Thermonukleare Waffe - Wikipedia

2-stufige Kernspaltungswaffe

Fusionsbombenentwurf aus den 1950er Jahren mit zylindrischer Fusionsphase
(moderne Designs verwenden sphärische Sekundärteile)

A) Primärphase der Spaltung
B) Sekundärphase der Fusion

1 ) Hochexplosive Linsen
2) Uran-238 ("Tamper") mit Berylliumreflektor
3) Vakuum ("Levited Core")
4) Tritium "Boost" -Gas (blau) im Plutonium oder Uran-Hohlkern
5) Mit Polystyrolschaum gefüllter Strahlungskanal
6) Uran ("Drücker / Stampfer")
7) Lithium-6-Deuterid (Fusionsbrennstoff)
8) Plutonium (Zündkerze)
9) Strahlungsfall (beschränkt thermische Röntgenstrahlen durch Reflexion)

Eine thermonukleare Waffe oder eine Fusionswaffe (19459010) ist ein Atomwaffendesign der zweiten Generation, das eine weitaus größere Zerstörungskraft als die erste bietet. Generation Atombomben. Moderne Fusionswaffen bestehen im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten: einer Primärphase der Kernspaltung (mit Uran-235 oder Plutonium-239 betrieben) und einer separaten Sekundärphase der Kernfusion, die thermonuklearen Brennstoff enthält: die schweren Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium oder in modernen Waffenlithium Deuterid. Aus diesem Grund werden thermonukleare Waffen häufig umgangssprachlich als Wasserstoffbomben oder 19459010 H-Bomben bezeichnet. ^[1]

Eine Fusionsexplosion beginnt mit der Detonation der Primärphase der Spaltung. Ihre Temperatur steigt über ungefähr 100 Millionen Kelvin an und lässt sie mit thermischer Röntgenstrahlung intensiv leuchten. Diese Röntgenstrahlen durchfluten den Hohlraum (den "Strahlungskanal", der oft mit Polystyrolschaum gefüllt ist) zwischen den primären und sekundären Anordnungen, die in einem Gehäuse angeordnet sind, das als Strahlungsfall bezeichnet wird, was die Röntgenenergie einschränkt und einem Herausdrücken nach außen entgegenwirkt. Der Abstand, der die beiden Baugruppen voneinander trennt, stellt sicher, dass Bruchstücke von der primären Spaltung (die sich viel langsamer als Röntgenphotonen bewegen) die sekundären nicht zerlegen können, bevor die Fusionsexplosion abgeschlossen ist.

Die sekundäre Fusionsstufe - bestehend aus Drücker / Stampfer, Fusionsbrennstoff und Plutonium-Zündkerze - wird durch die Röntgenenergie implodiert, die sie nach innen drückt. Dies komprimiert es und erhöht die Dichte der Plutonium-Zündkerze in ihrer Mitte. Die Dichte des Plutoniumbrennstoffs steigt so stark an, dass die Zündkerze in einen überkritischen Zustand getrieben wird und eine Kettenreaktion der Kernspaltung einsetzt. Die so erzeugten Spaltprodukte erwärmen den hoch komprimierten und damit überdichten thermonuklearen Brennstoff, der die Zündkerze umgibt, auf etwa 300 Millionen Kelvin, wodurch Fusionsreaktionen zwischen Fusionsbrennstoffkernen ausgelöst werden. In modernen, mit Lithium-Deuterid betriebenen Waffen emittiert die sputende Plutonium-Zündkerze auch freie Neutronen, die mit Lithiumkernen kollidieren und die Tritiumkomponente des thermonuklearen Brennstoffs liefern.

Der Strahlungsimplosionsmechanismus nutzt die Temperaturdifferenz zwischen dem heißen umgebenden Strahlungskanal der Sekundärstufe und seinem relativ kühlen Innenraum. Diese Temperaturdifferenz wird durch eine massive Wärmebarriere, die als "Drücker" / "Tamper" bezeichnet wird, kurzzeitig aufrechterhalten. Sie dient auch als Implosionsmanipulation, die die Kompression der Sekundärseite erhöht und verlängert. Wenn es aus Uran, angereichertem Uran oder Plutonium besteht, kann es Fusionsneutronen einfangen, die durch die Fusionsreaktion erzeugt werden, und sich selbst spalten, was die Sprengstoffausbeute insgesamt erhöht. Darüber hinaus machen einige Konstruktionen den Strahlungsfall auch aus einem spaltbaren Material, das eine Spaltung erfährt. Infolgedessen erhalten solche Bomben eine dritte Tertiärspaltungsphase, und die Mehrheit der derzeitigen Teller-Ulam-Waffen sind Spaltungs-Fusionsspaltungswaffen. Die Spaltung des Tamper- oder Strahlungsfalles ist der Hauptbeitrag zur Gesamtausbeute und führt zu radioaktiven Spaltproduktabfällen. ^[2] [3]

Der erste vollständige thermonukleare Test wurde 1952 von den Vereinigten Staaten durchgeführt; Das Konzept wurde seitdem von den meisten Nuklearmächten der Welt bei der Konstruktion ihrer Waffen eingesetzt. ^[4] Das Design aller modernen thermonuklearen Waffen in den Vereinigten Staaten ist als Teller-Ulam-Konfiguration bekannt zwei Hauptbeitragenden, Edward Teller und Stanislaw Ulam, die es 1951 ^[5] für die Vereinigten Staaten entwickelten, wobei bestimmte Konzepte mit dem Beitrag des Physikers John von Neumann entwickelt wurden. Ähnliche Geräte wurden von der Sowjetunion, Großbritannien, Frankreich und China entwickelt.

Da thermonukleare Waffen mit Waffenerträgen von über 50 Kilotonnen TNT (210 TJ) das effizienteste Design für den Waffenergiebedarf darstellen, werden praktisch alle Atomwaffen dieser Größe von den fünf Atomwaffenstaaten im Rahmen der Nichtverbreitung eingesetzt Der heutige Vertrag sind thermonukleare Waffen, die das Teller-Ulam-Design verwenden. ^[6]

Öffentliches Wissen über das Design von Nuklearwaffen [ edit ]

Das detaillierte Wissen über Spalt- und Fusionswaffen wird bis zu einem gewissen Grad virtuell klassifiziert jede industrialisierte Nation. In den Vereinigten Staaten kann solches Wissen standardmäßig als "Restricted Data" klassifiziert werden, auch wenn es von Personen erstellt wird, die keine Regierungsangestellten sind oder mit Waffenprogrammen in Verbindung stehen, und zwar in einer Rechtsform, die als "born secret" (verborgenes Geheimnis) bekannt ist Das Ansehen der Lehre wurde zuweilen in Frage gestellt, siehe United States v. Progressive, Inc. . Geborenes Geheimnis wird bei privaten Spekulationen selten angerufen. Die offizielle Politik des Energieministeriums der Vereinigten Staaten bestand darin, das Durchsickern von Konstruktionsinformationen nicht anzuerkennen, da eine solche Bestätigung die Informationen möglicherweise als zutreffend bestätigen würde. In einigen wenigen früheren Fällen hat die US-Regierung mit begrenztem Erfolg versucht, Waffeninformationen in der öffentlichen Presse zu zensieren. ^[7] Laut der New York Times widersprach der Physiker Kenneth W. Ford den Anweisungen der Regierung um Verschlusssachen aus seinem Buch zu entfernen, Die H-Bombe bauen: Eine persönliche Geschichte . Ford behauptete, er habe nur vorbestehende Informationen verwendet und sogar ein Manuskript bei der Regierung eingereicht, das ganze Teile des Buches aus Sorge um die Ausnutzung der Informationen durch fremde Nationen entfernen wollte. ^[8]

Große Mengen unbestimmter Daten wurden offiziell veröffentlicht, und größere Mengen unbestimmter Daten wurden von ehemaligen Bombenentwürfen inoffiziell durchgesickert. Die meisten öffentlichen Beschreibungen von Details von Nuklearwaffen beziehen sich zu einem gewissen Grad auf Spekulation, Reverse Engineering aus bekannten Informationen oder den Vergleich mit ähnlichen Daten Gebiete der Physik (Inertial Confinement Fusion ist das primäre Beispiel). Diese Prozesse haben zu einer Reihe von nicht klassifiziertem Wissen über Atombomben geführt, das im Allgemeinen mit offiziellen Veröffentlichungen nicht klassifizierter Informationen und verwandter Physik konsistent ist und als intern konsistent angesehen wird, obwohl einige Interpretationspunkte als offen betrachtet werden. Der Kenntnisstand der Öffentlichkeit über das Teller-Ulam-Design wurde hauptsächlich von einigen spezifischen Vorfällen bestimmt, die in einem Abschnitt unten beschrieben werden.

Grundprinzip [ edit ]

Das Grundprinzip der Teller-Ulam-Konfiguration ist die Idee, dass verschiedene Teile einer thermonuklearen Waffe in "Stufen" miteinander verkettet werden können Detonation jeder Stufe, die die Energie liefert, um die nächste Stufe zu zünden. Im Minimum bedeutet dies eine primäre -Abteilung die aus einer Implosions-Spaltbombe (einem "Abzug") besteht, und eine sekundäre -Abteilung die aus Fusionsbrennstoff besteht. Die Energie, die primär freigesetzt hat, komprimiert die sekundäre durch einen Prozess, der als "Strahlungsimplosion" bezeichnet wird, an dem er erhitzt wird und eine Kernfusion durchläuft. Dieser Prozess könnte fortgesetzt werden, wobei Energie von der Sekundärstufe eine dritte Fusionsstufe entzündet; Der russische AN602 "Tsar Bomba" soll ein dreistufiges Spaltfusionsfusionsgerät gewesen sein. Theoretisch konnten durch Fortführung dieses Prozesses thermonukleare Waffen mit beliebig hoher Ausbeute konstruiert werden. ^{Zitat benötigt ]} Dies steht im Gegensatz zu Spaltwaffen, die in der Ausbeute begrenzt sind, weil nur so viel Spaltbrennstoff angehäuft werden kann an einer Stelle, bevor die Gefahr eines versehentlichen Überkrieges zu groß wird.

Eine mögliche Version der Teller-Ulam-Konfiguration

Um die anderen Komponenten herum befindet sich ein Hohlraum- oder -Strahlungsfall ein Behälter, der die Energie der ersten Stufe oder des primären Primärs zeitweilig auffängt. Die Außenseite dieses Strahlungskastens, die normalerweise auch die äußere Hülle der Bombe ist, ist der einzige direkte visuelle Beweis, der öffentlich von der Konfiguration einer thermonuklearen Bombenkomponente verfügbar ist. Zahlreiche Fotografien von verschiedenen thermonuklearen Bombenoberflächen wurden deklassiert. ^[9]

Es wird angenommen, dass die Primärspalte eine Standard-Implosionsmethode-Spaltbombe ist, obwohl sie wahrscheinlich mit einem geringen Anteil an Fusionsbrennstoff (normalerweise) verstärkt wird 50/50% Deuterium / Tritium-Gas) für zusätzliche Effizienz; Der Fusionsbrennstoff setzt beim Erhitzen und Komprimieren überschüssige Neutronen frei, die eine zusätzliche Spaltung bewirken. Beim Abfeuern würde der Plutonium-239- (Pu-239) - oder Uran-235-Kern (U-235) durch spezielle Schichten aus hochexplosiven Sprengstoffen, die in einem explosiven Linsenmuster um ihn herum angeordnet sind, zu einer kleineren Kugel zusammengedrückt, wodurch die Kettenreaktion ausgelöst wird das treibt die konventionelle "Atombombe" an.

Die Sekundärseite wird normalerweise als eine Säule aus Schmelzbrennstoff und anderen Komponenten gezeigt, die in vielen Schichten gewickelt sind. Um die Säule herum befindet sich zunächst ein "Drücker-Stampfer", eine schwere Uran-238-Schicht (U-238) oder Blei, die zur Verdichtung des Fusionsbrennstoffs beiträgt (und im Falle von Uran möglicherweise selbst eine Spaltung durchläuft). Darin befindet sich der Fusionsbrennstoff selbst, in der Regel eine Form von Lithium-Deuterid, die verwendet wird, weil sie leichter zu bewaffnen ist als verflüssigtes Tritium / Deuterium-Gas. Dieser trockene Brennstoff erzeugt, wenn er durch Neutronen beschossen wird, Tritium, ein schweres Isotop von Wasserstoff, das zusammen mit dem in der Mischung vorhandenen Deuterium eine Kernfusion eingehen kann. (Eine ausführlichere technische Diskussion der Fusionsreaktionen finden Sie im Artikel zur Kernfusion.) Innerhalb der Brennstoffschicht befindet sich die "Zündkerze", eine hohle Säule aus spaltbarem Material (Plutonium-239 oder Uran-235), die häufig durch Deuteriumgas verstärkt wird . Wenn die Zündkerze zusammengedrückt ist, kann sie selbst Kernspaltung erfahren (aufgrund der Form ist sie keine kritische Masse ohne Kompression). Wenn das Tertiäramt anwesend ist, würde es unter dem Sekundärteil liegen und wahrscheinlich aus den gleichen Materialien bestehen. ^{[10] [11]}

Trennung des Sekundärsektors vom primär ist die Zwischenbühne. Das spaltende Primärprodukt erzeugt vier Arten von Energie: 1) expandierende heiße Gase aus hohen Sprengladungen, die das Primärprodukt implodieren; 2) überhitztes Plasma, das ursprünglich das spaltbare Material der Bombe und dessen Tamper war; 3) die elektromagnetische Strahlung; und 4) die Neutronen aus der Kerndetonation des Primärteils. Die Zwischenstufe ist dafür verantwortlich, die Energieübertragung von der primären zur sekundären Energie genau zu modulieren. Sie muss die heißen Gase, das Plasma, die elektromagnetische Strahlung und die Neutronen zur richtigen Zeit auf den richtigen Ort richten. Weniger als optimale Zwischenstufenkonzepte haben dazu geführt, dass die Sekundärstufe nicht vollständig bei mehreren Schüssen arbeitete, die als "spaltbarer Nebel" bekannt sind. Die Castle Koon-Aufnahme von Operation Castle ist ein gutes Beispiel. Ein kleiner Fehler ermöglichte es dem Neutronenfluss von der Primärseite, die Sekundärwicklung vorzeitig zu erwärmen, wodurch die Kompression so stark geschwächt wurde, dass eine Verschmelzung verhindert wurde.

Klassifiziertes Papier von Teller und Ulam am 9. März 1951: Über heterokatalytische Detonationen I: Hydrodynamische Linsen und Radialspiegel in denen sie ihre revolutionäre inszenierte Implosionsidee vorschlugen. Diese deklassierte Fassung ist umfassend überarbeitet.

In der offenen Literatur gibt es sehr wenig detaillierte Informationen über den Mechanismus der Zwischenstufe. Eine der besten Quellen ist ein vereinfachtes Diagramm einer britischen thermonuklearen Waffe ähnlich dem amerikanischen W80-Gefechtskopf. Es wurde von Greenpeace in einem Bericht mit dem Titel "Dual Use Nuclear Technology" veröffentlicht. ^[12] Die Hauptkomponenten und ihre Anordnung sind im Diagramm dargestellt, obwohl Details fast fehlen; Welche verstreuten Details es enthält, hat wahrscheinlich absichtliche Auslassungen oder Ungenauigkeiten. Sie sind mit "Endkappen- und Neutronenfokuslinse" und "Reflector Wrap" beschriftet. die ersteren kanalisieren Neutronen zur U-235 / Pu-239-Zündkerze, während letztere auf einen Röntgenreflektor Bezug nimmt; typischerweise ein Zylinder, der aus einem für Röntgenstrahlen undurchlässigen Material hergestellt ist, wie beispielsweise Uran, wobei sich die Primär- und Sekundärseite an jedem Ende befinden. Es reflektiert nicht wie ein Spiegel. Stattdessen wird es durch den Röntgenstrahlenfluss von der Primärplatte auf eine hohe Temperatur erhitzt, und dann werden gleichmäßigere Röntgenstrahlen ausgestrahlt, die zur Sekundärwelle gelangen, was zu einer sogenannten Strahlungsimplosion führt. In Ivy Mike wurde Gold als Überzug auf dem Uran verwendet, um den Effekt des schwarzen Körpers zu verstärken. ^[13] Als nächstes kommt der "Reflector / Neutron Gun Carriage". Der Reflektor dichtet die Lücke zwischen der Neutron-Fokuslinse (in der Mitte) und dem äußeren Gehäuse in der Nähe der Primärlinse ab. Es trennt den primären vom sekundären und erfüllt die gleiche Funktion wie der vorherige Reflektor. Es gibt ungefähr sechs Neutronenkanonen (hier von Sandia National Laboratories ^[14] zu sehen), die jeweils mit einem Ende in jedem Abschnitt durch den äußeren Rand des Reflektors stoßen; Alle sind am Wagen festgeklemmt und mehr oder weniger gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses angeordnet. Die Neutronenkanonen sind so geneigt, dass das Neutronen emittierende Ende jedes Kanonenendes in Richtung der Mittelachse der Bombe zeigt. Neutronen aus jeder Neutronenkanone durchlaufen diese und werden durch die Neutronenfokuslinse in Richtung auf das Zentrum des Primärteils fokussiert, um die anfängliche Spaltung des Plutoniums zu verstärken. Ein "Polystyrol-Polarisator / Plasmaquelle" wird ebenfalls angezeigt (siehe unten).

Das erste Dokument der US-Regierung, in dem die Zwischenstufe erwähnt wurde, wurde erst kürzlich der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, um die 2004 begonnene Einführung des Reliable Replacement Warhead-Programms zu fördern. Eine Grafik enthält Klappenteile, die den potenziellen Vorteil einer RRW auf Einzelteilebene beschreiben, wobei der Interstadiumklingel angibt, ein neues Design würde "giftiges, sprödes Material" und "teures" spezielles Material "ersetzen. [which require] einzigartige Einrichtungen" ^[15] Als "giftiges, sprödes Material" wird allgemein Beryllium angenommen, das dieser Beschreibung entspricht und auch den Neutronenfluss von der Primärseite her vermindern würde. Es kann auch einiges Material verwendet werden, um die Röntgenstrahlen auf eine bestimmte Weise zu absorbieren und wieder zu strahlen. ^[16]

Kandidaten für das "spezielle Material" sind Polystyrol und eine Substanz, die "FOGBANK" genannt wird. ein nicht klassifizierter Codename. Die Zusammensetzung der FOGBANK ist klassifiziert, obwohl Aerogel als Möglichkeit vorgeschlagen wurde. Es wurde zuerst in thermonuklearen Waffen mit dem thermonuklearen W-76-Gefechtskopf eingesetzt und in einer Fabrik im Y-12-Komplex in Oak Ridge, Tennessee, für den Einsatz in der W-76 produziert. Die Produktion der FOGBANK ist nach dem Ende der W-76-Produktion abgelaufen. Für das W-76 Life Extension-Programm musste mehr FOGBANK hergestellt werden. Dies wurde durch die Tatsache verkompliziert, dass die Eigenschaften der ursprünglichen FOGBANK nicht vollständig dokumentiert waren. Daher wurde ein erheblicher Aufwand unternommen, um den Prozess neu zu erfinden. Eine Verunreinigung, die für die Eigenschaften der alten FOGBANK entscheidend ist, wurde während des neuen Verfahrens weggelassen. Nur die genaue Analyse neuer und alter Chargen zeigte die Natur dieser Unreinheit. Bei der Herstellung wurde Acetonitril als Lösungsmittel verwendet, was im Jahr 2006 zu mindestens drei Evakuierungen der FOGBANK-Anlage führte. Acetonitril ist in der Erdöl- und Pharmaindustrie weit verbreitet und ist brennbar und giftig. Y-12 ist der einzige Hersteller von FOGBANK. ^[17]

Zusammenfassung [ edit ]

Eine vereinfachte Zusammenfassung der obigen Erklärung ist:

1. Eine Spaltungsbombe der Implosionsmontage explodiert. Dies ist die Hauptstufe. Wenn eine kleine Menge Deuterium / Tritium-Gas in den Kern des Primärkorns eingebracht wird, wird es während der Explosion komprimiert und es kommt zu einer Kernfusionsreaktion. Die aus dieser Fusionsreaktion freigesetzten Neutronen induzieren eine weitere Spaltung in Plutonium-239 oder Uran-235, das in der Primärphase verwendet wird. Die Verwendung von Fusionsbrennstoff zur Verbesserung der Effizienz einer Spaltreaktion wird als Boosten bezeichnet. Ohne Aufladung bleibt ein großer Teil des spaltbaren Materials unreagiert; Die Little Boy- und Fat Man-Bomben hatten einen Wirkungsgrad von nur 1,4% bzw. 17%, weil sie ungeboostet waren.


2. Die in der Primärphase freigesetzte Energie wird in die Sekundärstufe (oder Fusionsphase) übertragen. Der genaue Mechanismus, durch den dies geschieht, ist streng geheim. Diese Energie komprimiert den Schmelzbrennstoff und die Zündkerze. Die komprimierte Zündkerze wird kritisch und durchläuft eine Spaltkettenreaktion, die den verdichteten Fusionsbrennstoff weiter auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, um die Fusion zu induzieren, und er liefert auch Neutronen, die mit Lithium reagieren, um Tritium für die Fusion zu erzeugen.


3. Der Fusionsbrennstoff der Sekundärstufe Stadium kann von Uran oder angereichertem Uran oder Plutonium umgeben sein. Durch die Fusion erzeugte schnelle Neutronen können selbst in Materialien, die normalerweise nicht dazu neigen, wie z. B. abgereichertes Uran, dessen U-238 nicht spaltbar ist und keine Kettenreaktion aushalten kann, eine Spaltung induzieren, das jedoch spaltbar ist, wenn es durch die durch die Fusion freigesetzten hochenergetischen Neutronen bombardiert wird in der sekundären Stufe. Dieses Verfahren liefert eine beträchtliche Energieausbeute (bis zur Hälfte der Gesamtausbeute bei großen Geräten). Obwohl es manchmal als separate Stufe betrachtet wird, sollte es nicht mit einer echten Tertiärstufe verwechselt werden. Tertiärstadien sind weitere Fusionsstadien (siehe unten), die nur in einer Handvoll Bomben eingesetzt wurden, von denen sich keine in der Großserie befindet.

Thermonukleare Waffen können eine verstärkte Primärstufe verwenden oder nicht Schmelzbrennstoff und kann den Schmelzbrennstoff mit Beryllium (oder einem anderen Neutronen reflektierenden Material) anstelle von abgereichertem Uran umgeben, um das Auftreten einer frühen vorzeitigen Spaltung zu verhindern, bevor die Sekundärspirale optimal komprimiert wird.

Kompression der sekundären [ edit ]

Die Grundidee der Teller-Ulam-Konfiguration ist, dass jede "Stufe" eine Spaltung oder Fusion (oder beides) eingehen und Energie freisetzen würde. Viele davon würden auf eine andere Stufe übertragen, um sie auszulösen. Wie genau die Energie von der Primärnation zur Sekundärnation "transportiert" wird, ist in der offenen Presse Gegenstand einiger Meinungsverschiedenheiten gewesen, soll aber durch die Röntgenstrahlen übertragen werden Gammastrahlen, die von der Spaltung Primary emittiert werden. Diese Energie wird dann verwendet, um die Sekundärseite zu komprimieren. Das entscheidende Detail von wie die Röntgenstrahlen den Druck erzeugen, ist der umstrittene Punkt in der nicht klassifizierten Presse. Es gibt drei Theorien:

Strahlungsdruck [ edit ]

Der Strahlungsdruck, der durch die große Menge an Röntgenphotonen im geschlossenen Gehäuse ausgeübt wird, könnte ausreichen, um die Sekundärseite zu komprimieren. Elektromagnetische Strahlung wie Röntgenstrahlen oder Licht trägt einen Impuls und übt eine Kraft auf jede Oberfläche aus, auf die sie trifft. Der Strahlungsdruck bei den Intensitäten des Alltags, wie Sonnenlicht, das auf eine Oberfläche fällt, ist normalerweise nicht wahrnehmbar, aber bei den extremen Intensitäten einer thermonuklearen Bombe ist der Druck enorm.

Für zwei thermonukleare Bomben, deren allgemeine Größe und Hauptmerkmale, die Ivy Mike-Testbombe und die moderne W-80-Raketen-Sprengkopfvariante des W-61-Designs, gut verstanden sind, betrug der Strahlungsdruck 73 Millionen bar (Atmosphären) (7,3 T pa) für das Ivy-Mike-Design und 1400 Millionen bar (140 TPa) für den W-80. ^[18]

Foam-Plasmadruck [ ]

Foam Plasmadruck ist das Konzept, das Chuck Hansen im Verlauf des Falles Progressive eingeführt hat. Er basiert auf Forschungsergebnissen, in denen freigegebene Dokumente gefunden wurden, in denen Spezialschäume als Auskleidungsbestandteile im Strahlungsfall thermonuklearer Waffen aufgeführt sind.

Die Abfolge des Abfeuerns der Waffe (mit dem Schaum) würde folgendermaßen aussehen:

1. Der Sprengstoff, der den Kern des Primärfeuers umgibt, komprimiert das spaltbare Material in einen überkritischen Zustand und beginnt die Spaltkettenreaktion.


2. Der Primärspalt strahlt thermische Röntgenstrahlen aus, die sich entlang der Innenseite des Strahls "reflektieren" Gehäuse, Bestrahlung des Polystyrolschaums.


3. Der bestrahlte Schaum wird zu einem heißen Plasma, das gegen den Stampfer des Sekundärteils drückt, ihn fest zusammendrückt und die Spaltkettenreaktion in der Zündkerze beginnt.


4. Von beiden Seiten gedrückt (von der Primär- und der Zündkerze) wird der Lithium-Deuterid-Kraftstoff stark komprimiert und auf thermonukleare Temperaturen erhitzt. Durch das Beschießen mit Neutronen spaltet sich jedes Lithium-6-Atom in ein Tritium-Atom und ein Alphateilchen. Dann beginnt eine Fusionsreaktion zwischen dem Tritium und dem Deuterium, wodurch noch mehr Neutronen und eine enorme Menge an Energie freigesetzt werden.


5. Der Brennstoff, der die Fusionsreaktion durchläuft, emittiert einen großen Fluss hochenergetischer (17,6 MeV) Neutronen, die das U strahlen -238-Stampfer (oder das U-238-Bombengehäuse), wodurch er eine schnelle Spaltreaktion durchmacht und etwa die Hälfte der Gesamtenergie liefert.

Dies würde die Spaltungssequenz der Fusionsspaltung beenden. Anders als bei der Spaltung ist die Fusion relativ "sauber" - sie setzt Energie frei, aber keine schädlichen radioaktiven Produkte oder große Mengen an nuklearem Niederschlag. Die Spaltreaktionen, vor allem die letzten Spaltreaktionen, setzen jedoch enorme Mengen an Spaltprodukten frei und fallen aus. Wenn die letzte Spaltungsstufe weggelassen wird, wird durch Ersetzen des Uranstampfers durch einen aus Blei hergestellten Blei beispielsweise die gesamte Sprengkraft um etwa die Hälfte reduziert, jedoch ist die Menge an Fallout relativ gering. Die Neutronenbombe ist eine Wasserstoffbombe mit einem absichtlich dünnen Tamper, durch den die meisten schnellen Fusionsneutronen entweichen können.

Zündsequenz des Schaumplasmamechanismus.

1. Gefechtskopf vor dem Beschuss; Primär (Spaltungsbombe) oben, Sekundär (Fusionsbrennstoff) unten, alle in Polystyrolschaum suspendiert.
2. Hoch explosive Brände im Primärbereich, die den Plutoniumkern zu einer überkritischen Beschaffenheit zusammenpressen und eine Spaltungsreaktion einleiten.
3. Die Primärspaltung emittiert X -Strahlen, die entlang der Innenseite des Gehäuses verstreut sind und den Polystyrolschaum bestrahlen.
4. Polystyrolschaum wird zu Plasma, komprimiert sekundär und Plutonium-Zündkerze beginnt sich zu zersetzen.
5. Lithium-6-Deuterid-Brennstoff erzeugt komprimierten und erhitzten Tritium beginnt die Fusionsreaktion. Der erzeugte Neutronenfluss führt zur Spaltung des U-238-Manipulationsversuchs. Ein Feuerball beginnt sich zu formen.

Aktuelle technische Kritik an der Idee des "Schaumplasmadrucks" konzentriert sich auf nicht klassifizierte Analysen aus ähnlichen Feldern der Hochenergiephysik Ein solches Plasma wäre nur ein kleiner Multiplikator des Grundphotonendrucks im Strahlungsfall, und auch, dass die bekannten Schaumstoffe an sich eine sehr geringe Absorptionseffizienz der Gammastrahlung und der Röntgenstrahlung ausweisen primär. Der größte Teil der erzeugten Energie würde entweder von den Wänden des Strahlungsbehälters oder von der Manipulation um den Sekundärteil absorbiert werden. Die Analyse der Auswirkungen dieser absorbierten Energie führte zum dritten Mechanismus: Ablation.

Tamper-Pusher-Ablation [ edit ]

Das äußere Gehäuse der Sekundäranordnung wird "Tamper-Pusher" genannt. Der Zweck einer Manipulation in einer Implosionsbombe besteht darin, die Expansion der reagierenden Brennstoffzufuhr (die sehr heißes dichtes Plasma ist) zu verzögern, bis der Brennstoff vollständig verbraucht ist und die Explosion abgeschlossen ist. Dasselbe Tamper-Material dient auch als Schieber, da es das Medium ist, durch das der Außendruck (auf die Oberfläche des Sekundärteils wirkende Kraft) auf die Masse des Fusionsbrennstoffs übertragen wird.

Der vorgeschlagene Ablationsmechanismus für Tamper-Pusher setzt voraus, dass die äußeren Schichten des Tamper-Pusher des thermonuklearen Sekundärreglers durch den Röntgenfluss des Primärs so stark erhitzt werden, dass sie sich heftig ausdehnen und wegfliegen (abfliegen). Da der Gesamtimpuls erhalten bleibt, treibt diese Masse des Hochgeschwindigkeitsausstoßes den Rest des Manipulationsschiebers an, mit enormer Kraft nach innen zu rollen, wodurch der Schmelzkraftstoff und die Zündkerze zerquetscht werden. Der Manipulationsschieber ist robust genug gebaut, um den Schmelzbrennstoff von der extremen Hitze draußen zu isolieren. Andernfalls würde die Komprimierung beeinträchtigt.

Zündsequenz des Ablationsmechanismus.

1. Gefechtskopf vor dem Beschuss Die verschachtelten Kugeln oben sind die primären Spaltungen; Die Zylinder unten sind die sekundäre Fusionsvorrichtung.
2. Die Sprengstoffe von Fission Primary haben die Spaltgrube der Primärspaltung zur Explosion gebracht und sind zusammengebrochen.
3. Die Spaltreaktion der Primärspirale ist abgeschlossen, und die Primärspirale befindet sich jetzt bei mehreren Millionen Grad und strahlt Gamma und hart aus Röntgenstrahlen erhitzen das Innere des Hohlraums und den Schild und den Sekundärstampfer.
4. Die Reaktion der Primärreaktion ist vorbei und hat sich erweitert. Die Oberfläche des Drückers für die Sekundärseite ist jetzt so heiß, dass sie ebenfalls abgetragen wird oder sich ausdehnt und den Rest der Sekundärseite (Tamper, Fusionsbrennstoff und spaltbare Zündkerze) nach innen drückt. Die Zündkerze beginnt zu spalten. Nicht abgebildet: Der Strahlungsfall wird ebenfalls abgetragen und dehnt sich nach außen aus (der Übersichtlichkeit halber wurde er weggelassen.)
5. Der Brennstoff der Sekundärseite hat die Fusionsreaktion ausgelöst und brennt in Kürze ab. Ein Feuerball beginnt sich zu formen

Grobe Berechnungen für den grundlegenden Ablationseffekt sind relativ einfach: Die Energie von der Primärseite verteilt sich gleichmäßig auf alle Oberflächen im äußeren Strahlungsfall Dann werden die Komponenten zu einem thermischen Gleichgewicht gebracht und die Auswirkungen dieser thermischen Energie werden dann analysiert. Die Energie wird meistens innerhalb von etwa einer optischen Dicke eines Röntgenstrahlers der äußeren Oberfläche des Stampfer / Drückers abgeschieden, und die Temperatur dieser Schicht kann dann berechnet werden. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche dann nach außen ausdehnt, wird berechnet, und aus einem grundlegenden Newtonschen Impulsgleichgewicht wird die Geschwindigkeit bestimmt, mit der der Rest des Tamper nach innen implodiert.

Die Anwendung der detaillierteren Form dieser Berechnungen auf das Ivy Mike-Gerät führt zu einer Dampfexpansionsgeschwindigkeit von 290 Kilometern pro Sekunde und einer Implosionsgeschwindigkeit von vielleicht 400 Kilometern pro Sekunde, wenn 3/4 der gesamten Tamper- / Pushermasse abgetragen wird aus, der energieeffizienteste Anteil. Beim W-80 beträgt die Expansionsgeschwindigkeit des Gases etwa 410 Kilometer pro Sekunde und die Implosionsgeschwindigkeit 570 Kilometer pro Sekunde. Der durch das Ablationsmaterial bedingte Druck beträgt im Ivy-Mike-Gerät 5,3 Milliarden Bar (530 TPa) und im W-80-Gerät 64 Milliarden Bar (6,4 PPa). ^[18]

Vergleichende Implosionsmechanismen edit ]

Beim Vergleich der drei vorgeschlagenen Mechanismen ist zu erkennen, dass:

Mechanismus	Druck (TPa)
	Ivy Mike	W80
Strahlungsdruck	7.3	140
Plasmadruck	35	750
Ablationsdruck	530	6400

Der berechnete Ablationsdruck ist eine Größenordnung größer als die vorgeschlagenen höheren Plasmadrücke und fast zwei Größenordnungen höher als der berechnete Strahlungsdruck. Es wurde kein Mechanismus vorgeschlagen, um die Absorption von Energie in die Strahlungsgehäusewand und den Sekundärstampfer zu vermeiden, was eine Ablation scheinbar unvermeidlich macht. Die anderen Mechanismen scheinen nicht erforderlich zu sein.

Offizielle Deklassifizierungsberichte des US-Verteidigungsministeriums geben an, dass geschäumte Kunststoffe in Strahlenschutzrohren verwendet werden oder verwendet werden können. Trotz des niedrigen direkten Plasmadrucks können sie die Ablation verzögern, bis sich die Energie gleichmäßig und ausreichend verteilt hat Die Fraktion hat den Tamper / Schieber der Sekundärseite erreicht. ^[19]

Das Buch von Richard Rhodes Dark Sun stellte fest, dass eine 1 Zoll dicke (25 mm) Schicht aus Schaumstoff war Sie wird mit Kupfernägeln an der Innenseite des Ivy Mike Stahlgehäuses befestigt. Rhodes zitiert mehrere Konstrukteure dieser Bombe und erklärte, dass die Kunststoffschaumschicht im Inneren des Außengehäuses die Ablation verzögern und somit das Außengehäuse zurückschießen würde: Wenn der Schaum nicht da wäre, würde Metall von der Innenseite des Außengehäuses mit einem großen Impuls abtragen Dies bewirkt, dass das Gehäuse schnell nach außen zurückspringt. Der Zweck des Gehäuses besteht darin, die Explosion so lange wie möglich einzudämmen, so dass die metallische Oberfläche der Sekundärstufe so viel wie möglich durch Röntgenstrahlung abgetragen wird, so dass die Sekundärstufe effizient komprimiert wird, wodurch die Fusionsausbeute maximiert wird. Kunststoffschaum hat eine geringe Dichte, so dass ein kleinerer Impuls entsteht, wenn er ablatiert als Metall. ^[19]

Designvariationen [ edit ]

Es gibt eine Reihe möglicher Variationen des Waffendesigns vorgeschlagen:

• Es wurde vorgeschlagen, dass entweder der Stampfer oder das Gehäuse aus Uran-235 (hochangereichertem Uran) im endgültigen Spaltmantel besteht. Das weitaus teurere U-235 ist auch mit schnellen Neutronen wie dem U-238 in abgereichertem oder natürlichem Uran spaltbar, aber seine Spaltungseffizienz ist höher. Dies liegt daran, dass U-235-Kerne auch durch langsame Neutronen gespalten werden (U-238-Kerne erfordern eine minimale Energie von etwa 1 Mega-Elektronenvolt), und weil diese langsameren Neutronen durch andere spaltende U-235-Kerne im Mantel (in Mit anderen Worten, U-235 unterstützt die nukleare Kettenreaktion, während U-238 dies nicht tut. Darüber hinaus fördert ein U-235-Mantel die Neutronenvermehrung, wohingegen U-238-Kerne Fusionsneutronen im Schnellspaltungsprozess verbrauchen. Die Verwendung eines endgültigen spaltbaren / spaltbaren Mantels von U-235 würde somit die Ausbeute einer Teller-Ulam-Bombe über einem abgereicherten Uran- oder einem natürlichen Uranmantel erhöhen. Dies wurde speziell für die W87-Gefechtsköpfe vorgeschlagen, die für die derzeit eingesetzten LGM-30-Minuteman-III-ICBMs nachgerüstet wurden.


• In einigen Beschreibungen gibt es zusätzliche interne Strukturen, um die Sekundärseite vor dem Empfang übermäßiger Neutronen von der Primärseite zu schützen.


• Das Gehäuse kann speziell bearbeitet sein, um die Röntgenstrahlen zu "reflektieren". X-ray "reflection" is not like light reflecting off of a mirror, but rather the reflector material is heated by the X-rays, causing the material itself to emit X-rays, which then travel to the secondary.

Two special variations exist that will be discussed in a subsequent section: the cryogenically cooled liquid deuterium device used for the Ivy Mike test, and the putative design of the W88 nuclear warhead—a small, MIRVed version of the Teller–Ulam configuration with a prolate (egg or watermelon shaped) primary and an elliptical secondary.

Most bombs do not apparently have tertiary "stages"—that is, third compression stage(s), which are additional fusion stages compressed by a previous fusion stage. (The fissioning of the last blanket of uranium, which provides about half the yield in large bombs, does not count as a "stage" in this terminology.)

The U.S. tested three-stage bombs in several explosions (see Operation Redwing) but is thought to have fielded only one such tertiary model, i.e., a bomb in which a fission stage, followed by a fusion stage, finally compresses yet another fusion stage. This U.S. design was the heavy but highly efficient (i.e., nuclear weapon yield per unit bomb weight) 25 Mt B41 nuclear bomb.^[20] The Soviet Union is thought to have used multiple stages (including more than one tertiary fusion stage) in their 50 megaton (100 Mt in intended use) Tsar Bomba (however, as with other bombs, the fissionable jacket could be replaced with lead in such a bomb, and in this one, for demonstration, it was). If any hydrogen bombs have been made from configurations other than those based on the Teller–Ulam design, the fact of it is not publicly known. (A possible exception to this is the Soviet early Sloika design).

In essence, the Teller–Ulam configuration relies on at least two instances of implosion occurring: first, the conventional (chemical) explosives in the primary would compress the fissile core, resulting in a fission explosion many times more powerful than that which chemical explosives could achieve alone (first stage). Second, the radiation from the fissioning of the primary would be used to compress and ignite the secondary fusion stage, resulting in a fusion explosion many times more powerful than the fission explosion alone. This chain of compression could conceivably be continued with an arbitrary number of tertiary fusion stages, each igniting more fusion fuel in the next stage^{[21][22][better source needed]} although this is debated (see more: Arbitrarily large yield debate). Finally, efficient bombs (but not so-called neutron bombs) end with the fissioning of the final natural uranium tamper, something that could not normally be achieved without the neutron flux provided by the fusion reactions in secondary or tertiary stages. Such designs are suggested to be capable of being scaled up to an arbitrary large yield (with apparently as many fusion stages as desired),^{[21][22][better source needed]} potentially to the level of a "doomsday device." However, usually such weapons were not more than a dozen megatons, which was generally considered enough to destroy even most hardened practical targets (for example, a control facility such as the Cheyenne Mountain Complex). Even such large bombs have been replaced by smaller-yield bunker buster type nuclear bombs (see more: nuclear bunker buster).

As discussed above, for destruction of cities and non-hardened targets, breaking the mass of a single missile payload down into smaller MIRV bombs, in order to spread the energy of the explosions into a "pancake" area, is far more efficient in terms of area-destruction per unit of bomb energy. This also applies to single bombs deliverable by cruise missile or other system, such as a bomber, resulting in most operational warheads in the U.S. program having yields of less than 500 kilotons.

History[edit]

United States[edit]

The idea of a thermonuclear fusion bomb ignited by a smaller fission bomb was first proposed by Enrico Fermi to his colleague Edward Teller in 1941 at the start of what would become the Manhattan Project.^[5] Teller spent most of the Manhattan Project attempting to figure out how to make the design work, to some degree neglecting his assigned work on the fission bomb program.^{[citation needed]} His difficult and devil's advocate attitude in discussions led Robert Oppenheimer to sidetrack him and other "problem" physicists into the super program to smooth his way.^{[citation needed]}

Stanislaw Ulam, a co-worker of Teller, made the first key conceptual leaps towards a workable fusion design. Ulam's two innovations that rendered the fusion bomb practical were that compression of the thermonuclear fuel before extreme heating was a practical path towards the conditions needed for fusion, and the idea of staging or placing a separate thermonuclear component outside a fission primary component, and somehow using the primary to compress the secondary. Teller then realized that the gamma and X-ray radiation produced in the primary could transfer enough energy into the secondary to create a successful implosion and fusion burn, if the whole assembly was wrapped in a hohlraum or radiation case.^[5] Teller and his various proponents and detractors later disputed the degree to which Ulam had contributed to the theories underlying this mechanism. Indeed, shortly before his death, and in a last-ditch effort to discredit Ulam's contributions, Teller claimed that one of his own "graduate students" had proposed the mechanism.^{[citation needed]}

The "George" shot of Operation Greenhouse of 9 May 1951 tested the basic concept for the first time on a very small scale. As the first successful (uncontrolled) release of nuclear fusion energy, which made up a small fraction of the 225 kt total yield,^[23] it raised expectations to a near certainty that the concept would work.

On November 1, 1952, the Teller–Ulam configuration was tested at full scale in the "Ivy Mike" shot at an island in the Enewetak Atoll, with a yield of 10.4 megatons (over 450 times more powerful than the bomb dropped on Nagasaki during World War II). The device, dubbed the Sausageused an extra-large fission bomb as a "trigger" and liquid deuterium—kept in its liquid state by 20 short tons (18 metric tons) of cryogenic equipment—as its fusion fuel,^{[citation needed]} and weighed around 80 short tons (70 metric tons) altogether.

The liquid deuterium fuel of Ivy Mike was impractical for a deployable weapon, and the next advance was to use a solid lithium deuteride fusion fuel instead. In 1954 this was tested in the "Castle Bravo" shot (the device was code-named Shrimp), which had a yield of 15 megatons (2.5 times expected) and is the largest U.S. bomb ever tested.

Efforts in the United States soon shifted towards developing miniaturized Teller–Ulam weapons that could fit into intercontinental ballistic missiles and submarine-launched ballistic missiles. By 1960, with the W47 warhead^[24] deployed on Polaris ballistic missile submarines, megaton-class warheads were as small as 18 inches (0.5 m) in diameter and 720 pounds (320 kg) in weight. It was later found in live testing that the Polaris warhead did not work reliably and had to be redesigned.^{[citation needed]} Further innovation in miniaturizing warheads was accomplished by the mid-1970s, when versions of the Teller–Ulam design were created that could fit ten or more warheads on the end of a small MIRVed missile (see the section on the W88 below).^[9]

Soviet Union[edit]

The Soviet thermonuclear weapons program was aided heavily by Klaus Fuchs. Fuchs’ most valuable contribution to the Soviet weapons program concerned the hydrogen bomb. The idea of a hydrogen bomb arose from discussions between Enrico Fermi and Edward Teller in 1941. From 1943 Teller lectured at Los Alamos on what he called the "super".^[25] Following their meeting, Fermi was convinced by Teller to present a series of lectures detailing the current state of research into thermonuclear weapons.^[26] In September 1945 Fuchs passed a synopsis of these lectures to the Soviets. This information was important to the Soviets, but not solely for the information about the US bomb project. The importance of this material was in that it confirmed that the United States were working on their own thermonuclear weapon research.^[27] Although the information provided by Fuchs regarding the thermonuclear weapons research was not seen as entirely beneficial, it still provided the Soviet Union with knowledge such as the properties of tritium. Tritium is an isotope of hydrogen with two neutrons, which allows for more efficient fusion reactions to occur during the detonation of a nuclear weapon. Discovering the properties of this radioactive material would allow the Soviet Union to develop a more powerful weapon that requires less fuel. Following Fuchs's return, experts from the Soviet Union spent a great deal of time researching his findings for themselves. Even though the Soviets did obtain some original ideas, the findings of this research served to confirm Fuchs's notes from the American lectures on the matter. After his return to England in mid-1946, Fuchs was not again in touch with Soviet intelligence until September 1947, when his controller confirmed the Soviet interest in thermonuclear weapons. In response Fuchs provided details of the "ongoing theoretical superbomb studies in the U.S. under the direction of Teller and Enrico Fermi at the University of Chicago."^[28] Fuchs obtained information regardless of the American McMahon Act, which prevented Anglo-American cooperation on nuclear weapons research. Under this act, Fuchs did not have routine access to American collaborators like Fermi and Teller. Fuchs was very close to Teller at Los Alamos, and while there Fuchs had worked on thermonuclear weapons. As Teller later recalled, "he [Fuchs] talked with me and others frequently in depth about our intensive efforts… it was easy and pleasant to discuss my work with him. He also made impressive contributions, and I learned many technical facts from him."^[29] Fuchs obtained the information, it energized the Soviets to direct new intelligence activities against research in Chicago. In February 1948 the Soviet Union formally began its hydrogen bomb program. A month later Fuchs again met with Feklisov, an event which "played an exceptional role in the subsequent course of the Soviet thermonuclear bomb program."^[27] A report of June 1953 warned that, although no indication of Soviet development of hydrogen bombs had been found, "Soviet research, development and even field testing of thermonuclear reactions based on the disclosures of Fuchs may take place by mid-1953."^[30] U.S. intelligence thus recognized for the first time that Fuchs' material held invaluable information for the Soviet thermonuclear weapons program.

The first Soviet fusion design, developed by Andrei Sakharov and Vitaly Ginzburg in 1949 (before the Soviets had a working fission bomb), was dubbed the Sloikaafter a Russian layer cake, and was not of the Teller–Ulam configuration. It used alternating layers of fissile material and lithium deuteride fusion fuel spiked with tritium (this was later dubbed Sakharov's "First Idea"). Though nuclear fusion might have been technically achievable, it did not have the scaling property of a "staged" weapon. Thus, such a design could not produce thermonuclear weapons whose explosive yields could be made arbitrarily large (unlike U.S. designs at that time). The fusion layer wrapped around the fission core could only moderately multiply the fission energy (modern Teller–Ulam designs can multiply it 30-fold). Additionally, the whole fusion stage had to be imploded by conventional explosives, along with the fission core, substantially multiplying the amount of chemical explosives needed.

The first Sloika design test, RDS-6s, was detonated in 1953 with a yield equivalent to 400 kilotons of TNT (15–20% from fusion). Attempts to use a Sloika design to achieve megaton-range results proved unfeasible. After the United States tested the "Ivy Mike" bomb in November 1952, proving that a multimegaton bomb could be created, the Soviets searched for an additional design. The "Second Idea", as Sakharov referred to it in his memoirs, was a previous proposal by Ginzburg in November 1948 to use lithium deuteride in the bomb, which would, in the course of being bombarded by neutrons, produce tritium and free deuterium.^[31] In late 1953 physicist Viktor Davidenko achieved the first breakthrough, that of keeping the primary and secondary parts of the bombs in separate pieces ("staging"). The next breakthrough was discovered and developed by Sakharov and Yakov Zel'dovich, that of using the X-rays from the fission bomb to compress the secondary before fusion ("radiation implosion"), in early 1954. Sakharov's "Third Idea", as the Teller–Ulam design was known in the USSR, was tested in the shot "RDS-37" in November 1955 with a yield of 1.6 megatons.

The Soviets demonstrated the power of the "staging" concept in October 1961, when they detonated the massive and unwieldy Tsar Bombaa 50 megaton hydrogen bomb that derived almost 97% of its energy from fusion. It was the largest nuclear weapon developed and tested by any country.

United Kingdom[edit]

In 1954 work began at Aldermaston to develop the British fusion bomb, with Sir William Penney in charge of the project. British knowledge on how to make a thermonuclear fusion bomb was rudimentary, and at the time the United States was not exchanging any nuclear knowledge because of the Atomic Energy Act of 1946. However, the British were allowed to observe the American Castle tests and used sampling aircraft in the mushroom clouds, providing them with clear, direct evidence of the compression produced in the secondary stages by radiation implosion.^[32]

Because of these difficulties, in 1955 British prime minister Anthony Eden agreed to a secret plan, whereby if the Aldermaston scientists failed or were greatly delayed in developing the fusion bomb, it would be replaced by an extremely large fission bomb.^[32]

In 1957 the Operation Grapple tests were carried out. The first test, Green Granite was a prototype fusion bomb, but failed to produce equivalent yields compared to the Americans and Soviets, achieving only approximately 300 kilotons. The second test Orange Herald was the modified fission bomb and produced 720 kilotons—making it the largest fission explosion ever. At the time almost everyone (including the pilots of the plane that dropped it) thought that this was a fusion bomb. This bomb was put into service in 1958. A second prototype fusion bomb Purple Granite was used in the third test, but only produced approximately 150 kilotons.^[32]

A second set of tests was scheduled, with testing recommencing in September 1957. The first test was based on a "… new simpler design. A two stage thermonuclear bomb that had a much more powerful trigger". This test Grapple X Round C was exploded on November 8 and yielded approximately 1.8 megatons. On April 28, 1958 a bomb was dropped that yielded 3 megatons—Britain's most powerful test. Two final air burst tests on September 2 and September 11, 1958, dropped smaller bombs that yielded around 1 megaton each.^[32]

American observers had been invited to these kinds of tests. After Britain's successful detonation of a megaton-range device (and thus demonstrating a practical understanding of the Teller–Ulam design "secret"), the United States agreed to exchange some of its nuclear designs with the United Kingdom, leading to the 1958 US–UK Mutual Defence Agreement. Instead of continuing with its own design, the British were given access to the design of the smaller American Mk 28 warhead and were able to manufacture copies.^[32]

The United Kingdom had worked closely with the Americans on the Manhattan Project. British access to nuclear weapons information was cut-off by the United States at one point due to concerns about Soviet espionage. Full cooperation was not reestablished until an agreement governing the handling of secret information and other issues was signed.^{[32][unreliable source?]}

China[edit]

This section needs expansion. You can help by adding to it. (September 2009)

Mao Zedong decided to begin a Chinese nuclear-weapons program during the First Taiwan Strait Crisis of 1954–1955. The People's Republic of China detonated its first hydrogen (thermonuclear) bomb on June 17, 1967, 32 months after detonating its first fission weapon, with a yield of 3.31 Mt. It took place in the Lop Nor Test Site, in northwest China.^[33] China had received extensive technical help from the Soviet Union to jump-start their nuclear program, but by 1960, the rift between the Soviet Union and China had become so great that the Soviet Union ceased all assistance to China.^[34]

A story in The New York Times by William Broad^[35] reported that in 1995, a supposed Chinese double agent delivered information indicating that China knew secret details of the U.S. W88 warhead, supposedly through espionage.^[36] (This line of investigation eventually resulted in the abortive trial of Wen Ho Lee.)

France[edit]

France's journey in building nuclear weapons began prior to World War II in 1939. The development of nuclear weapons was slowed during the country's German invasion. The United States did not want France to acquire expert knowledge about nuclear weaponry, which ultimately led to the Alsos Mission. The missions followed closely behind the advancing forward-front to obtain information about how close Germany was to building an atomic weapon. Following the surrender of the Nazis, Germany was divided into "zones of occupation". The "zone" given to the French was suspected to contain several nuclear research facilities. The United States conducted Operation Harborage to seize any and all information about nuclear weaponry from the French. The Operation strategized to have American troops intercede advancing French army, allowing the Americans to seize any German scientists or records as well as destroy the remaining functional facilities.^[37][38]

In 1945, the French Atomic Energy Commission (Commissariat à l’Énergie Atomique, CEA) was founded under Charles de Gaulle; the CEA served as the country's atomic energy authority, overseeing commercial, military, and scientific uses of atomic power. However it was not until 1952 that a tangible goal of building plutonium reactors progressed. Two years later, a reactor was being built and a plutonium separating plant began construction shortly after. In 1954 the question about continuing to explore building an atomic bomb was raised.^[39] The French cabinet seemed to be favoring less the building of an atomic bomb. Ultimately, the Prime Minister decided to continue efforts developing an atomic bomb in secret. In late 1956, tasks were delegated between the CEA and Defense Ministry to propel atomic development such as finding a test site, providing the necessary uranium, and physical device assembly.

Charles de Gaulle returned to power and was elected France's Fifth Republic's first president in 1958. De Gaulle, a strong believer in the nuclear weapons program, approved the country's first nuclear test to take place in one of the early months of 1960. The country's first nuclear explosion took place on 13 February at Reggane Oasis in the Sahara Desert in French Algeria of the time. It was called "Gerboise Bleue", translating to "Blue jerboa".^[39][40] The first explosion was detonated at a tower height of 105 meters. The bomb used a plutonium implosion design with a yield of 70 kilotons.^[39] The Reggane Oasis test site was used for three more atmospheric tests before testing activity moved to a second site, Ecker, to carry out a total of 13 underground tests into 1967.^[40]

The French nuclear testing site was moved to the unpopulated French atolls in the Pacific Ocean. The first test conducted at these new sites was the "Canopus" test in the Fangataufa atoll in French Polynesia on 24 August 1968, the country's first multistage thermonuclear weapon test. The bomb was detonated from a balloon at a height of 520 meters. The result of this test was significant atmospheric contamination.^[41] Very little is known about France's development of the Teller–Ulam design, beyond the fact that France detonated a 2.6 Mt device in the 'Canopus" test. France reportedly had great difficulty with its initial development of the Teller-Ulam design, but it later overcame these, and is believed to have nuclear weapons equal in sophistication to the other major nuclear powers.^[32]

France and China did not sign or ratify the Partial Nuclear Test Ban Treaty of 1963, which banned nuclear test explosions in the atmosphere, underwater, or in outer space. Between 1966 and 1996 France carried out more than 190 nuclear tests.^[41] France's final nuclear test took place on January 27, 1996, and then the country dismantled its Polynesian test sites. France signed the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty that same year, and then ratified the Treaty within two years.

France confirmed that its nuclear arsenal contains about 300 warheads, carried by submarine-launched ballistic missiles (SLBMs) and fighter-bombers in 2015. France has four Triomphant-class ballistic missile submarines. One ballistic missile submarine is deployed in the deep ocean, but a total of three must be in operational use at all times. The three older submarines are armed with 16 M45 missiles. The newest submarine, "Le Terrible", was commissioned in 2010, and it has M51 missiles capable of carrying TN 75 thermonuclear warheads. The air fleet is four squadrons at four different bases. In total, there are 23 Mirage 2000N aircraft and 20 Rafales capable of carrying nuclear warheads.^[42] The M51.1 missiles are intended to be replaced with the new M51.2 warhead beginning in 2016, which has a 3,000 km greater range than the M51.1.^[42]

President François Hollande announced 180 billion euros would be used from the annual defense budget to improve the country's nuclear deterrence.^[42] France contains 13 International Monitoring System facilities that monitor for nuclear explosive activity on Earth through the use of seismic, infrasound, and hydroacoustic monitors.^[43]

France also has about 60 air-launched missiles tipped with TN 80/TN 81 warheads with a yield of about 300 kilotons each. France's nuclear program has been carefully designed to ensure that these weapons remain usable decades into the future.^{[32][unreliable source?]} Currently, France is no longer deliberately producing critical mass materials such as plutonium and enriched uranium, but it still relies on nuclear energy for electricity, with Pu-239 as a byproduct.^[43]

India[edit]

On May 11, 1998, India reportedly detonated a thermonuclear bomb in its Operation Shakti tests ("Shakti-I", specifically).^[44] Dr. Samar Mubarakmand, a Pakistani nuclear physicist, asserted that Shakti-1 was a successful thermonuclear test.^[44] The yield of India's hydrogen bomb remains highly debatable among the Indian science community and the international scholars.^[45] The question of politicisation and disputes between Indian scientists further complicated the matter.^[46]

In an interview in August 2009, the director for the 1998 test site preparations, Dr. K. Santhanam claimed that the yield of the thermonuclear explosion was lower than expected and that India should therefore not rush into signing the CTBT. Other Indian scientists involved in the test have disputed Dr. K. Santhanam's claim.^[47] International sources, using local data and citing a United States Geological Survey report compiling seismic data from 125 IRIS stations across the world, argue that the magnitudes suggested a combined yield of up to 60 kilotonnes, consistent with the Indian announced total yield of 56 kilotonnes.^{[citation needed]}

Israel[edit]

Israel is alleged to possess thermonuclear weapons of the Teller–Ulam design,^[48] but it is not known to have tested any nuclear devices, although it is widely speculated that the Vela Incident of 1979 may have been a joint Israeli–South African nuclear test.^[49][50][51]

It is well established that Edward Teller advised and guided the Israeli establishment on general nuclear matters for some twenty years.^[52] Between 1964 and 1967, Teller made six visits to Israel where he lectured at the Tel Aviv University on general topics in theoretical physics.^[53] It took him a year to convince the CIA about Israel's capability and finally in 1976, Carl Duckett of the CIA testified to the U.S. Congress, after receiving credible information from an "American scientist" (Teller), on Israel's nuclear capability.^[51] During the 1990s, Teller eventually confirmed speculations in the media that it was during his visits in the 1960s that he concluded that Israel was in possession of nuclear weapons.^[51] After he conveyed the matter to the higher level of the U.S. government, Teller reportedly said: "They [Israel] have it, and they were clever enough to trust their research and not to test, they know that to test would get them into trouble."^[51]

Pakistan[edit]

According to the scientific data received and published by PAEC, the Corps of Engineers, and Kahuta Research Laboratories (KRL), in May 1998, Pakistan carried out six underground nuclear tests in Chagai Hills and Kharan Desert in Balochistan Province (see the code-names of the tests, Chagai-I and Chagai-II).^[44] None of these boosted fission devices was the thermonuclear weapon design, according to KRL and PAEC.^[44]

North Korea[edit]

North Korea claimed to have tested its miniaturised thermonuclear bomb on 6 January 2016. North Korea's first three nuclear tests (2006, 2009 and 2013) were relatively low yield and do not appear to have been of a thermonuclear weapon design. In 2013, the South Korean Defense Ministry speculated that North Korea may be trying to develop a "hydrogen bomb" and such a device may be North Korea's next weapons test.^[54][55] In January 2016, North Korea claimed to have successfully tested a hydrogen bomb,^[56] although only a magnitude 5.1 seismic event was detected at the time of the test,^[57] a similar magnitude to the 2013 test of a 6–9 kt atomic bomb. These seismic recordings cast doubt upon North Korea's claim that a hydrogen bomb was tested and suggest it was a non-fusion nuclear test.^[58]

On 3 September 2017, the country's state media reported that a hydrogen bomb test was conducted which resulted in "perfect success". According to the U.S. Geological Survey (USGS), the blast resulted in an earthquake with a magnitude of 6.3, 10 times more powerful than previous nuclear tests conducted by North Korea.^[59]U.S. Intelligence released an early assessment that the yield estimate was 140 kilotons,^[60] with an uncertainty range of 70 to 280 kilotons.^[61]

On 12 September, NORSAR revised its estimate of the earthquake magnitude upward to 6.1, matching that of the CTBTO, but less powerful than the USGS estimate of 6.3. Its yield estimate was revised to 250 kilotons, while noting the estimate had some uncertainty and an undisclosed margin of error.^[62][63]

On 13 September, an analysis of before and after synthetic-aperture radar satellite imagery of the test site was published suggesting the test occurred under 900 metres (3,000 ft) of rock and the yield "could have been in excess of 300 kilotons".^[64]

Public knowledge[edit]

The Teller–Ulam design was for many years considered one of the top nuclear secrets, and even today it is not discussed in any detail by official publications with origins "behind the fence" of classification. United States Department of Energy (DOE) policy has been, and continues to be, that they do not acknowledge when "leaks" occur, because doing so would acknowledge the accuracy of the supposed leaked information. Aside from images of the warhead casing, most information in the public domain about this design is relegated to a few terse statements by the DOE and the work of a few individual investigators.

Photographs of warhead casings, such as this one of the W80 nuclear warhead, allow for some speculation as to the relative size and shapes of the primaries and secondaries in U.S. thermonuclear weapons.

DOE statements[edit]

In 1972 the United States government declassified a document stating "[I]n thermonuclear (TN) weapons, a fission 'primary' is used to trigger a TN reaction in thermonuclear fuel referred to as a 'secondary'", and in 1979 added, "[I]n thermonuclear weapons, radiation from a fission explosive can be contained and used to transfer energy to compress and ignite a physically separate component containing thermonuclear fuel." To this latter sentence the US government specified that "Any elaboration of this statement will be classified."^[65] The only information that may pertain to the spark plug was declassified in 1991: "Fact that fissile or fissionable materials are present in some secondaries, material unidentified, location unspecified, use unspecified, and weapons undesignated." In 1998 the DOE declassified the statement that "The fact that materials may be present in channels and the term 'channel filler,' with no elaboration", which may refer to the polystyrene foam (or an analogous substance).^[66]

Whether these statements vindicate some or all of the models presented above is up for interpretation, and official U.S. government releases about the technical details of nuclear weapons have been purposely equivocating in the past (see, e.g., Smyth Report). Other information, such as the types of fuel used in some of the early weapons, has been declassified, though precise technical information has not been.

The Progressive case[edit]

Most of the current ideas on the workings of the Teller–Ulam design came into public awareness after the Department of Energy (DOE) attempted to censor a magazine article by U.S. antiweapons activist Howard Morland in 1979 on the "secret of the hydrogen bomb". In 1978, Morland had decided that discovering and exposing this "last remaining secret" would focus attention onto the arms race and allow citizens to feel empowered to question official statements on the importance of nuclear weapons and nuclear secrecy.^{[citation needed]} Most of Morland's ideas about how the weapon worked were compiled from highly accessible sources—the drawings that most inspired his approach came from none other than the Encyclopedia Americana.^{[citation needed]} Morland also interviewed (often informally) many former Los Alamos scientists (including Teller and Ulam, though neither gave him any useful information), and used a variety of interpersonal strategies to encourage informative responses from them (i.e., asking questions such as "Do they still use spark plugs?" even if he was not aware what the latter term specifically referred to).^[67]

Morland eventually concluded that the "secret" was that the primary and secondary were kept separate and that radiation pressure from the primary compressed the secondary before igniting it. When an early draft of the article, to be published in The Progressive magazine, was sent to the DOE after falling into the hands of a professor who was opposed to Morland's goal, the DOE requested that the article not be published, and pressed for a temporary injunction. The DOE argued that Morland's information was (1) likely derived from classified sources, (2) if not derived from classified sources, itself counted as "secret" information under the "born secret" clause of the 1954 Atomic Energy Act, and (3) was dangerous and would encourage nuclear proliferation.

Morland and his lawyers disagreed on all points, but the injunction was granted, as the judge in the case felt that it was safer to grant the injunction and allow Morland, et al., to appeal, which they did in United States v. The Progressive (1979).

Through a variety of more complicated circumstances, the DOE case began to wane as it became clear that some of the data they were attempting to claim as "secret" had been published in a students' encyclopedia a few years earlier. After another H-bomb speculator, Chuck Hansen, had his own ideas about the "secret" (quite different from Morland's) published in a Wisconsin newspaper, the DOE claimed that The Progressive case was moot, dropped its suit, and allowed the magazine to publish its article, which it did in November 1979. Morland had by then, however, changed his opinion of how the bomb worked, suggesting that a foam medium (the polystyrene) rather than radiation pressure was used to compress the secondaryand that in the secondary there was a spark plug of fissile material as well. He published these changes, based in part on the proceedings of the appeals trial, as a short erratum in The Progressive a month later.^[68] In 1981, Morland published a book about his experience, describing in detail the train of thought that led him to his conclusions about the "secret".^[67][69]

Morland's work is interpreted as being at least partially correct because the DOE had sought to censor it, one of the few times they violated their usual approach of not acknowledging "secret" material that had been released; however, to what degree it lacks information, or has incorrect information, is not known with any confidence. The difficulty that a number of nations had in developing the Teller–Ulam design (even when they apparently understood the design, such as with the United Kingdom), makes it somewhat unlikely that this simple information alone is what provides the ability to manufacture thermonuclear weapons. Nevertheless, the ideas put forward by Morland in 1979 have been the basis for all the current speculation on the Teller–Ulam design.

Nuclear reduction[edit]

Two years before his death in 1989, Andrei Sakharov's comments at a scientists’ forum helped begin the process for the elimination of thousands of nuclear ballistic missiles from the US and Soviet arsenals. Sakharov (1921–89) was recruited into the Soviet Union's nuclear weapons program in 1948, a year after he completed his doctorate. In 1949 the US detected the first Soviet test of a fission bomb, and the two countries embarked on a desperate race to design a thermonuclear hydrogen bomb that was a thousand times more powerful. Like his US counterparts, Sakharov justified his H-bomb work by pointing to the danger of the other country's achieving a monopoly. But also like some of the US scientists who had worked on the Manhattan Project, he felt a responsibility to inform his nation's leadership and then the world about the dangers from nuclear weapons.^[70] Sakharov's first attempt to influence policy was brought about by his concern about possible genetic damage from long-lived radioactive carbon-14 created in the atmosphere from nitrogen-14 by the enormous fluxes of neutrons released in H-bomb tests.^[71] In 1968 a friend suggested that Sakharov write an essay about the role of the intelligentsia in world affairs. Self-publishing was the method at the time for spreading unapproved manuscripts in the Soviet Union. Many readers would create multiple copies by typing with multiple sheets of paper interleaved with carbon paper. One copy of Sakharov's essay, "Reflections on Progress, Peaceful Coexistence, and Intellectual Freedom," was smuggled out of the Soviet Union and published by the New York Times. More than 18 million reprints were produced during 1968–69. After the essay was published, Sakharov was barred from returning to work in the nuclear weapons program and took a research position in Moscow.^[70] In 1980, after an interview with the New York Times in which he denounced the Soviet invasion of Afghanistan the government put him beyond the reach of Western media by exiling him and his wife to Gorky. In March 1985 Gorbachev became general secretary of the Soviet Communist Party. More than a year and a half later, he persuaded the Politburo, the party's executive committee, to allow Sakharov and Bonner to return to Moscow. Sakharov was elected as an opposition member to the Soviet Congress of People's Deputies in 1989. Later that year he had a cardiac arrhythmia and died in his apartment. He left behind a draft of a new Soviet constitution that emphasized democracy and human rights.^[72]

Variations[edit]

Ivy Mike[edit]

In his 1995 book Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bombauthor Richard Rhodes describes in detail the internal components of the "Ivy Mike" Sausage device, based on information obtained from extensive interviews with the scientists and engineers who assembled it. According to Rhodes, the actual mechanism for the compression of the secondary was a combination of the radiation pressure, foam plasma pressure, and tamper-pusher ablation theories described above; the radiation from the primary heated the polyethylene foam lining the casing to a plasma, which then re-radiated radiation into the secondary's pusher, causing its surface to ablate and driving it inwards, compressing the secondary, igniting the sparkplug, and causing the fusion reaction. The general applicability of this principle is unclear.^[13]

W88[edit]

In 1999 a reporter for the San Jose Mercury News reported that the U.S. W88 nuclear warhead, a small MIRVed warhead used on the Trident II SLBM, had a prolate (egg or watermelon shaped) primary (code-named Komodo) and a spherical secondary (code-named Cursa) inside a specially shaped radiation case (known as the "peanut" for its shape).^[73]

The reentry cones for the W88 and W87 are the same size, 1.75 meters (69 in) long, with a maximum diameter of 55 cm. (22 in).^[74] The higher yield of the W88 implies a larger secondary, which produces most of the yield. Putting the secondary, which is heavier than the primary, in the wider part of the cone allows it to be larger, but it also moves the center of mass aft, potentially causing aerodynamic stability problems during reentry.^{[citation needed]} Dead-weight ballast must be added to the nose to move the center of mass forward.^{[citation needed]}

To make the primary small enough to fit into the narrow part of the cone, its bulky insensitive high explosive charges must be replaced with more compact "non-insensitive" high explosives that are more hazardous to handle.^{[citation needed]} The higher yield of the W88, which is the last new warhead produced by the United States, thus comes at a price of higher warhead weight and higher workplace hazard. The W88 also contains tritium, which has a half life of only 12.32 years and must be repeatedly replaced.^[75] If these stories are true, it would explain the reported higher yield of the W88, 475 kilotons, compared with only 300 kilotons for the earlier W87 warhead.

See also[edit]

References[edit]

1. ^ The misleading term "hydrogen bomb" was already in wide public use before fission product fallout from the Castle Bravo test in 1954 revealed the extent to which the design relies on fission as well.
   


2. ^ https://arxiv.org/pdf/physics/0510071.pdf
   


3. ^ Andre Gsponer. "The B61-based "Robust Nuclear Earth Penetrator:" Clever retrofit or headway towards fourth-generation nuclear weapons?". CiteSeerX 10.1.1.261.7309.
   


4. ^ From National Public Radio Talk of the Nation, November 8, 2005, Siegfried Hecker of Los Alamos, "the hydrogen bomb – that is, a two-stage thermonuclear device, as we referred to it – is indeed the principal part of the U.S. arsenal, as it is of the Russian arsenal."
   


5. ^ ^{a b c} Teller, Edward; Ulam, Stanislaw (March 9, 1951). "On Heterocatalytic Detonations I. Hydrodynamic Lenses and Radiation Mirrors" (PDF). LAMS-1225. Los Alamos Scientific Laboratory. Retrieved September 26, 2014. on the Nuclear Non-Proliferation Institute website. This is the original classified paper by Teller and Ulam proposing staged implosion. This declassified version is heavily redacted, leaving only a few paragraphs.
   


6. ^ Carey Sublette (July 3, 2007). "Nuclear Weapons FAQ Section 4.4.1.4 The Teller–Ulam Design". Nuclear Weapons FAQ. Retrieved 17 July 2011. "So far as is known all high yield nuclear weapons today (>50 kt or so) use this design."
   


7. ^ Broad, William J. (23 March 2015). "Hydrogen Bomb Physicist's Book Runs Afoul of Energy Department". New York Times. Retrieved 20 November 2015.
   


8. ^ Greene, Jes (25 March 2015). "A physicist might be in trouble for what he revealed in his new book about the H bomb". Business Insider. Retrieved 20 November 2015.
   


9. ^ ^{a b} "Complete List of All U.S. Nuclear Weapons". 1 October 1997. Retrieved 2006-03-13.
   


10. ^ Hansen, Chuck (1988). US. nuclear weapons: The secret history. Arlington, TX: Aerofax. ISBN 0-517-56740-7.
    


11. ^ Hansen, Chuck (2007). Swords of Armageddon: U.S. Nuclear Weapons Development Since 1945 (PDF) (CD-ROM & download available) (2 ed.). Sunnyvale, California: Chukelea Publications. ISBN 978-0-9791915-0-3. 2,600 pages.
    


12. ^ "Figure 5 – Thermonuclear Warhead Components". Archived from the original on July 12, 2010. Retrieved 27 August 2010. A cleaned up version: "British H-bomb posted on the Internet by Greenpeace". Federation of American Scientists. Retrieved 27 August 2010.
    


13. ^ ^{a b} Rhodes, Richard (1995). Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb. New York: Simon & Schuster. ISBN 0-684-80400-X.
    


14. ^ http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Weapons/W76NeutronTube1200c20.jpg
    


15. ^ "Improved Security, Safety & Manufacturability of the Reliable Replacement Warhead" Archived 2008-12-17 at the Wayback Machine, NNSA March 2007.
    


16. ^ A 1976 drawing that depicts an interstage that absorbs and re-radiates X-rays. From Howard Morland, "The Article", Cardozo Law ReviewMarch 2005, p 1374.
    


17. ^ Speculation on Fogbank, Arms Control Wonk
    


18. ^ ^{a b} "Nuclear Weapons Frequently Asked Questions 4.4.3.3 The Ablation Process". 2.04. 20 February 1999. Retrieved 2006-03-13.
    


19. ^ ^{a b} "Nuclear Weapons Frequently Asked Questions 4.4.4 Implosion Systems". 2.04. 20 February 1999. Retrieved 2006-03-13.
    


20. ^ "The B-41 (Mk-41) Bomb – High yield strategic thermonuclear bomb". 21 October 1997. Retrieved 2006-03-13.
    


21. ^ ^{a b} Winterberg, Friedwardt (2010). The Release of Thermonuclear Energy by Inertial Confinement: Ways Towards Ignition. World Scientific. pp. 192–193. ISBN 9814295914.
    


22. ^ ^{a b} Croddy, Eric A.; Wirtz, James J.; Larsen, Jeffrey, Eds. (2005). Weapons of Mass Destruction: An Encyclopedia of Worldwide Policy, Technology, and History. ABC-CLIO, Inc. p. 376. ISBN 1851094903.
    


23. ^ "The "George" shot, Comprehensive Test Ban Treaty Organisation website".
    


24. ^ "Photograph of a W47 warhead" (JPG). Retrieved 2006-03-13.
    


25. ^ Anne Fitzpatrick, Igniting the light elements: The Los Alamos thermonuclear weapon project, 1942–1952 (PhD Thesis LA-13577-T, Virginia Polytechnic Institute, 1999), 105.
    


26. ^ "Summary of Notes on Lectures by E. Fermi," G.P. Thomson Papers, Trinity College, University of Cambridge, J84.
    


27. ^ ^{a b} German A. Goncharov, “The 50th anniversary of the beginning of research in the USSR on the potential creation of a nuclear fusion reactor,” Physics-Uspekhi, 44:8
    


28. ^ German A. Goncharov, "Thermonuclear milestones," Physics today (Nov 1996), 51
    


29. ^ Cited in Stanley A. Blumberg and Gwinn Owens, Energy and conflict: The life and times of Edward Teller (New York, 1976), 228.
    


30. ^ "NIE-65: Soviet Bloc Capabilities Through 1957," June 1953, PRO DEFE 41/155.
    


31. ^ Holloway, David (1994). Stalin and the bomb: The Soviet Union and atomic energy, 1939–1956. New Haven, CT: Yale University Press. p. 299. ISBN 0-300-06056-4.
    


32. ^ ^{a b c d e f g h} Younger, Stephen (2009). The Bomb: A New History. New York: Harper Collins. ISBN 978-0-06-173614-8.
    


33. ^ "17 June 1967 – China's first thermonuclear test: CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 2016-10-03.
    


34. ^ "China's Nuclear Weapon Development, Modernization and Testing". Nuclear Threat Initiative. September 26, 2003. Archived from the original on October 8, 2011. Retrieved November 4, 2011.
    


35. ^ "Spies versus sweat, the debate over China's nuclear advance". Die New York Times . 7 September 1999. Retrieved 2011-04-18.
    


36. ^ Christopher Cox, chairman (1999). Report of the United States House of Representatives Select Committee on U.S. National Security and Military/Commercial Concerns with the People's Republic of China. Archived from the original on 2005-08-04.esp. CH. 2, "PRC Theft of U.S. Thermonuclear Warhead Design Information".
    


37. ^ "Alsos Mission". Atomic Heritage Foundation. Retrieved 2017-04-15.
    


38. ^ "U.S. Intelligence and the French Nuclear Weapons Program". nsarchive.gwu.edu. Retrieved 2017-04-15.
    


39. ^ ^{a b c} "nuclear weapon | History, Facts, Types, & Effects". Encyclopedia Britannica. Retrieved 2017-04-15.
    


40. ^ ^{a b} "13 February 1960 – the first French nuclear test : CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 2017-04-15.
    


41. ^ ^{a b} "24 August 1968 – French 'Canopus' test: CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 2017-04-15.
    


42. ^ ^{a b c} "France | Countries | NTI". www.nti.org. Retrieved 2017-04-15.
    


43. ^ ^{a b} "Overview of the verification regime: CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 2017-04-15.
    


44. ^ ^{a b c d} Khan, Kamran (30 May 1998). "Tit-for-Tat: Pakistan tested 6 nuclear devices in response to Indian's tests". The News International. Retrieved 10 August 2011. "None of these explosions were thermonuclear, we are doing research and can do a fusion test if asked, said by Abdul Qadeer Khan. "These boosted devices are like a half way stage towards a thermonuclear bomb. They use elements of the thermonuclear process, and are effectively stronger Atom bombs", quoted by Munir Ahmad Khan.
    


45. ^ PTI, Press Trust of India (September 25, 2009). "AEC ex-chief backs Santhanam on Pokhran-II". The Hindu, 2009. Retrieved 18 January 2013.
    


46. ^ Carey Sublette, et. al. "What are the real yield of India's Test?". What Are the Real Yields of India's Test?. Retrieved 18 January 2013.
    


47. ^ "Former NSA disagrees with scientist, says Pokhran II successful". The Times of India. 27 August 2009. Archived from the original on 30 August 2009. Retrieved 20 November 2015.
    


48. ^ Samdani, Zafar (25 March 2000). "India, Pakistan can build hydrogen bomb: Scientist". Dawn News Interviews. Retrieved 23 December 2012.
    


49. ^ "Doctrine", IsraelFAS.
    


50. ^ Hersh, Seymour (1991), The Samson Option: Israel’s Nuclear Arsenal and American Foreign PolicyNew York City: Random House, p. 271.
    


51. ^ ^{a b c d} Cohen, Avner (October 15, 1999). "The Battle over the NPT: America Learns the Truth". Israel and the bomb (google Book). New York: Columbia University Press. pp. 297–300. ISBN 978-0231104838.
    


52. ^ Karpin, Michael (2005). The Bomb in the Basement. New York: Simon & Schuster Paperbacks. pp. 289–293. ISBN 0-7432-6595-5.
    


53. ^ Gábor Palló (2000). "The Hungarian Phenomenon in Israeli Science". Hungarian Academy of Science. 25 (1). Retrieved 11 December 2012.
    


54. ^ Kim Kyu-won (February 7, 2013). "North Korea could be developing a hydrogen bomb". The Hankyoreh. Retrieved February 8, 2013.
    


55. ^ Kang Seung-woo; Chung Min-uck (February 4, 2013). "North Korea may detonate H-bomb". Korea Times. Retrieved February 8, 2013.
    


56. ^ "North Korea claims fully successful hydrogen bomb test". Russia Today. January 6, 2016. Retrieved January 6, 2016.
    


57. ^ M5.1 – 21km ENE of Sungjibaegam, North Korea (Report). USGS. January 6, 2016. Retrieved January 6, 2016.
    


58. ^ "North Korea nuclear H-bomb claims met by scepticism".
    


59. ^ "North Korea conducts sixth nuclear test, says developed H-bomb". Reuters. 3 September 2017. Retrieved 2017-09-03.
    


60. ^ Panda, Ankit (6 September 2017). "US Intelligence: North Korea's Sixth Test Was a 140 Kiloton 'Advanced Nuclear' Device". The Diplomat. Retrieved 6 September 2017.
    


61. ^ Michelle Ye Hee Lee (13 September 2017). "North Korea nuclear test may have been twice as strong as first thought". Washington Post. Retrieved 28 September 2017.
    


62. ^ https://www.norsar.no/press/latest-press-release/archive/the-nuclear-explosion-in-north-korea-on-3-september-2017-a-revised-magnitude-assessment-article1548-984.html
    


63. ^ http://www.38north.org/2017/09/punggye091217/
    


64. ^ http://www.armscontrolwonk.com/archive/1203852/sar-image-of-punggye-ri/
    


65. ^ emphasis in original
    


66. ^ Restricted Data Declassification Decisions, 1946 to the present, Volume 7. United States Department of Energy. January 2001.
    


67. ^ ^{a b} Morland, Howard (1981). The secret that exploded. New York: Zufälliges Haus. ISBN 0-394-51297-9.
    


68. ^ "The H-Bomb Secret: How we got it and why we're telling it". The Progressive. 43 (11). November 1979.
    


69. ^ Alexander De Volpi; Jerry Marsh; Ted Postol & George Stanford (1981). Born secret: the H-bomb, the Progressive case and national security. New York: Pergamon Press. ISBN 0-08-025995-2.
    


70. ^ ^{a b} A. Sakharov, Memoirs, R. Lourie, trans., Knopf (1990), and Moscow and Beyond, 1986–1989, A. Bouis, trans., Knopf (1991); for Elena Bonner’s account of their time in Gorky, see E. Bonner, Alone Together, A. Cook, trans., Knopf (1986).
    


71. ^ A. Sakharov, At. Energy 4, 6 (1958), reprinted in Sci. Global Secur. 1, 175 (1990)
    


72. ^ A. Sakharov, At. Energy 46 (1958), reprinted in Sci. Global Secur.1
    


73. ^ Dan Stober & Ian Hoffman (2001). A convenient spy: Wen Ho Lee and the politics of nuclear espionage. New York: Simon & Schuster. ISBN 0-7432-2378-0.
    


74. ^ "The W88 Warhead – Intermediate yield strategic SLBM MIRV warhead". 1 October 1997. Retrieved 2006-03-13.
    


75. ^ Morland, Howard (February 2003). The holocaust bomb: A question of time.
    

Bibliography[edit]

Basic principles

• "Engineering and Design of Nuclear Weapons" from Carey Sublette's Nuclear Weapons FAQ.


• Hansen, Chuck, U.S. nuclear weapons: The secret history (Arlington, TX: Aerofax, 1988). ISBN 0-517-56740-7


• Hansen, Chuck (2007). Swords of Armageddon: U.S. Nuclear Weapons Development Since 1945 (PDF) (CD-ROM & download available) (2 ed.). Sunnyvale, California: Chukelea Publications. ISBN 978-0-9791915-0-3. 2,600 pages.


• Dalton E. G. Barroso, The physics of nuclear explosivesin Portuguese. (São Paulo, Brazil: Editora Livraria da Física, 2009). ISBN 978-85-7861-016-6

History

• DeGroot, Gerard, "The Bomb: A History of Hell on Earth", London: Pimlico, 2005. ISBN 0-7126-7748-8


• Peter Galison and Barton Bernstein, "In any light: Scientists and the decision to build the Superbomb, 1942–1954" Historical Studies in the Physical and Biological Sciences Vol. 19, No. 2 (1989): 267–347.


• German A. Goncharov, "American and Soviet H-bomb development programmes: historical background" (trans. A.V. Malyavkin), Physics—Uspekhi Vol. 39, No. 10 (1996): 1033–1044. Available online (PDF)


• David Holloway, Stalin and the bomb: The Soviet Union and atomic energy, 1939–1956 (New Haven, CT: Yale University Press, 1994). ISBN 0-300-06056-4


• Richard Rhodes, Dark sun: The making of the hydrogen bomb (New York: Simon and Schuster, 1995). ISBN 0-684-80400-X


• S.S. Schweber, In the shadow of the bomb: Bethe, Oppenheimer, and the moral responsibility of the scientist (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2000). ISBN 0-691-04989-0


• Gary Stix, "Infamy and honor at the Atomic Café: Edward Teller has no regrets about his contentious career", Scientific American (October 1999): 42–43.

Analyzing fallout

External links[edit]

Principles

History