Bomba „Little Boy” zrzucona na Hiroszimę w sierpniu 1945 roku niemal doszczętnie zniszczyła to miasto i spowodowała śmierć tysięcy ludzi.

Hiroszima – sierpień 1945
źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

Kilkanaście lat później Związek Radziecki zrobił pokaz większej bomby. Nieporównywalnie większej – o mocy 3000 razy przekraczającej tę zrzuconą na Japonię.

Były to czasy zimnej wojny, gdy mocarstwa nuklearne prężyły muskuły, próbując pokazać, kto ma bardziej przerażającą broń masowego rażenia. Zacznijmy jednak od historii. W czasie II wojny światowej w USA realizowano Projekt Manhattan, w ramach którego skonstruowano bomby jądrowe oparte na rozszczepieniu atomów uranu i plutonu. Ale już w czasie pracy nad bombą uranową / plutonową powstał zespół uczonych, którzy zaczęli opracowywać teoretyczne podstawy jeszcze straszliwszej bomby – tzw. bomby wodorowej, znanej też jako „bomba H”. Jest to ładunek termojądrowy, do pewnego stopnia kopiujący to, co dzieje się we wnętrzu Słońca oraz innych gwiazd. Nie jest łatwo odtworzyć reakcję łączenia lekkich jąder atomowych – do jej zainicjowania niezbędna jest bardzo wysoka temperatura oraz gigantyczne ciśnienie. Nie wdając się w szczegóły teoretyczne napiszę tylko, że najskuteczniejszą metodą uruchomienia reakcji termojądrowej jest otoczenie ładunku wodorowego bombą rozszczepieniową. Jej odpalenie skutkuje ściśnięciem tego, co jest wewnątrz, do takich parametrów, które spowodują syntezę jądrową, a w efekcie wydzielenie olbrzymiej energii, wielokrotnie większej niż ta, którą znamy z testu Trinity czy eksplozji nad Hiroszimą i Nagasaki.

I tak powstała bomba znana pod kodową nazwą „Ivy Mike”. 1 listopada 1951 roku na pacyficznym atolu Enewetak (dawna nazwa: Eniwetok) Amerykanie dokonali pierwszej próbnej eksplozji. Moc oszacowano na 10,4 megaton (700 x Hiroszima).

Próba “Ivy Mike” 10,5 megatony
źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

Kilka miesięcy później podobną próbę przeprowadził Związek Radziecki. Ich bomba, której Amerykanie nadali nazwę kodową „Joe 4” (od imienia zmarłego kilka miesięcy wcześniej Józefa Stalina), miała moc zaledwie 0,4 megatony. Do eksplozji doszło na poligonie nuklearnym w Semipałatyńsku. Dopiero kolejna wersja bomby, znana dziś jako RDS-37, miała moc powyżej megatony (ok. 1,6 Mt). Ale ukoronowanie sowieckich wysiłków w tej dziedzinie miało nastąpić w 1961 roku, niemal dokładnie w 10. rocznicę eksperymentu „Ivy Mike”. Bomba ta była znana pod kodową nazwą „Produkt 602”. Prace nad nią prowadził zespół najwybitniejszych sowieckich fizyków, chemików oraz inżynierów w zamkniętym mieście Arzamas-16 (wcześniej i później znanym jako Sarow). Powołano tam Wszechrosyjski Instytut Naukowo-Badawczy Fizyki Eksperymentalnej (ros. Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Głównym projektantem i szefem instytutu był wtedy Julij Chariton, wysunięty na to stanowisko przez ojca sowieckiej atomistyki, Igora Kurczatowa. Tu warto dodać, że jednym z szefów zespołu konstrukcyjnego był Andriej Sacharow, późniejszy dysydent, obrońca praw człowieka i laureat pokojowego Nobla.

Pierwotny projekt zakładał stworzenie ładunku o absolutnie niewiarygodnej mocy 100 megaton. Ponieważ nikt nie wiedział, jakie mogą być realne skutki eksplozji takiej bomby, przeprojektowano ją tak, aby moc była zmniejszona o połowę.

Bomba ta była bardzo ciekawą konstrukcją. W pierwszym etapie miał eksplodować „klasyczny” ładunek jądrowy, który uruchamiał lżejszą bombę termojądrową o mocy ok. 1,5 Mt, a ten z kolei był swoistym zapalnikiem właściwej bomby o mocy 30 x większej. Całość ważyła 27 ton, dlatego niezbędne było przeprojektowanie największego sowieckiego bombowca Tu-95 (nazwa kodowa NATO: „Bear”), aby był w stanie przenieść ten ładunek.

Nikita Chruszczow nie ukrywał przez Amerykanami, że Sowieci zamierzają przeprowadzić próbną eksplozję. Powiadomił ich o tym w prywatnej rozmowie na kilka tygodni przed planowanym eksperymentem. Umożliwił w ten sposób obserwację eksperymentu, z której Amerykanie skwapliwie skorzystali.

Dowódcą bombowca został Andriej Durnowcew (jakże ciekawe nazwisko). Dziewięcioosobowa załoga wystartowała w kierunku poligonu na Nowej Ziemi, a za nią samolot laboratorium Tu-16 z przyrządami pomiarowymi oraz systemem poboru próbek powietrza. Bombę wyposażono w ważący 800 kg spadochron o powierzchni 1600 m². Zrzucona na poligon 30 października 1961 eksplodowała planowo na wysokości 4 km nad ziemią. W tym czasie oba samoloty zdążyły się oddalić na odległość ponad 45 km od epicentrum wybuchu. Eksplozja była widoczna z odległości 100 km (!). Grzyb atomowy osiągnął wysokość ponad 65 km i był widoczny z odległości 800 km. Fala sejsmiczna trzykrotnie obiegła Ziemię. W wioskach odległych o ok. 800 km wypadły z okien szyby. Energię eksplozji Amerykanie oszacowali pierwotnie na 58 Mt TNT. Dziś wiemy, że wyniosła „zaledwie” 50 Mt. Badania pokazały, że oparzenia trzeciego stopnia były obserwowane w odległości 100 km od epicentrum. Co ciekawe, skażenie radioaktywne w pobliżu epicentrum było minimalne, po kilku godzinach nie było niebezpieczeństwa dla ludzi. Oczywiście wynikało to z faktu, że była to bomba termojądrowa, która rozsiewa znacznie mniej cząstek radioaktywnych niż ładunek rozszczepieniowy. To swoisty paradoks – wielokrotnie silniejsza bomba termojądrowa jest „czystsza” niż ładunek rozszczepieniowy.

Szacowany efekt bomby 50 megaton nałożony na mapę Paryża. Żółty okrąg – kula ognia, czerwony – zasięg pełnej destrukcji.
źródło: Wikimedia, licencja: GNU FDL 1.2

Wioski na wyspie były już od kilku lat opuszczone, ponieważ od lat 50. trwały tam próby atomowe. Eksplozja „Produktu 602” w zasadzie zmiotła je z powierzchni Ziemi. Jonizacja powietrza spowodowała przerwę w łączności radiowej trwającą ponad godzinę.

Próba na Nowej Ziemi była największą w historii eksplozją dokonaną rękoma człowieka. Amerykanie nigdy nie przeprowadzili nawet porównywalnej próby, ich największy ładunek miał moc 15 Mt. Jaką moc mają obecnie największe bomby jądrowe? Tego w zasadzie nikt nie wie. Eksperci twierdzą jednak, że bomby o mocy dziesiątek megaton są zdecydowanie niepraktyczne. A tych stosunkowo niewielkich na świecie jest tyle, że całą ludzkość można by zmieść z powierzchni Ziemi kilkakrotnie.

Na koniec kilka zdań na temat nazewnictwa. Pierwotna kodowa nazwa „Produkt 602” była potem przemianowana na „Iwan”. Nazwa „Car-bomba” pochodzi z czasów późniejszych. Skąd się wzięła? W XVI w. w Rosji odlano olbrzymią armatę kalibru 900 mm, którą nazwano Car-puszka (ros. puszka = armata). Każda z kamiennych kul, które miały być w niej użyte, ważyła 800 kg. Podobno oddano z niej jeden strzał. W XVIII w. powstał Car-kołokoł (ros. kołokoł = dzwon). Miał masę 202 tony. Nigdy nie zadzwonił, ponieważ pękł jeszcze w dole odlewniczym, gdy gaszono pożar Kremla w 1737 roku. Per analogiam ktoś wpadł na pomysł nazwy „Car-bomba”.

Literatura dodatkowa

W 75. rocznicę powstania sowieckiego przemysłu atomowego Rosatom odtajnił film pokazujący przygotowania i przebieg próby “Car-bomby”. Znajdziecie go tu, na stronach Atomic Heritage Foundation.

Z kolei tutaj jest szczegółowy opis całego wydarzenia na łamach Bulletin of the Atomic Scientists.