หลักการของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ (ฟิวชั่น)

หลักการของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ (ฟิวชั่น) กระบวนการหลอมรวม นิวเคลียร์ฟิชชันและฟิวชัน ระเบิดนิวเคลียร์ ฟิวชันคือการรวม (หรือการหลอมรวมกัน) ของนิวเคลียสของอะตอม 2 อะตอมเพื่อสร้างอะตอมเดี่ยวที่หนักกว่า ที่อุณหภูมิสูงมาก—ในช่วงหลายสิบล้านองศา—นิวเคลียสของไอโซโทปของไฮโดรเจน (และธาตุเบาอื่น ๆ บางชนิด) สามารถรวมกันเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่า และในกระบวนการนี้ปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมา—ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าระเบิดไฮโดรเจน ที่อุณหภูมิเหล่านี้พลังงานจลน์ของนิวเคลียส (พลังงานของการเคลื่อนที่ของนิวเคลียส) เพียงพอที่จะเอาชนะแรงผลักไฟฟ้าสถิตระยะไกลระหว่างนิวเคลียส เพื่อให้นิวเคลียสเข้าใกล้กันมากพอที่แรงช่วงสั้นกว่าจะดึงดูดและ หลอมรวมนิวเคลียส—ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าเทอร์โมนิวเคลียร์. ในอาวุธนิวเคลียร์แสนสาหัส อุณหภูมิและความหนาแน่น ที่ต้องการ ของวัสดุฟิวชันจะเกิดขึ้นได้ด้วยการระเบิดแบบฟิชชัน ดิวทีเรียมและทริเทียมซึ่งเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจน ให้นิวเคลียสที่มีปฏิสัมพันธ์ในอุดมคติสำหรับกระบวนการฟิวชัน ดิวทีเรียมสองอะตอม แต่ละอะตอมมีโปรตอน หนึ่งอัน และนิวตรอน หนึ่ง อัน หรือทริเทียมซึ่งมีหนึ่งโปรตอนและสองนิวตรอน รวมกันระหว่างกระบวนการฟิวชันเพื่อสร้าง นิวเคลียสของ ฮีเลียม ที่หนักกว่า ซึ่งมีโปรตอนสองตัวและนิวตรอนหนึ่งหรือสองตัว Tritium มีกัมมันตภาพรังสีและมีครึ่งชีวิต 12.32 ปี วัสดุเทอร์โมนิวเคลียร์ที่สำคัญในอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ส่วนใหญ่คือลิเธียม -6 ดิวเทอไรด์ ซึ่งเป็น สารประกอบทางเคมีที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิปกติไม่เกิดการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี. ในกรณีนี้ ไอโซโทปถูกผลิตขึ้นในตัวอาวุธโดยการทิ้งนิวตรอนของไอโซโทปลิเธียม-6 ในระหว่างปฏิกิริยาฟิวชัน ใน อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์วัสดุฟิวชันสามารถรวมเข้าโดยตรงใน (หรือใกล้กับ) แกนฟิชไซล์—ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์ฟิชชันที่เพิ่มขึ้น—หรือภายนอกแกนฟิชไซล์ หรือทั้งสองอย่าง