Các đặc tính thiết kế
Kể từ năm 1955, những bộ óc lỗi lạc nhất chuyên về khoa học hạt nhân của Liên Xô đã được huy động để tạo ra quả bom lớn nhất mà thế giới từng biết - Bom "Tsar" (Sa hoàng), còn được gọi là "Mẹ Kuzkina" hay "Ivan lớn". Tsar còn có mật danh là AN602, bắt đầu được thiết kế vào năm 1956, dưới sự lãnh đạo của Andrei Sakharov, một trong những nhà vật lý hạt nhân hàng đầu của Liên Xô.
 |
| Bom "Tsar" được thả cùng một hệ thống dù an toàn; Nguồn: historyofyesterday.com. |
Đến năm 1958, nguyên mẫu đầu tiên được hoàn thiện có tên là “Sản phẩm 202”, trên thực tế, là một khối chất nổ nhiệt hạch đa tầng dài 8m, rộng 2,1m và nặng 26.500 kg. Công suất của siêu bom này khoảng 57 megaton (tương đương 57.000.000 tấn TNT, gấp 10 tổng khối lượng chất nổ được sử dụng trong Thế chiến II).
Để so sánh, quả bom nguyên tử được thả xuống Hiroshima mang tên là Little Boy có sức công phá tương đương 15.000 tấn thuốc nổ TNT. Vụ nổ quét sạch mọi thứ trong bán kính 5 dặm vuông và khiến hơn 140.000 người thiệt mạng. Quả bom thả xuống Nagasaki được đặt tên là Fat Man, có sức công phá mạnh hơn 20.000 tấn TNT.
Theo Viện sĩ Andrei Sakharov, công suất bom đã được giảm xuống bằng cách thay thế vật liệu của giai đoạn thứ ba của quả bom bằng chì, thay vì uranium-238. Các nhà khoa học Liên Xô quyết định giảm công suất của bom Sa hoàng không phải vì vấn đề kỹ thuật, mà vì mong muốn giảm lượng bụi phóng xạ xuống mức có thể chấp nhận được.
Bản thân vụ nổ xảy ra trong không khí, yếu tố nổi bật chính của nó là sóng xung kích và xung điện từ cực mạnh, đốt cháy các thiết bị điện tử trong một không gian rộng lớn từ tâm vụ nổ. Khối nổ được kích nổ từng bước. Giai đoạn đầu tiên là một khối nổ hạt nhân 1,5 megaton, đóng vai trò như một ngòi nổ cho giai đoạn thứ hai, là một quả bom khinh khí 50 megaton.
Tiếp theo là một phản ứng phân hạch hạt nhân uranium-238, công suất 50 megaton. Về lý thuyết, vụ nổ có công suất 101,5 megaton. Người ta đã chứng minh một cách khoa học rằng có thể chế tạo bom đa tầng và sức mạnh của vũ khí hạt nhân là không có giới hạn.
Vụ nổ
Để giảm bớt hậu quả tiêu cực, các nhà khoa học cho nổ quả bom trên không, ở độ cao 4.000m so với bề mặt của Novaya Zemlya. Nhằm mục đích đó, các nhà thiết kế đã trang bị cho bom Tsar ba chiếc dù khổng lồ, để giảm tốc độ rơi, tạo điều kiện kích nổ ở độ cao cần thiết và cho phép máy bay thoát khỏi vùng nguy hiểm.
 |
| Đám mây hình nấm do bom Sa hoàng tạo ra, nhìn từ khoảng cách 161 km; Nguồn: historyofyesterday.com |
Vào lúc 11h32 ngày 30/10/1961, 2 giờ sau khi cất cánh từ sân bay Olenya, một máy bay ném bom Tu-95V với 9 thành viên phi hành đoàn, bay cùng với một máy bay-phòng thí nghiệm Tu-95A, đã bay đến điểm đã định và thả bom Sa hoàng từ độ cao 10,5 km. Tại vị trí của mục tiêu giả định, một quả cầu lửa có đường kính gần 10 km được hình thành, có thể được nhìn thấy từ khoảng cách 1.000 km.
Vụ nổ siêu mạnh đã tạo một đám mây hình nấm cao 64 km, sau đó lan rộng, đạt đường kính tối đa 95 km. Sóng âm được tạo ra truyền đến đảo Dixon nằm cách Novaya Zemlya 800 km, sóng địa chấn đã truyền quanh hành tinh ba vòng. Tại địa điểm thử nghiệm và cách khu vực phát nổ hàng trăm km, liên lạc vô tuyến bị mất trong 40 phút. Thế giới, đặc biệt là người Mỹ thực sự sợ hãi khi nghe về điều này.
Thời kỳ đó, Liên Xô bị bao vây bởi các căn cứ của Mỹ. Đồng thời, mặc dù đã đạt được những thành công trong việc phát triển và sản xuất vũ khí nguyên tử, Liên Xô lại gặp phải vấn đề trong việc đưa đầu đạn tới mục tiêu của đối phương do các tên lửa mang không hoàn hảo. Không quân chiến lược Xô viết còn kém, có rất ít máy bay có khả năng tiếp cận lãnh thổ Mỹ, đồng thời chúng rất dễ bị các máy bay chiến đấu của đối phương tấn công.
Sự ra đời của bom Sa hoàng đã hình thành cơ sở cho sự phát triển của các lực lượng hạt nhân chiến lược của Liên Xô - "Học thuyết hạt nhân Malenkov-Khrushchev". Nó đã giúp thúc đẩy các cuộc đàm phán về việc cấm vũ khí hủy diệt hàng loạt và kết quả là Mỹ, Liên Xô và Anh đã ký một thỏa thuận vào năm 1963.
Tác hại đối với dân chúng
Nếu có người trong bán kính 50 km tính từ tâm vụ nổ trên quần đảo Novaya Zemlya, họ chắc chắn sẽ bị bỏng độ ba. Nhưng trước đó, vào năm 1957, tất cả 12 khu định cư của người Nenets trên quần đảo đều được tái định cư trên đất liền, nên chỉ có các quân nhân, các nhà khoa học, kỹ thuật đảm bảo hoạt động của căn cứ là cư dân trên đảo.
 |
| Bom hạt nhân Sa hoàng mạnh nhất từng được sản xuất và kích nổ trong lịch sử; Nguồn: warbook.club. |
Trong quá trình thử nghiệm bom, tất cả các nhà khoa học và lãnh đạo Đảng đã theo dõi vụ nổ hạt nhân một cách an toàn, ở khoảng cách 50 km tính từ tâm chấn. Nhà vật lý lý thuyết Alexander Chernyshev đã viết trong tác phẩm "Ghi lại vụ nổ của Liên Xô" rằng, chỉ 2 giờ sau khi quả bom phát nổ, các nhà nghiên cứu đã đến địa điểm thử nghiệm, mức độ nhiễm phóng xạ khoảng 1 miliroentgens/giờ, không gây nguy hiểm cho cơ thể con người, thực tế không ảnh hưởng đến sức khỏe của họ.
Phi công thử nghiệm
Vụ nổ của Bom Sa hoàng có thể gây mối nguy hiểm lớn nhất cho phi hành đoàn của hai máy bay tham gia chiến dịch này. Một máy bay cải tiến để thả bom và máy bay-phòng thí nghiệm, có một người quay phim và các chuyên gia trên khoang, những người lấy không khí để phân tích. Thực hiện nhiệm vụ, họ biết rằng, cơ hội sống của họ là 50/50.
Các phi công, sau khi thả bom, có thời gian ba phút để bay đến một khoảng cách an toàn. Sau khi thả dù bom Tsar 188 giây, máy bay-phòng thí nghiệm đã di chuyển khỏi tâm chấn 55 km, và máy bay tác chiến di chuyển cách đó 39 km. Mặc dù gần như tất cả các cửa sổ trên máy bay đều được che bằng những tấm rèm đặc biệt, sau khi vụ nổ, người ta vẫn cảm thấy không thể chịu nổi sức nóng, bụi bốc lên, bao trùm không gian với mùi khét.
Theo các cảm biến, sóng xung kích đã tiếp cận máy bay cách địa điểm vụ nổ 115 km. Kết quả là máy bay mất độ cao 1.000m, nhưng phi hành đoàn phản ứng kịp thời, đã giành lại quyền kiểm soát máy bay và hai đợt sóng xung kích sau, hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động của nó. Khi chiếc Tu-95V hạ cánh an toàn, người ta thấy lớp sơn trắng phủ lên thân máy bay để phản xạ bức xạ ánh sáng đã bị thiêu rụi hoàn toàn.
Thế giới động vật
Nhằm mục đích nghiên cứu, những người thử nghiệm đã cố tình để những đàn cừu và dê thí nghiệm trên cánh đồng ở những khoảng cách khác nhau so với địa điểm thử nghiệm nhằm khảo sát ảnh hưởng của vũ khí hạt nhân đến sinh vật sống ở những khoảng cách khác nhau.
Yuri Trutnev kể lại, sau vụ nổ, nhiều xác động vật lần lượt được vận chuyển. Cảnh tượng trông đáng buồn nhưng thực tế là với sự trợ giúp của những thí nghiệm này, các nhà khoa học tìm kiếm các phương pháp và giải pháp để bảo vệ con người. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu chỉ đếm số dê và cừu chết, mà không xác định được chính xác số lượng chim và cá bị thiệt hại do vụ nổ.
Môi trường
Mặc dù vụ nổ tương đối "sạch", không dẫn đến ô nhiễm thảm khốc môi trường, trong bán kính 55 km tính từ điểm xảy ra vụ nổ, tất cả các tòa nhà đều bị hư hại: một số tòa nhà bị võng mái, với số khác - cửa và cửa sổ văng ra khỏi tường, và những tòa nhà khác sụp đổ hoàn toàn. Sau cuộc thử nghiệm, cảnh quan của Novaya Zemlya đã thay đổi đáng kể, tất cả các ngọn đồi gần như biến mất, mặt đất biến thành một mặt phẳng.