Síla jaderné zbraně

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

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

Bomba	Síla		Poznámka	Hmotnost jaderného materiálu
Bomba	kt TNT	TJ	Poznámka	Hmotnost jaderného materiálu
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

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

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	19 18–20	USA	První test štěpného bomby, první implozní detonace plutonia.
19450806a6. srpna 1945	Little Boy	15 12-18	USA	Bombardování Hirošimy v Japonsku, první výbuch uranové zbraně, první bojové užití jaderné bomby.
19450809a9. srpna 1945	Fat Man	20.5 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	0.5 pod 1	Severní Korea	První test štěpné zbraně v Severní Koreji (na bázi plutonia).
20170903a3. září 2017	2017 test	110 200–300	Severní Korea	Severní Korea se přihlásila k prvnímu testu termonukleární zbraně.

Reference

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

↑ List of All U.S. Nuclear Weapons. nuclearweaponarchive.org [online]. [cit. 2022-03-12]. Dostupné online.
↑ ROWBERRY, Ariana. Castle Bravo: The Largest U.S. Nuclear Explosion [online]. Brookings Institution [cit. 2017-09-23]. Dostupné online.
↑ 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.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Síla jaderné zbraně na Wikimedia Commons

[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.

[pakfas-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.

[1]

[2]

[3]