nejvyšší hory vůbec.
Opravdu velké finále
Po roce 1960 ovšem vládly strategické síly USA mnohem početnějším termonukleárním arzenálem než SSSR. Tehdejší vůdce sovětských komunistů N. S. Chruščov se po poradě s jadernými experty pokusil vyrovnat poměr sil asymetrickým způsobem.
Nebylo v silách Sovětského svazu vyrábět rychle tolik mohutných bomb, jako se dařilo průmyslovým závodům v USA. Pro demonstraci síly byla proto v SSSR v jediném exempláři postavena bomba AN602. Měla původně pracovat jako třífázové termonukleární zařízení postavené podle Teller-Ulam-Design (štěpení, fúze, štěpení). Ale propočítaná mohutnost 100 megatun znepokojila i samotné tvůrce, vedené pozdějším nositelem Nobelovy ceny za mír A. Sacharovem. Hrozilo totiž reálné nebezpečí, že tlaková vlna vymlátí okna stovky až tisíce kilometrů od místa výbuchu. Místo pláště z uranu 238 byl proto použit neštěpitelný obal z olova.
Bomba byla svržena 30. října 1961 na arktický polygon na Nové Zemi. Dosáhla ve dvoufázovém procesu (štěpení, fúze) mohutnosti 57 megatun (více si můžete přečíst v našem článku zde). Puma označovaná také jako "Car bomba" nebyla nikdy zavedena do výzbroje. Z hlediska poměru zamoření k výkonu bomby šlo o vůbec nejčistší termonukleární výbuch. Přesto svět silně ovlivnil.
Politické následky
Mimořádně horká zkouška děsivě ničivé zbraně ovšem zchladila i jinak otrlé hlavy válečníků na obou stranách železné opony a umožnila politikům dojednat zákaz pokusů s jadernými zbraněmi v atmosféře, ve vodě i v kosmickém prostoru.
První významná dohoda o omezení zbrojení mezi USA a SSSR se stala východiskem pro následující odzbrojovací dohody, které nejspíše napomohly spolu s jinými vlivy odvrátit válečný střet supervelmocí, jenž hrozil po celou druhou polovinu 20. století.
Lidstvo by však i nadále mělo mít na paměti, že termojaderné bomby jsou dosud ve výzbroji USA, Ruska, Francie, Velké Británie a možná i jiných států světa.
