طی مدتی که از اولین آزمایش در آلاموگوردو می گذرد ، هزاران انفجار بار شکافت صاعقه زده است ، که در هر یک از آنها اطلاعات ارزشمندی در مورد ویژگی های عملکرد آنها به دست آمده است. این دانش شبیه عناصر یک بوم موزاییک است و مشخص شد که "بوم" توسط قوانین فیزیک محدود شده است: سینتیک کاهش سرعت نوترونها در مجموعه ، محدودیتی برای کاهش اندازه مهمات ایجاد می کند. به دلیل فیزیک هسته ای و محدودیت های هیدرودینامیکی ابعاد مجاز حوزه زیر بحرانی ، دستیابی به آزادسازی انرژی به میزان قابل توجهی بیش از صد کیلوتن غیرممکن است. اما هنوز هم می توان مهمات را قوی تر کرد اگر همراه با شکافت ، همجوشی هسته ای کار کند.
بزرگترین بمب هیدروژنی (گرمایی هسته ای) 50 مگاتونی شوروی "بمب تزار" است که در 30 اکتبر 1961 در محل آزمایش در جزیره نوایا زملیا منفجر شد. نیکیتا خروشچف به شوخی گفت که در ابتدا قرار بود یک بمب 100 مگاتونی منفجر شود ، اما هزینه آن کاهش یافت تا تمام شیشه های مسکو شکسته نشود. در هر شوخی حقیقتی وجود دارد: از نظر ساختاری ، بمب واقعاً برای 100 مگاتون طراحی شده بود و این قدرت را می توان با افزایش مایع کارکرد به دست آورد. آنها تصمیم گرفتند که انتشار انرژی را به دلایل ایمنی کاهش دهند - در غیر این صورت محل دفن زباله بسیار آسیب می بیند. این محصول آنقدر بزرگ بود که در قسمت بمب هواپیمای حامل Tu-95 قرار نگرفت و تا حدی از آن بیرون زد. با وجود آزمایش موفقیت آمیز ، بمب وارد سرویس نشد ؛ با این وجود ، ایجاد و آزمایش ابربمب از اهمیت سیاسی بالایی برخوردار بود و نشان می داد که اتحاد جماهیر شوروی مشکل دستیابی به تقریباً هر سطح مگاتوناژ زرادخانه هسته ای را حل کرده است.
شکافت به علاوه همجوشی
ایزوتوپهای سنگین هیدروژن به عنوان سوخت سنتز عمل می کنند. هنگامی که هسته های دوتریوم و تریتیوم ادغام می شوند ، هلیوم -4 و نوترون تشکیل می شوند ، بازده انرژی در این حالت 17.6 مگاوات ولت است که چندین برابر بیشتر از واکنش شکافت (در واحد جرم معرف ها) است. در چنین سوختی ، در شرایط عادی ، یک واکنش زنجیره ای نمی تواند اتفاق بیفتد ، بنابراین مقدار آن محدود نمی شود ، به این معنی که آزاد شدن انرژی یک بار حرارتی هسته ای هیچ حد بالایی ندارد.
با این حال ، برای شروع واکنش همجوشی ، لازم است که هسته های دوتریوم و تریتیوم را به هم نزدیک کنیم ، و این توسط نیروهای دافعه کولنب مانع می شود. برای غلبه بر آنها ، باید هسته ها را به سمت یکدیگر شتاب دهید و آنها را فشار دهید. در یک لوله نوترونی ، در طول واکنش سلب ، مقدار زیادی انرژی صرف شتاب یون ها با ولتاژ بالا می شود. اما اگر سوخت را در دمای بسیار بالا میلیون ها درجه حرارت دهید و چگالی آن را برای زمان لازم برای واکنش حفظ کنید ، انرژی بسیار بیشتری از آنچه برای گرمایش صرف می شود آزاد می کند. به لطف این روش واکنش است که سلاح ها را گرم هسته ای نامیدند (با توجه به ترکیب سوخت ، چنین بمب هایی بمب هیدروژنی نیز نامیده می شود).