Ядерный взрыв — рассказываем развернуто

Ядерное оружие — самое страшное средство уничтожения из созданных человеком


16 июля 1945 года на авиабазе ВВС США в штате Нью-Мексико произошло событие, изменившее всю последующую историю человечества. В 5 часов 30 минут по местному времени здесь была взорвана первая в мире ядерная бомба Gadget, мощностью 20 килотонн в тротиловом эквиваленте. По воспоминаниям очевидцев, яркость взрыва значительно превосходила солнечный свет в полдень, а облако грибовидной формы всего за пять минут достигло высоты в 11 километров. Эти успешные испытания стали началом новой эры человечества – ядерной. Буквально через несколько месяцев мощь и ярость созданного оружия в полной мере испытают на себе жители Хиросимы и Нагасаки.

Американцы недолго обладали монополией на ядерную бомбу, и последующие четыре десятилетия стали периодом жесткого противостояния между США и СССР, которое вошло в учебники истории под названием Холодной войны. Ядерное оружие и сегодня является важнейшим стратегическим фактором, с которым вынуждены считаться все. Сегодня в элитный ядерный клуб фактически входит восемь государств, еще несколько стран всерьез занимаются созданием ЯО. Больше всего зарядов находятся в арсенале США и России.

Что же такое ядерный взрыв? Какими они бывают, и что представляет собой физика ядерного взрыва? Отличается ли современное ЯО от зарядов, которые были сброшены на японские города семьдесят лет назад? Ну и главное: каковы основные поражающие факторы ядерного взрыва и можно ли защититься от их воздействия? Обо всем этом будет рассказано в данном материале.

Блок: 1/7 | Кол-во символов: 1562
Источник: https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/

Из истории данного вопроса

Конец XIX и первая четверть XX столетия стали для ядерной физики периодом невиданных прорывов и удивительных свершений. Уже к середине 30-х годов ученые сделали практически все теоретические открытия, позволяющие создать ядерный заряд. В начале 30-х впервые было расщеплено атомное ядро, а в 1934 году венгерский физик Силард запатентовал конструкцию ядерного реактора.

В 1938 году трое немецких ученых – Фриц Штрассман, Отто Ган и Лиза Мейтнер – открыли процесс расщепления урана при бомбардировке нейтронами. Это была последняя остановка на пути к Хиросиме, вскоре французский физик Фредерик Жолио-Кюри получил патент на конструкцию урановой бомбы. В 1941 году Ферми закончил теорию цепной ядерной реакции.

Роберт Оппенгеймер — отец американской ядерной бомбы

В это время мир неумолимо скатывался к новой глобальной войне, поэтому изыскания ученых, направленные на создание оружия невиданной сокрушительной силы, не могли остаться незамеченными. Большой интерес к подобным исследованиям проявляло руководство гитлеровской Германии. Обладая великолепной научной школой, эта страна вполне могла первой создать ядерное оружие. Подобная перспектива сильно тревожила ведущих ученых, большинство из которых были настроены крайне антигермански. В августе 1939 года Альберт Эйнштейн по просьбе своего друга Силарда написал письмо президенту США, где указывал на опасность появления у Гитлера ядерной бомбы. Результатом этой переписки стал сначала «Урановый комитет», а затем и «Манхеттенский проект», который и привел к созданию американского ядерного оружия. В 1945 году США имели уже три бомбы: плутониевую «Штучку» (Gadget) и «Толстяка» (Fat boy), а также уранового «Малыша» (Little boy). «Родителями» американского ЯО считаются ученые Ферми и Оппенгеймер.

16 июля 1945 года на полигоне в Нью-Мексико подорвали «Штучку», а уже в августе «Малыш» и «Толстяк» сбросили на японские города. Результаты бомбардировок превзошли все ожидания военных.

В 1949 году ЯО появилось у Советского Союза. В 1952 году американцы впервые провели испытания первого устройства, в основе работы которого лежали реакции ядерного синтеза, а не распада. Вскоре термоядерная бомба была создана и в СССР.

В 1954 году американцы взорвали устройство, эквивалентом 15 мегатонн тринитротолуола. Но самый мощный ядерный взрыв в истории состоялся несколькими годами позже – на Новой Земле подорвали пятидесятимегатонную «Царь-бомбу».

К счастью, и в СССР, и в США быстро поняли, к чему способна привести масштабная ядерная война. Поэтому в 1967 году сверхдержавы подписали Договор о нераспространении ЯО. Позже был выработан еще ряд соглашений, касающихся данной области: ОСВ-I и ОСВ-II, СНВ-I и СНВ-II, др.

Советская «Царь-бомба» АН 602 мощностью 58 мегатонн, взорванная 30 октября 1961 года на Новой Земле

Ядерные взрывы в СССР проводились на Новой Земле и в Казахстане, американцы испытывали свое ЯО на полигоне в штате Невада. В 1996 году приняли договор о запрете проведения любых испытаний ЯО.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 2991
Источник: https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/

Как устроена атомная бомба?


Ядерный взрыв – это хаотичный процесс освобождения колоссального количества энергии, которая образуется в результате ядерной реакции деления или синтеза. Аналогичные и сопоставимые по мощности процессы происходят в недрах звезд.

Ядро атома любого вещества делится при поглощении нейтронов, но для большинства элементов периодической таблицы для этого необходимо затратить значительную энергию. Однако существуют элементы, способные к подобной реакции под воздействием нейтронов, которые обладают любой – даже минимальной – энергией. Они называются делящимися.

Для создания ЯО используются изотопы уран-235 или плутоний-239. Первый элемент встречается в земной коре, его можно выделить из природного урана (обогащение), а оружейный плутоний получают искусственно в ядерных реакторах. Существуют и другие делящиеся элементы, которые теоретически можно применить в ЯО, но их получение связано с большими трудностями и затратами, поэтому они почти не используются.

Главной особенностью ядерной реакции является ее цепной, то есть самоподдерживающийся характер. При облучении атома нейтронами он распадается на два осколка с выделением большого количества энергии, а также двух вторичных нейтронов, которые, в свою очередь, способны вызывать деление соседних ядер. Так процесс становится каскадным. В результате цепной ядерной реакции за короткий промежуток времени в очень ограниченном объеме образуется колоссальное количество «осколков» распавшихся ядер и атомов в виде высокотемпературной плазмы: нейтронов, электронов и квантов электромагнитного излучения. Этот сгусток стремительно расширяется, образуя ударную волну огромной разрушительной силы.

Устройство первой советской ядерной бомбы

Подавляющая часть современного ядерного оружия работает не на основе цепной реакции распада, а за счет слияния ядер легких элементов, которые начинаются при высоких температурах и огромном давлении. При этом происходит выделение еще большего количества энергии, чем во время распада ядер типа урана или плутония, но принципиально результат не изменяется – образуется область высокотемпературной плазмы. Подобные превращения носят название реакции термоядерного синтеза, а заряды, в которых они используются, — термоядерные.

Отдельно следует сказать о специальных видах ЯО, у которых большая часть энергии деления (или синтеза) направлена на один из факторов поражения. К ним относятся нейтронные боеприпасы, порождающие поток жесткого излучения, а также так называемая кобальтовая бомба, дающая максимальное радиационное заражение местности.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 2561
Источник: https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/

Классификация по мощности

Мощность ядерного взрыва характеризуется тротиловым эквивалентом (массе тринитротолуола, при взрыве которого выделится столько же энергии, сколько при ядерном взрыве). Единицами измерения мощности ядерного взрыва являются 1 килотонна (кт) или 1 мегатонна (Мт) тротилового эквивалента.

Мощность

Диаметр огненного шара, м

Максимум свечения, сек

Время свечения, сек

Высота «гриба», км

Высота облака, км

Диаметр облака, км

Сверхмалая (менее 1кт)

50-200

до 0, 03

0, 2

< 3, 5

<1, 3

< 2

Малая (1-10 кт)

200-500

0, 03-0, 1

1-2

3, 5-7

1, 3-2

2-4

Средняя (10-100 кт)

500-1000

0, 1-0, 3

2-5

7-12, 2

2-4, 5

4-10

Большая (100 кт -1 мт)

1000—2000

0, 3 -1

5-10

12, 2-19

4, 5-8, 5

10-22

Сверхбольшая (свыше 1 Мт)

> 2000

1-3 сек и >

20-40

> 19

> 8, 5

> 22

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 753
Источник: https://megabook.ru/article/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9+%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2

Световое излучение

Самое страшное проявление взрыва — не гриб, а быстротечная вспышка и образованная ею ударная волна

Образование головной ударной волны (эффект Маха) при взрыве 20 кт

Разрушения в Хиросиме в результате атомной бомбардировки

Жертва ядерной бомбардировки Хиросимы

Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва — нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар, при наземном — полусферу.

Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения — максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).

Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.

При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.

Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.

В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.

Блок: 2/10 | Кол-во символов: 1725
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D1%84%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0

Что происходит при ядерном взрыве?


После начала реакции в течение короткого периода времени и в очень ограниченном объеме выделяется значительное количество тепловой и лучистой энергии. В результате в центре ядерного взрыва до огромных значений возрастает температура и давление. Издалека эта фаза воспринимается, как очень яркая светящаяся точка. На этом этапе большая часть энергии превращается в электромагнитное излучение, в основном в рентгеновской части спектра. Оно называют первичным.

Окружающий воздух нагревается и вытесняется с точки взрыва со сверхзвуковой скоростью. Формируется облако и образуется ударная волна, которая от него отрывается. Это происходит примерно через 0,1 мсек после начала реакции. По мере остывания облако увеличивается и начинает подниматься, увлекая за собой зараженные частицы грунта и воздух. В эпицентре образуется воронка от ядерного взрыва.

Ядерные реакции, происходящие в это время, становятся источником целого ряда различных излучений, от гамма-лучей и нейтронов до высокоэнергетических электронов и атомных ядер. Так возникает проникающая радиация ядерного взрыва – один из главных поражающих факторов ЯО. Кроме того, это излучение воздействует на атомы окружающего вещества, превращая их в радиоактивные изотопы, которые заражают местность.

Гамма-излучение ионизирует атомы окружающей среды, создавая электромагнитный импульс (ЭМИ), который выводит из строя любые электронные приборы поблизости. Электромагнитный импульс высотных атмосферных взрывов распространяется на значительно большую площадь, чем при наземных или маловысотных.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 1581
Источник: https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/

Атом в мирных целях

Энергия цепной ядерной реакции – это самая мощная сила, доступная сегодня человеку. Неудивительно, что ее попытались приспособить для выполнения мирных задач. Особенно много подобных проектов разрабатывалось в СССР. Из 135 взрывов, проведенных в Советском Союзе с 1965 по 1988 год, 124 относились к «мирным», а остальные были выполнены в интересах военных.

С помощью подземных ядерных взрывов планировали сооружать водохранилища, а также емкости для сберегания природного газа и токсичных отходов. Водоемы, созданные подобным способом, должны были иметь значительную глубину и сравнительно небольшую площадь зеркала, что считалось важным преимуществом.

Их хотели использовать для поворота сибирских рек на юг страны, с их помощью собирались рыть каналы. Правда, для подобных проектов думали пустить в дело небольшие по мощности «чистые» заряды, создать которые так и не получилось.

В СССР разрабатывались десятки проектов подземных ядерных взрывов для добычи полезных ископаемых. Их намеревались использовать для повышения отдачи нефтеносных месторождений. Таким же образом хотели перекрывать аварийные скважины. В Донбассе провели подземный взрыв для удаления метана из угленосных слоев.

Карта «мирных» ядерных взрывов на территории СССР

Ядерные взрывы послужили и на благо теоретической науки. С их помощью изучалось строение Земли, различные сейсмические процессы, происходящие в ее недрах. Были предложения путем подрыва ЯО бороться с землетрясениями.

Мощь, скрытая в атоме, привлекала не только советских ученых. В США разрабатывался проект космического корабля, тягу которого должна была создавать энергия атома: до реализации дело не дошло.

До сих пор значение советских экспериментов в этой области не оценено по достоинству. Информация о ядерных взрывах в СССР по большей части закрыта, о некоторых подобных проектах мы почти ничего не знаем. Сложно определить их научное значение, а также возможную опасность для окружающей среды.

В последние годы с помощью ЯО планируют бороться с космической угрозой – возможным ударом астероида или кометы.

Ядерное оружие – это самое страшное изобретение человечества, а его взрыв – наиболее «инфернальное» средство уничтожения из всех существующих на земле. Создав его, человечество приблизилось к черте, за которой может быть конец нашей цивилизации. И пускай сегодня нет напряженности Холодной войны, но угроза от этого не стала меньшей.

В наши дни самая большая опасность – это дальнейшее бесконтрольное распространение ядерного оружия. Чем больше государств будут им обладать, тем выше вероятность, что кто-то не выдержит и нажмет пресловутую «красную кнопку». Тем более, что сегодня заполучить бомбу пытаются наиболее агрессивные и маргинальные режимы на планете.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 2735
Источник: https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/

Эпидемиологическая и экологическая обстановка


Ядерный взрыв в населённом пункте, как и другие катастрофы, связанные с большим количеством жертв, разрушением вредных производств и пожарами, приведёт к тяжёлым условиям в районе его действия, что будет вторичным поражающим фактором. Люди, даже не получившие значительных поражений непосредственно от взрыва, с большой вероятностью могут погибнуть от инфекционных заболеваний и химических отравлений. Велика вероятность сгореть в пожарах или просто расшибиться при попытке выйти из завалов.

Ядерная атака атомной электростанции может поднять в воздух значительно больше радиоактивных веществ, чем может дать сама бомба. При прямом попадании заряда и испарении реактора или хранилища радиоактивных материалов площадь земель, в течение многих десятков лет непригодных для жизни, будет в сотни и тысячи раз больше площади заражения от наземного ядерного взрыва. Например, при испарении реактора мощностью 100 МВт ядерным взрывом в 1 мегатонну, и просто при наземном ядерном взрыве 1 Мт, соотношение площадей территории со средней дозой 2 рад (0,02 Грей) в год будет следующим: через 1 год после атаки — 130 000 км² и 15 000 км²; через 5 лет — 60 000 км² и 90 км²; через 10 лет — 50 000 км² и 15 км²; через 100 лет — 700 км² и 2 км².

Блок: 7/10 | Кол-во символов: 1278
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D1%84%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0

Психологическое воздействие

Люди, оказавшиеся в районе действия взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое угнетающее воздействие от устрашающего вида разворачивающейся картины ядерного взрыва, катастрофичности разрушений и пожаров, исчезновения привычного ландшафта, множества погибших, изувеченных, умирающих людей, разлагающихся трупов из-за невозможности их захоронения, гибели родных и близких, осознания причинённого вреда своему организму и ужаса наступающей смерти от развивающейся лучевой болезни. Результатом такого воздействия среди выживших после катастрофы является развитие острых психозов, а также клаустрофобных синдромов из-за осознания невозможности выйти на поверхность земли, устойчивых кошмарных воспоминаний, влияющие на все последующее существование. В Японии есть отдельное слово, обозначающее людей, ставших жертвами ядерных бомбардировок — «Хибакуся».

Блок: 8/10 | Кол-во символов: 910
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D1%84%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0

Источники


9. Гуревич В. И. Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва и защита электрооборудования от него. — М.: Инфра-Инженерия, 2018—508 с.: ил.

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 156
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D1%84%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0
Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 16252
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

  1. https://MilitaryArms.ru/ugrozy-dlya-zhizni-na-planete/jadernyj-vzryv/: использовано 5 блоков из 7, кол-во символов 11430 (70%)
  2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D1%84%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0: использовано 4 блоков из 10, кол-во символов 4069 (25%)
  3. https://megabook.ru/article/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9+%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 753 (5%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий