Вибухова потужність ядерної зброї — кількість вивільненої енергії, наприклад вибуху, теплового та ядерного випромінювання, коли ця конкретна ядерна зброя детонує, зазвичай виражається як тротиловий еквівалент (стандартизована еквівалентна маса тринітротолуолу, яка в разі детонації буде виробляють однаковий енергетичний розряд), або в кілотоннах (кт — тисячі тонн тротилу), у мегатоннах (Мт — мільйони тонн тротилу), або іноді в тераджоулях (ТДж). Вибухова потужність в один тераджоуль дорівнює . Оскільки точність будь-якого вимірювання енергії, вивільненої тротилом, завжди була проблематичною, загальноприйняте визначення полягає в тому, що одна кілотонна тротилу вважається просто еквівалентною 1012 калоріям.
Співвідношення потужності зброї до ваги - це кількість потужності зброї в порівнянні з масою зброї. Практичне максимальне співвідношення потужності до ваги для зброї термоядерного синтезу (термоядерної зброї) було оцінено в шість мегатонн тротилу на тонну маси бомби (25 ТДж/кг). Повідомлялося, що на початку 1960-х років потужність великої зброї, сконструйованої для використання з однією боєголовкою, становить 5,2 мегатонни на тонну і вищеThe B-41 Bomb. Відтоді боєголовки меншого розміру, необхідні для досягнення підвищеної ефективності чистого збитку (пошкодження від бомби/маса бомби) систем із кількома боєголовками призвели до збільшення співвідношення потужності/маси для окремих сучасних боєголовок.
Приклади потужності ядерної зброї У порядку зростання потужності (більшість показників потужністі приблизні): БомбаПотужністьПриміткиВага ядерного матеріалуКілотонн TNTТераджоулівДеві КрокеттТактична ядерна зброя змінної потужності — маса лише 23 кг, найлегша з тих, що коли-небудь використовувалися Сполученими Штатами (така ж боєголовка, що й у спеціального атомного боєприпасу та ракеті GAR-11 Nuclear Falcon).AIR-2 GenieНекерована ракета повітря-повітря, озброєна ядерною боєголовкою W25 розробленою для перехоплення ескадрилій бомбардувальників.Загальна вага ядерного матеріалу та бомби становила 98,8 - 100,2 кг , скинута на ХіросімуЯдерна бомба гарматного типу. Паливо уран-235 (перша з двох видів ядерної зброї, які використовувалися у війні).64 кг урану-235, близько 1,38% від ваги розщепленого урану , скинута на Нагасакі Ядерна бомба імплозійного типу. Паливо плутоній-239 (друга з двох ядерних зброй, що використовуються у війні).6,2 кг плутонію-239, близько 1 кг, 16,2% від ваги розщепленого урануБоєголовка W76Дванадцять із них можуть бути в ракеті Trident II MIRVed. Договір обмежений вісьмома.Боєголовка W87Дванадцять із них можуть бути в MIRVed LGM-118 Peacekeeper.Боєголовка W88Дванадцять із них можуть бути в ракеті Trident II. Договір обмежений вісьмомаПристрій Айві КінгНайпотужніша бомба США на чистому діленні, 60 кг урану імплозійного типу. Ніколи не був розгорнутий.60 кг високозбагаченого урану (ВЗУ) малийНайпотужніший протестований Великою Британією. Зброя прискореного поділу.117 кг урану-235Ядерна бомба B83Зброя змінної потужності, найпотужніша зброя США, активна, на службі.Ядерна бомба B53Найпотужніша бомба США, яка була на службі до 1997 року. 50 бомб зберігалися як частина «Хеджування» довговічного запасу до повного демонтажу в 2011 році. Mod 11 B61 замінила B53 у ролі підривника бункерів. Боєголовка W53 зі зброї використовувалася на ракеті Titan II до виведення системи з експлуатації в 1987 році.Пристрій Кастл БравоНайпотужніший тест США. Ніколи не був розгорнутий.400 кг дейтериду літію-6EC17/Mk-17, EC24/Mk-24, і B41 (Mk-41)Найпотужніша зброя США: ; Mk-17 також був найбільшим за площею в квадратних метрах і масою в кубічних метрах: близько . Mk-41 або B41 мали масу 4800 кг і потужність 25 Мт; що дорівнює найвищому відношенню до ваги зброї, яка коли-небудь вироблялася. Усі були гравітаційними бомбами, які перевозились B-36 бомбардувальник (до 1957 у відставці).Вся серія ядерних випробувань Операції «Кастл»Найпродуктивніша серія випробувань, проведена в США.Пристрій Цар-бомбаСРСР, найпотужніша ядерна зброя, яка будь-коли вибухала, потужність 50 мегатонн (50 мільйонів тонн тротилу). У своїй «остаточній» формі (тобто із тампером нa збідненому урані а не замість протестованого зі свинцю) мала б потужність в 100 мегатонн.Всі ядерні випробування станом на 1996 рікЗагальна енергія, виділена під час усіх ядерних випробувань.Загальна енергія, вироблена Сонцем за час його зоряного існування1.353*10^325.66*10^32
Для порівняння, вибухова потужність бомби GBU-43 Massive Ordnance Air Blast становить 0,011 кт, а бомбардування Оклахома-Сіті з використанням вантажівки з мінеральними добривами становила 0,002 кт. Орієнтовна потужність вибуху в порту Бейрута становить 0,3-0,5 кт. Більшість штучних неядерних вибухів значно менші, ніж навіть те, що вважається дуже малою ядерною зброєю.
Межі потужності Відношення потужності зброї до маси — це кількість потужності зброї в порівнянні з масою зброї. За словами розробника ядерної зброї Теда Тейлора, практичне максимальне співвідношення потужності до маси термоядерної зброї становить приблизно 6 мегатонн тротилу на тонну (25 ТДж/кг). «Межа Тейлора» не випливає з перших принципів і зброї з потужністю до 9,5 мегатонн на тонну було теоретизовано.. Найвищі досягнуті значення є дещо нижчими, і значення має тенденцію бути нижчим для меншої, легшої зброї, яка наголошується на сьогоднішніх арсеналах і призначена для ефективного використання РЧРВ або доставки за допомогою систем крилатих ракет.
Варіант виходу 25 Мт, про який повідомляється для B41, дасть йому співвідношення виходу до маси 5,1 мегатонн тротилу на тонну. Хоча це вимагало б значно більшої ефективності, ніж будь-яка інша сучасна американська зброя (принаймні 40% ефективності термоядерного палива з дейтериду літію), це, очевидно, було досягнуто, ймовірно, завдяки використанню вищого, ніж зазвичай, збагачення літію-6 у дейтериді літію. термоядерне паливо. Це призвело до того, що B41 все ще зберігає рекорд як найвища потужність зброї, коли-небудь створена. W56 продемонстрував відношення виходу до маси 4,96 кт на кілограм маси пристрою, і дуже близько до прогнозованих 5,1 кт/кг, досягнутий у зброї з найвищим співвідношенням потужності до маси, коли-небудь створеному, 25-мегатонному B41. На відміну від B41, який ніколи не проходив тестування на повну потужність, W56 продемонстрував свою ефективність на знімку XW-56X2 Bluestone під час операції «Домінік» у 1962 році, таким чином, згідно з інформацією, доступною у відкритому доступі, W56 може володіти перевагою. відзнака демонстрації найвищої ефективності ядерної зброї на сьогодні. У 1963 році Міністерство енергетики розсекретило заяви про те, що США мали технологічні можливості для розміщення 35 Mt боєголовка на Титані II, або 50–60 Гравітаційна бомба Mt на B-52. Жодна зброя не була переслідувана, але будь-яка вимагала відношення виходу до маси, що перевищувало 25 Mt Mk-41. Можливо, цього можна було досягти, використовуючи ту саму конструкцію, що й B41, але з додаванням тампера HEU, замість дешевшого, але з меншою щільністю енергії U-238 тампера, який є найбільш часто використовуваним матеріалом тампера в термоядерній зброї Теллера-Улама. Для нинішньої меншої американської зброї потужність становить від 600 до 2200 кілотонн тротилу на тонну. Для порівняння, для дуже маленьких тактичних пристроїв, таких як Деві Крокетт, було від 0,4 до 40 кілотонн тротилу на тонну. Для історичного порівняння, для Малюка вихід був лише 4 кілотонн тротилу на тонну, а для найбільшої Цар-бомби вихід склав 2 мегатонн тротилу на тонну (навмисно зменшено приблизно з удвічі більшої потужності для тієї самої зброї, тому немає жодних сумнівів, що ця бомба, як вона розроблена, була здатна 4 мегатонн на тонну врожаю). Найбільша бомба з чистим поділом, коли-небудь створена, Айві Кінг, мала 500 кілотонна продуктивність, яка, ймовірно, знаходиться в діапазоні верхньої межі для таких конструкцій. Прискорення термоядерного синтезу могло б значно підвищити ефективність такої зброї, але зрештою вся зброя, заснована на діленні, має верхню межу потужності через труднощі роботи з великими критичними масами. (Великобританія Orange Herald була дуже великою посиленою бомбою ділення, з потужністю 800 кілотонн.) Однак не існує відомої верхньої межі потужності термоядерної бомби.
Етапні ядерних вибухів Нижче наведено перелік визначних ядерних вибухів. На додаток до атомних бомбардувань Хіросіми та Нагасакі, включено перше ядерне випробування певного типу зброї для країни, а також випробування, які були помітні в іншому випадку (наприклад, найбільше випробування за всю історію). Усі потужності (потужність вибуху) наведено в розрахункових енергетичних еквівалентах у кілотоннах тротилу (див. Тротиловий еквівалент). Передбачувані тести (наприклад, інцидент Вела) не були включені. ДатаНазваПотужність в клотоннахКраїнаЗначимість16 липня 1945 ТринітіСполучені штатиПерше випробування пристрою поділу, перша імплозійна детонація плутонію.6 серпня 1945 МалюкСполучені штатиБомбардування Хіросіми, Японія, перший підрив уранового пристрою гарматного типу, перше використання ядерного пристрою в бою.9 серпня 1945 ТовстунСполучені штатиБомбардування Нагасакі, Японія, друга імплозійна детонація плутонієвого пристрою (першим був тест Триніті), друге й останнє використання ядерного пристрою в бою.29 серпня 1945РДС-122СРСРПерше випробування зброї ділення Радянським Союзом.8 травня 1951Джорж225Сполучені штатиПерше посилене випробування ядерної зброї, перше випробування зброї з використанням термоядерного синтезу в будь-якій мірі.3 жовтня 1952Ураган25Перше випробування зброї ділення Сполученим Королівством.1 листопада 1951Айві Майк10,400Сполучені штатиПерша "ступенева" термоядерна зброя з кріогенним термоядерним паливом, головним чином тестовий пристрій, а не зброя.16 листопада 1951Айві Кінг500Сполучені штатиНайбільша зброя чистого поділу з коли-небудь випробуваних.12 серпня 1953РДС-6с400СРСРПерше випробування термоядерної зброї Радянським Союзом (без «ступенева»).1 березня 1953Кастл Браво15,000Сполучені штатиПерша «ступенева» термоядерна зброя з використанням сухого термоядерного палива. Серйозні ядерні опади. Найбільший ядерний вибух, здійснений Сполученими Штатами.22 листопада 19551,600СРСРПерше «ступеневе» випробування термоядерної зброї Радянським Союзом (розгорнута).31 травня 1957720Велика БританіяНайбільша посилена зброя поділу з коли-небудь випробуваних. Призначений як запасний «в мегатонному діапазоні» на випадок невдачі британської термоядерної розробки.8 листопада 1957Грейфер X1,800Велика БританіяПерше (успішне) «ступеневе» випробування термоядерної зброї Сполученим Королівством13 лютого 196070Франція Перше випробування зброї ділення Франції.31 жовтня 1961 Цар-бомба50,000СРСРНайбільша термоядерна зброя, яку будь-коли випробували — початкову потужність у 100 Мт зменшено на 50%.16 жовтня 196459622КитайПерше випробування зброї ділення Китайською Народною Республікою.17 червня 1967Тест №. 63,300 КитайПерше «ступеневе» випробування термоядерної зброї Китайською Народною Республікою.24 серпня 1968Канопус2,600ФранціяПерше «ступеневе» випробування термоядерної зброї Францією18 травня 197412ІндіяПерше випробування зброї ділення Індії. 11 травня 199845–50ІндіяПерше потенційне випробування зброї з термоядерним синтезом в Індії. Перше розгортання зброї ділення в Індії.28 травня 199840ПакистанПерше (посилене) випробування ядерної зброї Пакистану09 жовтня 2006Північна КореяПерше випробування зброї ділення, проведене Північною Кореєю (на основі плутонію). 03 вересня 2017Північна КореяПерше «ступеневе» випробування термоядерної зброї. Заявлено Північною Кореєю.
Примітка
«Стейджинг» означає, чи була це «справжня» термоядерна зброя так званої конфігурації Теллера–Улама чи просто форма зброї посиленого ділення. Щоб отримати більш повний список серій ядерних випробувань, див. Список ядерних випробувань. Деякі точні оцінки виходу, такі як «Цар-бомба» та випробування Індією та Пакистаном у 1998 році, дещо обговорюються серед спеціалістів.
Розрахунок потужності та суперечності