Ядрено оръжие. Ядрено оръжие Историята на създаването на ядрено оръжие

Експлозивно действие, основаващо се на използването на вътреядрена енергия, освободена по време на верижни реакции на делене на тежки ядра на някои изотопи на уран и плутоний или по време на термоядрени реакции на сливане на водородни изотопи (деутерий и тритий) в по-тежки, например ядра на хелий изогон. При термоядрените реакции енергията се освобождава 5 пъти повече, отколкото при реакциите на делене (със същата маса на ядрата).

Ядрените оръжия включват различни ядрени боеприпаси, средства за доставянето им до целта (носителите) и средства за контрол.

В зависимост от метода за получаване на ядрена енергия боеприпасите се разделят на ядрени (реакции на делене), термоядрени (реакции на синтез), комбинирани (при които енергията се получава по схемата "делене - синтез - делене"). Силата на ядреното оръжие се измерва в TNT еквивалент, т.е. маса експлозивен тротил, при експлозията на която се отделя такова количество енергия, както при експлозията на даден ядрен босирипас. TNT еквивалентът се измерва в тонове, килотони (kt), мегатони (Mt).

Реакциите на делене се използват за проектиране на боеприпаси с капацитет до 100 kt, реакции на синтез - от 100 до 1000 kt (1 Mt). Комбинираните боеприпаси могат да бъдат над 1 Mt. По отношение на мощността ядрените боеприпаси се разделят на свръхмалки (до 1 kg), малки (1-10 kt), средни (10-100 kt) и свръхголеми (над 1 Mt).

В зависимост от целта на използването на ядрено оръжие, ядрените експлозии могат да бъдат на височина (над 10 км), въздух (не повече от 10 км), земя (повърхност), под земята (под вода).

Вредни фактори при ядрена експлозия

Основните увреждащи фактори при ядрена експлозия са: ударна вълна, светлинно излъчване при ядрен взрив, проникваща радиация, радиоактивно замърсяване на района и електромагнитен импулс.

Ударна вълна

Ударна вълна (SW) - област на силно сгъстен въздух, разпространяващ се във всички посоки от центъра на експлозията със свръхзвукова скорост.

Горещите пари и газове, стремейки се да се разширят, произвеждат остър удар върху околните въздушни слоеве, притискат ги до високо налягане и плътност и ги загряват до високи температури (няколко десетки хиляди градуса). Този слой сгъстен въздух представлява ударната вълна. Предната граница на сгъстения въздушен слой се нарича ударна фронта. Югозападният фронт е последван от вакуумна област, където налягането е под атмосферното. Близо до центъра на експлозията скоростта на разпространение на ЮЗ е няколко пъти по-висока от скоростта на звука. С увеличаване на разстоянието от мястото на експлозията скоростта на разпространение на вълната бързо намалява. На големи разстояния скоростта му се доближава до скоростта на разпространение на звука във въздуха.

Ударната вълна на боеприпаси със средна мощност преминава през: първия километър за 1,4 s; вторият - за 4 s; петата - за 12 s.

Вредното въздействие на въглеводородите върху хората, оборудването, сградите и конструкциите се характеризира с: високоскоростно налягане; свръхналягане във фронта на удара и времето на неговото въздействие върху обекта (фаза на компресия).

Излагането на хора на HCs може да бъде пряко или непряко. При директен удар причината за нараняване е незабавно повишаване на въздушното налягане, което се възприема като остър удар, водещ до фрактури, увреждане на вътрешните органи, разкъсване на кръвоносните съдове. При непряко излагане хората се учудват от летящи отломки от сгради и съоръжения, камъни, дървета, счупено стъкло и други предмети. Непрякото въздействие достига 80% от всички лезии.

При свръхналягане от 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm 2), незащитените хора могат да получат леки наранявания (леки натъртвания и контузии). Излагането на въглеводороди с излишно налягане 40-60 kPa води до умерени лезии: загуба на съзнание, увреждане на слуховите органи, тежка дислокация на крайниците, увреждане на вътрешните органи. Изключително тежки наранявания, често фатални, се наблюдават при свръхналягане над 100 kPa.

Степента на увреждане на различни обекти от ударна вълна зависи от мощността и вида на експлозията, механичната якост (стабилност на обекта), както и от разстоянието, на което е възникнала експлозията, терена и разположението на обектите на земята.

За да се предпазят от въздействието на въглеводородите, трябва да се използват: изкопи, прорези и изкопи, които намаляват този ефект с 1,5-2 пъти; землянки - 2-3 пъти; приюти - 3-5 пъти; мазета на къщи (сгради); релеф на района (гора, дерета, котловини и др.).

Емисия на светлина

Емисия на светлина Е поток от лъчиста енергия, включително ултравиолетови, видими и инфрачервени лъчи.

Неговият източник е светеща зона, образувана от горещи експлозивни продукти и горещ въздух. Светлинната радиация се разпространява почти мигновено и продължава, в зависимост от силата на ядрения взрив, до 20 s. Неговата сила обаче е такава, че въпреки кратката си продължителност може да причини изгаряния на кожата (кожата), увреждане (трайно или временно) на органите на зрението на хората и запалване на горими материали от предмети. В момента на образуване на светещия регион температурата на повърхността му достига десетки хиляди градуса. Основният увреждащ фактор на светлинното излъчване е светлинният импулс.

Светлинен импулс - количеството енергия в калории, попадащо върху единица повърхност, перпендикулярна на посоката на излъчване през целия период на светене.

Затихването на светлинната радиация е възможно поради нейното екраниране от атмосферни облаци, неравен терен, растителност и местни обекти, валежи от сняг или дим. И така, дебелата левкемия отслабва светлинния импулс с A-9 пъти, рядко - с 2-4 пъти, а димните (аерозолни) завеси - с 10 пъти.

За да се защити населението от светлинно лъчение, е необходимо да се използват защитни конструкции, мазета на къщи и сгради, защитните свойства на района. Всяка пречка, която може да създаде сянка, предпазва от прякото действие на светлинното лъчение и предотвратява изгаряния.

Проникваща радиация

Проникваща радиация - бележки за гама лъчи и неутрони, излъчени от зоната на ядрения взрив. Продължителността му е 10-15 s, обхватът е на 2-3 км от центъра на експлозията.

При конвенционалните ядрени експлозии неутроните съставляват около 30%, при експлозията на неутронни боеприпаси - 70-80% от γ-лъчението.

Вредният ефект от проникващата радиация се основава на йонизацията на клетките (молекулите) на живия организъм, водеща до смърт. В допълнение, неутроните взаимодействат с атомните ядра на някои материали и могат да предизвикат индуцирана активност в металите и технологиите.

Основният параметър, характеризиращ проникващата радиация, е: за y-лъчението - дозата и скоростта на дозата на радиацията, а за неутроните - потокът и плътността на потока.

Допустими радиационни дози на населението във военно време: единични - в рамките на 4 дни 50 R; многократно - в рамките на 10-30 дни 100 R; през тримесечието - 200 R; през годината - 300 R.

В резултат на преминаването на радиация през материали от околната среда интензивността на лъчението намалява. Слабителният ефект обикновено се характеризира със слой наполовина отслабващ, т.е. такава дебелина на материала, преминаващ през който лъчението се намалява 2 пъти. Например интензивността на y-лъчите е отслабена с коефициент 2: стомана с дебелина 2,8 cm, бетон 10 cm, почва 14 cm, дърво 30 cm.

Като защита от проникваща радиация се използват защитни конструкции, които отслабват ефекта му от 200 на 5000 пъти. Паундов слой от 1,5 м предпазва от проникваща радиация почти напълно.

Радиоактивно замърсяване (замърсяване)

Радиоактивното замърсяване на въздуха, терена, акваторията и разположените върху тях обекти възниква в резултат на падането на радиоактивни вещества (RS) от облака на ядрената експлозия.

При температура около 1700 ° C, блясъкът на светещата област на ядрена експлозия спира и той се превръща в тъмен облак, до който се издига прашен стълб (следователно облакът има форма на гъба). Този облак се движи по посока на вятъра и PB пада от него.

Източниците на радиоактивни вещества в облака са продукти на делене на ядрено гориво (уран, плутоний), нереагирала част от ядреното гориво и радиоактивни изотопи, образувани в резултат на действието на неутроните върху земята (индуцирана активност). Тези радиоактивни вещества, намиращи се върху замърсени предмети, се разлагат, излъчвайки йонизиращо лъчение, което всъщност е вреден фактор.

Параметрите на радиоактивно замърсяване са дозата на облъчване (според въздействието върху хората) и степента на дозата на облъчване - нивото на облъчване (според степента на замърсяване на района и различни обекти). Тези параметри са количествена характеристика на увреждащите фактори: радиоактивно замърсяване по време на авария с отделянето на радиоактивни вещества, както и радиоактивно замърсяване и проникваща радиация по време на ядрена експлозия.

В зоната, изложена на радиоактивно замърсяване при ядрена експлозия, се образуват две зони: зоната на експлозията и следата от облака.

Според степента на опасност, замърсената зона по протежението на облака от експлозия обикновено е разделена на четири зони (фиг. 1):

Зона А - зона на умерена инфекция. Характеризира се с доза радиация до пълното разпадане на радиоактивните вещества на външната граница на зоната е 40 rad, а на вътрешната граница - 400 rad. Зона А покрива 70-80% от цялата писта.

Зона Б - зона на тежка инфекция. Дозите на радиация на границите са равни съответно на 400 rad и 1200 rad. Площта на зона Б е приблизително 10% от площта на радиоактивната следа.

Зона Б - зона на опасна инфекция. Характеризира се с дози на облъчване между 1200 и 4000 рад.

Зона D - зона на изключително опасна инфекция. Дозите на границите са 4000 и 7000 радостни.

Фигура: 1. Схема на радиоактивно замърсяване на района в зоната на ядрена експлозия и по следите на облака

Радиационните нива по външните граници на тези зони 1 час след експлозията са съответно 8, 80, 240, 800 рад / ч.

По-голямата част от радиоактивните отпадъци, причиняващи радиоактивно замърсяване на района, падат от облака 10-20 часа след ядрена експлозия.

Електромагнитен импулс

Електромагнитен импулс (EMP) Представлява набор от електрически и магнитни полета, получени от йонизацията на атомите в средата под въздействието на гама-лъчение. Продължителността му е няколко милисекунди.

Основните параметри на EMP са токове и напрежения, индуцирани в проводници и кабелни линии, които могат да доведат до повреда и деактивиране на радиоелектронното оборудване, а понякога и да повредят хората, работещи с оборудването.

При експлозии в земята и въздуха увреждащият ефект на електромагнитния импулс се наблюдава на разстояние няколко километра от центъра на ядрената експлозия.

Най-ефективната защита срещу електромагнитни импулси е екранирането на захранващи и контролни линии, както и радио и електрическо оборудване.

Ситуация, развиваща се с използването на ядрено оръжие в центровете на унищожение.

Фокусът на ядреното унищожение е територията, на която в резултат на използването на ядрено оръжие е имало масово унищожаване и смърт на хора, селскостопански животни и растения, унищожаване и повреждане на сгради и конструкции, комунални и технологични мрежи и линии, транспортни комуникации и други обекти.

Области на фокуса на ядрена експлозия

За да се определи естеството на възможното унищожаване, обема и условията за спасяване и друга спешна работа, фокусът на ядреното унищожаване обикновено се разделя на четири зони: пълно, силно, средно и слабо разрушаване.

Зона на пълно унищожение има свръхналягане на ударния фронт от 50 kPa на границата и се характеризира с масивни невъзстановими загуби сред незащитеното население (до 100%), пълно унищожаване на сгради и съоръжения, разрушаване и повреда на комунални и технологични мрежи и линии, както и части от заслони за гражданска защита образуването на солидни блокажи в населените места. Гората е напълно унищожена.

Зона на голямо разрушение с свръхналягане на ударния фронт от 30 до 50 kPa се характеризира с: масивни невъзстановими загуби (до 90%) сред незащитеното население, пълно и тежко разрушаване на сгради и съоръжения, повреда на комунални и енергийни и технологични мрежи и линии, образуване на локални и непрекъснати блокажи в селища и гори, запазване на заслони и по-голямата част от сутеренните антирадиационни заслони.

Зона на средно унищожение с свръхналягане от 20 до 30 kPa, се характеризира с невъзстановими загуби сред населението (до 20%), умерено и тежко разрушаване на сгради и съоръжения, образуване на локални и фокални блокажи, непрекъснати пожари, запазване на комунални и енергийни мрежи, заслони и повечето антирадиационни заслони.

Зона на слабо унищожение с свръхналягане от 10 до 20 kPa се характеризира със слабо и средно разрушаване на сгради и конструкции.

Фокусът на лезията, но броят на загиналите и ранените, може да бъде сравним или надвишава фокуса на лезията при земетресение. По този начин, по време на бомбардировките (мощност на бомбата до 20 kt) на град Хирошима на 6 август 1945 г., по-голямата част от него (60%) е унищожена, а броят на загиналите е до 140 000 души.

Персоналът на икономическите съоръжения и населението, попадащи в зоните на радиоактивно замърсяване, са изложени на йонизиращо лъчение, което причинява лъчева болест. Тежестта на заболяването зависи от получената доза радиация (радиация). Зависимостта на степента на лъчева болест от величината на радиационната доза е дадена в табл. 2.

Таблица 2. Зависимост на степента на лъчева болест от величината на лъчевата доза

В условията на военни действия с използване на ядрено оръжие в зоните на радиоактивно замърсяване могат да се появят обширни територии и облъчването на хора може да придобие масов характер. За да се изключи прекомерното излагане на персонала на съоръженията и населението в такива условия и да се увеличи стабилността на функционирането на съоръженията на националната икономика в условия на радиоактивно замърсяване във военно време, се установяват допустими дози радиация. Те съставят:

• с едно облъчване (до 4 дни) - 50 радост;
• многократна експозиция: а) до 30 дни - 100 радостни; б) 90 дни - 200 радостни;
• систематично облъчване (в рамките на една година) 300 рад.

Причинени от използването на ядрено оръжие, най-трудно. За тяхното отстраняване са необходими несравнимо по-големи сили и средства, отколкото при отстраняване на извънредна ситуация в мирно време.

Съдържанието на статията

ЯДРЕНО ОРЪЖИЕ,за разлика от конвенционалните оръжия, то има разрушителен ефект поради ядрена, а не механична или химическа енергия. По отношение на разрушителната сила само на взривната вълна, една единица ядрено оръжие може да надмине хиляди конвенционални бомби и артилерийски снаряди. В допълнение, ядрената експлозия има разрушителен топлинен и радиационен ефект върху всички живи същества, понякога върху големи площи.

По това време тече подготовка за инвазията на Япония от съюзническите сили. За да се освободи от инвазията и да избегне свързаните с нея загуби - стотици хиляди животи на съюзнически войски - на 26 юли 1945 г. президентът Труман от Потсдам поставя ултиматум на Япония: или безусловна капитулация, или „бързо и пълно унищожение“. Японското правителство не отговори на ултиматума и президентът даде заповед да хвърли атомните бомби.

На 6 август самолетът B-29 "Enola-Gay", който излетя от базата на Марианските острови, хвърли бомба с уран-235 с капацитет около. 20 kt. Големият град се състоеше главно от леки дървени сгради, но имаше и много стоманобетонни сгради. Бомбата, която избухна на височина 560 м, опустоши площ от около. 10 кв. км. Почти всички дървени конструкции бяха унищожени и много дори най-трайните къщи бяха унищожени. Пожарите са нанесли непоправими щети на града. 140 хиляди души от 255-хилядното население на града са убити и ранени.

Дори след това японското правителство не е направило недвусмислено изявление за предаване и затова на 9 август е хвърлена втора бомба - този път върху Нагасаки. Жертвите, макар и не същите като в Хирошима, бяха огромни. Втората бомба убеждава японците в невъзможността да се съпротивляват и император Хирохито предприема стъпки към предаването на Япония.

През октомври 1945 г. президентът Труман законно постави ядрените изследвания под граждански контрол. Законопроект, приет през август 1946 г., създава комисия за атомна енергия от петима членове, назначени от президента на САЩ.

Тази комисия прекратява дейността си на 11 октомври 1974 г., когато президентът Дж. Форд създава Комисията за ядрено регулиране и Службата за енергийни изследвания и развитие, като последната отговаря за по-нататъшното развитие на ядрените оръжия. През 1977 г. беше създадено Министерството на енергетиката на САЩ, което трябваше да наблюдава научните изследвания и разработките в областта на ядрените оръжия.

ИЗПИТВАНИЯ

Извършват се ядрени тестове, за да се общи изследвания ядрени реакции, подобряване на оръжейната технология, тестване на нови превозни средства и надеждността и безопасността на методите за съхранение и поддръжка на оръжия. Едно от основните предизвикателства при тестването е безопасността. С цялото значение на проблемите за защита от прякото въздействие на ударна вълна, нагряване и светлинно лъчение, проблемът с радиоактивните отпадъци е от първостепенно значение. Досега не са създадени „чисти“ ядрени оръжия, които да не водят до радиоактивни отпадъци.

Тестовете за ядрено оръжие могат да се извършват в космоса, в атмосферата, във водата или на сушата, под земята или под вода. Ако те се извършват над земята или над водата, тогава в атмосферата се вкарва облак фин радиоактивен прах, който след това се разпръсква широко. При изпитване в атмосферата се образува зона с дълготрайна остатъчна радиоактивност. Съединени щати, Обединеното кралство и съветски съюз изоставени атмосферни изпитания, ратифицирали през 1963 г. Договора за забрана на ядрените изпитания в три среди. Франция за последно проведе атмосферни тестове през 1974 г. Най-новите атмосферни тестове бяха проведени в КНР през 1980 г. След това всички тестове бяха проведени под земята, а от Франция - под дъното на океана.

ДОГОВОРИ И СПОРАЗУМЕНИЯ

През 1958 г. САЩ и Съветският съюз се споразумяха за мораториум върху атмосферните тестове. Независимо от това, СССР подновява изпитанията през 1961 г., а САЩ - през 1962 г. През 1963 г. комисията на ООН за разоръжаване подготвя договор за забрана на ядрените опити в три среди: атмосфера, космическо пространство и под вода. Договорът е ратифициран от САЩ, Съветския съюз, Великобритания и над 100 други държави-членки на ООН. (Франция и КНР не го подписаха тогава.)

През 1968 г. беше отворен за подписване договор за неразпространение на ядрените оръжия, изготвен също от Комисията за разоръжаване на ООН. Към средата на 90-те години тя беше ратифицирана от всичките пет ядрени сили и общо 181 държави подписаха. 13-те страни, които не са подписали, включват Израел, Индия, Пакистан и Бразилия. Договорът за неразпространение на ядреното оръжие забранява притежаването на ядрено оръжие от всички държави, с изключение на петте ядрени сили (Великобритания, Китай, Русия, САЩ и Франция). През 1995 г. това споразумение бе удължено за неопределено време.

Сред двустранните споразумения, сключени между САЩ и СССР, са договори за ограничаване на стратегическите оръжия (SALT-I през 1972 г., SALT-II през 1979 г.), за ограничаване на подземните тестове за ядрено оръжие (1974 г.) и за подземните ядрени експлозии за мирни цели (1976 г.) ...

В края на 80-те години акцентът се измества от ограничаването на нарастването на оръжията и ограничаването на ядрените изпитания към намаляването на ядрените арсенали на суперсилите. Договорът за ядрено оръжие със среден обсег от 1987 г. задължава двете правомощия да ликвидират запасите си ядрени ракети наземна с обхват 500–5500 км. Преговорите между САЩ и СССР за намаляване на нападателните оръжия (START), проведени като продължение на преговорите по SALT, завършиха през юли 1991 г. със сключването на договор (START I), според който двете страни се съгласиха да намалят запасите си от ядрени балистични ракети с далечен обсег с около 30%. През май 1992 г., когато Съветският съюз се разпадна, САЩ подписаха споразумение (т.нар. Лисабонски протокол) с бивши републики СССР, притежаващ ядрено оръжие - Русия, Украйна, Беларус и Казахстан - в съответствие с който всички страни са задължени да се съобразят с договора START-1. Договорът START II също беше подписан между Русия и САЩ. Той определя лимита за броя на бойните глави за всяка страна, равен на 3500. Сенатът на САЩ ратифицира този договор през 1996 г.

Договорът за Антарктика от 1959 г. въвежда принципа на зона без ядрено оръжие. От 1967 г. влезе в сила Договорът за забрана на ядреното оръжие в Латинска Америка (Договорът от Тлателолка), както и Договорът за мирно изследване и използване на космическото пространство. Преговори бяха проведени и по други безядрени зони.

РАЗВИТИЯ В ДРУГИ СТРАНИ

Съветският съюз детонира първата си атомна бомба през 1949 г., а термоядрената бомба през 1953 г. Съветските арсенали имаха тактически и стратегически ядрено оръжие, включително перфектни системи за доставка. След разпадането на СССР през декември 1991 г. руският президент Борис Елцин започва да се стреми да гарантира, че ядрените оръжия, разположени в Украйна, Беларус и Казахстан, се транспортират до Русия за ликвидация или съхранение. Към юни 1996 г. общо 2700 бойни глави в Беларус, Казахстан и Украйна, както и 1000 в Русия, бяха изключени.

През 1952 г. Великобритания детонира първата си атомна бомба, а през 1957 г. - водородна. Тази държава разчита на малък стратегически арсенал от изстреляни с подводница балистични ракети (БЛПЧ) (т.е. изстрелвани от подводници), както и на използването (до 1998 г.) на превозни средства за доставка на въздух.

Франция тества ядрени оръжия в пустинята Сахара през 1960 г. и термоядрени оръжия през 1968 г. До началото на 90-те години френският арсенал от тактически ядрени оръжия се състои от балистични ракети с малък обсег и доставени от самолети ядрени бомби. Стратегическите оръжия на Франция са балистични ракети със среден обсег и БРПЛ, както и ядрени бомбардировачи. През 1992 г. Франция прекрати изпитанията за ядрено оръжие, но през 1995 г. ги възобнови - за модернизиране на бойните глави на ракетите, изстреляни с подводници. През март 1996 г. френското правителство обяви, че стратегическото място за изстрелване на балистични ракети, разположено на платото Албион в централна Франция, ще бъде премахнато.

КНР през 1964 г. стана петата ядрена енергетика, а през 1967 г. тя детонира термоядрено устройство. Стратегическият арсенал на КНР се състои от ядрени бомбардировачи и балистични ракети със среден обсег и тактически арсенал от балистични ракети със среден обсег. В началото на 90-те години КНР добави към стратегическия си арсенал балистични ракети, изстреляни с подводници. След април 1996 г. КНР остава единствената ядрена енергетика, която не спира ядрените опити.

Разпространение на ядрени оръжия.

В допълнение към изброените по-горе има и други държави, които разполагат с технологията, необходима за разработване и създаване на ядрено оръжие, но тези от тях, които са подписали договор за неразпространение на ядрено оръжие, са се отказали от използването на ядрена енергия за военни цели. Известно е, че Израел, Пакистан и Индия, които не са подписали споменатия договор, разполагат с ядрено оръжие. КНДР, подписала договора, е заподозряна в тайно извършване на работа по създаване на ядрено оръжие. През 1992 г. Южна Африка обяви, че разполага с шест ядрени оръжия, но те бяха унищожени и ратифицира договора за неразпространение. Проверките, извършени от специална комисия на ООН и МААЕ в Ирак след войната в Персийския залив (1990-1991 г.), показаха, че Ирак има сериозна програма за разработване на ядрени, биологични и химически оръжия. Що се отнася до ядрената си програма, към момента на войната в Персийския залив Ирак е имал само две или три години преди създаването на готови за употреба ядрени оръжия. Правителствата на Израел и САЩ твърдят, че Иран има собствена програма за ядрено оръжие. Но Иран подписа договор за неразпространение и през 1994 г. влезе в сила споразумение с МААЕ за международен контрол. Оттогава инспекторите на МААЕ не съобщават факти, показващи работата по създаването на ядрено оръжие в Иран.

Ефекти от ядрената експлозия

Ядрените оръжия са предназначени да унищожават личния състав на врага и военните съоръжения. Най-важните увреждащи фактори за хората са ударната вълна, светлинната радиация и проникващата радиация; разрушителното въздействие върху военните обекти се дължи главно на ударната вълна и вторичните топлинни ефекти.

Когато се взривят експлозиви от конвенционален тип, почти цялата енергия се освобождава под формата на кинетична енергия, която почти напълно се превръща в енергията на ударната вълна. При ядрени и термоядрени експлозии чрез реакция на делене прибл. 50% от цялата енергия се преобразува в енергия на ударна вълна и прибл. 35% в светлинно лъчение. Останалите 15% от енергията се отделят под формата на различни видове проникваща радиация.

При ядрена експлозия се образува силно нагрята, светеща, приблизително сферична маса - т.нар. огнена топка. Веднага започва да се разширява, охлажда и да се издига. Докато се охлажда, парите в огнената топка се кондензират, образувайки облак, съдържащ частици бомбен материал и водни капчици, придавайки му вид на нормален облак. Възниква силно въздушно течение, изсмукващо движещия се материал от земната повърхност в атомния облак. Облакът се издига, но след известно време започва бавно да се спуска надолу. След като е паднал до ниво, при което плътността му е близка до плътността на околния въздух, облакът се разширява, придобивайки характерна форма на гъби.

Директно енергийно действие.

Действие на ударна вълна.

Частици от секундата след експлозията от огнената топка се разпространява ударна вълна - като движеща се стена от горещ сгъстен въздух. Дебелината на тази ударна вълна е много по-голяма, отколкото при конвенционален взрив, и следователно тя действа върху приближаващия обект за по-дълго време. Скокът на налягането причинява щети поради улавяне, причинявайки предмети да се търкалят, срутват и разпръскват. Силата на ударната вълна се характеризира с излишното налягане, което създава, т.е. надвишаващи нормата атмосферно налягане... В този случай кухите конструкции се разрушават по-лесно от твърдите или подсилените. Клековете и подземните структури са по-малко податливи на разрушителното въздействие на ударната вълна, отколкото високите сгради.
Човешкото тяло има невероятна устойчивост на ударни вълни. Следователно, прякото въздействие на свръхналягането на ударната вълна не води до значителни човешки загуби. В по-голямата си част хората загиват под развалините на рушащи се сгради и са ранени от бързо движещи се предмети. Таблица 1 показва редица различни обекти, показващи свръхналягането, причиняващо сериозни щети, и радиуса на зоната, в която се наблюдават сериозни щети при експлозии от 5, 10 и 20 kt TNT еквивалент.

Действието на светлинното лъчение.

Веднага щом се появи огнена топка, тя започва да излъчва светлинно лъчение, включително инфрачервено и ултравиолетово лъчение. Има две светкавични светкавици: интензивна, но с кратка продължителност по време на експлозия, обикновено твърде кратка, за да причини значителни човешки загуби, и втора, по-малко интензивна, но по-дълга. Втората светкавица е причина за почти всички човешки загуби поради светлинно лъчение.
Светлинната радиация се разпространява по права линия и действа в полезрението на огнена топка, но няма значителна проникваща способност. Непрозрачната тъкан, като палатка, може да бъде надеждна защита срещу нея, въпреки че самата тя може да се запали. Светлите тъкани отразяват светлинното лъчение и следователно изискват повече лъчева енергия за запалване, отколкото тъмните. След първата светкавична светкавица можете да имате време да се скриете зад един или друг заслон от втората светкавица. Степента на увреждане на човек от светлинно лъчение зависи от степента, в която повърхността на тялото му е отворена.
Директното излагане на светлина обикновено не причинява големи щети на материалите. Но тъй като такава радиация причинява пожари, тя може да причини големи щети поради вторични ефекти, както се вижда от колосалните пожари в Хирошима и Нагасаки.

Проникваща радиация.

Първоначалната радиация, състояща се главно от гама лъчи и неутрони, се излъчва от самата експлозия за около 60 секунди. Той работи в рамките на полезрението. Неговият увреждащ ефект може да бъде намален, ако след като забележите първата експлозивна светкавица, незабавно се скриете в заслон. Първоначалното излъчване има значителна проникваща сила, така че за защита срещу него е необходим дебел лист метал или дебел слой почва. Стоманеният лист с дебелина 40 мм предава половината от радиацията, падаща върху него. Като абсорбатор на радиация стоманата е 4 пъти по-ефективна от бетона, 5 пъти по-ефективна от земята, 8 пъти по-ефективна от водата и 16 пъти по-ефективна от дървото. Но това е 3 пъти по-малко ефективно от оловото.
Остатъчното лъчение се излъчва дълго време. Той може да бъде свързан с индуцирана радиоактивност и с радиоактивни отпадъци. В резултат на действието на неутронния компонент на първоначалното излъчване върху почвата близо до епицентъра на експлозията почвата става радиоактивна. При експлозии на повърхността на земята и на ниска надморска височина индуцираната радиоактивност е особено висока и може да продължи дълго време.
"Fallout" се отнася до замърсяване с частици, падащи от радиоактивен облак. Това са частици от делящия се материал на самата бомба, както и материал, който се изтегля в атомен облак от земята и става радиоактивен в резултат на облъчване от неутрони, отделени по време на ядрена реакция. Такива частици постепенно се утаяват, което води до радиоактивно замърсяване на повърхностите. По-тежките бързо се установяват близо до мястото на експлозията. По-леките радиоактивни частици, отнесени от вятъра, могат да се утаят на разстояние от много километри, замърсявайки с течение на времето големи площи.
Преките човешки загуби от радиоактивни отпадъци могат да бъдат значителни в близост до епицентъра на експлозията. Но с увеличаване на разстоянието от епицентъра интензивността на радиацията бързо намалява.

Видове вредни ефекти на радиацията.

Радиацията унищожава телесната тъкан. Абсорбираната доза радиация е енергийно количество, измерено в rad (1 rad \u003d 0,01 J / kg) за всички видове проникващи лъчения. Различни видове радиацията има различен ефект върху човешкото тяло. Следователно, дозата на експозиция на рентгеново и гама лъчение се измерва в рентгенови лъчи (1P \u003d 2,58 × 10–4 C / kg). Щетите, причинени на човешката тъкан от поглъщането на радиация, се оценяват в единици от еквивалентната доза радиация - rem (rem е биологичният еквивалент на рентгенова снимка). За да се изчисли дозата в рентгенови лъчи, е необходимо дозата в rad да се умножи по т.нар относителната биологична ефективност на разглеждания тип проникваща радиация.
Всички хора по време на живота си абсорбират някаква естествена (фонова) проникваща радиация и много - изкуствена радиация, като рентгенови лъчи. Изглежда, че човешкото тяло може да се справи с това ниво на експозиция. Вредните последици се наблюдават, когато или общата натрупана доза е твърде голяма, или облъчването е станало за кратко време. (Вярно е, че дозата, получена в резултат на равномерно облъчване за по-дълго време, също може да доведе до сериозни последици.)
По правило получената доза облъчване не води до незабавно нараняване. Дори смъртоносните дози не могат да имат ефект за един час или повече. Очакваните резултати от облъчване (на цялото тяло) на човек с различни дози проникваща радиация са представени в табл. 2.

След края на Втората световна война страните от антихитлеристката коалиция с бързи темпове се опитваха да изпреварят една друга в разработването на по-мощна ядрена бомба.

Първият тест, проведен от американците на реални съоръжения в Япония, докрай нажежи ситуацията между СССР и САЩ. Мощните експлозии, които гърмяха в японските градове и на практика унищожаваха целия живот в тях, принудиха Сталин да се откаже от много от претенциите си на световната сцена. Повечето съветски физици бяха спешно „хвърлени“ в разработването на ядрени оръжия.

Кога и как се появи ядреното оръжие?

Годината на раждане на атомната бомба може да се счита за 1896 година. Тогава френският химик А. Бекерел открива, че уранът е радиоактивен. Верижната реакция на урана генерира мощна енергия, която служи като основа за ужасна експлозия. Бекерел едва ли е предполагал, че откритието му ще доведе до създаването на ядрени оръжия - самото ужасно оръжие в световен мащаб.

В края на 19 - началото на 20 век е повратна точка в историята на изобретението на ядрени оръжия. В този период от време учените различни страни светът успя да открие следните закони, лъчи и елементи:

• Алфа, гама и бета лъчи;
• Открити са много изотопи на химични елементи с радиоактивни свойства;
• Открит е законът за радиоактивния разпад, който определя времето и количествената зависимост на интензивността на радиоактивния разпад, която зависи от броя на радиоактивните атоми в тестваната проба;
• Ражда се ядрената изометрия.

През 30-те години за първи път те успяха да разделят атомното ядро \u200b\u200bна урана с абсорбцията на неутрони. По същото време бяха открити позитрони и неврони. Всичко това даде мощен тласък за развитието на оръжия, използващи атомна енергия. През 1939 г. е патентована първата в света конструкция на атомна бомба. Това беше направено от физика от Франция Фредерик Жолио-Кюри.

В резултат на по-нататъшни изследвания и разработки в тази област се ражда ядрена бомба. Силата и радиусът на унищожаване на съвременните атомни бомби е толкова голям, че държава, която го има ядрени способности, практически не се нуждае от мощна армия, тъй като една атомна бомба е способна да унищожи цяла държава.

Как работи атомната бомба

Атомната бомба се състои от много елементи, основните от които са:

• Корпус за атомна бомба;
• Система за автоматизация, която контролира процеса на експлозия;
• Ядрен заряд или бойна глава.

Системата за автоматизация се намира в тялото на атомната бомба, заедно с ядрения заряд. Дизайнът на корпуса трябва да бъде достатъчно надежден, за да предпази бойната глава от различни външни фактори и влияния. Например различни механични, температурни или подобни влияния, които могат да доведат до непланирана експлозия с огромна мощност, способна да унищожи всичко наоколо.

Задачата на автоматизацията включва пълен контрол над експлозията в точното време, поради което системата се състои от следните елементи:

• Устройството, отговорно за аварийното взривяване;
• Захранване на системата за автоматизация;
• Система за взривни сензори;
• Устройство за вдигане;
• Защитно устройство.

Когато бяха проведени първите тестове, ядрени бомби бяха доставени от самолети, които успяха да напуснат засегнатата зона. Съвременните атомни бомби са толкова мощни, че могат да бъдат доставени само с крилати, балистични или поне зенитни ракети.

В атомните бомби се използват различни детонационни системи. Най-простото от тях е конвенционално устройство, което се задейства, когато снаряд уцели цел.

Една от основните характеристики на ядрените бомби и ракети е разделянето им на калибри, които биват три вида:

• Малката, мощността на атомните бомби от този калибър е еквивалентна на няколко хиляди тона TNT;
• Среден (мощност на експлозия - няколко десетки хиляди тона TNT);
• Голям, чийто капацитет на зареждане се измерва в милиони тонове TNT.

Интересно е, че най-често мощността на всички ядрени бомби се измерва точно в TNT еквивалент, тъй като за атомните оръжия няма отделна скала за измерване на силата на експлозията.

Алгоритми за действие на ядрени бомби

Всяка атомна бомба работи на принципа на използване на ядрена енергия, която се отделя по време на ядрена реакция. Тази процедура се основава или на разделянето на тежки ядра, или на синтеза на белите дробове. Тъй като по време на тази реакция се отделя огромно количество енергия и за възможно най-кратко време радиусът на унищожаване на ядрена бомба е много впечатляващ. Поради тази характеристика ядрените оръжия се класифицират като оръжия. масово унищожение.

В процеса, който започва, когато атомна бомба избухне, има две основни точки:

• Това е непосредственият център на експлозията, където протича ядрената реакция;
• Епицентърът на експлозията, който се намира на мястото, където е експлодирала бомбата.

Ядрената енергия, отделена по време на експлозията на атомна бомба, е толкова силна, че сеизмичните удари започват на земята. В същото време тези удари носят незабавно унищожение само на разстояние от няколкостотин метра (макар че ако вземем предвид силата на експлозията на самата бомба, тези удари вече не засягат нищо).

Фактори на щети при ядрена експлозия

Експлозията на ядрена бомба не носи само ужасно моментално унищожение. Последиците от тази експлозия ще бъдат усетени не само от хората в засегнатата зона, но и от техните деца, родени след атомната експлозия. Видовете унищожаване от атомни оръжия са разделени на следните групи:

• Светлинно лъчение, което възниква директно по време на експлозията;
• Ударна вълна, разпространена от бомбата непосредствено след експлозията;
• Електромагнитен импулс;
• Проникваща радиация;
• Радиоактивно замърсяване, което може да продължи десетилетия.

Въпреки че на пръв поглед светкавицата представлява най-малката заплаха, всъщност тя се формира в резултат на отделянето на огромно количество топлина и светлинна енергия. Неговата мощ и сила е много по-добра от тази на слънчевите лъчи, така че щетите от светлина и топлина могат да бъдат фатални на разстояние от няколко километра.

Излъчената при експлозия радиация също е много опасна. Въпреки че не трае дълго, той успява да зарази всичко наоколо, тъй като проникващата му способност е невероятно голяма.

Ударната вълна при атомна експлозия действа като същата вълна при конвенционалните експлозии, само че нейната мощност и радиус на повреда са много по-големи. За няколко секунди нанася непоправими щети не само на хората, но и на оборудването, сградите и околната природа.

Проникващата радиация провокира развитието на лъчева болест, а електромагнитният импулс е опасен само за технологиите. Комбинацията от всички тези фактори, плюс силата на експлозията, правят атомната бомба най-опасното оръжие в света.

Първите тестове за ядрено оръжие в света

Първата държава, която разработи и изпита ядрено оръжие, бяха Съединените американски щати. Правителството на САЩ отпусна огромни парични субсидии за разработването на нови обещаващи оръжия. До края на 1941 г. в САЩ бяха поканени много забележителни учени в областта на атомното развитие, които до 1945 г. успяха да представят прототип на атомна бомба, подходяща за тестване.

Първите в света изпитания на атомна бомба, оборудвана с взривно устройство, бяха проведени в пустинята в Ню Мексико. На 16 юли 1945 г. е взривена бомба, наречена „Gadget“. Резултатът от теста беше положителен, въпреки че военните поискаха да тестват ядрената бомба в реални бойни условия.

Виждайки, че е останала само една крачка преди победата в хитлеристката коалиция и повече такава възможност може да не бъде предоставена, Пентагонът реши да нанесе ядрен удар според последния съюзник на нацистка Германия - Япония. Освен това използването на ядрена бомба трябваше да реши няколко проблема едновременно:

• Избягвайте излишно кръвопролитие, което неизбежно би се случило, ако американските войски влязат на територията на имперска Япония;
• С един удар да постави непоколебимите японци на колене, принуждавайки ги да се съгласят с благоприятни за Съединените щати условия;
• Покажете на СССР (като възможен съперник в бъдеще), че американската армия разполага с уникално оръжие, способно да унищожи всеки град;
• И, разбира се, да се уверим на практика на какво е способно ядреното оръжие в реални бойни условия.

На 6 август 1945 г. първата японска атомна бомба, използвана при военни действия, е хвърлена върху японския град Хирошима. Тази бомба беше наречена "Хлапе", тъй като теглото й беше 4 тона. Изпускането на бомбата беше внимателно планирано и удари точно там, където беше планирано. Онези къщи, които не бяха унищожени от взривната вълна, изгоряха, тъй като пещите, паднали в къщите, предизвикаха пожари и целият град беше обхванат от пламъци.

След ярка светкавица последва топлинна вълна, която изгори целия живот в радиус от 4 километра, а последвалата ударна вълна унищожи повечето сгради.

Тези, които са паднали от топлинен удар в радиус от 800 метра, са изгорени живи. Взривната вълна откъсна изгорялата кожа на мнозина. Няколко минути по-късно падна странен черен дъжд, който се състоеше от пара и пепел. Тези, които бяха изложени на черния дъжд, имаха нелечими изгаряния по кожата си.

Малкото, които имаха късмета да оцелеят, се разболяха от лъчева болест, която по това време беше не само неизследвана, но и напълно непозната. Хората развиват треска, повръщане, гадене и пристъпи на слабост.

На 9 август 1945 г. втората американска бомба, наречена „Дебелия човек“, е хвърлена върху град Нагасаки. Тази бомба имаше приблизително същата мощност като първата и последиците от експлозията й бяха също толкова опустошителни, въпреки че половината от хората загинаха.

Двете атомни бомби, хвърлени върху японски градове, са първите и единствени случаи на атомни оръжия, използвани в света. Повече от 300 000 души загинаха в първите дни след бомбардировката. Около 150 хиляди души са починали от лъчева болест.

След ядрената бомбардировка на японски градове Сталин получи истински шок. Стана му ясно, че въпросът за разработването на ядрено оръжие в Съветска Русия е въпрос на сигурността на цялата страна. Още на 20 август 1945 г. започва да работи специален комитет по въпросите на ядрената енергия, който спешно е създаден от И. Сталин.

Въпреки че изследванията в ядрената физика са били извършени от група ентусиасти още в царска Русия, те са получили малко внимание по съветско време. През 1938 г. всички изследвания в тази област бяха напълно спрени и много ядрени учени бяха репресирани като врагове на хората. След ядрени експлозии в Япония съветска власт внезапно започна да възстановява ядрената индустрия в страната.

Има доказателства, че разработването на ядрено оръжие е извършено в Германия на Хитлер и именно немски учени са финализирали „суровата“ американска атомна бомба, така че правителството на САЩ премахва от Германия всички ядрени специалисти и всички документи, свързани с разработването на ядрени оръжия.

Съветското разузнавателно училище, което по време на войната успя да заобиколи всички чуждестранни разузнавателни служби, още през 1943 г. прехвърли на СССР секретни документи, свързани с разработването на ядрени оръжия. По същото време съветски агенти бяха въведени във всички големи американски центрове за ядрени изследвания.

В резултат на всички тези мерки, още през 1946 г., техническото задание за производството на две ядрени бомби от съветско производство беше готово:

• RDS-1 (с плутониев заряд);
• RDS-2 (с две части уранов заряд).

Съкращението „RDS“ означава „Русия го прави сама“, което е почти напълно вярно.

Новината, че СССР е готов да пусне ядрените си оръжия, принуди правителството на САЩ да предприеме драстични мерки. През 1949 г. е разработен Троянският план, според който се планира да се хвърлят атомни бомби върху 70-те най-големи града на СССР. Само страхът от отмъщение попречи на този план да бъде осъществен.

Тази тревожна информация, идваща от съветските разузнавачи, принуди учените да работят в авариен режим. Още през август 1949 г. беше изпитана първата атомна бомба, произведена в СССР. Когато САЩ научиха за тези тестове, троянският план беше отложен за неопределено време. Започва ерата на конфронтация между двете суперсили, известна в историята като „Студената война“.

Най-мощната ядрена бомба в света, известна като Цар Бомба, принадлежи към периода Студена война". Съветските учени са създали най-мощната бомба в историята на човечеството. Мощността му беше 60 мегатона, въпреки че беше планирано да се създаде бомба със 100 килотона мощност. Тестовете на тази бомба се провеждат през октомври 1961 година. Диаметърът на огнената топка по време на експлозията е бил 10 километра, а взривната вълна лети наоколо земята три пъти. Именно този тест принуди повечето страни по света да подпишат споразумение за прекратяване на ядрените опити не само в земната атмосфера, но дори и в космоса.

Въпреки че атомните оръжия са отличен възпиращ фактор за агресивните страни, от друга страна, те са в състояние да потушат всякакви военни конфликти в зародиша, тъй като атомната експлозия може да унищожи всички страни в конфликта.

Северна Корея заплашва САЩ със свръхмощни тестове с водородна бомба през тихоокеански... Япония, която може да пострада от тестовете, нарече плановете на КНДР напълно неприемливи. Президентите Доналд Тръмп и Ким Чен-ун се кълнат в интервюта и говорят за открит военен конфликт. За онези, които не са запознати с ядрените оръжия, но искат да бъдат по темата, „Футурист“ е съставил наръчник.

Как работи ядреното оръжие?

Точно като нормална пръчка динамит, ядрената бомба използва енергия. Само той се освобождава не в хода на примитивна химическа реакция, а в сложни ядрени процеси. Има два основни начина за освобождаване на ядрената енергия от атом. IN ядрено делене ядрото на атома се разделя на два по-малки фрагмента с неутрон. Ядрен синтез - процесът, чрез който слънцето генерира енергия - включва комбинацията от два по-малки атома, за да образува по-голям. При всеки процес, разделяне или синтез се отделят големи количества топлинна енергия и радиация. В зависимост от това дали се използва ядрено делене или синтез, бомбите се разделят на ядрен (атомен) и термоядрен .

Можете ли да ни кажете повече за ядреното делене?

Експлозията на атомната бомба над Хирошима (1945)

Не забравяйте, че атомът се състои от три вида субатомни частици: протони, неутрони и електрони. Центърът на атома наречен ядро , се състои от протони и неутрони. Протоните са заредени положително, електроните са отрицателно заредени, а неутроните изобщо нямат заряд. Съотношението протон към електрон винаги е едно към едно, така че атомът като цяло има неутрален заряд. Например, въглеродният атом има шест протона и шест електрона. Частиците се държат заедно с основна сила - силна ядрена сила .

Свойствата на атома могат да варират значително в зависимост от това колко различни частици той съдържа. Ако промените броя на протоните, ще имате различен химичен елемент. Ако промените броя на неутроните, ще получите изотоп същия елемент, който имате в ръцете си. Например, въглеродът има три изотопа: 1) въглерод-12 (шест протона + шест неутрона), стабилна и обща форма на елемента, 2) въглерод-13 (шест протона + седем неутрона), който е стабилен, но рядък и 3) въглерод -14 (шест протона + осем неутрона), което е рядко и нестабилно (или радиоактивно).

Повечето атомни ядра са стабилни, но някои са нестабилни (радиоактивни). Тези ядра спонтанно излъчват частици, които учените наричат \u200b\u200bрадиация. Този процес се нарича радиоактивен разпад ... Има три вида гниене:

Алфа разпад : ядрото излъчва алфа частица - два протона и два неутрона, свързани помежду си. Бета разпадане : неутронът се превръща в протон, електрон и антинейтрино. Изхвърленият електрон е бета частица. Спонтанно разделяне: ядрото се разпада на няколко части и излъчва неутрони, а също така излъчва импулс на електромагнитна енергия - гама лъч. Последният тип разпад се използва при ядрена бомба. Свободните неутрони, изхвърлени от делене започват да верижна реакция което освобождава огромно количество енергия.

От какво са направени ядрените бомби?

Те могат да бъдат направени от уран-235 и плутоний-239. Уранът се среща естествено под формата на смес от три изотопа: 238 U (99,2745% от естествения уран), 235 U (0,72%) и 234 U (0,0055%). Най-често срещаният 238 U не поддържа верижна реакция: само 235 U е способен на това. За да се достигне максималната мощност на експлозията, е необходимо съдържанието на 235 U в „пълнежа“ на бомбата да е поне 80%. Следователно уранът пада изкуствено обогатяват ... За това сместа от уранови изотопи е разделена на две части, така че една от тях съдържа повече от 235 U.

Обикновено разделянето на изотопите оставя много обеднен уран, който не може да влезе във верижна реакция - но има начин да го накарате да го направи. Факт е, че плутоний-239 не се среща в природата. Но може да се получи чрез бомбардиране на 238 U с неутрони.

Как се измерва тяхната мощност?

Мощността на ядрения и термоядрения заряд се измерва в TNT еквивалент - количеството TNT, което трябва да бъде детонирано, за да се получи подобен резултат. Измерва се в килотони (kt) и мегатони (Mt). Мощността на свръхмалките ядрени оръжия е по-малка от 1 kt, докато свръхмощните бомби дават повече от 1 Mt.

Мощността на съветския "Цар Бомба" е била, според различни източници, от 57 до 58,6 мегатона в еквивалент на TNT, мощността на термоядрената бомба, която КНДР е тествала в началото на септември, е била около 100 килотона.

Кой е създал ядрено оръжие?

Американският физик Робърт Опенхаймер и генерал Лесли Гроувс

През 30-те години на миналия век италиански физик Енрико Ферми демонстрира, че елементи, бомбардирани с неутрони, могат да бъдат превърнати в нови елементи. Резултатът от тази работа е откритието бавни неутрони , както и откриването на нови елементи, които не са представени в периодичната таблица. Малко след откритието на Ферми, немски учени Ото Хан и Фриц Щрасман бомбардира уран с неутрони, в резултат на което се образува радиоактивен изотоп на барий. Те стигнаха до извода, че нискоскоростните неутрони карат ядрото на урана да се пръсне на две по-малки парчета.

Тази работа вълнува умовете на целия свят. В Принстънския университет Нилс Бор работи с Джон Уилър да се разработи хипотетичен модел на процеса на делене. Те предположиха, че уран-235 е делящ се. Приблизително по същото време други учени откриха, че процесът на делене произвежда още повече неутрони. Това накара Бор и Уилър да зададат важен въпрос: Могат ли свободните неутрони, създадени при делене, да започнат верижна реакция, която да освободи огромно количество енергия? Ако е така, тогава може да се създаде оръжие с невъобразима сила. Техните предположения бяха потвърдени от френски физик Фредерик Жолио-Кюри ... Неговото заключение беше тласък за развитието на ядрените оръжия.

Физици от Германия, Англия, САЩ, Япония са работили по създаването на атомни оръжия. Преди Втората световна война Алберт Айнщайн пише на президента на САЩ Франклин Рузвелт че нацистка Германия планира да пречисти уран-235 и да създаде атомна бомба. Сега се оказа, че Германия далеч не е осъществила верижна реакция: те работят по „мръсна“, силно радиоактивна бомба. Както и да е, правителството на САЩ хвърли всичките си сили в създаването на атомна бомба в най-кратки срокове. Стартира проектът Манхатън, воден от американски физик Робърт Опенхаймер и общо Лесли Гроувс ... В него участваха видни учени, емигрирали от Европа. До лятото на 1945 г. са създадени атомни оръжия, базирани на два вида делящи се материали - уран-235 и плутоний-239. Една бомба, плутониево "Thing", беше взривена по време на тестването, а още две, уран "Kid" и плутоний "Fat Man" бяха хвърлени върху японските градове Хирошима и Нагасаки.

Как работи термоядрената бомба и кой я е изобретил?

Термоядрената бомба се основава на реакция ядрен синтез ... За разлика от ядреното делене, което може да стане както спонтанно, така и неволно, ядреният синтез е невъзможен без снабдяването с външна енергия. Атомните ядра са положително заредени - така че те се отблъскват. Тази ситуация се нарича кулоновска бариера. За да преодолеете отблъскването, трябва да ускорите тези частици до луди скорости. Това може да стане при много високи температури - от порядъка на няколко милиона келвина (оттук и името). Има три вида термоядрени реакции: самоподдържащи се (протичащи в недрата на звездите), контролирани и неконтролирани или експлозивни - те се използват при водородни бомби.

Идеята за ядрена термоядрена бомба е предложена от Енрико Ферми на своя колега Едуард Телър още през 1941 г., в самото начало на проекта „Манхатън“. Тогава обаче тази идея не беше търсена. Дизайнът на Teller се подобри Станислав Улам , което прави идеята за термоядрена бомба осъществима на практика. През 1952 г. първото термоядрено взривно устройство е тествано на атола Enewetok по време на операция Ivy Mike. Това обаче беше лабораторна проба, неизползваема в битка. Година по-късно Съветският съюз детонира първата в света термоядрена бомба, сглобена по проект на физици Андрей Сахаров и Юлия Харитона ... Устройството приличаше на бутер торта, така че страховитото оръжие получи прякора „Puff“. В хода на по-нататъшното развитие се ражда най-мощната бомба на Земята, Цар Бомба или майката на Кузкина. През октомври 1961 г. е тестван на архипелага Нова земя.

От какво са направени термоядрените бомби?

Ако си мислил така водород а термоядрените бомби са различни неща, сгрешихте. Тези думи са синоними. Именно водородът (или по-точно неговите изотопи - деутерий и тритий) е необходим за термоядрена реакция. Има обаче трудност: за да се взриви водородна бомба, първо трябва да се получи висока температура в хода на обикновен ядрен взрив - едва тогава атомните ядра ще започнат да реагират. Следователно, в случай на термоядрена бомба, конструкцията играе важна роля.

Две схеми са широко известни. Първият е "пуф" на Сахаров. В центъра имаше ядрен детонатор, който беше заобиколен от слоеве литиев деутерид, смесен с тритий, осеян със слоеве обогатен уран. Този дизайн позволи да се постигне мощност в рамките на 1 Mt. Втората е американската схема на Teller-Ulam, където ядрената бомба и водородните изотопи са били разположени отделно. Изглеждаше така: отдолу - контейнер със смес от течен деутерий и тритий, в центъра на който беше „свещ“ - плутониев прът, а отгоре - конвенционален ядрен заряд и всичко това в обвивка от тежък метал (например обеднен уран). Бързите неутрони, генерирани по време на експлозията, причиняват реакции на делене в урановата обвивка и добавят енергия към общата енергия на експлозията. Добавянето на допълнителни слоеве литий-деутерид уран-238 позволява създаването на снаряди с неограничена мощност. През 1953 г. съветският физик Виктор Давиденко случайно повтори идеята на Телер-Улам и въз основа на нея излезе Сахаров многостепенна схема, което направи възможно създаването на оръжия с безпрецедентна мощ. Според тази схема майката на Кузкина е работила.

Какви други бомби има?

Има и неутронни, но това като цяло е страшно. Всъщност неутронната бомба е термоядрена бомба с ниска мощност, чиято 80% от енергията на експлозията е радиация (неутронно лъчение). Прилича на нормален ядрен заряд с малка мощност, към който е добавен блок с берилиев изотоп - източник на неутрон. Когато експлодира ядрен заряд, започва термоядрена реакция. Този тип оръжие е разработено от американски физик Самуел Коен ... Смяташе се, че неутронните оръжия унищожават всичко живо дори в заслони, но обхватът на унищожаване на такива оръжия е малък, тъй като атмосферата разпръсква потоци от бързи неутрони и ударната вълна се оказва по-силна на големи разстояния.

Ами кобалтовата бомба?

Не сине, това е фантастично. Официално никоя държава няма кобалтови бомби. Теоретично това е термоядрена бомба с кобалтова обвивка, която осигурява силно радиоактивно замърсяване на района дори при относително слаб ядрен взрив. 510 тона кобалт могат да заразят цялата повърхност на Земята и да унищожат целия живот на планетата. Физик Лео Силард който описва тази хипотетична структура през 1950 г. я нарича Машината на Страшния съд.

Какво е по-хладно: ядрена бомба или термоядрена бомба?

Пълномащабен модел "Цар Бомба"

Водородната бомба е много по-напреднала и технологично напреднала от атомната. Неговата мощност на експлозия е много по-висока от атомната и е ограничена само от броя на наличните компоненти. При термоядрена реакция се отделя много повече енергия за всеки нуклон (т. Нар. Съставни ядра, протони и неутрони), отколкото при ядрена реакция. Например, когато ядрото на урана се разцепи от един нуклон, пада 0,9 MeV (мегаелектронволт) и когато ядрото на хелий се синтезира, от водородните ядра се освобождава енергия, равна на 6 MeV.

Като бомби доставям към целта?

Първоначално те бяха свалени от самолети, но средствата за противовъздушна отбрана непрекъснато се усъвършенстваха и се оказа неразумно да се доставят ядрени оръжия по този начин. С нарастването на производството на ракетни технологии всички права за доставка на ядрено оръжие бяха прехвърлени към балистични и крилати ракети с различни бази. Следователно, бомба сега означава не бомба, а бойна глава.

Смята се, че водородната бомба в Северна Корея е твърде голяма, за да бъде инсталирана на ракета - следователно, ако КНДР реши да приложи заплахата, тя ще бъде откарана с кораб до мястото на експлозията.

Какви са последиците от ядрената война?

Хирошима и Нагасаки са само малка част от възможния апокалипсис. Например, добре известната хипотеза за "ядрена зима" беше изложена от американския астрофизик Карл Сейгън и съветския геофизик Георги Голицин. Предполага се, че когато няколко ядрени бойни глави избухнат (не в пустинята или водата, а в населените райони), ще възникнат много пожари и голямо количество дим и сажди ще бъдат разпръснати в атмосферата, което ще доведе до глобално охлаждане. Хипотезата се критикува чрез сравняване на ефекта с вулканичната активност, която има малък ефект върху климата. В допълнение, някои учени посочват, че глобалното затопляне е по-вероятно да настъпи, отколкото застудяването - обаче и двете страни се надяват, че никога няма да разберем.

Законно ли е използването на ядрено оръжие?

След надпреварата във въоръжаването през 20-ти век страните промениха мнението си и решиха да ограничат използването на ядрени оръжия. ООН прие договори за неразпространение на ядрени оръжия и забрана за ядрени опити (последният не беше подписан от младите ядрени сили Индия, Пакистан и КНДР). През юли 2017 г. беше приет нов договор за забрана на ядрените оръжия.

„Всяка държава-участничка се задължава никога и при никакви обстоятелства да не разработва, тества, произвежда, произвежда, по друг начин да придобива, притежава или складира ядрени оръжия или други ядрени експлозивни устройства“, гласи първият член на договора ...

Документът обаче няма да влезе в сила, докато 50 държави не го ратифицират.

Въведение

Интересът към историята на появата и значението на ядрените оръжия за човечеството се определя от важността на редица фактори, сред които, може би, първият ред е зает от проблемите за осигуряване на баланса на силите на световната арена и значението на изграждането на система за ядрено възпиране на военна заплаха за държавата. Наличието на ядрено оръжие винаги има определено въздействие, пряко или непряко, върху социално-икономическата ситуация и политическия баланс на силите в „страните-собственици“ на такива оръжия.Това, наред с други неща, определя значението на изследователския проблем, който сме избрали. Проблемът за развитието и значимостта на използването на ядрените оръжия за осигуряване на националната сигурност на държавата е доста актуален в националната наука повече от десетилетие и тази тема до момента не се е изчерпала.

Целта на това изследване е атомни оръжия в съвременния свят, предмет на изследването е историята на атомната бомба и нейното технологично устройство. Новостта на работата се крие във факта, че проблемът с атомните оръжия се покрива от гледна точка на редица области: ядрена физика, национална сигурност, история, външна политика и интелигентност.

Целта на тази работа е да изучи историята на създаването и ролята на атомната (ядрена) бомба за осигуряване на мир и ред на нашата планета.

За постигане на тази цел в работата бяха решени следните задачи:

характеризира се понятието „атомна бомба“, „ядрено оръжие“ и др .;

разглеждат се предпоставките за появата на атомни оръжия;

разкри причините, които подтикнаха човечеството да създаде атомни оръжия и да ги използва.

анализира структурата и състава на атомната бомба.

Поставените цели и задачи определят структурата и логиката на изследването, което се състои от въведение, два раздела, заключение и списък на използваните източници.

АТОМНА БОМБА: СЪСТАВ, БОЙНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЦЕЛ НА СЪЗДАВАНЕТО

Преди да започнете да изучавате структурата на атомната бомба, трябва да разберете терминологията по този проблем. И така, в научните среди има специални термини, които отразяват характеристиките на атомните оръжия. Сред тях специално отбелязваме следното:

Атомната бомба е оригиналното име на самолетна ядрена бомба, чието действие се основава на експлозивна верижна реакция на ядрено делене. С появата на така наречената водородна бомба, базирана на реакция на термоядрен синтез, се установява общ термин за тях - ядрена бомба.

Ядрена бомба - въздушна бомба с ядрен заряд, има голяма разрушителна сила. Първите две ядрени бомби с TNT, еквивалентни на около 20 kt всяка, бяха хвърлени от американски самолети в японските градове Хирошима и Нагасаки, съответно на 6 и 9 август 1945 г., и причиниха огромни жертви и разрушения. Съвременните ядрени бомби имат TNT еквивалент от десетки до милиони тонове.

Ядрените или атомните оръжия са експлозивни оръжия, базирани на използването на ядрена енергия, освободена по време на ядрена верижна реакция на делене на тежки ядра или термоядрен синтез на леки ядра.

Отнася се до оръжия за масово унищожение (ОМУ) заедно с биологични и химически.

Ядрено оръжие - набор от ядрени оръжия, средства за доставянето им до целта и средства за контрол. Отнася се до оръжия за масово унищожение; притежава огромна разрушителна сила. Поради горепосочената причина САЩ и СССР инвестираха огромни суми в разработването на ядрени оръжия. Според мощността на зарядите и обхвата на действие ядрените оръжия се разделят на тактически, оперативно-тактически и стратегически. Използването на ядрено оръжие по време на война е пагубно за цялото човечество.

Ядрената експлозия е процес на незабавно освобождаване на голямо количество вътреядрена енергия в ограничен обем.

Действието на атомните оръжия се основава на реакцията на делене на тежки ядра (уран-235, плутоний-239 и в някои случаи уран-233).

Уран-235 се използва в ядрените оръжия, тъй като за разлика от най-често срещания изотоп, уран-238, в него е възможна самоподдържаща се ядрена верижна реакция.

Плутоний-239 се нарича още "плутоний с оръжеен клас", тъй като той е предназначен за създаване на ядрено оръжие и съдържанието на изотопа 239Pu трябва да бъде най-малко 93,5%.

За да отразим структурата и състава на атомната бомба, като прототип ще анализираме плутониевата бомба „Дебелия човек“ (фиг. 1), хвърлена на 9 август 1945 г. в японския град Нагасаки.

експлозия на атомна ядрена бомба

Снимка 1 - Атомната бомба "Дебелия човек"

Схемата на тази бомба (типична за еднофазни плутониеви боеприпаси) е приблизително следната:

Неутронният инициатор е берилиева сфера с диаметър около 2 cm, покрита с тънък слой от итриево-полониева сплав или метален полоний-210 - основният източник на неутрони за рязко намаляване на критичната маса и ускоряване на началото на реакцията. Той се задейства в момента на прехода на бойното ядро \u200b\u200bв свръхкритично състояние (по време на компресията полоний и берилий се смесват с отделянето на голям брой неутрони). Понастоящем, освен този тип иницииране, термоядреното иницииране (TI) е по-широко разпространено. Термоядрен инициатор (TI). Той е разположен в центъра на заряда (подобно на NI), където е разположено малко количество термоядрен материал, чийто център се нагрява от сливаща се ударна вълна и в процеса на термоядрена реакция на фона на възникналите температури се получава значително количество неутрони, достатъчно за неутронно иницииране на верижна реакция (фиг. 2).

Плутоний. Използва се най-чистият изотоп плутоний-239, макар че за да се увеличи стабилността на физическите свойства (плътност) и да се подобри свиваемостта на заряда, плутонийът е легиран с малко количество галий.

Черупка (обикновено уран), която служи като отражател на неутрон.

Алуминиева компресионна обвивка. Осигурява еднообразно бомбардиране на кримпване от ударна вълна, като в същото време предпазва вътрешните части на заряда от директен контакт с експлозиви и горещи продукти от неговото разлагане.

Експлозив със сложна детонационна система, която осигурява синхронна детонация на целия експлозив. Синхронността е необходима за създаване на строго сферична компресивна (насочена навътре) ударна вълна. Несферичната вълна води до изхвърляне на материала на топката през нехомогенността и невъзможността за създаване на критична маса. Създаването на такава система за поставяне на взривни вещества и детонация едно време беше една от най-трудните задачи. Използва се комбинирана схема (система от лещи) на „бързи“ и „бавни“ взривни вещества.

Корпусът е направен от отлити с дуралуминиеви елементи - два сферични капака и колан, свързани с болтове.

Фигура 2 - Принцип на действие на плутониева бомба

Центърът на ядрената експлозия е точката, в която възниква огнището или се намира центърът на огнената топка, а епицентърът е проекцията на центъра на експлозията върху земната или водната повърхност.

Ядрените оръжия са най-мощните и опасни видове оръжия за масово унищожение, заплашващи цялото човечество с безпрецедентно унищожение и унищожаване на милиони хора.

Ако експлозия се случи на земята или по-скоро близо до нейната повърхност, тогава част от енергията на експлозията се прехвърля на повърхността на Земята под формата на сеизмични вибрации. Възниква феномен, който по своите характеристики наподобява земетресение. В резултат на такъв взрив се образуват сеизмични вълни, които се разпространяват през земята на много големи разстояния. Разрушителният ефект на вълната е ограничен до радиус от няколкостотин метра.

Изключително високата температура на експлозията води до ярка светлинна светкавица, чиято интензивност е стотици пъти по-голяма от интензивността на слънчевите лъчи, падащи върху Земята. Светкавицата генерира огромно количество топлина и светлина. Светлинната радиация причинява самозапалване на запалими материали и изгаряния на кожата при хора в радиус от много километри.

Ядрената експлозия произвежда радиация. Той трае около минута и има толкова висока проникваща сила, че са необходими мощни и надеждни убежища, за да се защитават срещу него на близко разстояние.

Ядрената експлозия е в състояние незабавно да унищожи или обезсмисли незащитени хора, открито стоящо оборудване, конструкции и различни материални ресурси. Основните увреждащи фактори при ядрена експлозия (PFNV) са:

ударна вълна;

светлинно лъчение;

проникваща радиация;

радиоактивно замърсяване на района;

електромагнитен импулс (EMP).

При ядрена експлозия в атмосферата разпределението на освободената енергия между PFNV е приблизително както следва: около 50% за ударната вълна, 35% за фракцията светлинна радиация, 10% за радиоактивно замърсяване и 5% за проникваща радиация и EMP.

Радиоактивното замърсяване на хора, военна техника, терен и различни обекти по време на ядрена експлозия е причинено от фрагменти от делене на зареждащото вещество (Pu-239, U-235) и нереагиралата част от заряда, падащи от облака на експлозията, както и от радиоактивни изотопи, образувани в почвата и други материали под въздействието на индуцирана от неутрони активност. С течение на времето активността на фрагментите на делене бързо намалява, особено в първите часове след експлозията. Така например, общата активност на фрагменти от делене по време на експлозията на ядрено оръжие с капацитет 20 kT за един ден ще бъде няколко хиляди пъти по-малко от една минута след експлозията.