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北朝鮮の国営メディアは8月末、同国の指導者金正恩氏が最近、豊渓里の核実験場で「完璧な」水爆実験を実施したと主張した。この最初の実験以来、韓国は隣国がさらなるミサイル発射、そしておそらくは大陸間弾道ミサイルの発射に向けて準備を進めているようだと警告してきた。
報道された水爆実験は、金正恩氏によるここ数年で6回目の実験となり、国連だけでなく世界の指導者からも非難された。
水素爆弾は、第二次世界大戦中に投下された原子爆弾よりも1,000倍強力であると言われており、北朝鮮の核計画の大幅なエスカレーションを意味しますが、どのように機能するのでしょうか?
水爆とは何ですか?
水素爆弾は、いわゆる熱核爆弾です。これは、原子爆弾で見られるプロセスを使用し、より強力な爆発を起こすためにそれらを進歩させたものであるため、第2世代核兵器として分類されます。
特に、原子爆弾に見られる核分裂連鎖反応を利用して、壊滅的な爆発を引き起こすエネルギーを核融合爆弾に照射します。
水素爆弾の辞書の定義は、「原子爆弾を引き金として、水素の同位体（重水素と三重水素）の核融合中にエネルギーが急速に放出されることで破壊力が生じる非常に強力な爆弾」です。
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最初の核兵器開発国は米国であり、1949年にロシアが続いた。コードネーム「アイビー・マイク」と名付けられた最初の熱核実験は、1952年11月1日に太平洋のエニウェタク環礁のエルゲラブ島で爆発した。アイビー作戦。
これは、核融合を使用して爆発を引き起こす初めての本格的な装置でした。核分裂と核融合の違いについて詳しくは、原子力エネルギーの説明をご覧ください。
水素爆弾はどのように機能するのでしょうか?
すべての核兵器は、核分裂と呼ばれるプロセスを使用して、爆発に必要なエネルギーを生成します。広島に投下されたリトルボーイを含む初期の兵器は、同じ材料で作られた標的に向かって中空のウラン 235 シリンダーを発射することにより、核分裂反応を開始するのに必要な臨界量を生成しました。
この技術は、最初に爆発を起こし、原子を強制的に結合させます。次に、中性子を使用して連鎖反応が発生し、外側への原子爆発が引き起こされます。
水素爆弾はさらに一歩進んで、原子を強制的に結合させる核融合と呼ばれるプロセスを使用します。これは、太陽に電力を供給する極端なプロセスと同様です。核融合反応を起こすには膨大なエネルギーが必要ですが、水素爆弾の場合、これは核分裂反応から生じます。つまり、水素爆弾は事実上、核融合爆弾と核分裂爆弾を合わせたものです。
融合は、2 つの原子の核が結合して 1 つのより重い原子を形成するときに起こります。非常に高い温度では、水素同位体である重水素と三重水素の原子核は（他の同位体と比較して）比較的容易に融合してエネルギーを放出します。
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核分裂爆弾は核分裂法を使用して強力な放射線を放出し、この放射線は核融合爆弾に向けられます。この放射線からのエネルギーは、核融合爆弾内で原子が結合するのに必要な連鎖反応を引き起こすのに十分です。原子が結合すると、より多くのエネルギーが生成され、2 つの爆弾のうち 2 番目の爆弾が引き起こされ、より強力な爆発が引き起こされます。
ただし、これらの形式の爆弾には問題があります。核融合の発生に必要な燃料は貯蔵が難しく、特にトリチウムは半減期が短い。第二に、爆弾内の燃料を定期的に補充する必要があります。これらの問題を克服するために、科学者たちは、室温では崩壊しないため保存が容易な重水素酸リチウムを主な熱核物質として使用しています。さらに、反応の核分裂部分はリチウムからトリチウムを生成するのに役立ち、核分裂反応で生成される X 線は核融合を開始するのに必要な高温を生み出します。
特に、米国における現代の熱核兵器はすべて、科学者のエドワード・テラーとスタニスワフ・ウラムにちなんでテラー・ウラム構成として知られる構成を使用しています。
水爆と原子爆弾の違いは何ですか?
核爆弾の仕組みのグラフィック
原子爆弾は、プルトニウムやウランの核をより小さな原子に分割する核分裂を利用します。これらの原子の中性子または中性粒子が分裂すると、近くにある他の原子の原子核に衝突し、それによって原子核が分裂します。これにより、大量のエネルギーが放出される連鎖反応が発生します。また、それらは通常、大型の装置でもあります。1945 年に長崎に投下されたファットマン原爆の重さは約 4,700 キログラムでした。
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対照的に、上で説明したように、水素爆弾は同様の核分裂技術を使用して最初の連鎖反応を引き起こし、2 番目の連鎖反応を生成して核融合爆弾を爆発させるのに必要な「燃料」を提供します。科学者たちは、核ミサイルに搭載できるほど小型の水爆を開発する研究を進めている。
憂慮する科学者連合によると、広島と長崎に投下された原子爆弾は爆発し、それぞれ約15キロトンと約20キロトンのTNT火薬を放出した。アイビー・マイクの水爆実験では、この収量は TNT 火薬 10,000 キロトンに近かった。
画像: ウィキメディア/ロイター
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