Stabilizacja lotu bomby

Ładunek rozszczepialny

Ładunek wybuchowy

Ładunek wybuchowy

Dodatkowe źródło neutronów

W bombie atomowejbombie atomowej materiał rozszczepialny (uran, pluton) podzielony jest na fragmenty ukształtowane, by powstające w wyniku rozszczepienia jąder neutrony uciekały poza jego obszar. Szybkość reakcji rozpadu jest mała. Po odpaleniu ładunków wybuchowych ładunki rozszczepialne zbijane są w jeden ładunek o masie większej od tzw. Masy krytycznej. W tej sytuacji więcej neutronów powstaje w trakcie rozpadu, niż wydostaje się na zewnątrz i szybkość reakcji gwałtownie się zwiększa, prowadząc do niekontrolowanego już wybuchu i uwolnienia olbrzymiej energii.

Reakcja termojądrowa zachodzi w czasie wybuchu bomby atomowej bomby atomowej (termojądrowej). (termojądrowej). Aby powstały warunki wystarczające do zapoczątkowania reakcji fuzji, konieczny jest najpierw wybuch bomby atomowej (która stanowi zapalnik bomby wodorowej) w celu uzyskania temperatury i ciśnienia. Reakcja termojądrowa trwa zaledwie ułamek sekundy, ale w tym czasie bomba wyemituje tyle energii, ile powstaje przy spaleniu wielu tysięcy ton węgla.

Ładunek rozszczepialny (uran)

Mieszanka deuteru i trytu

Materiał wybuchowy

Zasada działania bomby atomowej opiera się na rozszczepianiu uranu. Bombardując jądro uranu neutronami doprowadza się do jego rozszczepienia z emisją energii i kilku neutronów. Neutrony te mogą albo uciec z próbki uranu, albo spowodować rozszczepienie kolejnych jąder. Jeżeli mamy za mało uranu, to przeważa pierwszy przypadek. Mówimy wtedy, że mamy masę podkrytyczną. Przy pewnej ilości uranu zaczyna przeważać ten drugi przypadek. Minimalną masa przy, której zaczyna rozwijać się jądrowa reakcja łańcuchowa nazywamy masę krytyczną. Powyżej masy krytycznej więcej neutronów powoduje rozpad kolejnych jąder niż ich ucieka z próbki. Reakcja więc rozwija się lawinowo. Na przykład: najpierw jedno rozszczepienie, później dwa, cztery, osiem, szesnaście itd. Każde rozszczepienie wyzwala kolejną dawkę energii. Następuje wybuch. Na tej właśnie zasadzie działa bomba atomowa.

bomba wodorowa - lub inaczej bomba termojądrowa jest jak na razie jedynym na Ziemi przejawem reakcji termojądrowej dającym dodatni bilans energetyczny. Energia uwalniana w czasie wybuchu tej bomby pochodzi z syntezy jąder lekkich (izotopy wodoru),w wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania na nukleon.W dniu 1 listopada 1952 amerykańscy fizycy pod kierunkiem Edwarda Tellera doprowadzili na atolu Eniwetok do pierwszego wybuchu bomby termojądrowej. Bomba wykorzystywała deuter i tryt jako paliwo termojądrowe. Siłę wybuchu oszacowano na 10 megaton (MT) czyli około 700 bomb jądrowych zrzuconych na Hiroszimę.Reakcja termojądrowa, to synteza jąder lekkich pierwiastków, w wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania w przeliczeniu na jeden nukleon. Jest to zysk energetyczny, który może być przekształcony w energię, np. cieplną. Warunkami umożliwiającymi reakcję syntezy jest silne rozpędzenie jąder atomowych (wysoka temperatura) oraz duża koncentracja odpowiednich jąder. Warunki takie uzyskuje się przez wybuch bomby jądrowej w centrum której umieszczono materiał do syntezy termojądrowej.

1. Lotki stabilizujące

2. Stożek ogona

3. Wloty powietrza (dla detonatora ciśnieniowego)

4. Detonator ciśnieniowy

5. Ołowiana obudowa ekranująca

6. Ramie detonatora

7. Głowica detonatora

8. Konwencjonalny materiał wybuchowy (kordyt)

9. "Pocisk" z Uranu-235

10. Prowadnica "pocisku"

11. "Tarcza" z Uranu-235 (ze zwierciadłem neutronów)

12. Czujniki telemetryczne

13. Zapalniki(montowane tuż przed zrzutem)

Little Boy miał długość 3 metrów, średnicę, w najgrubszym miejscu, 71 cm i ważył 4035 kg, choć ładunek uranu ważył zaledwie 1 kg. Nazwano go Little Boy (mały chłopiec) lub Thin Man (chudy człowiek), gdyż pod takim kryptonimem kryły się też duże bomby zapalające, które masowo zrzucano już wcześniej na Japinię. Little Boy odziedziczył po tych bombach zewnętrzny pancerz, co upodabniało go do złudzenia do tych bomb. Bomba posiadała zapalnik ciśnieniowy, który uruchamiał eksplozję automatycznie na zadanej wysokości.

Little Boy posiadał moc wybuchu równoważną 15 kilotonom trotylu. Jego serce składało się ze sfery wypełnionej ok. 0.5 kg izotopu uranu 235. Sfera była podzielona na trzy odseparowane od siebie cienkimi foliami ołowianymi sekcje. W każdej znajdowała się 1/3 całkowitej ilości uranu. Wybuch został inicjowany przez symetrycznie rozmieszczone wokół tej sfery ładunki trotylu, które wtłoczyły trzy fragmenty uranu do środka sfery niszcząc przy okazji cienkie przegrody ołowiane i tworząc odpowiednią masę krytyczną uranu.

Był pierwszą na świecie bombą atomową użytą w czasie wojny. Nigdy więcej nie użyto bojowo bomby uranowej. Na Nagasaki użyto bomby z

plutonu Fat Man. Jednym z celów bombardowania było porównanie skutków niszczących obu typów bomb.

1. bezpiecznik detonujący AN 2192. Antena radaru Archie3. Panel z bateriami (do detonacji ładunków wybuchowych)4. Jednostka X - układ sterujący detonacją5. Łącznik mocujący dwie elipsoidalne połówki bomby6. Pięciokątne fragmenty materiału wybuchowego7. Sześciokątne fragmenty materiału wybuchowego (całość tworzyła wzór jak piłka do piłki nożnej)8. Ogon bomby (model California Parachute)9. Powłoka głowicy (1,4 metra średnicy wewnętrznej)10. Stożki obudowujące całość głowicy11. Materiał wybuchowy12. Materiał rozszczepialny13. Panel z przyrządami sterującymi (radar, czasomierz, itp.)14. Panel czujników barometrycznych

"Fat Man" to nazwa Bomby atomowej, która w dniu 9 sierpnia 1945 roku została zdetonowana nad japońskim miastem Nagasaki.

W odróżnieniu od zrzuconej trzy dni wcześniej na Hiroshimę bomby Little Boy zbudowanej ze wzbogacanego uranu, to urządzenie zawierało ładunek z plutonu. Bomba miała długość ponad 3m, średnicę 1.5m i ważyła 4.5 tys. kg. Siła ładunku wynosiła 20 kiloton (84 TJ (teradżule)). Została zrzucona przez pilota Charlesa Sweeney’a z bombowca o nazwanego przez załogę Bockscar.

W eksplozji w Nagasaki zginęło 74300 osób.

Było to drugie, i jak do tej pory (2006) ostatnie, militarne użycie broni jądrowej.