Säteilyräjähdys on ydinvarauksen pulssikompression periaate käyttämällä röntgensädeenergiaa , joka vapautuu lähekkäin olevan ydinaseen räjähdyksen aikana ja välittyy erityisen kanavan (interstage) kautta. Tässä tapauksessa puristus suoritetaan plasmalla, johon täyteaine muuttuu sublimoituessaan . Säteilyräjähdystä käytetään lämpöydinaseissa , eli kaksivaiheisissa (kaksivaiheisissa) ydinaseissa [1] .
Termiä "säteilyräjähdys" voidaan käyttää myös suhteessa mihin tahansa prosessiin, jossa sähkömagneettisen säteilyenergian virtausta kehon pintaan käytetään sen mekaaniseen puristamiseen. Tämän idean käyttöä energiaongelmiin hallitussa inertiaalisessa lämpöydinfuusiossa tutkitaan .
Säteilyräjähdyksen kehittivät ensin Klaus Fuchs ja John von Neumann Yhdysvalloissa osana työtään vetypommien suunnittelusta, jota kutsutaan nimellä "Classical Super". Tämän työn tuloksena salainen patenttihakemus jätettiin vuonna 1946, ja Fuchs välitti tämän tiedon myöhemmin Neuvostoliittoon osana ydinvakoiluaan. Tätä mallia ei kuitenkaan käytetty lopullisessa H-pommikokoonpanossa, eikä Yhdysvallat tai Neuvostoliitto kyenneet muuttamaan Fuchsin ideoita todelliseksi H-pommiksi. Fuchs-Neumannin idean muunneltua versiota käytettiin "George"-kokeissa Operation Greenhouse -operaatiossa 8. toukokuuta 1951.
Työskenteleessään Edward Tellerin ryhmän kanssa Los Alamosin laboratoriossa vetypommin luomisen mahdollisista vaihtoehdoista Stanislav Ulam esitti tammikuussa 1951 [2] ajatuksen ydinaseen hydrodynaamisen shokkiaallon käyttämisestä toisen osan puristamiseen. halkeamiskelpoista materiaalia uskomattomaan tiheyteen, jotta ydinräjähdyksen tuotto kasvaisi useisiin megatonneihin, eli idea kaksivaiheisesta ydinpommista. Myöhemmin hän tajusi, että samaa lähestymistapaa voitaisiin käyttää lämpöydinreaktion käynnistämiseen. Hän esitti idean Edward Tellerille , joka tajusi nopeasti, että ydinräjähdyksen mekaanisen iskuaallon sijaan olisi paljon nopeampaa ja tehokkaampaa käyttää ydinräjähdyksestä vapautuneita röntgensäteitä kompressointiin. Tätä ideoiden yhdistelmää kutsuttiin myöhemmin Teller-Ulam-järjestelmäksi .
Ensimmäinen tähän periaatteeseen perustuva kokeellinen lämpöydinlaite testattiin 1. marraskuuta 1952 ( Evie Mike -testi ).
Neuvostoliitossa samanlainen järjestelmä kehitettiin itsenäisesti vuoteen 1955 mennessä, ja se loi myös perustan lämpöydinasetekniikalle (tuote RDS-37 ). Samaan aikaan Viktor Davidenkon , Andrei Saharovin ja Yakov Zel'dovichin [1] [3] tieteellinen panos oli merkittävä .
Suurin osa atomipommin räjähdyksen energiasta vapautuu röntgensäteiden muodossa . Emissiospektri on suunnilleen sama kuin mustan kappaleen spektri 50 000 000 Kelvinin lämpötilassa (hieman yli kolme kertaa korkeampi kuin Auringon ytimen lämpötila - 15 miljoonaa K). Amplitudi voidaan esittää puolisuunnikkaan muotoisena pulssina, jonka nousuaika on 1 mikrosekunti, tasanne 1 mikrosekunti ja laskuaika 1 mikrosekunti. 30 kilotonnisen atomipommin kokonaisröntgenenergia on 100 terajoulea .
Teller-Ulam-kaaviossa säteilylle altistunutta kohdetta kutsutaan "toissijaiseksi vaiheeksi". Esine sisältää fuusiopolttoainetta, kuten litiumhydridiä , ja sen ulkokuori on valmistettu röntgensäteitä läpäisemättömästä materiaalista, kuten lyijystä tai uraani-238:sta.
Röntgensäteiden siirtämiseksi primäärivaiheen (eli atomipommin) pinnalta toissijaisen vaiheen pinnalle käytetään "röntgenheijastimien" järjestelmää.
Heijastin on yleensä sylinteri, kuten uraani. Ensisijainen vaihe sijaitsee sylinterin toisessa päässä ja toisioaste on toisessa. Sylinterin sisäpuoli on yleensä täytetty röntgensäteilyn läpinäkyvällä vaahdolla, kuten styroksi .
Termi "heijastin" on hämmentävä, koska voisi ajatella, että laite toimii peilinä röntgensäteille. Pieni osa säteistä on tietysti hajallaan, mutta suurin osa energiansiirrosta tapahtuu kaksivaiheisessa prosessissa: "heijastin" kuumennetaan korkeaan lämpötilaan atomipommin räjähdyksen säteilyn vaikutuksesta ja sitten se itse säteilee X. -säteet, jotka putoavat toissijaiseen vaiheeseen. Tämän prosessin tehokkuutta voidaan parantaa valtiosalaisuuksilla olevin menetelmin .
Jotkut kiinalaiset asiakirjat sanovat, että kiinalaiset tiedemiehet käyttivät erilaista menetelmää säteilyräjähdyksen tuottamiseen. Näiden asiakirjojen mukaan he käyttivät ensimmäisessä lämpöydinpommissaan röntgenlinssiä "heijastimen" sijasta energian siirtämiseksi primäärivaiheesta toissijaiseen vaiheeseen.
Termi "säteilyräjähdys" tarkoittaa, että pommin toissijainen vaihe puristuu säteilypaineella, mutta laskelmat osoittavat, että vaikka tämä paine on todella korkea, haihtuvien materiaalien kohdistama paine ylittää sen huomattavasti. Toissijaisen vaiheen ulkokuori kuumenee niin kuumaksi, että se alkaa haihtua ja hajoaa suurella nopeudella. Tämä luo paineen, joka on useita suuruusluokkia suurempi kuin pelkkä säteilypaine. Siten säteilyn räjähdys lämpöydinaseissa ei ole muuta kuin säteilyn aiheuttamaa räjähdysmäistä haihtumista .