Síla jaderné zbraně

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Porovnání síly jednotlivých atomových bomb

Síla jaderné zbraně je množství energie uvolněné při výbuchu dané jaderné zbraně, obvykle vyjádřené jako ekvivalent TNT (množství trinitrotoluenu, které by při výbuchu vyvolalo stejnou tlakovou vlnu a destrukční účinky), a to buď v kilotunách (kt – tisíce tun TNT), v megatunách (Mt – miliony tun TNT), nebo někdy v terajoulech (TJ). Výbušnina o síle jednoho terajoulu se rovná 0,239 kilotuny TNT. Protože přesnost jakéhokoli měření energie uvolněné TNT byla vždy problematická, je konvenční definice taková, že jedna kilotuna TNT se považuje za ekvivalent 1012 kalorií.

Poměr síly k hmotnosti je síla zbraně v porovnání s její hmotností. Například praktický maximální poměr síly k hmotnosti u fúzních (termonukleárních) zbraní byl odhadnut na 6 Mt TNT na tunu hmotnosti (25 TJ/kg). U prvních těžkých jaderných zbraní z počátku 60. let 20. století, vybavených pouze jednou bojovou hlavicí, odpovídá poměr síle 5,2 Mt na tunu a výše. Postupný vývoj jaderných zbraní, kdy se u moderních systémů používá současně více menších hlavic, vedl ke zvýšení poměru síly k hmotnosti u jednotlivých hlavic.

Příklady síly jaderných zbraní[editovat | editovat zdroj]

V pořadí od nejslabších po nejsilnější (většina údajů o síle je přibližná):

Bomba Síla Poznámka Hmotnost jaderného materiálu
kt TNT TJ
Davy Crockett 0,02 0,084 Taktická jaderná zbraň s proměnlivým výkonem – hmotnost pouhých 23 kg, nejlehčí, jakou kdy Spojené státy nasadily (stejná hlavice jako Special Atomic Demolition Munition (SADM) a raketa vzduch–vzduch GAR-11 Nuclear Falcon).
AIR-2 Genie 1,5 6,3 Neřízená raketa vzduch–vzduch vyzbrojená jadernou hlavicí W25 vyvinutá k zachycení letek bombardérů. Celková hmotnost jaderného materiálu a bomby byla 98,8–100,2 kg
Little Boy“ (svržená na Hirošimu) 13–18 54–75 Štěpná bomba s uranem-235 (první ze dvou jaderných zbraní, které byly použity ve válce). 64 kg uranu-235, pouze u 1,38% uranu došlo ke štěpení
Fat Man“ (svržená na Nagasaki) 19–23 79–96 Implozní štěpná bomba s plutoniem-239 (druhá ze dvou jaderných zbraní používaných ve válce). 6.2 kg plutonia-239, pouze u 1 kg došlo ke štěpení
Bojová hlavice W76 100 420 Až 12 jich může nést SLBM raketa Trident II; smlouva je omezuje na osm.
Bojová hlavice W87 300 1 300 10 jich mohla nést raketa LGM-118A Peacekeeper.
Bojová hlavice W88 475 1 990 Až 12 jich může nést SLBM raketa Trident II; smlouva je omezuje na osm.
Ivy King 500 2 100 Nejsilnější americká čistě štěpná bomba, 60 kg uranu, implozní typ. Nikdy nebyla použita.[1] 60 kg vysoce obohaceného uranu (HEU)
Orange Herald 800 3 300 Nejsilnější testovaná britská hlavice pro rakety se štěpným reaktorem. 117 kg uranu-235
Bomba B83 1 200 5 000 Zbraň s proměnlivým výkonem, nejvýkonnější americká zbraň v aktivní službě.
Bomba B53 9 000 38 000 Do roku 1997 byla nejsilnější americkou bombou v aktivní službě. 50 kusů bylo ponecháno jako až do úplné demontáže v roce 2011. Varianta B61 Mod 11 nahradila B53 v roli bomby pro ničení bunkrů. Bojová hlavice W53 z této zbraně byla používána na raketách Titan II až do vyřazení systému v roce 1987.
Castle Bravo 15 000 63 000 Nejsilnější jaderný test USA, samotná bomba nikdy nebyla nasazena.[2] 400 kg deuteridu lithia-6
EC17/Mk-17, EC24/Mk-24, B41 (Mk-41) 25 000 100 000 Nejsilnější americká bomba všech dob – 25 megatun TNT. Mk-41 neboli B41 měla hmotnost 4800 kg a sílu 25 Mt; to se rovná nejvyššímu poměru síly k hmotnosti zbraně, která kdy byla vyrobena. Ve všech případech se jednalo o neřízené (gravitační) pumy nesené bombardérem B-36 (vyřazeným v roce 1957).
Celá série jaderných testů Operace Castle 48 200 202 000 Série testů nejsilnějších bomb, prováděné USA.
Car Bomba 50 000 210 000 Nejsilnější sovětská jaderná zbraň, jaká kdy byla odpálena, síla 50 megatun (50 milionů tun TNT). Ve své „konečné“ podobě (tj. s ochuzeným uranem namísto olověného tamperu) by měla sílu 100 megatun.
Všechny jaderné testy do roku 1996 510 300 2 135 000 Celková energie uvolněná během všech jaderných zkoušek.[1]

Pro srovnání, síla výbuchu konvenční bomby GBU-43 MOAB je 0,011 kt. Síla výbuchu při teroristickém bombovém útoku v Oklahoma City (byla použita směs s dusičnanem amonným v nákladním automobilu) byla 0,002 kt. Odhadovaná síla výbuchu v bejrútském přístavu je 1,2 kt. Většina nejaderných výbuchů lidského původu je tedy podstatně menší, než jakou mají sílu i ty nejmenší jaderné zbraně.

Limity[editovat | editovat zdroj]

Logaritmický graf porovnávající sílu (v kilotunách) a hmotnost (v kilogramech) různých jaderných zbraní vyvinutých Spojenými státy.

Poměr síly k hmotnosti je síla zbraně v porovnání s hmotností zbraně. Podle amerického konstruktéra jaderných zbraní Teda Taylora je praktický maximální poměr (tzv. „Taylorův limit“) síly k hmotnosti u fúzních (termonukleárních) zbraní přibližně 6 megatun TNT na tunu hmotnosti. Teoreticky byly navrženy zbraně o síle až 9,5 megatun na tunu hmotnosti. V praxi jsou nejvyšší dosažené hodnoty nižší a hodnota bývá nižší u moderních lehčích zbraní, navržených pro efektivní použití s více hlavicemi, nebo se střelami s plochou dráhou letu.

  • V případě 25 Mt varianty americké bomby B41 by poměr síly k hmotnosti odpovídal 5,1 megatuny TNT na tunu. Díky tomu si B41 stále drží rekord v poměru nejvyšší účinnosti k hmotnosti zbraně, která kdy byla zkonstruována.
  • Americká bojová hlavice W56 měla poměr síly k hmotnosti 4,96 kt na kilogram hmotnosti zařízení a velmi se tak blíží předpokládané nejvýše dosažitelné hodnotě 5,1 kt/kg v případě zmíněné 25 megatunové bomby B41. Na rozdíl od B41, která nikdy nebyla testována na plný výkon, prokázala hlavice W56 svou účinnost při odpalu XW-56X2 Bluestone v rámci série nukleárních testů „Operation Dominic“ v roce 1962. Podle veřejně dostupných informací tedy může W56 držet prvenství v dosud nejvyšší dosažené účinnosti jaderné zbraně.
  • V roce 1963 bylo odtajněno, že USA jsou z technologického hlediska schopny nasadit 35 Mt hlavici na raketu Titan II, nebo neřízenou 50–60 Mt bombu na bombardér B-52. Žádná z těchto zbraní nakonec nevznikla, avšak obě by vyžadovaly dosažení lepšího poměru síly a hmotnosti, než u zmíněné 25 Mt varianty bomby B41. Toho by mohlo být dosaženo použitím stejné konstrukce jako u B41, ale s přidáním tamperu („vycpávky“) z U-235 namísto levnějšího tamperu U-238 s nižší hustotou energie, který se nejčastěji používá v termonukleárních zbraních Teller-Ulamovy konstrukce.
  • U současných menších amerických zbraní je síla 600 až 2200 kilotun TNT na tunu. Pro srovnání, u velmi malých taktických zbraní, jako byla Davy Crockett, to bylo 0,4 až 40 kilotun TNT na tunu. Pro historické srovnání, u Little Boye byla výtěžnost pouze 4 kilotuny TNT na tunu a u největší sovětské Car bomby byl poměr síly 2 megatuny TNT na tunu (záměrně snížena na cca polovinu původně plánované síly, takže existují pochyby o tom, zda by tato zbraň byla schopna poměru síly 4 megatuny na tunu).
  • Největší kdy zkonstruovaná čistě štěpná bomba, americká Ivy King, měla sílu 500 kilotun. To je pravděpodobně horní hranice možností těchto typu zbraní. Posílení fúze by pravděpodobně mohlo účinnost takové zbraně výrazně zvýšit, ale nakonec všechny zbraně na bázi štěpení narážejí na horní hranici kvůli obtížím s velkými kritickými hmotnostmi. U fúzní (termonukleární) bomby horní hranice není známa.

Zbraně s jednou velkou hlavicí se v dnešní době používají jen zřídka, protože více menších hlavic, vypuštěných na cíl současně má mnohem větší ničivý účinek.

Milníky jaderných explozí[editovat | editovat zdroj]

Následující seznam obsahuje významné jaderné exploze. Kromě atomových bombardování Hirošimy a Nagasaki jsou zde zahrnuty i první jaderné testy daného typu zbraně v dané zemi a testy, které byly jinak pozoruhodné (například největší test v historii). Síla každé exploze je uvedena v odhadovaných energetických ekvivalentech v kilotunách TNT (viz TNT ekvivalent). Předpokládané testy (jako např. incident Vela) nejsou zahrnuty.

Datum Název Síla (kt) Stát Význam
19450716a16. července 1945 Trinity 18–20 USA První test štěpného bomby, první implozní detonace plutonia.
19450806a6. srpna 1945 Little Boy 12-18 USA Bombardování Hirošimy v Japonsku, první výbuch uranové zbraně, první bojové užití jaderné bomby.
19450809a9. srpna 1945 Fat Man 18–23 USA Bombardování Nagasaki v Japonsku, druhý výbuch plutoniového implozního zařízení (prvním byl test Trinity), druhé a poslední užití jaderné bomby.
19490829a29. srpna 1949 RDS-1 22 SSSR První test štěpné zbraně v Sovětském svazu.
19521003a3. října 1952 Hurricane 25 Velká Británie První test štěpné zbraně ve Spojeném království.
19521101a1. listopadu 1952 Ivy Mike 10 400 USA První test termonukleární zbraně s kryogenním fúzním palivem, primárně zkušební zařízení, které nebylo použito jako zbraň.
19521116a16. listopadu 1952 Ivy King 500 USA Nejsilnější štěpná bomba, jaká kdy byla testována.
19530812a12. srpna 1953 Joe 4 400 SSSR První test fúzní zbraně v Sovětském svazu.
19540301a1. března 1954 Castle Bravo 15 000 USA První termonukleární zbraň využívající suché fúzní palivo. Došlo k vážné nehodě s jaderným spadem. Největší jaderný výbuch provedený Spojenými státy.
19551122a22. listopadu 1955 RDS-37 1 600 SSSR První test termonukleární zbraně v Sovětském svazu (k nasazení).
19570531a31. května 1957 Orange Herald 800 Velká Británie Největší kdy testovaná zbraň se štěpným reaktorem. Měla sloužit jako záložní zbraň „v rozsahu megatun“ pro případ, že by britský termonukleární vývoj selhal.
19571108a8. listopadu 1957 Grapple X 1 800 Velká Británie První (úspěšný) test termonukleární zbraně ve Velké Británii
19600213a13. února 1960 Gerboise Bleue 70 Francie První test štěpné zbraně ve Francii.
19611031a31. října 1961 Car Bomba 50 000 SSSR Největší termonukleární zbraň, jaká kdy byla testována – oproti původnímu návrhu o hmotnosti 100 Mt byla zmenšena o 50 %.
19641016a16. října 1964 596 22 Čína První test štěpné zbraně v Čínské lidové republice.
19670617a17. června 1967 Test No. 6 3 300 Čína První test termonukleární zbraně v Čínské lidové republice.
19680824a24. srpna 1968 Canopus 2 600 Francie První test termonukleární zbraně ve Francii
19740518a18. května 1974 Smiling Buddha 12 Indie První test štěpné jaderné nálože v Indii.
19980511a11. května 1998 Pokhran-II 45–50 Indie První potenciální test fúzní zbraně v Indii; první test štěpné zbraně v Indii.
19980528a28. května 1998 Chagai-I 40 Pákistán První test štěpné zbraně v Pákistánu.[3]
20061009a9. října 2006 2006 test pod 1 Severní Korea První test štěpné zbraně v Severní Koreji (na bázi plutonia).
20170903a3. září 2017 2017 test 200–300 Severní Korea Severní Korea se přihlásila k prvnímu testu termonukleární zbraně.

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Nuclear weapon yield na anglické Wikipedii.

  1. List of All U.S. Nuclear Weapons. nuclearweaponarchive.org [online]. [cit. 2022-03-12]. Dostupné online. 
  2. ROWBERRY, Ariana. Castle Bravo: The Largest U.S. Nuclear Explosion [online]. Brookings Institution [cit. 2017-09-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. Pakistan Nuclear Weapons: A Brief History of Pakistan's Nuclear Program [online]. Federation of American Scientists, 11 December 2002 [cit. 2019-10-30]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]