Od car-puszki do car-bomby i car-torpedy

Postawione na ozdobnym żeliwnym łożu, wykonanym w roku 1859 (czyli ponad 270 lat później!) wedle szkiców rosyjskiego architekta Aleksandra Briullowa (Александр Павлович Брюллов), wręcz monstrualne działo car-puszka - średnica przewodu lufy 890 mm, długość lufy 5,34 m, masa 39,3 ton - nigdy nie brało udziału w żadnych działaniach bojowych.

Badania naukowe w trakcie renowacji w roku 1980 wykryły wprawdzie ślady po spalaniu prochu w przewodzie lufy, sugerując, że przynajmniej jeden strzał został oddany. Tyle że spalenie ładunku prochowego to jeszcze daleko nie strzał. Dzisiejsi specjaliści od artylerii i balistyki są zgodni w swej opinii - realnie strzelać z car-puszki nie jest i nigdy nie było możliwe, a już na pewno nie prawie 2-tonowymi, dekoracyjnymi, żeliwnymi kulami, wykonanymi jednocześnie z łożem.

1. Car-puszka, postawiona na wykonanym 270 lat później żeliwnym, ozdobnym łożu, i prawie dwutonowe żeliwne dekoracyjne kule, które - jednoznacznym zdaniem specjalistów - nie mogłyby zostać zeń wystrzelone, ani nawet doń załadowane. Od stuleci działo stoi na moskiewskim Kremlu, wystawione na podziw i postrach zwiedzających Moskwę cudzoziemców (fot. B: Petar Milošević,; źródło: en.wikipedia.org)

Być może z działa dałoby się oddawać strzały bojowe metalowymi bądź kamiennymi siekańcami, jednak katastrofalnie długi czas ładowania, zerowa mobilność i mizerna możliwość celowania czyniły gigantyczne działo całkowicie bezużytecznym w warunkach realnej walki owych czasów.

Powstaje więc całkiem słuszna wątpliwość - w jakim właściwie celu poświęcono tak olbrzymi nakład pracy i kosztowne wszakże materiały, zamiast wykonania wielu znacznie mniejszych lecz stanowiących realną siłę bojową dział?

Dobre pytanie! Słabowitemu na ciele oraz duchu synowi Iwana IV Groźnego, i owszem, mogła przyjść do głowy fantazja myląca wielkość ze skutecznością, ale żeby ot tak od razu zabierać się za jej realizację...

Najprawdopodobniej działo wcale nie było przeznaczone do wykorzystania bojowego i jedyną jego rolą było wywoływanie podziwu i postrachu przebywających w Moskwie cudzoziemców.

Pokazucha, czyli jak przerazić ludzkość

Mijały stulecia, lecz ogólna filozofia "pokazuchy" pozostawała bez zmian. Zbudowany w roku 1915 wedle projektu Nikołaja Lebiedienko (Николай Николаевич Лебеденко) car-czołg (царь-танк) był przysłowiowym "martwo urodzonym dzieckiem" już w trakcie projektowania i to z całą oczywistością.

Tyle że cara Mikołaja II przekonał niewielki model, napędzany nakręcanym mechanizmem sprężynowym i poruszający się po blacie stołu. Zachwycony władca wydał polecenie zbudowania pełnowymiarowego prototypu.

2. Car-czołg, zbudowany w pojedynczym egzemplarzu prototypowym wedle projektu Nikołaja Lebiedienko, nie był w stanie dźwignąć samego siebie i stawał się wyjątkowo łatwym celem dla artylerii przeciwnika - to wszystko było nader widoczne dla każdego inżyniera owych czasów już po pierwszym spojrzeniu na projekt szkicowy. Mimo to polecenie cara Mikołaja II spowodowało zbudowanie egzemplarza prototypowego, który udowodnił ponad wszelką wątpliwość to, co było oczywiste od samego początku (fot. nieznanego autora z lat 20. XX stulecia; źródło: pl.wikipedia.org).

Niedostateczna moc dostępnych wówczas silników napędzających oraz wyjątkowa wrażliwość pojazdu na ogień artyleryjski - celując do koła o średnicy 9 m, nie sposób chybić, nawet strzelając z zamkniętymi oczyma - sprawiły, że pierwsza próba poligonowa zbudowanego kosztem olbrzymich wysiłków prototypu, w sierpniu 1915 r., stała się i ostatnią.

Całkowita błędność samej koncepcji kołowego podwozia spowodowała, że ważąca ponad 45 ton maszyna banalnie ugrzęzła kołami w gruncie i nie była w stanie podźwignąć samej siebie (nawet dzisiejsze czołgi napędzane bez porównania mocniejszymi silnikami zazwyczaj tyle nie ważą).

Tak i tkwiła w tym samym miejscu do roku 1923, kiedy została rozebrana na złom.

Niewiele się zmieniło w czasach ZSRR. Nie dysponując adekwatnymi możliwościami technologicznymi i finansowymi, by dotrzymać kroku USA w niesławnym powojennym wyścigu zbrojeń, władze ZSRR obrały tzw. asymetryczną strategię na przypadek wojny.

Stawiała ona nie na zwycięstwo na polu walki, lecz na zadanie w odwecie przeciwnikowi na tyle dotkliwych strat, by już sama ich ewentualność zniechęcała do jakiejkolwiek agresji. Najłatwiejszym celem takiego odwetu oczywiście miała zostać ludność cywilna dużych aglomeracji USA, takich jak np. Los Angeles, Nowy Jork czy Chicago.

Wiedząc na przykładzie dwóch wojen światowych, na ile Amerykanie "uwielbiają" oddawać swe życie za "ideały wolności i demokracji", władze ZSRR zakładały, że amerykański naród nigdy nie poprze wojny, zdając sobie sprawę, że ceną nawet całkowitego zwycięstwa może być choćby jedna termojądrowa bomba zdetonowana nad Nowym Jorkiem.

3. Makieta 50-megatonowej car-bomby, pokazana na wystawie zorganizowanej przez rosyjski koncern ROSATOM w Moskwie, w sierpniu 2015 r. Obecność na zdjęciu ludzkiej postaci pozwala ocenić wielkość bomby - jest ona, i owszem, bardzo duża, ale w rzeczywistości realna do wykonania, dostarczenia i zrzucenia nad zamierzony cel. Miała długość 8 m, największą średnicę 2,1 m, a masę 26,5 t - wraz z umieszczonym w części ogonowej i ważącym ok. 1 tony spadochronem. W tle po prawej wyraźnie widoczny portret Andrieja Sacharowa, w czasach późniejszych „wielkiego orędownika praw człowieka” i laureata Pokojowej Nagrody Nobla (fot. Maxim Zmeyev/Reuters; źródło: avax.news)

Strategia zaiste ludobójcza, lecz - jak się okazało - całkowicie skuteczna. Rzecz w tym, że przy jakiejkolwiek sytuacji geopolitycznej w dawnym ZSRR nie snuto planów prewencyjnego, czyli niesprowokowanego ataku na USA bronią masowej zagłady. W przeciwieństwie do USA, gdzie takie plany nie raz i nie dwa były wysuwane i rozważane na najwyższym szczeblu państwowym...

Szantaż i zastraszanie wymagają odpowiedniego nagłośnienia. Dlatego kiedy 30 października 1961 r. zdetonowano nad niezamieszkałym podbiegunowym archipelagiem Nowa Ziemia bombę wodorową o mocy ok. 50 megaton (czyli grubo ponad 3 tysiące razy mocniejszą niż zrzucona przez Amerykanów na Hiroszimę 6 sierpnia 1945 r.) - fala uderzeniowa okrążyła Ziemię trzykrotnie i nie było takiego zakątka, w którym sejsmografy nie odnotowałyby potężnego wstrząsu.

Odblask wybuchu był dostrzegalny z odległości ok. 1 tys. km, natomiast w znajdującej się na wyspie Dikson osadzie (ok. 780 km od epicentrum) wyleciało sporo szyb okiennych. Samolot, który zrzucił bombę na spadochronie i do chwili wybuchu zdążył oddalić się o ponad 40 km, wyglądał tak, jakby przeleciał przez przysłowiowe siedem piekieł, mimo iż cały jego kadłub został wykończony specjalną odbijająca światło powłoką.

I to wszystko biorąc pod uwagę fakt, że zakładana przez ówczesnego radzieckiego przywódcę Nikitę Chruszczowa moc 100 megaton została zmniejszona przez pracujących nad projektem naukowców do połowy! Najwyraźniej fizycy jądrowi nieco lepiej wyobrażali sobie ewentualne skutki wybuchu niż "umownie wykształcony" przywódca partyjny...

Zdetonowana nad Nową Ziemią radziecka bomba po dziś dzień jest najpotężniejszym ładunkiem wybuchowym w historii ludzkości i pozostaje tylko mieć nadzieję, że na zawsze. Gigantyczna moc wybuchu sprawiła, że przy nazwie oficjalnej projekt AN602 nadano jej potoczną nazwę car-bomba.

Dowcipnisie powołali na światło dzienne również przydomek "kuźkina mać" (кузькина мать), z pewnością nawiązując do epokowego występu Chruszczowa podczas Zgromadzenia Generalnego ONZ 23 września 1960 r., w którym obiecał on pokazać Amerykanom ową "kuźkiną mać" (prostacko-idiomatyczny zwrot języka rosyjskiego stanowiący słabo zawoalowaną groźbę).

4. Samolot Tu-95, czyli Bear H wedle NATO-wskiego nazewnictwa, to bombowiec strategiczny lotnictwa wojskowego ZSRR, z którego po przeróbce w postaci powiększenia luku bombowego oraz dodania specjalnej powłoki odbłyskowej została zrzucona car-bomba (fot. z archiwów brytyjskich Royal Air Forces; źródło: www.defenceimagery.mod.uk)

No i pokazał! Amerykę natychmiast ogarnęła histeria zamawiania schronów atomowych, co wywołało prawdziwy boom budowlany kosztem łatwowiernych, niebiorących pod uwagę, jak długo zamierzają oni w tym schronie siedzieć i dokąd mają z niego wyjść.

W prasie zachodniej ukazały się spekulacje w postaci np. graficznego nałożenia na mapę Paryża obszaru spowodowanych przez car-bombę totalnych zniszczeń - jako argumenty za wzmocnieniem NATO i obecnością amerykańskich wojsk w Europie.

Czemu właściwie Paryża, nie zaś Nowego Jorku, Los Angeles czy innego amerykańskiego miasta? Najwyraźniej "na wszelki wypadek", bo w roku 1966 dowodzona przez Prezydenta Charles'a de Gaulle Francja odseparowała się od militarnych struktur NATO, a wszystko szło ku temu już od znacznie dłuższego czasu...

Dodać należy, że car-bomba była rzeczywistą bombą, zrzuconą z rzeczywistego (choć specjalnie przygotowanego) samolotu na rzeczywisty cel i mogła być powielana w podobnej, a nawet większej mocy. Dla porównania, najpotężniejszym ładunkiem termojądrowym Amerykanów była "krewetka" (shrimp), zdetonowana 1 marca 1954 r. na atolu Bikini w ramach programu Castle Bravo.

Nie była to jednak nadająca się do użytku bojowego bomba, lecz stacjonarny ładunek doświadczalny umieszczony na powierzchni ziemi. Moc wybuchu w przeliczeniu na trotylowy ekwiwalent wyniosła "zaledwie" 15 Mt, co i tak trzykrotnie przekroczyło obliczeniowe 5 Mt na skutek błędów projektowych - reakcja łańcuchowa objęła również materiały, udziału których pierwotnie nie zakładano. Przy okazji dowodząc, że naukowcy do końca nad procesem nie panują; jak to mawiali starożytni magowie - demona łatwiej wywołać niż kontrolować.

5. Nałożenie strefy skutków wybuchu car-bomby na zdjęcie satelitarne Paryża. Kolorem żółtym zaznaczono „ognistą kulę”, czyli obszar, w którym w wyniku eksplozji spalona zostałaby nawet ziemia (promień 3,5 km), a czerwonym - strefę totalnych zniszczeń, w której nie byłoby w stanie przetrwać nic żywego (promień 35 km). Prezentowana infografika, autorstwa Bourrichon, została sporządzona w maju 2008 r., ale tuż po wybuchu w roku 1961 podobne spekulacje krążyły w niemalże wszystkich gazetach, rozsiewając panikę (źródło: en.wikipedia.org)

Następstwem działania "krewetki" stało się niechciane i absolutnie nieobliczalne skażenie radioaktywne obiektów, niemających nic wspólnego z wybuchem doświadczalnym i znajdujących się odeń w znacznej odległości. Przykładem może służyć Bogu ducha winna załoga japońskiego statku rybackiego Fukuriū-Maru (jap. 第五福龍丸, pol. Szczęśliwy Smok), która znajdowała się ponad 150 km od miejsca wybuchu.

Jedna osoba wkrótce zmarła od choroby promiennej, pozostali otrzymali bardzo duże, niebezpieczne dla życia dawki promieniowania. Wiatr odniósł radioaktywne opady w kierunku zamieszkałych wysp w odległości do 500-600 km od miejsca wybuchu powodując objawy choroby promiennej różnego stopnia u ponad stu osób, w tym amerykańskich marynarzy i wojskowych.

6. Amerykańska „krewetka” (shrimp) - zrodzona w ramach projektu Castle Bravo i zdetonowana 1 marca 1954 r. na atolu Bikini, na powierzchni ziemi - nie była bombą nadającą się do użytku bojowego, lecz stacjonarnym ładunkiem doświadczalnym. Długość pokazanego na zdjęciu walca wynosi 4,5 m, średnica 1,35 m, masa 10,5 t, natomiast rury łączące go z czymś niewidocznym jednoznacznie wskazują, że to jeszcze nie wszystko.

Owszem, wykonanie takiej wielkości bomby i jej zrzucenie z samolotu pozostawało całkowicie realne, ale projektowa moc 5 Mt nie była porównywalna z potęgą rosyjskiej car-bomby. Nawet fakt, że realna zmierzona moc wybuchu wyniosła 15 Mt, dawał więcej powodów do przerażenia niż do dumy. Jednoznacznie świadczył bowiem, że pracującym nad projektem naukowcom i konstruktorom daleko brakuje do całkowitego panowania nad skutkami eksplozji (fot. z archiwów państwowych USA, rok 1954; źródło: en.wikipedia.org)

W Japonii zniszczono ok. 50 tys. ton wyłowionych ryb nienadających się do spożycia z powodu skażenia promiennego. Te fakty wstrząsnęły społecznością międzynarodową i zwróciły jej uwagę na niebezpieczeństwo podobnych zabiegów.

Innymi słowy, patrząc na wybuch aż 50-megatonowej rosyjskiej car-bomby, której moc łatwo dawało się zwiększyć do 100 Mt - było od czego się przerazić i to całej ludzkości.

Wystrzelić, uciec, zginąć

Skoro już "pokazywać kuźkiną mać" - to również w postaci morskiej! Równolegle z pomysłem car-bomby powstał pomysł car-torpedy, która detonując 100-megatonowy ładunek termojądrowy w głębiach oceanu w pobliżu wybrzeża Ameryki i wywołując olbrzymie fale, coś na wzór sztucznego tsunami, mogłaby zniszczyć amerykańskie porty i bazy morskie. A przy okazji zgładzić gęsto zaludnione aglomeracje na wschodnim bądź zachodnim wybrzeżu USA.

Ciekawostką jest fakt, że ów pomysł zrodził się w głowie członka Akademii Nauk ZSRR Andrieja Sacharowa, który brał czynny udział w opracowaniu car-bomby. W czasach późniejszych nagle przekwalifikował się w skrajnego ludolubcę i orędownika praw człowieka, po czy, został uhonorowany Pokojową Nagrodą Nobla - nie do końca zrozumiałym pozostaje tylko, za które realne dokonania...

7. Porównanie wielkości „ognistej kuli” powstającej przy wybuchach ładunków atomowych (jądrowych) i wodorowych (termojądrowych) (autor: Ian Gorboun). Kolory: Czerwony - car-bomba, 50 Mt Żółty - „krewetka” Castle Bravo, 15 Mt Zielony - ładunek termojądrowy W59 amerykańskiej rakiety balistycznej Minuteman, 1 Mt Niebieski - ładunek termojądrowy W88 amerykańskich rakiet balistycznych UGM-133 Trident II D-5, ok. 0,5 Mt Amarantowy - ładunek jądrowy amerykańskiej bomby Fat Man, zdetonowanej 9 sierpnia 1945 r. nad Nagasaki, 21 Kt (0,021 Mt)

W pierwszym zetknięciu z umysłami idea Sacharowa wywołała oburzenie nawet nieszczególnie wrażliwych wojskowych.

- Nasza flota walczy na morzu z groźnym uzbrojonym przeciwnikiem, nie zaś morduje przebywającą w swoich domach ludność cywilną - wytknął Sacharowowi któryś z najwyższych dowódców marynarki wojennej ZSRR.

Sacharow w swoich pamiętnikach twierdzi, że był to kontradmirał Piotr Fomin (Петр Фомич Фомин). Po rozmowie z nim Sacharow miał zawstydzić się swego pomysłu i nigdy więcej doń nie powracać.

Prawdziwość tego twierdzenia pozostawmy na sumieniu przyszłego orędownika praw człowieka, ponieważ projekt T-15 doznał realizacji na poziomie uwarunkowań technicznych. Określały one, że aby dostarczyć tak potężny ładunek termojądrowy, torpeda musiałaby mieć co najmniej 23-25 m długości, ponad 1,5 m średnicy i ważyć co najmniej 40 ton.

Dla porównania, typowa torpeda morska znajdująca się na uzbrojeniu łodzi podwodnych, szybkich łodzi torpedowych bądź też okrętów klasy niszczycieli, ma wymiary: średnicę 53,3 cm (21 cali), długość ok. 7 m, masę ok. 2 ton. I właśnie tak olbrzymia rozbieżność pomiędzy tym, czym się dysponowało w rzeczywistości, a tym co dopiero było do stworzenia, spowodowała zaniechanie dalszego opracowania tego "zbawiennego" pomysłu.

Było bardziej niż wątpliwe, by największa wówczas radziecka atomowa łódź podwodna projektu 627/627A (w okresie 1957-1963 zbudowano trzynaście okrętów) mogła wziąć na pokład coś tak monstrualnego, niezauważalnie dostarczyć w pobliże wybrzeży USA, wystrzelić i bezpiecznie się oddalić, nie ulegając zniszczeniu od wybuchu własnej torpedy.

Nie wspominając już o zaprojektowaniu i zbudowaniu łodzi podwodnej do tego zdolnej - na temat jej wymiarów, kształtów i konstrukcji nikt nawet nie odważył się fantazjować, a co dopiero ją projektować. Innymi słowy, przeważyły względy techniczne, a wcale nie humanitarne...

Pomysł znalazł jednak swoje odzwierciedlenie literackie, w postaci powieści-ostrzeżenia "Zagłada Faeny", pióra radzieckiego naukowcy i pisarza science fiction Aleksandra Kazancewa (Александр Петрович Казанцев), wydanej w roku 1974 (niestety, nie udało mi się znaleźć jej polskiego tłumaczenia).

8. Do szkicu sylwetki radzieckiej atomowej łodzi podwodnej projektu 627/627A (autor: Mike1979 Russia; źródło: ru.wikipedia.org) dorysowałem z zachowaniem odpowiedniej skali typową torpedę morską oraz hipotetyczną car-torpedę. Nawet gdyby udało się „wpakować” to monstrum i jego wyrzutnię do okrętu w trakcie budowy, jak to początkowo planowano, pożytku praktycznego z tego i tak by nie było.

Zdaniem ekspertów marynarki wojennej, z uwagi na zasięg torpedy łódź musiałaby zbliżyć się do wybrzeża USA na odległość ok. 40 km. Należałoby więc wkroczyć do strefy ściśle obserwowanej i chronionej przez straż przybrzeżną, co skutkowałoby zlokalizowaniem i zniszczeniem okrętu jeszcze przed wystrzeleniem torpedy.

Co więcej, wystrzelenie równie ciężkiej torpedy - oznaczające gwałtowne obniżenie masy okrętu o 40 ton! - spowodowałoby takie zwiększenie jego wyporności, że łódź zostałaby wypchnięta na powierzchnię jak korek z szampana. Działoby się to z wręcz katastrofalnym przechyleniem na rufę, bo wyrzutnia znajdowałaby się w przedniej części kadłuba. W przypadku wystrzelenia typowej torpedy łódź.

W wątku powieści hipotetyczna planeta Faeton, krążąca pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza, o istnieniu której miliony lat temu snują podejrzenia astronomowie, została zniszczona w wyniku działań zamieszkującej ją ludności.

Wyścig zbrojeń pomiędzy rywalizującymi kontynentami doprowadził do totalnej wojny jądrowej, w której jako uderzenie rozstrzygające miał posłużyć wybuch potężnego ładunku termojądrowego w pobliżu wybrzeża przeciwnika i pogrzebanie owego przeciwnika pod olbrzymimi falami.

Skutkiem ubocznym stała się jednak reakcja łańcuchowa w wodzie oceanicznej, która zamieniła oceany planety w olbrzymią bombę termojądrową i spowodowała zniszczenie ciała niebieskiego, rozpraszając je w postaci skupiska krążących po dziś dzień asteroid.

Krąży plotka, że podczas jednego z międzynarodowych spotkań naukowych Kazancew w kuluarach skonsultował swój pomysł i wątek powieści z Nielsem Bohrem, pytając, czy coś takiego jest możliwe. Arcymistrz fizyki jądrowej XX stulecia odpowiedział: - Teoretycznie nie jest, ale w praktyce lepiej tego nie sprawdzajmy.

Bomba: atomowa, wodorowa, kombinowana

Zasada działania ładunku atomowego (jądrowego, albo wedle innego nazewnictwa - nuklearnego) polega na rozszczepieniu jąder promieniotwórczych i niestabilnych izotopów ciężkich pierwiastków, np. uranu-235 albo plutonu-239. W wyniku samoczynnego rozszczepienia powstają lżejsze i stabilniejsze pierwiastki oraz uwalniane są swobodne neutrony.

W warunkach naturalnych nadające się do wykonania ładunku jądrowego izotopy przebywają w mocno rozproszonej koncentracji, dlatego uwalniane neutrony nic w zasadzie nie robią poza tym, że tworzą niebezpieczne dla żywych organizmów promieniowanie jonizujące.

Dla wykonania ładunku jądrowego niezbędne jest znaczne zwiększenie koncentracji owych izotopów w materiale, co osiąga się w specjalnych urządzeniach - reaktorach. W efekcie powstaje wzbogacony uran albo pluton, czasami zwane „bojowymi” albo „strzelniczymi” - z nich bowiem można wykonać ładunki jądrowe.

Po osiągnięciu tzw. masy krytycznej oraz otoczenia ładunku materiałem (np. ołowiem) uniemożliwiającym wydostanie się swobodnych neutronów na zewnątrz i odbijającym je do wewnątrz ładunku, owe swobodne neutrony napotykają kolejne atomy i powodują ich rozszczepienie.

Uwalnia to następne neutrony, rozszczepiające kolejne atomy i uwalniające kolejne neutrony - następuje reakcja łańcuchowa, czyli wybuch jądrowy. Jej inicjacja w ładunkach bojowych następuje w wyniku połączenia dwóch bądź więcej części o masie poniżej krytycznej, lecz w sumie - po połączeniu - tworzących masę nadkrytyczną.

---

Dwa schematy ładunku jądrowego. Tzw. schemat działa - dwa kawałki uranu-235 bądź plutonu-239 mają każdy z osobna masę poniżej krytycznej. Wybuch konwencjonalnego ładunku - chociażby prochu strzelniczego - łączy je w całość, dosłownie wbijając jeden w drugi. Masa przekracza krytyczną, obudowa z ołowiu bądź stali odbija do wewnątrz uwalniane neutrony - zaczyna się reakcja łańcuchowa. Właśnie tak była skonstruowana amerykańska bomba Little Boy, zrzucona na Hiroszimę 6 sierpnia 1945 r.

Drugi schemat - implozyjny. Fragmenty ładunku z uranu bądź plutonu „strzelniczego” o masie poniżej krytycznej są umieszczone na powierzchni wewnętrznej kulistej obudowy i łączone za pomocą ładunków konwencjonalnego materiału wybuchowego, odpalanych pomiędzy nimi a obudową - celem połączenia i osiągnięcia masy nadkrytycznej. Tak była zbudowana amerykańska bomba Fat Man, zrzucona na Nagasaki 9 sierpnia 1945 r., oraz znacznie mocniejsze ładunki jądrowe w czasach późniejszych.

---

W wyniku wybuchu wydziela się olbrzymia energia oraz znaczna ilość „odłamków”, czyli lżejszych i stabilniejszych, lecz nadal promieniotwórczych, pierwiastków.

Dlatego prócz typowych czynników rażących powstających w wyniku każdego wybuchu - fali uderzeniowej oraz promieniowania o wysokiej temperaturze - ładunek jądrowy powoduje również chwilowe mocne promieniowanie jonizujące oraz długotrwałe skażenie terenu pierwiastkami promieniującymi stosunkowo słabo, lecz długo. Takie skażenie czyni teren nienadającym się do zamieszkania przez długi czas po wybuchu; nawet do kilku dziesięcioleci.

Z wojennego punktu widzenia długotrwałe skażenie terenu jest niekorzystne - komu potrzebne są podbite tereny, na których nie ma możliwości zamieszkania, ani prowadzenia jakiejkolwiek działalności.

Nawet taktyczne użycie ładunków jądrowych - czyli na polu walki - staje się wielce problematyczne, bo po zniszczeniu przeciwnika owym ładunkiem wojska będą musiały nacierać przez niebezpiecznie skażony teren. Drugi mankament jądrowych ładunków wybuchowych to ich moc, ograniczona do kilkudziesięciu kiloton w trotylowym ekwiwalencie.

Zwiększenie masy ładunku nie odnosi należytego skutku, gdyż dominująca część materiału „strzelniczego” zostaje rozproszona przez zainicjowany wybuch i nie bierze udziału w reakcji łańcuchowej.

Ładunek wodorowy (termojądrowy, a wedle innego nazewnictwa - termonuklearny) działa na całkowicie odmiennej zasadzie. Następuje połączenie (synteza) ciężkich izotopów wodoru (deuteru i trytu) w jeszcze cięższe pierwiastki, np. hel.

Wydziela się przy tym bardzo duża energia oraz uwalniane są szybkie neutrony, które inicjują połączenie kolejnych jąder deuteru i trytu. Ta reakcja również nosi łańcuchowy charakter, a dla jej rozpoczęcia niezbędne są bardzo wysokie ciśnienie i temperatura. Dlatego dla inicjacji reakcji wykorzystywany jest stosunkowo niewielki ładunek jądrowy, zazwyczaj z plutonu „strzelniczego”.

---

Schemat i rozwój reakcji łańcuchowej podczas wybuchu termojądrowego, czyli ładunku dwufazowego. A - stan przed wybuchem; B - wybuch inicjującego ładunku jądrowego wywołuje wysokie ciśnienie i temperaturę niezbędne do rozpoczęcia reakcji syntezy; C - potoki wysokoenergetycznych neutronów odbite od obudowy rozpoczynają reakcję syntezy; D i E - reakcja syntezy trwa póki nie skończy się „paliwo” i nie powstrzymuje jej rozproszenie ładunku (rys. Kirill Borisenko; źródło: ru.wikipedia.org)

---

Ładunki termojądrowe często zwane są ładunkami dwufazowymi (rozszczepienie-synteza). Pierwsza faza to wybuch jądrowy, druga zaś to zainicjowana przezeń łańcuchowa reakcja syntezy. Rozproszenie ładunku w trakcie wybuchu nie zatrzymuje reakcji, która trwa, póki nie „wypali się” całe „paliwo”, czyli deuter i tryt.

Dlatego ładunki termojądrowe mogą mieć teoretycznie nieograniczoną moc. Właśnie z faktu, że rozproszenie nie stanowi przeszkody dla łańcuchowej reakcji syntezy, wzięły się hipotetyczne i niezbyt naukowo uzasadnione obawy Aleksandra Kazancewa, sformułowane we wspomnianej powieści „Zagłada Faeny”.

Deuter i tryt w warunkach naturalnych występują w wodzie, lecz w tak olbrzymim rozproszeniu, że praktycznie ich obecności można nie uwzględniać. Sumaryczna zawartość obu izotopów w całokształcie wody oceanicznej kuli ziemskiej wyraża się jednak w setkach, o ile nie tysiącach, ton.

Ładunek termojądrowy razi falą uderzeniową, promieniowaniem cieplnym oraz chwilowym uderzeniem promieniowania jonizującego. Powodujące trwałe skażenie terenu produkty nie powstają w wyniku łańcuchowej reakcji syntezy - po wybuchu będzie ich tylko tyle, co od inicjującego słabego ładunku jądrowego, czyli względnie niewiele w stosunku do olbrzymiej mocy wybuchu. Pomiary po wybuchu car-bomby dowiodły bardzo niewielkiego trwałego skażenia terenu opadami promieniotwórczymi.

---

Budowa termojądrowego (dwufazowego) ładunku. Wykonanie wewnętrznej obudowy-„tampera” (6) i zewnętrznej obudowy-reflektora (9) z uranu-238 zamiast ze stali uczyni ładunek trójfazowym, czyli znacznie go wzmocni, praktycznie bez powiększenia wymiarów. Spowoduje też, że wybuch będzie wyjątkowo „brudny”, czyli wywoła obszerne oraz trwałe skażenie terenu pierwiastkami promieniotwórczymi (rys. Dake; źródło: en.wikipedia.org)

A: stopień rozszczepienia (ładunek pierwotny)
B: stopień fuzji (ładunek wtórny)
1 - chemiczny materiał wybuchowy
2 - uran-235 bądź pluton-239 w masie poniżej krytycznej
3 - próżnia
4 - uran-235 bądź pluton-239 zawierający tryt w stanie gazowym (booster)
5 - styropian
6 - kontener (tamper)
7 - deuterek litu (paliwo fuzji)
8 - pluton („świeca”)
9 - reflektor

---

Ładunki kombinowane są zwane inaczej trójfazowymi (rozszczepienie-synteza-rozszczepienie). Rzecz w tym, że każdy ładunek jądrowy albo termojądrowy wymaga otoczenia go materiałem odbijającym do wewnątrz wolne neutrony w początkowej fazie reakcji. Prócz ołowiu bądź stali może to być również zubożony uran składający się przeważnie ze słabo promieniującego i stosunkowo stabilnego izotopu uran-238.

Jest to materiał tani i dostępny w dużych ilościach, gdyż stanowi odpad w trakcie wzbogacenia wydobywanego uranu do kondycji uranu „strzelniczego”. Do tego jest to materiał stabilny, w przeciwieństwie do ładunków z deuteru i trytu, które co kilka lat wymagają wymiany, wskutek samoczynnego rozpadu tych niestabilnych izotopów.

Warunki towarzyszące reakcji termojądrowej - olbrzymie temperatura i ciśnienie, przeprowadzające materiały w fazę plazmy, oraz potok wysokoenergetycznych neutronów - powodują, że jądra nawet tego względnie stabilnego izotopu rozszczepiają się w postaci reakcji łańcuchowej, tworząc trzecią fazę wybuchu, stąd nazwa.

Moc wybuchu rośnie całkiem zasadniczo przy praktycznie tych samych wymiarach ładunku w porównaniu z wybuchem termojądrowym. Skutek uboczny to olbrzymie i długotrwałe skażenie terenu promieniotwórczymi produktami łańcuchowej reakcji rozszczepienia.

---

Inny - mniej szczegółowy, bardziej graficzny sposób przedstawienia budowy ładunku dwufazowego, przed uruchomieniemprocesu kończącego się wybuchem termojądrowym

---

Właśnie trójfazowym okazał się ładunek amerykańskiej „krewetki”, zdetonowany na atolu Bikini 1 marca 1954 r. Wskutek reakcji rozszczepienia części składowych ładunku, wykonanych ze zubożonego uranu zamiast stali, siła wybuchu trzykrotnie przekroczyła obliczeniową, natomiast skażenie środowiska okazało się wręcz katastrofalne, jak dotąd największe w historii ludzkości.

Z powodu obejmującej podobne projekty ścisłej tajemnicy po dziś dzień nie ma całkowitej pewności, czy podczas projektowania ładunku zostały popełnione błędy, czy też była to zamierzona próba zdetonowania ładunku trójfazowego.