Vodikova bomba je daleč najbolj uničujoče orožje, ki ga je človeštvo kdaj izumilo. Je najmočnejša vrsta jedrske bombe, ki v nekaterih primerih doseže več kot 2,000-krat večjo moč kot jedrska bomba, odvržena na Hirošimo in Nagasaki na Japonskem. Za razliko od prvih “atomskih bomb” – znanih tudi kot A-bombe -, ki sproščajo energijo s cepitvijo ali razpadom težkih atomskih jeder, kot sta uran in plutonij, vodikova bomba sprošča energijo tako, da združi lahka jedra, kot sta tritij ali devterij, in pretvori še več snovi v energijo. Ko je predsednik Truman odobril odvrženje atomske bombe na Hirošimo in Nagasaki, je dejal, da orožje uporablja enako moč kot Sonce, vendar to dejansko ni res – Sonce uporablja jedrsko fuzijo in ne jedrsko cepitev. Vodikova bomba pa res sprosti moč, ki napaja Sonce.
Kako deluje
Jedrska fuzija vključuje ustvarjanje težjih elementov iz lažjih z združevanjem atomskih jeder. Na Soncu je to večinoma v obliki zlivanja vodikovih jeder v helij. Fuzijsko reakcijo je zelo težko začeti, ker so jedra pozitivno nabita in se zato močno odbijajo med seboj z močno elektromagnetno silo. Jedra elementov, težjih od vodika, drži skupaj močna jedrska sila, ki je v tem obsegu veliko močnejša od elektromagnetne. Močna sila pa je pomembna le na izjemno kratkih razdaljah, približno velikosti atomskega jedra.
Za začetek jedrske fuzije je treba jedra nekako zelo približati. Na Soncu se to doseže z gravitacijo. V vodikovi bombi se to doseže s kombinacijo ekstremnega tlaka in temperature, ki jo povzroči cepitvena eksplozija. Vodikova bomba je torej dvostopenjsko orožje: začetna cepitvena eksplozija povzroči fuzijsko eksplozijo. “Primarna” cepitvena bomba se eksplodira na običajen način, ki nato stisne “sekundarno” fuzijsko gorivo in vžge uranovo “vžigalno svečko”, ki se cepi in izpostavi fuzijsko gorivo toploti, ki je potrebna za začetek reakcije – približno 20,000,000 °F (11,000,000 °C).
Na Soncu glavni fuzijski proces povzroči štiri vodikova jedra, ki so sestavljena preprosto iz enega protona, ki se združijo v helijevo jedro, ki ima dva protona in dva nevtrona. V vmesnih korakih nastaneta težja vodikova izotopa devterij in tritij z enim oziroma dvema nevtronima. Nepraktično je poskušati ponoviti celoten postopek z začetkom z navadnim vodikom, vendar je mogoče doseči fuzijo devterija in tritija. Zgodnji test je vključeval uporabo teh plinov v utekočinjeni obliki, vendar je bila ključna sprememba uporaba trdnega litijevega devterida, spojine litija in devterija. V pogojih, ki jih ustvari začetna cepitvena eksplozija, se litij pretvori v tritij, ki se nato zlije z devterijem.
Zgodovina
Prvič je bil princip vodikove bombe preizkušen 9. maja 1951 s strani ameriške vojske, med testom “George” operacije Greenhouse na pacifiškem poligonu. Večina energijskega donosa tega testa je izvirala iz fisijskega goriva, vendar je pokazal, da bi lahko cepitveno bombo uporabili kot odskočno desko do nečesa še bolj uničujočega. Podoben test, “Item”, je potekal 25. maja 1951.
Prvi pravi test vodikove bombe, “Ivy Mike”, je bil 1. novembra 1952 eksplodiran na atolu Eniwetok v Pacifiku kot del operacije Ivy. Bomba je eksplodirala s silo, ki je enakovredna 10.4 megaton (milijonom ton) TNT-ja – več kot 450-krat močnejša od atomske bombe, odvržene na Nagasaki med drugo svetovno vojno. Ta vodikova bomba je z uporabo tekočega devterija kot goriva zahtevala 18 ton hladilne opreme. To ni bilo praktično orožje, vendar je dokazalo, da je mogoče zgraditi fuzijsko bombo ogromne moči.
Kasnejši test, “Castle Bravo”, je namesto tega uporabil trdni litijev devterid, ki je zmanjšal težo naprave, odstranil potrebo po hlajenju in postal orožje, ki bi ga lahko prenašalo letalo ali pritrdilo na raketo. Preizkus Castle Bravo z močjo 15 megaton je najmočnejše jedrsko orožje, ki so ga preizkusile ZDA, vendar ne najmočnejše doslej. To razlikovanje pripada napravi, znani kot “veliki Ivan”, ki jo je Sovjetska zveza eksplodirala 13,000. oktobra 4,000 30 ft (1961 m) nad testnim poljem na otoku Nova Zemlya. Eksplozija z močjo 50 megaton je povzročila območje popolnega uničenja s polmerom 15.5 milj (25 km) od tal in polomljena okenska stekla 559 milj (900 km). Priče so opisali ogromno ognjeno kroglo, ki je dosegla tla in dosegla višino skoraj 34,000 ft (10,363 m); oblak gob, ki je dosegel 210,000 ft (64,008 m); in blisk, ki je bil viden 621 milj (1,000 km) stran.