3.2. nuklearne eksplozije
3.2.1. Klasifikacija nuklearnih eksplozija
Nuklearno oružje razvijeno je u Sjedinjenim Državama tijekom Drugog svjetskog rata uglavnom naporima europskih znanstvenika (Einstein, Bohr, Fermi i drugi). Prvi test ovog oružja održan je u Sjedinjenim Američkim Državama na poligonu Alamogordo 16. srpnja 1945. (u to vrijeme, u poraženoj Njemačkoj, Podzdamska konferencija). A samo 20 dana kasnije, 6. kolovoza 1945., na japanski grad Hirošimu bez ikakve vojne potrebe i svrsishodnosti bačena je atomska bomba goleme snage za ono vrijeme - 20 kilotona. Tri dana kasnije, 9. kolovoza 1945., drugi japanski grad, Nagasaki, bio je izložen atomskom bombardiranju. Posljedice nuklearnih eksplozija bile su strašne. U Hirošimi je od 255 tisuća stanovnika ubijeno ili ranjeno gotovo 130 tisuća ljudi. Od gotovo 200 tisuća stanovnika Nagasakija, pogođeno je više od 50 tisuća ljudi.
Potom se nuklearno oružje proizvodilo i testiralo u SSSR-u (1949.), Velikoj Britaniji (1952.), Francuskoj (1960.) i Kini (1964.). Sada je više od 30 država svijeta spremno u znanstvenom i tehničkom smislu za proizvodnju nuklearnog oružja.
Sada postoje nuklearni naboji koji koriste reakciju fisije urana-235 i plutonija-239 i termonuklearni naboji koji koriste (tijekom eksplozije) reakciju fuzije. Kada se uhvati jedan neutron, jezgra urana-235 se dijeli na dva fragmenta, oslobađajući gama kvant i još dva neutrona (2,47 neutrona za uran-235 i 2,91 neutron za plutonij-239). Ako je masa urana veća od trećine, ta dva neutrona dijele još dvije jezgre, oslobađajući već četiri neutrona. Nakon fisije sljedeće četiri jezgre oslobađa se osam neutrona i tako dalje. Dolazi do lančane reakcije koja dovodi do nuklearne eksplozije.
Klasifikacija nuklearnih eksplozija:
Prema vrsti naknade:
- nuklearna (atomska) - reakcija fisije;
- termonuklearna - fuzijska reakcija;
- neutron - veliki tok neutrona;
- kombinirani.
Po dogovoru:
Test;
U miroljubive svrhe;
- za vojne potrebe;
Po snazi:
- ultra-mali (manje od 1 tisuće tona TNT-a);
- mala (1 - 10 tisuća tona);
- srednje (10-100 tisuća tona);
- veliki (100 tisuća tona -1 Mt);
- superveliki (preko 1 Mt).
Vrsta eksplozije:
- visoka nadmorska visina (preko 10 km);
- zrak (lagani oblak ne doseže površinu Zemlje);
tlo;
Površinski;
Underground;
Pod vodom.
Štetni čimbenici nuklearne eksplozije. Štetni čimbenici nuklearne eksplozije su:
- udarni val (50% energije eksplozije);
- svjetlosno zračenje (35% energije eksplozije);
- prodorno zračenje (45% energije eksplozije);
- radioaktivna kontaminacija (10% energije eksplozije);
- elektromagnetski puls (1% energije eksplozije);
Udarni val (UX) (50% energije eksplozije). VX je zona jake kompresije zraka, koja se nadzvučnom brzinom širi u svim smjerovima od središta eksplozije. Izvor udarnog vala je visoki tlak u središtu eksplozije koji doseže 100 milijardi kPa. Produkti eksplozije, kao i jako zagrijani zrak, šire i sabijaju okolni sloj zraka. Ovaj komprimirani sloj zraka komprimira sljedeći sloj. Na taj se način pritisak prenosi s jednog sloja na drugi, stvarajući VX. Prednja linija komprimiranog zraka naziva se VX fronta.
Glavni parametri UH su:
- nadpritisak;
- brzina glave;
- trajanje udarnog vala.
Prekomjerni tlak je razlika između maksimalnog tlaka na fronti VX i atmosferskog tlaka.
G f \u003d G f.max -P 0
Mjeri se u kPa ili kgf / cm 2 (1 agm \u003d 1,033 kgf / cm 2 \u003d = 101,3 kPa; 1 atm = 100 kPa).
Vrijednost pretlaka uglavnom ovisi o snazi i vrsti eksplozije, kao i o udaljenosti do središta eksplozije.
Može doseći 100 kPa u eksplozijama snage 1 mt ili više.
Višak tlaka brzo opada s udaljenošću od epicentra eksplozije.
Tlak zraka velike brzine je dinamičko opterećenje koje stvara strujanje zraka, označeno s P, mjereno u kPa. Veličina brzinskog tlaka zraka ovisi o brzini i gustoći zraka iza fronte vala i usko je povezana s vrijednošću maksimalnog pretlaka udarnog vala. Brzinski tlak zamjetno djeluje kod nadtlaka većeg od 50 kPa.
Trajanje udarnog vala (pretlak) mjeri se u sekundama. Što je vrijeme djelovanja dulje, to je veći štetni učinak UV zračenja. Ultraljubičasto svjetlo nuklearne eksplozije srednje snage (10-100 kt) prijeđe 1000 m za 1,4 s, 2000 m za 4 s; 5000 m - za 12 s. VX pogađa ljude i uništava zgrade, građevine, objekte i komunikacijsku opremu.
Udarni val pogađa nezaštićene osobe izravno i neizravno (neizravna šteta je šteta koju čovjeku nanose krhotine zgrada, građevina, krhotine stakla i drugi predmeti koji se kreću velikom brzinom pod djelovanjem brzog tlaka zraka). Ozljede koje nastaju kao posljedica djelovanja udarnog vala dijele se na:
- svjetlost, karakteristika RF = 20 - 40 kPa;
- /span> prosjek, karakterističan za RF=40 - 60 kPa:
- teška, karakteristična za RF=60 - 100 kPa;
- vrlo teška, karakteristična za RF iznad 100 kPa.
Uz eksploziju snage 1 Mt, nezaštićeni ljudi mogu dobiti manje ozljede, nalazeći se 4,5 - 7 km od epicentra eksplozije, teške - 2 - 4 km svaki.
Za zaštitu od UV zračenja koriste se posebna skladišta, podrumi, podzemni radovi, rudnici, prirodna skloništa, nabori terena itd.
Volumen i priroda razaranja zgrada i građevina ovisi o snazi i vrsti eksplozije, udaljenosti od epicentra eksplozije, snazi i veličini zgrada i građevina. Od prizemnih zgrada i građevina najotpornije su monolitne armiranobetonske konstrukcije, kuće s metalnom konstrukcijom i zgrade protupotresne konstrukcije. U nuklearnoj eksploziji snage 5 Mt, armirano-betonske konstrukcije bit će uništene u radijusu od 6,5 km, kuće od opeke - do 7,8 km, drvene kuće će biti potpuno uništene u radijusu od 18 km.
UV zračenje ima tendenciju prodiranja u prostorije kroz otvore na prozorima i vratima, uzrokujući uništavanje pregrada i opreme. Tehnološka oprema je stabilnija i uništava se uglavnom kao posljedica urušavanja zidova i stropova kuća u kojima je ugrađena.
Svjetlosno zračenje (35% energije eksplozije). Svjetlosno zračenje (CB) je elektromagnetsko zračenje u ultraljubičastom, vidljivom i infracrvenom području spektra. Izvor SW je svijetleća regija koja se širi brzinom svjetlosti (300 000 km/s). Vrijeme postojanja svjetlećeg područja ovisi o snazi eksplozije i iznosi za naboje različitih kalibara: supermali kalibar - desetinke sekunde, srednji - 2 - 5 s, superveliki - nekoliko desetaka sekundi. Veličina svijetleće površine za malog kalibra je 50-300 m, za srednjeg kalibra 50-1000 m, za ekstra velikog kalibra je nekoliko kilometara.
Glavni parametar koji karakterizira SW je svjetlosni puls. Mjeri se u kalorijama po 1 cm 2 površine koja se nalazi okomito na smjer izravnog zračenja, kao iu kilojoulima po m 2:
1 cal / cm 2 \u003d 42 kJ / m 2.
Ovisno o veličini percipiranog svjetlosnog pulsa i dubini lezije kože, osoba doživljava opekline tri stupnja:
- Opekline I stupnja karakteriziraju crvenilo kože, oteklina, bol, uzrokovana svjetlosnim pulsom od 100-200 kJ/m 2 ;
- opekline drugog stupnja (mjehurići) javljaju se sa svjetlosnim pulsom od 200 ... 400 kJ / m 2;
- opekline trećeg stupnja (čirevi, nekroze kože) nastaju pri svjetlosnom pulsu od 400-500 kJ/m 2 .
Velika vrijednost impulsa (više od 600 kJ/m2) uzrokuje pougljenje kože.
Tijekom nuklearne eksplozije, 20 kt skrbništva I stupnja promatrat će se u radijusu od 4,0 km., 11 stupnjeva - unutar 2,8 kt, III stupnja - u radijusu od 1,8 km.
Sa snagom eksplozije od 1 Mt, te se udaljenosti povećavaju na 26,8 km, 18,6 km i 14,8 km. odnosno.
SW se širi pravocrtno i ne prolazi kroz neprozirne materijale. Stoga svaka prepreka (zid, šuma, oklop, gusta magla, brda itd.) može formirati zonu sjene, štiti od svjetlosnog zračenja.
Požari su najjači učinak SW-a. Na veličinu požara utječu čimbenici kao što su priroda i uvjeti razvoja.
Uz gustoću izgrađenosti veću od 20%, požari se mogu spojiti u jedan kontinuirani požar.
Gubici od požara Drugog svjetskog rata iznosili su 80%. Tijekom poznatog bombardiranja Hamburga istovremeno je pucano na 16.000 kuća. Temperatura u požarištu dosegla je 800°C.
CB značajno pojačava djelovanje HC.
Prodorno zračenje (45% energije eksplozije) nastaje zbog zračenja i toka neutrona koji se šire nekoliko kilometara oko nuklearne eksplozije, ionizirajući atome ovog medija. Stupanj ionizacije ovisi o dozi zračenja, čija je mjerna jedinica rendgen (u 1 cm suhog zraka pri temperaturi i tlaku od 760 mm Hg nastaje oko dvije milijarde parova iona). Ionizacijska sposobnost neutrona procjenjuje se u ekološkim ekvivalentima X-zraka (Rem - doza neutrona čiji je učinak jednak utjecajnom X-zračenju).
Učinak prodornog zračenja na ljude kod njih uzrokuje radijacijsku bolest. Radijacijska bolest 1. stupnja (opća slabost, mučnina, vrtoglavica, pospanost) razvija se uglavnom pri dozi od 100-200 rad.
Radijacijska bolest II stupnja (povraćanje, jaka glavobolja) javlja se pri dozi od 250-400 savjeta.
Radijacijska bolest III stupnja (50% umire) razvija se pri dozi od 400 - 600 rad.
Radijacijska bolest IV stupnja (uglavnom nastupa smrt) nastaje kada je ozračeno više od 600 vrhova.
Kod nuklearnih eksplozija male snage utjecaj prodornog zračenja je značajniji od UV i svjetlosnog zračenja. S povećanjem snage eksplozije smanjuje se relativni udio ozljeda od prodornog zračenja, jer se povećava broj ozljeda i opeklina. Radijus oštećenja prodornim zračenjem ograničen je na 4 - 5 km. bez obzira na povećanje eksplozivne snage.
Prodorno zračenje značajno utječe na učinkovitost radioelektroničke opreme i komunikacijskih sustava. Pulsno zračenje, tok neutrona ometa rad mnogih elektroničkih sustava, posebno onih koji rade u pulsirajućem načinu rada, uzrokujući prekide u opskrbi električnom energijom, kratke spojeve u transformatorima, povećanje napona, izobličenje oblika i veličine električnih signala.
U tom slučaju zračenje uzrokuje privremene prekide u radu opreme, a tok neutrona uzrokuje nepovratne promjene.
Za diode s gustoćom toka od 1011 (germanij) i 1012 (silicij) neutrona/em 2 mijenjaju se karakteristike strujnog smjera prema naprijed i natrag.
U tranzistorima se faktor pojačanja struje smanjuje, a struja reverznog kolektora raste. Silikonski tranzistori su stabilniji i zadržavaju svoja svojstva pojačanja pri tokovima neutrona iznad 1014 neutrona/cm 2 .
Elektrovakuumski uređaji su stabilni i zadržavaju svoja svojstva do gustoće toka od 571015 - 571016 neutrona/cm 2 .
Otpornici i kondenzatori otporni na gustoću od 1018 neutrona / cm 2. Tada se mijenja vodljivost otpornika, povećavaju se curenje i gubici kondenzatora, posebno kod električnih kondenzatora.
Radioaktivna kontaminacija (do 10% energije nuklearne eksplozije) nastaje induciranim zračenjem, ispadanjem fragmenata fisije nuklearnog naboja i dijela zaostalog urana-235 ili plutonija-239 na tlo.
Radioaktivno onečišćenje područja karakterizira razina zračenja koja se mjeri u rentgenima po satu.
Ispadanje radioaktivnih tvari nastavlja se kretanjem radioaktivnog oblaka pod utjecajem vjetra, uslijed čega na površini zemlje nastaje radioaktivni trag u obliku trake kontaminiranog terena. Duljina staze može doseći nekoliko desetaka kilometara, pa čak i stotine kilometara, a širina - desetke kilometara.
Ovisno o stupnju zaraze i mogućim posljedicama izloženosti, razlikuju se 4 zone: umjerena, teška, opasna i izrazito opasna zaraza.
Radi praktičnosti rješavanja problema procjene radijacijske situacije, granice zona obično se karakteriziraju razinama zračenja 1 sat nakon eksplozije (P a) i 10 sati nakon eksplozije, P 10 . Također su postavljene vrijednosti doza gama zračenja D koje se primaju u razdoblju od 1 sata nakon eksplozije do potpunog raspada radioaktivnih tvari.
Zona umjerene infekcije (zona A) - D = 40,0-400 rad. Razina zračenja na vanjskoj granici zone G v = 8 R/h, R 10 = 0,5 R/h. U zoni A rad na objektima u pravilu ne prestaje. Na otvorenim površinama koje se nalaze u sredini zone ili na njezinoj unutarnjoj granici, rad se zaustavlja na nekoliko sati.
Zona teške infekcije (zona B) - D = 4000-1200 savjeta. Razina zračenja na vanjskoj granici G in \u003d 80 R / h., P 10 \u003d 5 R / h. Rad se prekida na 1 dan. Ljudi se skrivaju u skloništima ili se evakuiraju.
Zona opasne infekcije (zona B) - D \u003d 1200 - 4000 rad. Razina zračenja na vanjskoj granici G in \u003d 240 R / h., R 10 \u003d 15 R / h. U ovoj zoni radovi na objektima prestaju od 1 do 3-4 dana. Ljudi se evakuiraju ili se sklanjaju u zaštitne objekte.
Zona izrazito opasne zaraze (zona G) na vanjskoj granici D = 4000 rad. Razina zračenja G in \u003d 800 R / h., R 10 \u003d 50 R / h. Rad se prekida na nekoliko dana i nastavlja nakon pada razine radijacije na sigurnu vrijednost.
Za primjer na sl. 23 prikazane su veličine zona A, B, C, D koje nastaju pri eksploziji snage 500 kt i vjetra 50 km/h.
Karakteristična značajka radioaktivne kontaminacije tijekom nuklearnih eksplozija je relativno brz pad razine zračenja.
Visina eksplozije ima veliki utjecaj na prirodu infekcije. Tijekom eksplozija na velikim visinama, radioaktivni oblak se diže do znatne visine, otpuhuje ga vjetar i raspršuje se na velikom području.
Stol
Ovisnost razine zračenja o vremenu nakon eksplozije
| Vrijeme nakon eksplozije, h | ||||||||||||||||||||||||||||
| Razina zračenja, % | 43,5 | 27,0 | 19,0 | 14,5 | 11,6 | 7,15 | 5,05 | 0,96 |
||||||||||||||||||||
Boravak ljudi u kontaminiranim područjima dovodi do njihove izloženosti radioaktivnim tvarima. Osim toga, radioaktivne čestice mogu ući u tijelo, smjestiti se na otvorenim dijelovima tijela, prodrijeti u krv kroz rane, ogrebotine, uzrokujući jedan ili drugi stupanj radijacijske bolesti.
Za ratne uvjete sigurnom dozom ukupne pojedinačne izloženosti smatraju se sljedeće doze: unutar 4 dana - ne više od 50 savjeta, 10 dana - ne više od 100 savjeta, 3 mjeseca - 200 savjeta, tijekom godine - ne više od 300 rads.
Za rad u kontaminiranom području koristi se osobna zaštitna oprema, dekontaminacija se provodi prilikom napuštanja kontaminiranog područja, a ljudi se podvrgavaju sanaciji.
Skloništa i skloništa služe za zaštitu ljudi. Svaka zgrada se vrednuje koeficijentom prigušenja K stanje, koji se shvaća kao broj koji pokazuje koliko je puta doza zračenja u skladištu manja od doze zračenja na otvorenim prostorima. Za kamene kuće Za posuđe - 10, automobile - 2, spremnike - 10, podrume - 40, za posebno opremljene skladišne prostore može biti i veće (do 500).
Elektromagnetski puls (EMI) (1% energije eksplozije) kratkotrajni je val napona električnih i magnetskih polja i struja uslijed kretanja elektrona iz središta eksplozije, a nastaje ionizacijom zrak. Amplituda EMI vrlo brzo eksponencijalno opada. Trajanje impulsa jednako je stotinki mikrosekunde (slika 25). Nakon prvog impulsa, zbog međudjelovanja elektrona sa Zemljinim magnetskim poljem, dolazi do drugog, duljeg impulsa.
Frekvencijski raspon EMR-a je do 100 m Hz, ali je njegova energija uglavnom raspoređena blizu srednjeg frekvencijskog raspona od 10-15 kHz. Štetni učinak EMI je nekoliko kilometara od središta eksplozije. Tako kod prizemne eksplozije snage 1 Mt vertikalna komponenta električno polje EMI na udaljenosti od 2 km. od središta eksplozije - 13 kV / m, na 3 km - 6 kV / m, 4 km - 3 kV / m.
EMI ne utječe izravno na ljudsko tijelo.
Pri procjeni utjecaja EMI na elektroničku opremu mora se uzeti u obzir i istodobna izloženost EMI zračenju. Pod utjecajem zračenja povećava se vodljivost tranzistora, mikro krugova, a pod utjecajem EMI-a oni se probijaju. EMI je iznimno učinkovit alat oštetiti elektroničku opremu. SDI program predviđa izvođenje posebnih eksplozija, koje stvaraju EMI dovoljan da uništi elektroniku.
Svi tvorci nuklearnog oružja iskreno su vjerovali da čine dobro djelo, spašavajući svijet od "smeđe kuge", "komunističke zaraze" i "imperijalističke ekspanzije". Za zemlje koje su težile posjedovanju energije atoma, to je bio iznimno važan zadatak - bomba je djelovala kao simbol i jamac njihove nacionalna sigurnost i mirnu budućnost. Najsmrtonosnije od svih oružja za ubojstvo koje je čovjek izumio u očima kreatora bilo je i najmoćniji jamac mira na Zemlji.
U središtu podjele i sinteze
Desetljeća koja su prošla od tužnih događaja s početka kolovoza 1945. – eksplozije američkih atomskih bombi nad japanskim gradovima Hirošimom i Nagasakijem – potvrdila su ispravnost znanstvenika koji su političarima dali neviđeno oružje napada i odmazde. Dvije borbene uporabe bile su dovoljne da bismo mogli živjeti 60 godina bez uporabe nuklearnog oružja u vojnim operacijama. I stvarno se tome nadam ove vrste oružje će ostati glavno sredstvo odvraćanja od novog svjetskog rata i nikada se neće koristiti u borbene svrhe.
Nuklearno oružje definirano je kao "eksplozivno oružje za masovno uništenje koje se temelji na korištenju energije oslobođene tijekom reakcija nuklearne fisije ili fuzije". Sukladno tome nuklearne naboje dijelimo na nuklearne i termonuklearne. Načini oslobađanja energije atomske jezgre fisijom ili fuzijom bili su jasni fizičarima do kraja 1930-ih. Prvi način pretpostavlja lančanu reakciju nuklearne fisije teških elemenata, drugi - fuziju jezgri lakih elemenata uz stvaranje teže jezgre. Snaga nuklearnog naboja obično se izražava kao "TNT ekvivalent", to jest, količina konvencionalnog TNT eksploziva koji se mora detonirati da bi se oslobodila ista energija. Jedna nuklearna bomba može biti ekvivalentna u takvoj mjeri milijunu tona TNT-a, ali posljedice njezine eksplozije mogu biti puno gore od eksplozije milijarde tona konvencionalnog eksploziva.
Posljedice obogaćivanja
Za dobivanje nuklearne energije fisijom od posebnog su interesa jezgre izotopa urana s atomskim težinama 233 i 235 (233 U i 235 U) i plutonija - 239 (239 Pu), koji se fisiraju pod utjecajem neutrona. Do vezivanja čestica u svim jezgrama dolazi zbog jake interakcije, koja je posebno učinkovita na malim udaljenostima. U velikim jezgrama teških elemenata ta je veza slabija, jer elektrostatske sile odbijanja između protona, takoreći, "otpuštaju" jezgru. Raspad jezgre teškog elementa pod djelovanjem neutrona na dva brzoleteća fragmenta praćen je oslobađanjem velike količine energije, emisijom gama kvanta i neutrona - prosječno 2,46 neutrona po raspadnutoj jezgri urana i 3,0 neutrona po jednoj jezgri plutonija. Zbog činjenice da se broj neutrona naglo povećava tijekom raspada jezgri, reakcija fisije može odmah pokriti sve nuklearno gorivo. To se događa kada se dosegne “kritična masa”, kada započne lančana reakcija fisije koja dovodi do atomske eksplozije.
1 - tijelo
2 - eksplozivni mehanizam
3 - konvencionalni eksploziv
4 - električni detonator
5 - reflektor neutrona
6 - nuklearno gorivo (235U)
7 - izvor neutrona
8 - proces kompresije nuklearnog goriva s eksplozijom usmjerenom prema unutra
Ovisno o načinu dobivanja kritične mase, razlikuju se atomsko streljivo topovskog i implozivnog tipa. U jednostavnom topovskom streljivu, dvije mase od 235 U, od kojih je svaka manja od kritične, povezane su pomoću naboja konvencionalnog eksploziva (BB) ispaljivanjem iz neke vrste unutarnjeg pištolja. Nuklearno gorivo možemo podijeliti na više dijelovi koji će biti povezani eksplozijom eksploziva koji ih okružuje. Takva shema je složenija, ali vam omogućuje postizanje visokih snaga naboja.
U municiji implozijskog tipa, uran 235 U ili plutonij 239 Pu komprimira se eksplozijom konvencionalnog eksploziva smještenog oko njih. Pod djelovanjem udarnog vala gustoća urana ili plutonija naglo raste i "nadkritična masa" se postiže s manjom količinom fisijskog materijala. Za učinkovitiju lančanu reakciju, gorivo u obje vrste streljiva okruženo je neutronskim reflektorom, na primjer, na bazi berilija, a izvor neutrona postavljen je u središte naboja koji pokreće reakciju.
Izotop 235 U, neophodan za stvaranje nuklearnog naboja, u prirodnom uranu sadrži samo 0,7%, ostatak je stabilni izotop 238 U. Da bi se dobila dovoljna količina fisibilnog materijala, prirodni uran se obogaćuje, a to je bio jedan od najvećih tehnički teški zadaci u stvaranju atomska bomba. Plutonij se dobiva umjetno - nakuplja se u industrijskim nuklearnim reaktorima, zbog pretvorbe 238 U u 239 Pu pod djelovanjem toka neutrona.
Klub međusobnog zastrašivanja
Eksplozija Sovjeta nuklearna bomba 29. kolovoza 1949. obavijestio je sve o kraju američkog nuklearnog monopola. No, nuklearna utrka tek se odvijala i vrlo brzo su joj se pridružili novi sudionici.
Dana 3. listopada 1952., eksplozijom vlastitog punjenja, Velika Britanija je najavila ulazak u "nuklearni klub", 13. veljače 1960. - Francuska, a 16. listopada 1964. - Kina.
Dobro je poznat politički utjecaj nuklearnog oružja kao sredstva međusobne ucjene. Prijetnja brzog nuklearnog osvetničkog udara na neprijatelja bila je i ostala glavno sredstvo odvraćanja, prisiljavajući agresora da traži druge načine vođenja vojnih operacija. To se očitovalo iu specifičnosti Trećeg svjetskog rata, koji je oprezno nazvan "hladnim".
Službena "nuklearna strategija" dobro je odražavala procjenu ukupne vojne moći. Dakle, ako je sovjetska država, prilično uvjerena u svoju snagu, 1982. najavila da “neće prva upotrijebiti nuklearno oružje”, onda je Jeljcinova Rusija bila prisiljena najaviti mogućnost uporabe nuklearnog oružja čak i protiv “nenuklearnog” protivnika . “Nuklearni raketni štit” ostao je i danas glavno jamstvo protiv vanjske opasnosti i jedan od glavnih stupova neovisne politike. Sjedinjene Države su 2003. godine, kada je agresija na Irak već bila riješena stvar, prešle s brbljanja o "nesmrtonosnom" oružju na prijetnju "mogućom uporabom taktičkog nuklearnog oružja". Još jedan primjer. Već u prvim godinama 21. stoljeća "nuklearnom klubu" pridružile su se Indija i Pakistan. I gotovo odmah nakon toga uslijedila je oštra eskalacija sukoba na njihovoj granici.
Stručnjaci IAEA-e i tisak dugo su tvrdili da je Izrael "sposoban" proizvesti nekoliko desetaka nuklearnih oružja. Izraelci se, s druge strane, radije tajanstveno smiješe - sama mogućnost posjedovanja nuklearnog oružja ostaje moćno sredstvo pritiska čak iu regionalnim sukobima.
Prema implozivnoj shemi
S dovoljnim približavanjem jezgri lakih elemenata, između njih počinju djelovati nuklearne sile privlačenja, što omogućuje sintezu jezgri težih elemenata, koja je, kao što je poznato, produktivnija od raspada. Potpuna fuzija u 1 kg smjese koja je optimalna za termonuklearnu reakciju daje 3,7-4,2 puta više energije nego potpuni raspad 1 kg urana 235 U. Osim toga, ne postoji koncept kritične mase za termonuklearni naboj, a ovo ograničava moguću snagu nuklearnog naboja nekoliko stotina kilotona. Sinteza omogućuje postizanje razine snage od megatona TNT ekvivalenta. Ali za to se jezgre moraju približiti udaljenosti na kojoj će se pojaviti jake interakcije - 10 -15 m. Približavanje je spriječeno elektrostatskim odbijanjem između pozitivno nabijenih jezgri. Da bi se prevladala ova barijera, potrebno je tvar zagrijati na temperaturu od nekoliko desetaka milijuna stupnjeva (otuda i naziv "termonuklearna reakcija"). Nakon postizanja ultravisokih temperatura i stanja guste ionizirane plazme, vjerojatnost početka fuzijske reakcije naglo raste. Najveće šanse imaju jezgre teških (deuterij, D) i superteških (tritij, T) izotopa vodika, stoga su prvi termonuklearni naboji nazvani "vodik". Tijekom sinteze stvaraju izotop helija 4He. Jedino što preostaje jest postići tako visoke temperature i tlakove kakvi se nalaze unutar zvijezda. Termonuklearno streljivo dijelimo na dvofazno (fisija-sinteza) i trofazno (fisija-fuzija-fisija). Jednofazna fisija se smatra nuklearnim ili "atomskim" nabojem. Prvu shemu dvofaznog punjenja pronašao je ranih 1950-ih Ya.B. Zeldovich, A.D. Sakharov i Yu.A. Trutnjeva u SSSR-u te E. Tellera i S. Ulama u SAD-u. Temeljio se na ideji "implozije zračenja" - metode u kojoj dolazi do zagrijavanja i kompresije termonuklearnog naboja zbog isparavanja ljuske koja ga okružuje. Pritom je dobivena cijela kaskada eksplozija - konvencionalni eksplozivi lansirali su atomsku bombu, a atomska bomba zapalila termonuklearnu. Litij-6 deuterid (6 LiD) tada je korišten kao termonuklearno gorivo. Tijekom nuklearne eksplozije, izotop 6Li aktivno je uhvatio fisijske neutrone, raspadajući se u helij i tricij, tvoreći mješavinu deuterija i tricija potrebnu za reakciju fuzije.
22. studenoga 1955. detonirana je prva sovjetska termonuklearna bomba projektirane snage oko 3 Mt (zamjenom dijela 6 LiD pasivnim materijalom snaga je smanjena na 1,6 Mt). Bilo je to naprednije oružje od glomazne stacionarne naprave koju su Amerikanci digli u zrak tri godine ranije. A 23. veljače 1958., već na Novoj Zemlji, testirali su sljedeće, snažnije punjenje koje je dizajnirao Yu.A. Trutnjev i Yu.N. Babaev, koji je postao osnova za daljnji razvoj domaćih termonuklearnih punjenja.
U trofaznoj shemi termonuklearni naboj također je okružen ljuskom od 238 U. Pod utjecajem visokoenergetskih neutrona nastalih tijekom termonuklearne eksplozije dolazi do fisije jezgri 238 U, što daje dodatni doprinos energiji od eksplozije.
Detonaciju nuklearnog oružja osiguravaju složeni višestupanjski sustavi, uključujući uređaje za blokiranje, izvršne, pomoćne, rezervne jedinice. Svjedočanstvo njihove pouzdanosti i snage njihovih kutija za streljivo je da niti jedna od mnogih nesreća s nuklearnim oružjem koje su se dogodile tijekom 60 godina nije izazvala eksploziju ili curenje radioaktivnosti. Bombe su gorjele, padale u automobilske i željezničke nesreće, odvajale se od zrakoplova i padale na kopno i u more, ali nijedna nije eksplodirala spontano.
Termonuklearne reakcije pretvaraju samo 1-2% mase reaktanta u energiju eksplozije, a to je daleko od granice sa stajališta moderne fizike. Značajno veće snage mogu se postići reakcijom anihilacije (međusobna anihilacija materije i antimaterije). Ali do sada je provedba takvih procesa na "makrorazini" polje teorije.
Štetni učinak zračne nuklearne eksplozije snage 20 kt. Radi jasnoće, štetni čimbenici nuklearne eksplozije su "razloženi" na zasebne "vladare". Uobičajeno je razlikovati zone umjerene (zona A, doza zračenja primljene tijekom potpunog raspada, od 40 do 400 r), jake (zona B, 400-1200 r), opasne (zona C, 1200-4000 r) , posebno opasna (zona G, hitna, 4.000-10.000 r) infekcija
Mrtve pustinje
Štetni čimbenici nuklearnog oružja, mogući načini njihovog jačanja, s jedne strane, i zaštite od njih, s druge strane, ispitani su tijekom brojnih testova, uključujući i sudjelovanje trupa. NA sovjetska vojska proveo dvije vojne vježbe sa stvarnom uporabom nuklearnog oružja - 14. rujna 1954. na poligonu Tock (regija Orenburg) i 10. rujna 1956. u Semipalatinsku. O tome u domaćem tisku u posljednjih godina objavljene su mnoge publikacije u kojima je iz nekog razloga promakla činjenica da je u SAD-u održano osam sličnih vojnih vježbi. Jedan od njih - "Desert Rock-IV" - dogodio se otprilike u isto vrijeme kad i Totskoy, u Yucca Flatu (Nevada).
1 - iniciranje nuklearnog punjenja (s nuklearnim gorivom podijeljenim na dijelove)
2 - termonuklearno gorivo (mješavina D i T)
3 - nuklearno gorivo (238U)
4 - iniciranje nuklearnog naboja nakon detonacije dame konvencionalnog eksploziva
5 - izvor neutrona. Zračenje uzrokovano radom nuklearnog naboja stvara radijacijsku imploziju (isparavanje) ljuske od 238U, koja sabija i pali termonuklearno gorivo
Mlazni katapult
Svako oružje mora sadržavati način isporuke streljiva do cilja. Za nuklearna i termonuklearna punjenja izumljeno je mnogo takvih metoda za različite vrste oružanih snaga i borbenih oružja. Nuklearno oružje obično se dijeli na "strateško" i "taktičko". „Strateško ofenzivno oružje“ (START) namijenjeno je prvenstveno za uništavanje ciljeva na neprijateljskom teritoriju koji su najvažniji za njegovo gospodarstvo i oružane snage. Glavni elementi START-a su kopnene interkontinentalne balističke rakete (ICBM), balističke rakete koje se lansiraju s podmornica (SLBM) i strateški bombarderi. U Sjedinjenim Državama ova kombinacija se naziva "nuklearna trijada". U SSSR-u je glavna uloga bila dodijeljena raketnim snagama strateška svrha, čija je skupina strateških ICBM služila kao glavno sredstvo odvraćanja neprijatelja. Raketne podmornice, koje se smatraju manje ranjivima na neprijateljski nuklearni napad, dodijeljene su da uzvrate udarac. Bombarderi su bili namijenjeni nastavku rata nakon razmjene nuklearnih udara. Taktičko oružje je oružje na bojnom polju.
Raspon snage
Prema snazi nuklearna oružja dijele se na ultramala (do 1 kt), mala (od 1 do 10 kt), srednja (od 10 do 100 kt), velika (od 100 kt do 1 Mt), ekstra veliki (preko 1 Mt). Odnosno, Hirošima i Nagasaki su na dnu ljestvice "srednjeg" streljiva.
U SSSR-u je 30. listopada 1961. dignuto u zrak najjače termonuklearno punjenje na poligonu Novaya Zemlya (glavni programeri bili su V.B. Adamski, Yu.N. Babaev, A.D. Saharov, Yu.N. Smirnov i Yu.A. Trutnjev). Projektirani kapacitet "superbombe" težine oko 26 tona dosegao je 100 Mt, ali je za testiranje "prepolovljen" na 50 Mt, a detonacija na visini od 4000 m i niz dodatnih mjera isključili su opasnu radioaktivnu kontaminaciju područja. . PAKAO. Saharov je predložio da mornari naprave golemi torpedo s nabojem od stotinu megatona kako bi pogodili luke i obalne gradove neprijatelja. Prema njegovim memoarima: “Kontraadmiral P.F. Fokin ... je bio šokiran "kanibalskom prirodom" projekta i primijetio je u razgovoru sa mnom da su vojni mornari navikli boriti se protiv naoružanog neprijatelja u otvorenoj borbi i da mu je sama pomisao na takav masakr bila odvratna "( citirao A.B. Koldobsky "Strateška podmornička flota SSSR-a i Rusije, prošlost, sadašnjost, budućnost). Istaknuti dizajner nuklearnog oružja L.P. Feoktistov o ovoj ideji govori: „U našim krugovima bila je nadaleko poznata i izazvala je ironiju svojom neostvarivošću, a potpuno odbacivanje zbog svoje bogohulne, duboko neljudske prirode.
Amerikanci su svoju najjaču eksploziju od 15 Mt izveli 1. ožujka 1954. u blizini atola Bikini u tihi ocean. I opet, ne bez posljedica za Japance - radioaktivne padavine prekrile su japansku koćaricu "Fukuryu-maru", koja se nalazi više od 200 km od Bikinija. Visoku dozu zračenja primila su 23 ribara, jedan je umro od radijacijske bolesti.
Najmanjim taktičkim nuklearnim oružjem može se smatrati američki sustav Davy Crocket iz 1961. - bestrzajne puške kalibra 120 i 155 mm s nuklearnim projektilom od 0,01 kt. Međutim, sustav je ubrzo napušten. Ideja o "atomskom metku" na bazi kalifornija-254 (umjetno dobivenog elementa s vrlo niskom kritičnom masom) također nije provedena.
Nuklearna zima
Do kraja 1970-ih nuklearni paritet suprotstavljenih supersila u svim pogledima i bezizlaznost "nuklearne strategije" postali su očiti. A onda je - vrlo pravovremeno - u arenu ušla teorija o "nuklearnoj zimi". Sa sovjetske strane, akademici N.N. Moiseeva i G.S. Golitsyn, od američkog - astronoma K. Sagana. G.S. Golitsyn ukratko ocrtava posljedice nuklearnog rata: “Masovni požari. Nebo je crno od dima. Pepeo i dim apsorbiraju sunčevo zračenje. Atmosfera se zagrijava, a površina hladi – do nje ne dopiru sunčeve zrake. Svi učinci povezani s isparenjima su smanjeni. Prestaju monsuni koji prenose vlagu iz oceana na kontinente. Atmosfera postaje suha i hladna. Sva živa bića umiru." To jest, bez obzira na dostupnost skloništa i razinu radijacije, oni koji su preživjeli nuklearni rat osuđeni su jednostavno umrijeti od gladi i hladnoće. Teorija je dobila svoju “matematičku” brojčanu potvrdu i jako uzbudila umove 1980-ih, iako je odmah naišla na odbacivanje u znanstvenim krugovima. Mnogi su se stručnjaci složili da je u teoriji nuklearne zime znanstveni kredibilitet žrtvovan humanitarnim, odnosno političkim težnjama - ubrzanju nuklearnog razoružanja. To objašnjava njegovu popularnost.
Ograničenje nuklearnog oružja bilo je sasvim logično i nije bio uspjeh diplomacije i "ekologa" (koji često postaju samo instrument aktualne politike), već vojne tehnologije. Visokoprecizno oružje sposobno "staviti" konvencionalno punjenje s točnošću od nekoliko desetaka metara na udaljenosti od nekoliko stotina kilometara, generatori moćnih elektromagnetskih impulsa koji onesposobljavaju elektroničku opremu, volumetrijsko detonirajuće i termobaričko streljivo koje stvara opsežne zone uništenja, omogućuju rješavanje iste zadaće, poput taktičkog nuklearnog oružja - bez opasnosti od izazivanja opće nuklearne katastrofe.
Varijacije pokretanja
Vođene rakete glavni su nositelji nuklearnog oružja. Projektili interkontinentalnog dometa s nuklearnim bojevim glavama najstrašnija su komponenta nuklearnog arsenala. Bojna glava (bojna glava) se isporučuje do cilja u minimalnom vremenu, a to je cilj koji je teško pogoditi. S povećanjem točnosti, ICBM su postale sredstvo za uništavanje dobro branjenih ciljeva, uključujući vitalne vojne i civilne ciljeve. Višestruke bojeve glave značajno su povećale učinkovitost oružja nuklearnih projektila. Dakle, 20 streljiva od 50 kt ekvivalentno je u učinkovitosti jednom od 10 Mt. Odvojene glave pojedinačnog navođenja lakše se probijaju kroz proturaketni obrambeni sustav (ABM) nego monoblok. Razvoj manevarskih bojevih glava, čiju putanju neprijatelj ne može izračunati, dodatno je otežao rad proturaketne obrane.
Kopnene ICBM-e sada se postavljaju ili u rudnike ili na mobilne instalacije. Rudnička instalacija je najzaštićenija i spremna za trenutno puštanje u rad. američka raketa Minuteman-3 baziran na silosu može isporučiti višestruku bojevu glavu s tri bloka od po 200 kt na domet do 13 000 km, ruski R-36M može isporučiti bojevu glavu od 8 blokova megatonske klase na udaljenost od 10 000 km (moguća je i jednobločna bojeva glava). Lansiranje "minobacačem" (bez blještave baklje motora), snažan skup sredstava za prevladavanje obrane od projektila pojačava zastrašujući izgled projektila R-36M i N, koji se na Zapadu nazivaju SS-18 "Sotona". No, mina je nepomična, kako god je skrivali, a s vremenom će njezine točne koordinate biti u programu leta neprijateljskih bojevih glava. Druga opcija za baziranje strateških projektila je mobilni kompleks, s kojim možete držati neprijatelja u mraku o mjestu lansiranja. Na primjer, borbeni željeznički raketni sustav, prerušen u obični vlak s putničkim i hladnjačama. Lansiranje raketa (na primjer, RT-23UTTKh s 10 bojevih glava i dometom paljbe do 10 000 km) može se izvesti s bilo kojeg dijela staze željeznička pruga. Teška šasija na kotačima za sve terene omogućila je postavljanje lansera ICBM na njih. Na primjer, ruska univerzalna raketa "Topol-M" (RS-12M2 ili SS-27) s monoblok bojevom glavom i dometom do 10.000 km, stavljena u borbenu dužnost krajem 1990-ih, namijenjena je za protuminsko i mobilno kopneno djelovanje. instalacije, predviđeno je njegovo baziranje i na podmornicama. Bojna glava ovog projektila, težine 1,2 tone, ima kapacitet od 550 kt, odnosno svaki kilogram nuklearnog punjenja u ovom slučaju je ekvivalentan gotovo 500 tona eksploziva.
Glavni način povećanja iznenađenja napada i ostavljanja neprijatelju manje vremena za reakciju je skraćivanje vremena leta postavljanjem lansera bliže njemu. U tome su suprotstavljene strane vrlo aktivno sudjelovale stvarajući operativno-taktičke projektile. Ugovor koji su potpisali M. Gorbačov i R. Reagan 8. prosinca 1987. doveo je do smanjenja raketa srednjeg (s 1000 na 5500 km) i manjeg (s 500 na 1000 km) dometa. Štoviše, na inzistiranje Amerikanaca, u Sporazum je uključen kompleks Oka s dometom ne većim od 400 km, koji nije potpadao pod ograničenja: jedinstveni kompleks otišao je pod nož. Ali sada je već razvijen novi ruski kompleks Iskander.
Rakete srednjeg dometa koje su potpale pod smanjenje stigle su do cilja za samo 6-8 minuta leta, dok interkontinentalnim balističkim projektilima koji su ostali u službi obično treba 25-35 minuta da putuju.
Krstareće rakete već trideset godina igraju važnu ulogu u američkoj nuklearnoj strategiji. Njihove prednosti su visoka točnost, tajnost leta na malim visinama s omotnicom terena, niska radarska vidljivost i mogućnost nanošenja masovnog udara iz više smjerova. Lansirana s površinskog broda ili podmornice, krstareća raketa Tomahawk može nositi nuklearnu ili konvencionalnu bojevu glavu do 2500 km za oko 2,5 sata.
Raketni bacač pod vodom
Osnovu mornaričkih strateških snaga čine nuklearne podmornice s raketnim sustavima koji se lansiraju s podmornica. Unatoč naprednim sustavima za praćenje podmornica, mobilni "podvodni raketni bacači" zadržavaju prednosti nevidljivog i iznenadnog djelovanja. Balistička raketa za podvodno lansiranje je jedinstven proizvod u smislu smještaja i upotrebe. Dugi domet gađanja sa širokom autonomijom plovidbe omogućuje brodovima da djeluju bliže svojim obalama, smanjujući rizik da će neprijatelj uništiti brod prije lansiranja projektila.
Mogu se usporediti dva kompleksa SLBM. Sovjetska nuklearna podmornica tipa Akula nosi 20 projektila R-39, svaki s 10 pojedinačno ciljanih bojevih glava kapaciteta 100 kt svaka, dometa gađanja 10 000 km. Američki čamac tipa Ohio nosi 24 rakete Trident-D5, svaka može isporučiti 8 bojevih glava od 475 kt, odnosno 14 od 100-150 kt, na 11.000-12.000 km.
neutronska bomba
Raznolikost termonuklearnog oružja postala je neutronsko streljivo, koje karakterizira povećani učinak početnog zračenja. Najveći dio energije eksplozije "odlazi" u prodorno zračenje, a glavni doprinos tome daju brzi neutroni. Dakle, ako pretpostavimo da tijekom zračne eksplozije konvencionalnog nuklearnog oružja 50% energije "odlazi" u udarni val, 30-35% u svjetlosno zračenje i EMP, 5-10% u prodorno zračenje, a ostatak u radioaktivnu kontaminaciju, tada se u neutronu (za slučaj kada njegov inicijalni i glavni naboj jednako doprinose stvaranju energije) troši 40, 25, 30 odnosno 5% na iste faktore. Rezultat: s nadzemnom eksplozijom neutronskog streljiva od 1 kt, uništavanje struktura događa se u radijusu do 430 m, šumski požari - do 340 m, ali radijus u kojem osoba trenutno "zgrabi" 800 rad je 760 m, 100 rad (radijacijska bolest) - 1.650 m. Zona uništenja žive sile raste, zona uništenja se smanjuje. U Sjedinjenim Američkim Državama neutronsko streljivo napravljeno je taktičkim - u obliku, recimo, projektila od 203 i 155 mm snage od 1 do 10 kt.
Strategija "bombardera"
Strateški bombarderi - američki B-52, sovjetski Tu-95 i M4 - bili su prva interkontinentalna sredstva nuklearnog napada. ICBM su ih u toj ulozi značajno istisnule. Uz naoružanje strateških bombardera krstarećim projektilima - poput američkog AGM-86B ili sovjetskog Kh-55 (oba nose punjenje do 200 kt na udaljenosti do 2500 km), koji im omogućuju napad bez ulaska u područje pokrivanja neprijateljske protuzračne obrane – porasla im je važnost.
Zrakoplovstvo je također naoružano takvim "jednostavnim" sredstvom kao što je slobodnopadajuća nuklearna bomba, na primjer, američki B-61/83 s punjenjem od 0,3 do 170 kt. Nuklearne bojeve glave stvorene su za protuzračnu obranu i sustave proturaketne obrane, ali s poboljšanjem raketa i konvencionalnih bojevih glava takva su punjenja napuštena. S druge strane, odlučili su "podići više" nuklearne eksplozivne naprave - u svemirski ešalon proturaketne obrane. Jedan od njegovih dugo planiranih elemenata su laserske instalacije, u kojima nuklearna eksplozija služi kao snažan pulsni izvor energije za pumpanje nekoliko rendgenskih lasera odjednom.
Taktičko nuklearno oružje također je dostupno u raznim granama oružanih snaga i borbenim vrstama. Nuklearne bombe, na primjer, mogu nositi ne samo strateški bombarderi, već i mnogi zrakoplovi s prve linije ili nosači.
Za napade na luke, pomorske baze i velike brodove, mornarica je imala nuklearna torpeda, poput sovjetskog 533 mm T-5 s punjenjem od 10 kt i američkog Mk 45 ASTOR jednake snage punjenja. S druge strane, protupodmornički zrakoplov mogao bi nositi nuklearne dubinske bombe.
Ruski taktički pokretni raketni sustav "Točka-U" (na plutajućem podvozju) isporučuje nuklearno ili konvencionalno punjenje na domet "samo" do 120 km.
Prvi uzorci atomskog topništva bili su glomazni američki top od 280 mm iz 1953. i sovjetski top od 406 mm i minobacač od 420 mm koji su se pojavili nešto kasnije. Kasnije su radije stvarali "specijalne projektile" za konvencionalne kopnene topničke sustave - za haubice 155 mm i 203 mm u SAD-u (s kapacitetom od 1 do 10 kt), haubice i topove 152 mm, topove 203 mm i minobacača 240 mm u SSSR-u. Nuklearni specijalni projektili također su stvoreni za mornaričko topništvo, na primjer, američki projektil od 406 mm snage 20 kt ("jedna Hirošima" u teškom topničkom projektilu).
nuklearni ruksak
“Nuklearni ruksaci” koji privlače toliko pozornosti uopće nisu stvoreni da bi bili stavljeni ispod Bijele kuće ili Kremlja. Riječ je o inženjerskim nagaznim minama koje služe za stvaranje barijera zbog stvaranja kratera, blokada u planinskim lancima i zonama razaranja i poplava u kombinaciji s radioaktivnim padalinama (tijekom eksplozije tla) ili zaostalom radijacijom u području kratera (tijekom podzemne eksplozije ). Štoviše, u jednom "ruksaku" može biti i cijela nuklearna eksplozivna naprava ultra-malog kalibra, ali i dio naprave veće snage. Američki "ruksak" Mk-54 kapaciteta 1 kilotona težak je samo 68 kg.
Nagazne mine razvijene su i za druge svrhe. Šezdesetih godina prošlog stoljeća, primjerice, Amerikanci su iznijeli ideju o stvaranju takozvanog pojasa nuklearnih mina duž granice između DDR-a i SRN-a. A Britanci su namjeravali postaviti snažna nuklearna punjenja u slučaju napuštanja svojih baza u Njemačkoj, koje su trebale biti dignute u zrak radijskim signalom već u pozadini "napredujuće sovjetske armade".
Opasnost od nuklearnog rata izazvala je različite zemlje vladini programi izgradnje kolosalnih razmjera i troškova - podzemna skloništa, zapovjedna mjesta, skladišni objekti, prometne komunikacije i komunikacijski sustavi. Pojava i razvoj nuklearnog projektilnog oružja uvelike je posljedica razvoja svemira blizu Zemlje. Dakle, poznata kraljevska raketa R-7, koja je u orbitu poslala i prvi umjetni satelit i svemirsku letjelicu Vostok-1, dizajnirana je za "bacanje" termonuklearnog punjenja. Mnogo kasnije, raketa R-36M postala je osnova za rakete-nosače Zenit-1 i Zenit-2. Ali utjecaj nuklearnog oružja bio je mnogo širi. Sama prisutnost nuklearnog raketnog oružja interkontinentalnog dometa zahtijevala je stvaranje kompleksa izviđačkih i kontrolnih objekata koji pokrivaju gotovo cijeli planet i temelje se na konstelaciji satelita u orbiti. Rad na termonuklearnom oružju pridonio je razvoju fizike visokih tlakova i temperatura, značajno je unaprijedio astrofiziku, objašnjavajući niz procesa koji se odvijaju u svemiru.
2000 nuklearnih eksplozija
Tvorac atomske bombe, Robert Oppenheimer, na dan prvog testiranja svoje zamisli, rekao je: "Kad bi stotine tisuća sunaca odjednom izašlo na nebu, njihova bi se svjetlost mogla usporediti sa sjajem koji zrači od Svevišnjeg Gospodara ... Ja sam Smrt, veliki razarač svjetova, donosim smrt svim živim bićima." Ove su riječi bile citat iz Bhagavad Gite, koju je američki fizičar pročitao u izvorniku.
Fotografi s planine Lookout stoje do struka u prašini koju je podigao udarni val nakon nuklearne eksplozije (fotografija iz 1953.).
Naziv izazova: Kišobran
Datum: 08.06.1958
Snaga: 8 kilotona
Tijekom operacije Hardtack izvedena je podvodna nuklearna eksplozija. Kao mete korišteni su rashodovani brodovi.
Naziv testa: Chama (kao dio projekta Dominic)
Datum: 18.10.1962
Mjesto: otok Johnston
Kapacitet: 1,59 megatona
Naziv testa: Hrast
Datum: 28.06.1958
Lokacija: laguna Eniwetok u Tihom oceanu
Kapacitet: 8,9 megatona
Projekt Upshot-Knothole, Annie test. Datum: 17. ožujka 1953.; projekt: Upshot-Knothole; test: Annie; Lokacija: Knothole, Nevada Proving Ground, sektor 4; snaga: 16 kt. (Foto: Wikicommons)
Naziv izazova: Castle Bravo
Datum: 01.03.1954
Mjesto: atol Bikini
Vrsta eksplozije: na površini
Kapacitet: 15 megatona
Eksplozija hidrogenske bombe Castle Bravo bila je najjača eksplozija koju su ikad izvele Sjedinjene Države. Pokazalo se da je snaga eksplozije bila mnogo veća od početnih prognoza od 4-6 megatona.
Naziv izazova: Dvorac Romeo
Datum: 26.03.1954
Mjesto: Na teglenici u krateru Bravo, atol Bikini
Vrsta eksplozije: na površini
Kapacitet: 11 megatona
Ispostavilo se da je snaga eksplozije bila 3 puta veća od početnih prognoza. Romeo je bio prvi test napravljen na teglenici.
Projekt Dominic, Test Aztec
Probno ime: Priscilla (kao dio probne serije Plumbbob)
Datum: 1957
Snaga: 37 kilotona
Upravo tako izgleda proces oslobađanja ogromne količine zračenja i toplinske energije tijekom atomske eksplozije u zrak iznad pustinje. Ovdje još uvijek možete vidjeti vojnu opremu, koju će začas uništiti udarni val, utisnut u obliku krune koja je okruživala epicentar eksplozije. Možete vidjeti kako se udarni val reflektirao od Zemljine površine i sprema se spojiti s vatrenom kuglom.
Naziv testa: Grable (kao dio operacije Upshot Knothole)
Datum: 25. svibnja 1953
Mjesto: Nevada Nuclear Test Site
Snaga: 15 kilotona
Na poligonu u pustinji Nevada fotografi Lookout Mountain Centera 1953. snimili su neobičnu pojavu (vatreni prsten u nuklearnoj gljivi nakon eksplozije projektila iz nuklearnog topa), čija je priroda dugo zaokupljao umove znanstvenika.
Upshot-Knothole projekt, Rake test. U sklopu ovog testa detonirana je atomska bomba od 15 kilotona, lansirana atomskim topom od 280 mm. Test je održan 25. svibnja 1953. na poligonu u Nevadi. (Fotografija: Nacionalna uprava za nuklearnu sigurnost / Nevada Site Office)
Oblak gljive nastao atomskom eksplozijom testa Truckee provedenog u sklopu projekta Dominic.
Project Buster, testni pas.
Projekt "Dominic", test "Yeso". Proba: Yeso; datum: 10. lipnja 1962.; projekt: Dominik; položaj: 32 km južno od Božićnog otoka; tip ispitivanja: B-52, atmosferski, visina - 2,5 m; snaga: 3,0 mt; vrsta naboja: atomski. (Wikicommons)
Naziv testa: YESO
Datum: 10. lipnja 1962. godine
Mjesto radnje: Božićni otok
Snaga: 3 megatona
Testirajte "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #1. (Pierre J./Francuska vojska)
Naziv testa: "Jednorog" (fr. Licorne)
Datum: 3. srpnja 1970. godine
Lokacija: atol u Francuskoj Polineziji
Snaga: 914 kilotona
Testirajte "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #2. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Testirajte "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #3. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Testna mjesta često imaju cijele timove fotografa koji rade na dobivanju dobrih snimaka. Na fotografiji: nuklearna pokusna eksplozija u pustinji Nevada. Desno su perjanice projektila koje znanstvenici koriste za određivanje karakteristika udarnog vala.
Testirajte "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #4. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Projekt Dvorac, testiraj Romea. (Foto: zvis.com)
Hardtack projekt, Umbrella test. Izazov: Kišobran; datum: 8. lipnja 1958.; projekt: Hardtack I; Mjesto: laguna atola Eniwetok vrsta ispitivanja: pod vodom, dubina 45 m; snaga: 8kt; vrsta naboja: atomski.
Projekt Redwing, Seminole test. (Foto: Arhiva nuklearnog oružja)
Riya test. Atmosferski test atomske bombe u Francuskoj Polineziji u kolovozu 1971. U sklopu ovog testa, koji je održan 14. kolovoza 1971., detonirana je termonuklearna bojeva glava, kodnog naziva "Riya", kapaciteta 1000 kt. Eksplozija se dogodila na području atola Mururoa. Ova slika je snimljena sa udaljenosti od 60 km od nule. Fotografija: Pierre J.
Oblak gljiva od nuklearne eksplozije iznad Hirošime (lijevo) i Nagasakija (desno). U završnoj fazi Drugog svjetskog rata, Sjedinjene Države pokrenule su dva atomska napada na Hirošimu i Nagasaki. Prva eksplozija dogodila se 6. kolovoza 1945., a druga 9. kolovoza 1945. godine. To je bio jedini put da je nuklearno oružje korišteno u vojne svrhe. Po nalogu predsjednika Trumana, 6. kolovoza 1945. američka vojska bacila je nuklearnu bombu "Baby" na Hirošimu, nakon čega je 9. kolovoza uslijedila nuklearna eksplozija bombe "Fat Man" na Nagasaki. U Hirošimi je u roku od 2-4 mjeseca nakon nuklearnih eksplozija umrlo između 90.000 i 166.000 ljudi, a u Nagasakiju između 60.000 i 80.000 (Foto: Wikicommons)
Upshot-Knothole projekt. Odlagalište u Nevadi, 17. ožujka 1953. Eksplozivni val potpuno je uništio zgradu br. 1 koja se nalazi na udaljenosti od 1,05 km od nulte oznake. Vremenska razlika između prvog i drugog udarca je 21/3 sekunde. Kamera je bila smještena u zaštitnu kutiju debljine stijenke 5 cm, a jedini izvor svjetlosti u ovoj kutiji bila je nuklearna bljeskalica. (Fotografija: Nacionalna uprava za nuklearnu sigurnost / Nevada Site Office)
Projekt Ranger, 1951. Naziv testa je nepoznat. (Fotografija: Nacionalna uprava za nuklearnu sigurnost / Nevada Site Office)
Trinity test.
Trojstvo je bilo kodno ime za prvi nuklearni test. Ovaj test provela je vojska Sjedinjenih Američkih Država 16. srpnja 1945. na području otprilike 56 kilometara jugoistočno od Socorra u Novom Meksiku, na raketnom poligonu White Sands. Za testiranje je korištena plutonijska bomba implozijskog tipa, nazvana "Stvar". Nakon detonacije uslijedila je eksplozija snage 20 kilotona TNT-a. Datum ovog testa smatra se početkom atomske ere. (Foto: Wikicommons)
Naziv izazova: Mike
Datum: 31. listopada 1952. godine
Lokacija: otok Elugelab ("Flora"), atol Eneweita
Snaga: 10,4 megatona
Naprava detonirana u Mikeovom testu, nazvana "kobasica", bila je prva prava "hidrogenska" bomba klase megatona. Oblak gljive dosegao je visinu od 41 km s promjerom od 96 km.
AN602 (aka Car Bomba, Kuzkina Majka) je termonuklearna zrakoplovna bomba razvijena u SSSR-u 1954-1961. skupina nuklearnih fizičara pod vodstvom akademika Akademije znanosti SSSR-a IV Kurchatova. Najjača eksplozivna naprava u povijesti čovječanstva. Prema različitim izvorima, imao je od 57 do 58,6 megatona TNT ekvivalenta. Testiranje bombe obavljeno je 30. listopada 1961. godine. (Wiki mediji)
Eksplozija "MET", izvedena u sklopu operacije "Teepot". Važno je napomenuti da je MET eksplozija po snazi bila usporediva s plutonijskom bombom Fat Man bačenom na Nagasaki. 15. travnja 1955., 22. st. (Wiki mediji)
Jedna od najsnažnijih eksplozija termonuklearne hidrogenske bombe na račun Sjedinjenih Država je operacija Castle Bravo. Snaga naboja bila je 10 megatona. Eksplozija se dogodila 1. ožujka 1954. godine na atolu Bikini na Maršalovim otocima. (Wiki mediji)
Operacija Castle Romeo jedna je od najsnažnijih eksplozija termonuklearne bombe koju su izvele Sjedinjene Države. Atol Bikini, 27. ožujka 1954., 11 megatona. (Wiki mediji)
Bakerova eksplozija, koja prikazuje bijelu površinu vode uznemirenu zračnim udarnim valom i vrh šupljeg stupca prskanja koji je formirao polukuglasti Wilsonov oblak. U pozadini je obala atola Bikini, srpanj 1946. (Wiki mediji)
Eksplozija američke termonuklearne (vodikove) bombe "Mike" snage 10,4 megatona. 1. studenog 1952. godine (Wiki mediji)
Operacija Staklenik je peta serija američkih nuklearnih pokusa i druga od njih 1951. godine. Tijekom operacije testirani su dizajni nuklearnih punjenja korištenjem termonuklearne fuzije za povećanje prinosa energije. Osim toga, proučavan je utjecaj eksplozije na strukture, uključujući stambene zgrade, tvorničke zgrade i bunkere. Operacija je izvedena na pacifičkom poligonu za nuklearna ispitivanja. Svi uređaji dignuti su u zrak na visokim metalnim tornjevima, simulirajući eksploziju zraka. Eksplozija "Georgea", 225 kilotona, 9. svibnja 1951. godine. (Wiki mediji)
Oblak gljive koji umjesto prašnjave noge ima stupac vode. S desne strane vidljiva je rupa na stupu: bojni brod Arkansas blokirao je prskanje. Test "Baker", kapacitet punjenja - 23 kilotona TNT, 25. srpnja 1946. (Wiki mediji)
Oblak od 200 metara iznad teritorija Frenchman Flata nakon eksplozije MET u sklopu operacije Tipot, 15. travnja 1955., 22 kt. Ovaj je projektil imao rijetku jezgru od urana-233. (Wiki mediji)
Krater je nastao kada je udarni val od 100 kilotona udario ispod 635 stopa pustinje 6. srpnja 1962. godine, istisnuvši 12 milijuna tona zemlje. 
Vrijeme: 0s. Udaljenost: 0m. Pokretanje eksplozije nuklearnog detonatora.
Vrijeme: 0,0000001c. Udaljenost: 0m Temperatura: do 100 milijuna °C. Početak i tijek nuklearnih i termonuklearnih reakcija u naboju. Svojom eksplozijom nuklearni detonator stvara uvjete za početak termonuklearne reakcije: zona termonuklearnog izgaranja prolazi uz udarni val u tvari naboja brzinom reda 5000 km / s (106 - 107 m / s) O 90% neutrona oslobođenih tijekom reakcija apsorbira tvar bombe, preostalih 10% izleti van.
Vrijeme:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 milijuna°C. Kraj reakcije, početak ekspanzije tvari bombe. Bomba odmah nestaje iz vidokruga, a na njenom se mjestu pojavljuje sjajna svjetleća kugla (vatrena kugla) koja prikriva širenje naboja. Brzina rasta kugle u prvim metrima je bliska brzini svjetlosti. Gustoća tvari ovdje pada na 1% gustoće okolnog zraka za 0,01 sekundu; temperatura pada na 7-8 tisuća °C u 2,6 sekundi, održava se ~5 sekundi i dalje opada s porastom vatrene kugle; tlak nakon 2-3 sekunde pada malo ispod atmosferskog.
Vrijeme: 1.1x10−7c. Udaljenost: 10m Temperatura: 6 milijuna °C. Širenje vidljive sfere do ~10 m nastaje zbog sjaja ioniziranog zraka pod rendgenskim zračenjem nuklearnih reakcija, a potom radijacijskom difuzijom samog zagrijanog zraka. Energija kvanta zračenja koji napušta termonuklearni naboj je takva da je njihov slobodni put prije nego što ih zahvate čestice zraka reda veličine 10 m i u početku je usporediv s veličinom kugle; fotoni brzo jure oko cijele sfere, usrednjujući njezinu temperaturu i lete iz nje brzinom svjetlosti, ionizirajući sve više i više slojeva zraka, otuda ista temperatura i brzina skoro svjetlosnog rasta. Nadalje, od hvatanja do hvatanja, fotoni gube energiju i smanjuje im se duljina puta, usporava se rast sfere.
Vrijeme: 1,4x10−7c. Udaljenost: 16m Temperatura: 4 milijuna °C. Općenito, od 10−7 do 0,08 sekundi, 1. faza sjaja kugle traje s brzim padom temperature i izlazom od ~ 1% energije zračenja, uglavnom u obliku UV zraka i najsvjetlijeg svjetlosno zračenje koje može oštetiti vid udaljenog promatrača bez stvaranja opeklina kože. Osvijetljenost zemljine površine u tim trenucima na udaljenostima do nekoliko desetaka kilometara može biti stotinu i više puta veća od sunčeve.
Vrijeme: 1.7x10-7c. Udaljenost: 21m Temperatura: 3 milijuna °C. Pare bombe u obliku klubova, gustih nakupina i mlazeva plazme, poput klipa, sabijaju zrak ispred sebe i stvaraju udarni val unutar sfere - unutarnji udar, koji se razlikuje od uobičajenog udarnog vala u neadijabatskom , gotovo izotermnih svojstava i pri istim tlakovima nekoliko puta veće gustoće: komprimirajući udarcem zrak odmah isijava najveći dio energije kroz kuglicu, koja je još uvijek prozirna za zračenje.
U prvim desecima metara okolni objekti prije nego što vatrena sfera udari u njih, zbog svoje prevelike brzine, nemaju vremena ni na koji način reagirati – čak se praktički i ne zagriju, a kada uđu u sferu pod zračenjem fluksa, trenutno ispare.
Temperatura: 2 milijuna °C. Brzina 1000 km/s. Rastom kugle i padom temperature energija i gustoća fotonskog toka se smanjuju, a njihov domet (reda metra) više nije dovoljan za približne svjetlosne brzine širenja fronte požara. Zagrijani volumen zraka počeo se širiti i iz središta eksplozije nastaje struja njegovih čestica. Toplinski val u mirnom zraku na granici sfere usporava. Zagrijani zrak koji se širi unutar sfere sudara se sa stacionarnim u blizini njezine granice, a negdje od 36-37 m pojavljuje se val povećanja gustoće - budući vanjski udarni val zraka; prije toga, val se nije imao vremena pojaviti zbog ogromne stope rasta svjetlosne sfere.
Vrijeme: 0,000001s. Udaljenost: 34m Temperatura: 2 milijuna °C. Unutarnji udar i pare bombe nalaze se u sloju od 8-12 m od mjesta eksplozije, vršni tlak je do 17 000 MPa na udaljenosti od 10,5 m, gustoća je ~ 4 puta veća od gustoće zraka, brzina je ~100 km/s. Područje vrućeg zraka: tlak na granici 2.500 MPa, unutar područja do 5000 MPa, brzina čestica do 16 km/s. Parna tvar bombe počinje zaostajati za unutarnjom. skočiti jer je sve više zraka u njemu uključeno u kretanje. Gusti ugrušci i mlazovi održavaju brzinu.
Vrijeme: 0,000034c. Udaljenost: 42m Temperatura: 1 milijun °C. Uvjeti u epicentru eksplozije prve sovjetske hidrogenske bombe (400 kt na visini od 30 m), koja je stvorila krater promjera oko 50 m i dubine 8 m. Armiranobetonski bunker sa zidovima debljine 2 m nalazio se 15 m od epicentra ili 5-6 m od podnožja tornja s punjenjem.Za smještaj znanstvene opreme uništen je odozgo, prekriven velikim nasipom zemlje 8 m debljine.
Temperatura: 600 tisuća ° C. Od ovog trenutka priroda udarnog vala prestaje ovisiti o početnim uvjetima nuklearne eksplozije i približava se tipičnoj za jaku eksploziju u zraku, tj. takvi bi se valni parametri mogli promatrati tijekom eksplozije velika masa konvencionalni eksplozivi.
Vrijeme: 0,0036s. Udaljenost: 60m Temperatura: 600 tisuća °C. Unutarnji udar, prošavši cijelu izotermnu sferu, sustiže i stapa se s vanjskim, povećavajući svoju gustoću i formirajući tzv. jak udar je jedna fronta udarnog vala. Gustoća tvari u sferi pada na 1/3 atmosferske.
Vrijeme: 0.014c. Udaljenost: 110m Temperatura: 400 tisuća °C. Sličan udarni val u epicentru eksplozije prve sovjetske atomske bombe snage 22 kt na visini od 30 m izazvao je seizmički pomak koji je uništio imitaciju metro tunela s raznim vrstama pričvršćenja na dubinama od 10 i 20 m. m 30 m, uginule su životinje u tunelima na dubinama od 10, 20 i 30 m. Na površini se pojavila neugledna tanjurasta udubina promjera oko 100 m. Slični su uvjeti bili i u epicentru eksplozije Trinityja od 21 kt na visini od 30 m, formiran je lijevak promjera 80 m i dubine 2 m.
Vrijeme: 0,004 s. Udaljenost: 135m
Temperatura: 300 tisuća °C. Najveća visina zračnog praska je 1 Mt za stvaranje vidljivog lijevka u tlu. Prednji dio udarnog vala je zakrivljen udarcima parnih ugrušaka bombe:
Vrijeme: 0,007 s. Udaljenost: 190m Temperatura: 200k°C. Na glatkoj i, tako reći, sjajnoj prednjoj strani, oud. valovi stvaraju velike mjehuriće i svijetle točke (kugla kao da ključa). Gustoća tvari u izotermnoj sferi promjera ~150 m pada ispod 10% atmosferske gustoće.
Objekti koji nisu masivni ispare nekoliko metara prije nego što vatra stigne. sfere ("Trikovi s užetom"); ljudsko tijelo sa strane eksplozije imat će vremena pougljeniti se i potpuno ispariti već s dolaskom udarnog vala.
Vrijeme: 0,015 s. Udaljenost: 250m Temperatura: 170 tisuća °C. Udarni val snažno razara stijene. Brzina udarnog vala veća je od brzine zvuka u metalu: teorijska vlačna čvrstoća ulaznih vrata u sklonište; spremnik se sruši i izgori.
Vrijeme: 0,028c. Udaljenost: 320m Temperatura: 110 tisuća °C. Čovjek se raspršuje strujom plazme (brzina udarnog vala = brzina zvuka u kostima, tijelo se raspada u prah i odmah izgara). Potpuno uništenje najtrajnijih zemljanih struktura.
Vrijeme: 0,073c. Udaljenost: 400m Temperatura: 80 tisuća °C. Nepravilnosti na kugli nestaju. Gustoća tvari pada u središtu na gotovo 1%, a na rubu izoterme. kuglice promjera od ~320 m do 2% atmosfere. Na ovoj udaljenosti, unutar 1,5 s, zagrijavanje na 30 000 °C i pad na 7000 °C, ~5 s zadržavanje na ~6 500 °C i smanjenje temperature za 10–20 s dok vatrena kugla ide uvis.
Vrijeme: 0,079c. Udaljenost: 435m Temperatura: 110 tisuća °C. Potpuna destrukcija autocesta s asfaltnim i betonskim kolnikom.Temperaturni minimum zračenja udarnog vala, kraj 1. faze sjaja. Sklonište tipa podzemne željeznice, obloženo cijevima od lijevanog željeza i monolitnim armiranim betonom i ukopano 18 m, proračunato je da može izdržati eksploziju (40 kt) na visini od 30 m na minimalnoj udaljenosti od 150 m (udarni val tlak reda veličine 5 MPa) bez razaranja, 38 kt RDS- 2 na udaljenosti od 235 m (tlak ~1,5 MPa), zadobio je manje deformacije i oštećenja. Na temperaturama u prednjem dijelu kompresije ispod 80 000°C više se ne pojavljuju nove molekule NO2, sloj dušikovog dioksida postupno nestaje i prestaje zaklanjati unutarnje zračenje. Udarna kugla postupno postaje prozirna i kroz nju, kao kroz zatamnjeno staklo, neko vrijeme se vide klubovi bombaških para i izotermna kugla; općenito, vatrena kugla je slična vatrometu. Zatim, kako se prozirnost povećava, intenzitet zračenja se povećava i detalji rasplamsane sfere, takoreći, postaju nevidljivi. Proces nalikuje kraju ere rekombinacije i rađanju svjetlosti u Svemiru nekoliko stotina tisuća godina nakon Velikog praska.
Vrijeme: 0,1s. Udaljenost: 530m Temperatura: 70 tisuća °C. Odvajanjem i pomicanjem naprijed fronte udarnog vala od granice vatrene sfere, njegova stopa rasta primjetno se smanjuje. Počinje 2. faza sjaja, manjeg intenziteta, ali dva reda veličine dulja, s oslobađanjem 99% energije zračenja eksplozije uglavnom u vidljivom i IC spektru. Na prvim stotinama metara osoba nema vremena vidjeti eksploziju i umire bez patnje (vrijeme vizualne reakcije osobe je 0,1 - 0,3 s, vrijeme reakcije na opeklinu je 0,15 - 0,2 s).
Vrijeme: 0,15s. Udaljenost: 580m Temperatura: 65k°C. Zračenje ~100 000 Gy. Od čovjeka ostaju pougljenjeni fragmenti kostiju (brzina udarnog vala je reda brzine zvuka u mekim tkivima: kroz tijelo prolazi hidrodinamički udar koji razara stanice i tkiva).
Vrijeme: 0,25s. Udaljenost: 630m Temperatura: 50 tisuća °C. Prodorno zračenje ~40 000 Gy. Osoba se pretvara u pougljenjenu krhotinu: udarni val uzrokuje traumatsku amputaciju koja dolazi u djeliću sekunde. vatrena kugla ugljeniše ostatke. Potpuno uništenje tenka. Potpuno uništenje podzemnih kabelskih vodova, vodovoda, plinovoda, kanalizacije, šahtova. Uništavanje podzemnih armiranobetonskih cijevi promjera 1,5 m, debljine stijenke 0,2 m. Rušenje lučne betonske brane HE. Snažno razaranje dugotrajnih armiranobetonskih utvrda. Manja oštećenja podzemnih metro struktura.
Vrijeme: 0,4s. Udaljenost: 800m Temperatura: 40 tisuća °C. Zagrijavanje predmeta do 3000 °C. Prodorno zračenje ~20 000 Gy. Potpuno uništenje svih zaštitnih struktura civilne obrane (skloništa) uništenje zaštitnih uređaja ulaza u podzemnu željeznicu. Rušenje gravitacijske betonske brane hidroelektrane Pillboxes postaju borbeno onesposobljeni na udaljenosti od 250 m.
Vrijeme: 0.73c. Udaljenost: 1200m Temperatura: 17 tisuća °C. Zračenje ~5000 Gy. Na visini eksplozije od 1200 m dolazi do zagrijavanja površinskog zraka u epicentru prije dolaska otkucaja. valovi do 900°C. Čovjek - 100% smrt od djelovanja udarnog vala. Uništavanje skloništa ocijenjeno na 200 kPa (tip A-III ili klasa 3). Potpuno uništenje armirano-betonskih bunkera montažnog tipa na udaljenosti od 500 m u uvjetima prizemne eksplozije. Potpuno uništenje željezničkih tračnica. Maksimalna svjetlina druge faze sjaja sfere do tog vremena oslobodila je ~ 20% svjetlosne energije
Vrijeme: 1.4c. Udaljenost: 1600m Temperatura: 12k°C. Zagrijavanje predmeta do 200°C. Zračenje 500 gr. Brojne opekline od 3-4 stupnja do 60-90% površine tijela, teške ozljede zračenjem, u kombinaciji s drugim ozljedama, smrtnost odmah ili do 100% prvog dana. Spremnik je odbačen unazad ~ 10 m i oštećen. Potpuno rušenje metalnih i armiranobetonskih mostova raspona 30-50 m.
Vrijeme: 1,6s. Udaljenost: 1750m Temperatura: 10 tisuća °C. Zračenje ok. 70 gr. Posada tenka umire u roku od 2-3 tjedna od izuzetno teške radijacijske bolesti. Potpuno uništenje betonskih, armiranobetonskih monolitnih (niskokatnih) i seizmički otpornih zgrada 0,2 MPa, ugrađenih i samostojećih skloništa nazivnih na 100 kPa (tip A-IV ili klasa 4), skloništa u podrumima višestrukih zgrada. katnice.
Vrijeme: 1.9c. Udaljenost: 1900m Temperatura: 9 tisuća ° C Opasno oštećenje osobe udarnim valom i odbijanjem do 300 m s početnom brzinom do 400 km / h, od čega je 100-150 m (0,3-0,5 staze) slobodni let , a ostatak udaljenosti su brojni rikošeti o tlo. Zračenje od oko 50 Gy je munjevit oblik radijacijske bolesti [, 100% letalitet unutar 6-9 dana. Uništavanje ugrađenih skloništa dizajniranih za 50 kPa. Snažna razaranja potresno otpornih zgrada. Tlak od 0,12 MPa i više - sav gusti i rijetki urbani razvoj pretvara se u čvrste blokade (pojedinačne blokade stapaju se u jednu kontinuiranu blokadu), visina blokada može biti 3-4 m. Vatrena sfera u ovom trenutku doseže maksimalne dimenzije(D ~ 2 km), zgnječen je odozdo udarnim valom reflektiranim od tla i počinje se dizati; izotermna sfera u njoj se urušava, formirajući brzi uzlazni tok u epicentru - budućoj nozi gljive.
Vrijeme: 2.6c. Udaljenost: 2200m Temperatura: 7,5 tisuća ° C. Teški porazi udarni val. Zračenje ~ 10 Gy - izrazito teška akutna radijacijska bolest, prema kombinaciji ozljeda 100% smrtnost unutar 1-2 tjedna. Siguran boravak u tenku, u utvrđenom podrumu s armirano-betonskim podom i u većini skloništa G. O. Uništavanje kamiona. 0,1 MPa je proračunski tlak udarnog vala za projektiranje konstrukcija i zaštitnih uređaja podzemnih građevina plitkih linija podzemne željeznice.
Vrijeme: 3.8c. Udaljenost: 2800m Temperatura: 7,5 tisuća ° C. Zračenje 1 Gy - u mirnim uvjetima i pravovremenom liječenju, neopasna ozljeda zračenjem, ali uz nehigijenske uvjete i težak fizički i psihički stres koji prati katastrofu, nedostatak medicinske skrbi, prehrane i normalnog odmora, do polovice žrtava umire. samo od zračenja i popratnih bolesti, a po količini oštećenja (plus ozljede i opekline) puno više. Tlak manji od 0,1 MPa - urbana područja s gustim zgradama pretvaraju se u čvrste blokade. Potpuno uništenje podruma bez ojačanja konstrukcija 0,075 MPa. Prosječno razaranje potresno otpornih zgrada je 0,08-0,12 MPa. Teško oštećenje montažnih armiranobetonskih bunkera. Detonacija pirotehnike.
Vrijeme: 6c. Udaljenost: 3600m Temperatura: 4,5 tisuća ° C. Prosječno oštećenje osobe udarnim valom. Zračenje ~ 0,05 Gy - doza nije opasna. Ljudi i predmeti ostavljaju "sjene" na kolniku. Potpuno uništenje administrativnih višekatnih okvirnih (uredskih) zgrada (0,05-0,06 MPa), skloništa najjednostavnijeg tipa; snažno i potpuno uništenje masivnih industrijskih struktura. Gotovo sav urbani razvoj je uništen formiranjem lokalnih blokada (jedna kuća - jedna blokada). Potpuno uništenje automobila, potpuno uništenje šume. Elektromagnetski puls od ~3 kV/m pogađa neosjetljive električne uređaje. Razaranje je slično potresu od 10 stupnjeva. Sfera se pretvorila u vatrenu kupolu, poput mjehurića koji lebdi prema gore, povlačeći stup dima i prašine s površine zemlje: karakteristična eksplozivna gljiva raste početnom vertikalnom brzinom do 500 km / h. Brzina vjetra blizu površine epicentra je ~100 km/h.
Vrijeme: 10c. Udaljenost: 6400m Temperatura: 2k°C. Na kraju efektivnog vremena druge faze sjaja, oslobođeno je ~80% ukupne energije svjetlosnog zračenja. Preostalih 20% sigurno je osvijetljeno oko jedne minute uz kontinuirano smanjenje intenziteta, postupno se gubeći u oblacima oblaka. Uništavanje skloništa najjednostavnijeg tipa (0,035-0,05 MPa). U prvim kilometrima čovjek neće čuti grmljavinu eksplozije zbog oštećenja sluha udarnim valom. Odbijanje osobe udarnim valom od ~20 m s početnom brzinom od ~30 km/h. Potpuno uništenje višekatnih kuća od opeke, pločastih kuća, ozbiljno uništenje skladišta, umjereno uništenje okvirnih upravnih zgrada. Razaranje je slično potresu od 8 stupnjeva. Sigurno u gotovo svakom podrumu.
Sjaj vatrene kupole prestaje biti opasan, pretvara se u vatreni oblak, rastući u volumenu kako se diže; užareni plinovi u oblaku počinju rotirati u vrtlogu u obliku torusa; topli produkti eksplozije lokalizirani su u gornjem dijelu oblaka. Tok prašnjavog zraka u stupcu kreće se dvostruko brže od "gljive" koja se diže, prestiže oblak, prolazi, divergira i, takoreći, namotava se na njega, kao na kolut u obliku prstena.
Vrijeme: 15c. Udaljenost: 7500m. Lagano oštećenje osobe udarnim valom. Opekline trećeg stupnja na izloženim dijelovima tijela. Potpuno uništenje drvenih kuća, snažno uništenje višekatnih zgrada od opeke 0,02-0,03 MPa, prosječno uništenje skladišta od opeke, višekatni armirani beton, panelne kuće; slabo razaranje upravnih zgrada 0,02-0,03 MPa, masivne industrijske zgrade. Požari automobila. Razaranje je slično potresu magnitude 6, uraganu magnitude 12. do 39 m/s. "Gljiva" je narasla do 3 km iznad centra eksplozije (prava visina gljive je veća od visine eksplozije bojeve glave, za oko 1,5 km), ima "suknju" od kondenzata vodene pare u struja toplog zraka koju poput lepeze oblak uvlači u hladne gornje slojeve atmosfere.
Vrijeme: 35c. Udaljenost: 14km. Opekline drugog stupnja. Papir zapali, cerada tamna. Zona kontinuiranih požara, u područjima guste zapaljive zgrade, moguća je vatrena oluja, tornado (Hirošima, "Operacija Gomora"). Slabo uništavanje pločastih zgrada. Rastavljanje zrakoplova i projektila. Razaranja su slična potresu od 4-5 stupnjeva, oluji od 9-11 stupnjeva V = 21 - 28,5 m/s. "Gljiva" je narasla na ~5 km vatreni oblak sjaji sve slabije.
Vrijeme: 1 min. Udaljenost: 22km. Opekline prvog stupnja - u odjeći za plažu moguća je smrt. Uništavanje armiranog stakla. Čupanje velikih stabala. Zona zasebnih požara. "Gljiva" se podigla na 7,5 km, oblak prestaje emitirati svjetlost i sada ima crvenkastu nijansu zbog dušikovih oksida koje sadrži, što će se oštro izdvajati od ostalih oblaka.
Vrijeme: 1,5 min. Udaljenost: 35km. Maksimalni radijus uništenja nezaštićene osjetljive električne opreme elektromagnetskim impulsom. Gotovo sva obična i dio armiranog stakla na prozorima su razbijeni - zapravo u hladnoj zimi, plus mogućnost posjekotina letećim krhotinama. "Gljiva" se popela do 10 km, brzina penjanja ~ 220 km/h. Iznad tropopauze oblak se razvija pretežno u širinu.
Vrijeme: 4min. Udaljenost: 85km. Bljesak je poput velikog neprirodno svijetlog sunca blizu horizonta, može uzrokovati opekline mrežnice, navalu topline u lice. Udarni val koji je stigao nakon 4 minute još uvijek može srušiti osobu i razbiti pojedina stakla na prozorima. "Gljiva" se popela preko 16 km, brzinom penjanja ~ 140 km / h
Vrijeme: 8min. Udaljenost: 145km. Bljesak se ne vidi iza horizonta, ali se vidi snažan sjaj i vatreni oblak. Ukupna visina "gljive" je do 24 km, oblak je visok 9 km i promjera 20-30 km, a širokim dijelom "naslonjen" je na tropopauzu. Oblak gljiva je narastao do svoje najveće veličine i promatra se oko sat vremena ili više, dok ga vjetrovi ne otpuhnu i pomiješaju s uobičajenom naoblakom. Padalina s relativno velikim česticama pada iz oblaka unutar 10-20 sati, tvoreći gotovo radioaktivni trag.
Vrijeme: 5,5-13 sati Udaljenost: 300-500km. Daleka granica zone umjerene infekcije (zona A). Razina zračenja na vanjskoj granici zone je 0,08 Gy/h; ukupna doza zračenja 0,4-4 Gy.
Vrijeme: ~10 mjeseci. Efektivno vrijeme polovica taloženja radioaktivnih tvari za niže slojeve tropske stratosfere (do 21 km), ispadanje se također događa uglavnom u srednjim geografskim širinama na istoj hemisferi na kojoj je došlo do eksplozije.
Spomenik prvom testu atomske bombe Trinity. Ovaj spomenik podignut je u White Sandsu 1965., 20 godina nakon testa Trojstva. Na spomen ploči spomenika stoji: "Na ovom mjestu je 16. srpnja 1945. izvršeno prvo u svijetu testiranje atomske bombe." Još jedna ploča ispod pokazuje da je mjesto proglašeno nacionalnim povijesnim spomenikom. (Foto: Wikicommons)
Radioaktivnost. Zakon radioaktivni raspad. Utjecaj ionizirajućeg zračenja na biološke objekte. Jedinica mjere za radioaktivnost.
Radioaktivnost je sposobnost atoma određenih izotopa da se spontano raspadnu emitirajući zračenje. Po prvi put je takvo zračenje koje emitira uran otkrio Becquerel, stoga su se u početku radioaktivno zračenje nazivale Becquerelovim zrakama. Glavni tip radioaktivnog raspada je izbacivanje alfa čestica iz jezgre atoma - alfa raspad (vidi Alfa zračenje) ili beta čestica - beta raspad (vidi Beta zračenje).
Najvažnija karakteristika radioaktivnosti je zakon radioaktivnog raspada koji pokazuje kako se (u prosjeku) broj N radioaktivnih jezgri u uzorku mijenja s vremenom t
N(t) \u003d N 0 e -λt,
gdje je N 0 broj početnih jezgri u početnom trenutku (trenutak njihovog nastanka ili početak opažanja), a λ konstanta raspada (vjerojatnost raspada radioaktivne jezgre u jedinici vremena). Ovom se konstantom može izraziti prosječno vrijeme života radioaktivne jezgre τ = 1/λ, kao i vrijeme poluraspada T 1/2 = ln2/τ. Vrijeme poluraspada jasno karakterizira brzinu raspada, pokazujući koliko je vremena potrebno da se broj radioaktivnih jezgri u uzorku prepolovi.
Jedinice.
| JEDINICE RADIOAKTIVNOSTI | ||
| Becquerel (Bq, Vq); Curie (Ki, Si) | 1 Bq = 1 dezintegracija u sekundi. 1 Ki \u003d 3,7 x 10 10 Bq | Jedinice aktivnosti radionuklida. Predstavljaju broj raspada po jedinici vremena. |
| sivo (Gr, Gu); Drago mi je (rad, rad) | 1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 0,01 Gy | jedinice apsorbirane doze. Oni predstavljaju količinu energije ionizirajućeg zračenja koju apsorbira jedinica mase fizičkog tijela, na primjer, tjelesnih tkiva. |
| Sievert (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "rendgenski biološki ekvivalent" | 1 Sv = 1Gy = 1J/kg (za beta i gama) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10mSv | Jedinice ekvivalentne doze. One su jedinica apsorbirane doze pomnožene s faktorom koji uzima u obzir nejednaku opasnost od različitih vrsta ionizirajućeg zračenja. |
| Gray na sat (Gy/h); Sivert na sat (Sv/h); Rentgen po satu (R/h) | 1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (za beta i gama) 1 µ Sv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 µR/h = 1/1000000 R/h | Jedinice brzine doze. Predstavlja dozu koju primi tijelo po jedinici vremena. |
Utjecaj ionizirajućeg zračenja na biološke objekte.
Kao posljedica djelovanja ionizirajućeg zračenja na ljudski organizam, u tkivima se mogu dogoditi složeni fizikalni, kemijski i biokemijski procesi.
Kada radioaktivne tvari uđu u tijelo, štetno djelovanje uglavnom proizvode alfa izvori, a zatim beta izvori, tj. obrnutim redoslijedom od vanjskog zračenja. Alfa čestice, koje imaju nisku gustoću ionizacije, razaraju sluznicu, što je slaba obrana. unutarnji organi u usporedbi s vanjskom kožom.
Postoje tri načina ulaska radioaktivnih tvari u tijelo: udisanjem zraka kontaminiranog radioaktivnim tvarima, preko kontaminirane hrane ili vode, preko kože i putem infekcije otvorenih rana. Prvi način je najopasniji, jer je, prvo, volumen plućne ventilacije vrlo velik, a drugo, vrijednosti koeficijenta asimilacije u plućima su veće.
Čestice prašine, na kojima su sorbirani radioaktivni izotopi, djelomično se talože u usnoj šupljini i nazofarinksu udisanjem zraka kroz gornji dišni put. Odavde prašina ulazi u probavni trakt. Ostatak čestica ulazi u pluća. Stupanj zadržavanja aerosola u plućima ovisi o njihovoj raspršenosti. Oko 20% svih čestica zadržava se u plućima; kako se veličina aerosola smanjuje, kašnjenje se povećava na 70%.
Kada se radioaktivne tvari apsorbiraju iz gastrointestinalnog trakta, važan je koeficijent resorpcije, koji karakterizira udio tvari koja ulazi u krv iz gastrointestinalnog trakta. Ovisno o prirodi izotopa, koeficijent varira u širokom rasponu: od stotinki postotka (za cirkonij, niobij) do nekoliko desetaka postotaka (vodik, zemnoalkalijski elementi). Resorpcija kroz intaktnu kožu je 200-300 puta manja nego kroz gastrointestinalni trakt i, u pravilu, nema značajniju ulogu.
Kada radioaktivne tvari na bilo koji način uđu u tijelo, u krvi se nađu za nekoliko minuta. Ako je unos radioaktivnih tvari bio jednokratan, tada se njihova koncentracija u krvi prvo povećava do maksimuma, a zatim se smanjuje unutar 15-20 dana.
Koncentracije dugoživućih izotopa u krvi mogu se nakon toga dugo održavati na gotovo istoj razini zbog obrnutog ispiranja taloženih tvari. Djelovanje ionizirajućeg zračenja na stanicu rezultat je složenih međusobno povezanih i međuovisnih transformacija. Prema riječima A.M. Kuzin, oštećenje stanica zračenjem događa se u tri faze. U prvoj fazi zračenje djeluje na složene makromolekularne formacije, ionizirajući ih i pobuđujući. Ovo je fizički stadij izloženosti zračenju. Druga faza su kemijske transformacije. Oni odgovaraju procesima interakcije proteinskih radikala, nukleinske kiseline i lipida s vodom, kisikom, vodenim radikalima i stvaranjem organskih peroksida. Radikali koji se pojavljuju u slojevima uređenih proteinskih molekula uzajamno djeluju na stvaranje "poprečnih veza", uslijed čega dolazi do poremećaja strukture biomembrana. Uslijed oštećenja lizosomskih membrana dolazi do povećanja aktivnosti i oslobađanja enzima koji difuzijom dospijevaju u bilo koji stanični organel i lako prodiru u njega, uzrokujući njegovu lizu.
Konačni učinak zračenja rezultat je ne samo primarnog oštećenja stanica, već i naknadnih procesa popravljanja. Pretpostavlja se da se značajan dio primarnih oštećenja u stanici javlja u obliku tzv. potencijalnih oštećenja, koja se mogu ostvariti u nedostatku procesa oporavka. Provedbu ovih procesa olakšavaju procesi biosinteze proteina i nukleinskih kiselina. Sve dok se ne spozna potencijalna šteta, stanica se u njima može "popravljati". Smatra se da je to povezano s enzimskim reakcijama i da je potaknuto energetskim metabolizmom. Smatra se da se ovaj fenomen temelji na djelovanju sustava koji u normalnim uvjetima reguliraju intenzitet prirodnog procesa mutacije.
Mutageni učinak ionizirajućeg zračenja prvi su ustanovili ruski znanstvenici R.A. Nadson i R.S. Filippov 1925. u pokusima na kvascu. Godine 1927. ovo je otkriće potvrdio R. Meller na klasičnom genetskom objektu - Drosophili.
Ionizirajuće zračenje može izazvati sve vrste nasljednih promjena. Spektar mutacija izazvanih zračenjem ne razlikuje se od spektra spontanih mutacija.
Nedavna istraživanja Kijevskog instituta za neurokirurgiju pokazala su da zračenje, čak i u malim količinama, u dozama od desetak rema, ima najjači učinak na živčane stanice – neurone. Ali neuroni ne umiru od izravnog izlaganja zračenju. Kako se pokazalo, kao rezultat izloženosti zračenju, većina likvidatora nuklearne elektrane u Černobilu primijetila je "postradijacijsku encefalopatiju". Opći poremećaji u organizmu pod utjecajem zračenja dovode do promjene u metabolizmu, što za sobom povlači patološke promjene u mozgu.
2. Načela za dizajn nuklearnog oružja. Glavne mogućnosti daljnjeg razvoja i poboljšanja nuklearnog oružja.
Nuklearnim streljivom nazivaju se bojeve glave projektila opremljene nuklearnim (termonuklearnim) punjenjem, zračne bombe, topničke granate, torpeda i inženjersko vođene mine (nuklearne nagazne mine).
Glavni elementi nuklearnog oružja su: nuklearno punjenje, senzori detonacije, sustav automatizacije, izvor električne energije i tijelo.
Kućište služi za raspored svih elemenata streljiva, njihovu zaštitu od mehaničkih i toplinskih oštećenja, davanje potrebnog balističkog oblika streljivu, kao i za povećanje faktora iskoristivosti nuklearnog goriva.
Senzori detonacije (eksplozivne naprave) dizajnirani su da daju signal za aktiviranje nuklearnog punjenja. Mogu biti kontaktni i daljinski (bezkontaktni).
Kontaktni senzori aktiviraju se u trenutku kada streljivo naleti na prepreku, a daljinski se aktiviraju na zadanoj visini (dubini) od površine zemlje (vode).
Daljinski senzori, ovisno o vrsti i namjeni nuklearnog oružja, mogu biti privremeni, inercijski, barometarski, radarski, hidrostatski itd.
Sustav automatizacije uključuje sigurnosni sustav, jedinicu automatizacije i sustav detonacije u nuždi.
Sigurnosni sustav eliminira mogućnost slučajne eksplozije nuklearnog punjenja tijekom rutinskog održavanja, skladištenja streljiva i tijekom leta na putanji.
Jedinica za automatizaciju pokreće se signalima iz senzora detonacije i dizajnirana je za generiranje visokonaponskog električnog impulsa za aktiviranje nuklearnog punjenja.
Sustav hitne detonacije služi za samouništenje streljiva bez nuklearne eksplozije u slučaju da ono skrene sa zadane putanje.
Izvor napajanja cjelokupnog električnog sustava streljiva su punjive baterije različite vrste, koji imaju jednokratno djelovanje i dovode se u radno stanje neposredno prije borbene uporabe.
Nuklearno punjenje je uređaj za izvođenje nuklearne eksplozije U nastavku ćemo razmotriti postojeće vrste nuklearnih punjenja i njihovu temeljnu strukturu.
Nuklearni naboji
Uređaji dizajnirani za provođenje eksplozivnog procesa oslobađanja unutarnuklearne energije nazivaju se nuklearni naboji.
Postoje dvije glavne vrste nuklearnog oružja:
1 - naboji, čija je energija eksplozije posljedica lančane reakcije fisijskih tvari prebačenih u superkritično stanje - atomski naboji;
2 - naboji, čija je energija eksplozije posljedica reakcije termonuklearne fuzije jezgri, - termonuklearni naboji.
Atomski naboji. Glavni element atomskih naboja je fisibilni materijal (nuklearni eksploziv).
Prije eksplozije masa nuklearnog eksploziva je u subkritičnom stanju. Da bi se izvela nuklearna eksplozija, prebacuje se u superkritično stanje. Za stvaranje superkritične mase koriste se dvije vrste uređaja: topovski i implozivni.
Kod topovskih punjenja nuklearni eksploziv sastoji se od dva ili više dijelova, čija je masa pojedinačno manja od kritične, čime se isključuje spontani početak nuklearne lančane reakcije. Prilikom izvođenja nuklearne eksplozije pojedini dijelovi nuklearne eksplozivne jedinice pod djelovanjem energije eksplozije konvencionalnog eksplozivnog materijala spajaju se u jednu cjelinu i ukupna masa nuklearnog eksplozivnog materijala postaje kritičnija, što stvara uvjete za eksplozivnu lančanu reakciju.
Prijenos naboja u superkritično stanje provodi se djelovanjem praškastog naboja. Vjerojatnost dobivanja proračunske snage eksplozije u takvim nabojima ovisi o brzini približavanja dijelova nuklearnog eksploziva.Ako je brzina približavanja nedovoljna, koeficijent kritičnosti može postati nešto veći od jedinice čak i prije trenutka izravnog kontakta dijelovi nuklearnog eksploziva. U tom slučaju reakcija može započeti iz jednog inicijalnog fisijskog centra pod utjecajem, na primjer, spontanog fisijskog neutrona, rezultirajući inferiornom eksplozijom s malim faktorom iskorištenja nuklearnog goriva.
Prednost nuklearnih punjenja topovskog tipa je jednostavnost dizajna, male dimenzije i težina, visoka mehanička čvrstoća, što omogućuje stvaranje nuklearnog streljiva male veličine (topničke granate, nuklearne mine itd.) Na njihovoj osnovi.
U nabojima tipa implozije, za stvaranje superkritične mase, koristi se učinak implozije - sveobuhvatna kompresija nuklearnog eksploziva snagom eksplozije konvencionalnog eksploziva, što dovodi do naglog povećanja njegove gustoće.
Učinak implozije stvara ogromnu koncentraciju energije u zoni NHE i omogućuje postizanje tlaka koji prelazi milijune atmosfera, što dovodi do povećanja gustoće NHE za 2-3 puta i smanjenja kritične mase za 4 puta. – 9 puta.
Za zajamčenu imitaciju lančane reakcije fisije i njezino ubrzanje potrebno je primijeniti snažan neutronski impuls iz umjetnog izvora neutrona u trenutku najveće implozije.
Prednost implozijskih atomskih punjenja je veća iskoristivost nuklearnog eksploziva, kao i mogućnost, u određenim granicama, mijenjanja snage nuklearne eksplozije pomoću posebnog prekidača.
Nedostaci atomskih naboja uključuju veliku masu i dimenzije, nisku mehaničku čvrstoću i osjetljivost na temperaturne uvjete.
Termonuklearni naboji Kod naboja ovog tipa stvaraju se uvjeti za reakciju fuzije detonacijom atomskog naboja (detonatora) iz urana-235, plutonija-239 ili kalifornija-251.Termonuklearni naboji mogu biti neutronski i kombinirani.
U termonuklearnim neutronskim nabojima kao termonuklearno gorivo koriste se deuterij i tricij u čistom obliku ili u obliku metalnih hidrida."Osigurač" reakcije je visoko obogaćeni plutonij-239 ili kalifornij-251 koji imaju relativno malu kritičnu masu. To vam omogućuje povećanje koeficijenta termonuklearnog streljiva.
Termonuklearna kombinirana punjenja koriste litijev deuterid (LiD) kao termonuklearno gorivo. Za "osigurač" fuzijske reakcije je reakcija fisije urana-235. Da bi se dobili neutroni visoke energije za reakciju (1.18), već na samom početku nuklearnog procesa u nuklearni naboj stavlja se ampula s tricijem (1H3).Fisijski neutroni potrebni su za dobivanje tricija iz litija u početni period reakcije.neutroni koji se oslobađaju tijekom reakcija fuzije deuterija i tricija, kao i fisije urana-238 (najčešći i najjeftiniji prirodni uran), koji posebno okružuje reakcijsku zonu u obliku ljuske. prisutnost takve ljuske omogućuje ne samo izvođenje termonuklearne reakcije nalik lavini, već i dobivanje dodatne energije eksplozije, budući da pri visokoj gustoći toka neutrona s energijom većom od 10 MeV, reakcija fisije urana-238 jezgre odvija se prilično učinkovito. Istovremeno, količina oslobođene energije postaje vrlo velika i kod streljiva velikog i posebno velikog kalibra može iznositi i do 80% ukupne energije kombiniranog termonuklearnog streljiva a.
Klasifikacija nuklearnog oružja
Nuklearno streljivo klasificira se prema snazi oslobođene energije nuklearnog punjenja, kao i prema vrsti nuklearne reakcije koja se u njima koristi.Za karakterizaciju snage streljiva koristi se koncept "TNT ekvivalenta" - to je takav masa TNT-a čija je energija eksplozije roj energije oslobođen prilikom eksplozije zraka nuklearne bojeve glave (naboja) Ekvivalent TNT-a označava se slovom § i mjeri se u tonama (t), tisućama tona (kg) , milijuna tona (Mt)
U pogledu snage, nuklearno oružje se konvencionalno dijeli na pet kalibara.
kalibar nuklearnog oružja
TNT ekvivalent tisuća tona
Ultra mali do 1
Prosječno 10-100
Veliki 100-1000
Ekstra veliki preko 1000
Podjela nuklearnih eksplozija prema vrsti i snazi. Štetni čimbenici nuklearne eksplozije.
Ovisno o zadaćama koje se rješavaju uporabom nuklearnog oružja, nuklearne eksplozije mogu se izvesti u zraku, na površini zemlje i vode, pod zemljom i u vodi. U skladu s tim razlikuju se zračne, zemaljske (površinske) i podzemne (podvodne) eksplozije (slika 3.1).
Zračna nuklearna eksplozija je eksplozija nastala na visini do 10 km, kada svijetleće područje ne dodiruje tlo (vodu). Eksplozije zraka dijele se na niske i visoke. Jaka radioaktivna kontaminacija područja nastaje samo u blizini epicentara niskih eksplozija. Infekcija područja koja prati trag oblaka značajno utječe na djelovanje osoblje ne prikazuje. Udarni val, svjetlosno zračenje, prodorno zračenje i EMP najpotpunije se manifestiraju u zračnoj nuklearnoj eksploziji.
Prizemna (površinska) nuklearna eksplozija je eksplozija nastala na površini zemlje (vode), pri kojoj svijetleće područje dodiruje površinu zemlje (vode), a stup prašine (vode) od trenutka nastanka povezan je s oblak eksplozije. 50 Karakteristična značajka prizemne (površinske) nuklearne eksplozije je jaka radioaktivna kontaminacija terena (vode) kako u području eksplozije, tako iu smjeru eksplozijskog oblaka. Štetni čimbenici ove eksplozije su udarni val, svjetlosno zračenje, prodorno zračenje, radioaktivna kontaminacija prostora i EMP.
Podzemna (podvodna) nuklearna eksplozija je eksplozija proizvedena pod zemljom (pod vodom), a karakterizirana je oslobađanjem velike količine tla (vode) pomiješanog s produktima nuklearnog eksploziva (fragmenti fisije urana-235 ili plutonija-239). Štetni i razorni učinak podzemne nuklearne eksplozije određen je uglavnom seizmičko-eksplozivnim valovima (glavni štetni čimbenik), stvaranjem lijevka u tlu i jakom radioaktivnom kontaminacijom područja. Emisija svjetlosti i prodorno zračenje su odsutni. Karakteristika podvodne eksplozije je nastanak sultana (vodenog stupa), osnovnog vala koji nastaje pri urušavanju sultana (vodenog stupa).
Zračna nuklearna eksplozija počinje kratkim zasljepljujućim bljeskom, čija se svjetlost može promatrati na udaljenosti od nekoliko desetaka i stotina kilometara. Nakon bljeska pojavljuje se svijetleće područje u obliku kugle ili polukugle (s eksplozijom tla), koje je izvor snažnog svjetlosnog zračenja. Istodobno se iz zone eksplozije u okoliš širi snažan tok gama zračenja i neutrona koji nastaju tijekom lančane nuklearne reakcije i raspada radioaktivnih fragmenata fisije nuklearnog naboja. Gama zrake i neutroni emitirani tijekom nuklearne eksplozije nazivaju se prodorno zračenje. Pod djelovanjem trenutnog gama zračenja dolazi do ionizacije atoma okoliš, što dovodi do pojave električnih i magnetskih polja. Ta se polja, zbog kratkog trajanja djelovanja, obično nazivaju elektromagnetskim pulsom nuklearne eksplozije.
U središtu nuklearne eksplozije temperatura trenutno raste na nekoliko milijuna stupnjeva, uslijed čega se tvar naboja pretvara u visokotemperaturnu plazmu koja emitira x-zrake. Tlak plinovitih proizvoda u početku doseže nekoliko milijardi atmosfera. Sfera užarenih plinova užarenog područja, nastojeći se proširiti, komprimira susjedne slojeve zraka, stvara oštar pad tlaka na granici komprimiranog sloja i oblikuje udarni val koji se širi od središta eksplozije u različitim smjerovima. . Budući da je gustoća plinova koji čine vatrenu kuglu mnogo niža od gustoće okolnog zraka, lopta se brzo diže. U tom slučaju nastaje oblak u obliku gljive koji sadrži plinove, vodenu paru, sitne čestice tla i veliku količinu radioaktivnih produkata eksplozije. Kada dosegne najveću visinu, oblak se pod djelovanjem zračnih struja prenosi na velike udaljenosti, raspršuje se, a radioaktivni proizvodi padaju na zemljinu površinu stvarajući radioaktivnu kontaminaciju prostora i objekata.
Za vojne potrebe;
Po snazi:
Ultra-mala (manje od 1 tisuće tona TNT-a);
Mali (1 - 10 tisuća tona);
Srednje (10-100 tisuća tona);
Veliki (100 tisuća tona -1 Mt);
Super-veliki (preko 1 Mt).
Vrsta eksplozije:
Neboder (preko 10 km);
Zrak (lagani oblak ne dopire do površine Zemlje);
tlo;
Površinski;
Underground;
Pod vodom.
Štetni čimbenici nuklearne eksplozije. Štetni čimbenici nuklearne eksplozije su:
Udarni val (50% energije eksplozije);
Svjetlosno zračenje (35% energije eksplozije);
Prodorno zračenje (45% energije eksplozije);
Radioaktivna kontaminacija (10% energije eksplozije);
Elektromagnetski puls (1% energije eksplozije);
Početkom 20. stoljeća, zahvaljujući naporima Alberta Einsteina, čovječanstvo je prvo saznalo da se na atomskoj razini, iz male količine materije, pod određenim uvjetima, može dobiti ogromna količina energije. Tridesetih godina 20. stoljeća rad u tom smjeru nastavili su njemački nuklearni fizičar Otto Hahn, Englez Robert Frisch i Francuz Joliot-Curie. Upravo su oni uspjeli u praksi pratiti rezultate fisije jezgri atoma radioaktivnih kemijskih elemenata. Proces lančane reakcije simuliran u laboratorijima potvrdio je Einsteinovu teoriju o sposobnosti materije da u malim količinama oslobodi veliku količinu energije. U takvim uvjetima rođena je fizika nuklearne eksplozije - znanost koja je dovela u sumnju mogućnost daljnjeg postojanja zemaljske civilizacije.
Rođenje nuklearnog oružja
Francuz Joliot-Curie je još 1939. godine shvatio da izlaganje jezgrama urana pod određenim uvjetima može dovesti do eksplozivne reakcije goleme snage. Kao rezultat nuklearne lančane reakcije počinje spontana eksponencijalna fisija jezgri urana, pri čemu se oslobađa ogromna količina energije. U trenu je radioaktivna tvar eksplodirala, a nastala eksplozija imala je golem štetni učinak. Kao rezultat pokusa postalo je jasno da se uran (U235) može pretvoriti iz kemijski element u moćne eksplozive.
U miroljubive svrhe, tijekom rada nuklearnog reaktora, proces nuklearne fisije radioaktivnih komponenti odvija se mirno i kontrolirano. Kod nuklearne eksplozije glavna razlika je u tome što se trenutno oslobađa ogromna količina energije i to se nastavlja sve dok ne ponestane zaliha radioaktivnog eksploziva. Po prvi put, osoba je saznala za borbene sposobnosti novog eksploziva 16. srpnja 1945. godine. U vrijeme kada se u Potsdamu održavao završni sastanak šefova država pobjednica u ratu s Njemačkom, na poligonu u Alamogordu u Novom Meksiku izvršeno je prvo testiranje atomske bojeve glave. Parametri prve nuklearne eksplozije bili su prilično skromni. Snaga atomskog naboja u TNT ekvivalentu bila je jednaka masi trinitrotoluena u 21 kilotonu, ali snaga eksplozije i njezin utjecaj na okolne objekte ostavili su neizbrisiv dojam na sve koji su gledali testove.
Eksplozija prve atomske bombe
Isprva su svi vidjeli svijetlu svjetleću točku, koja je bila vidljiva na udaljenosti od 290 km. s mjesta ispitivanja. Istovremeno se zvuk eksplozije čuo u radijusu od 160 km. Na mjestu gdje je postavljena nuklearna eksplozivna naprava nastao je ogroman krater. Lijevak od nuklearne eksplozije dosegao je dubinu veću od 20 metara, s vanjskim promjerom od 70 m. Na području poligona u radijusu od 300-400 metara od epicentra, zemljina površina bila je beživotna lunarna površina .
Zanimljivo je navesti zabilježene dojmove sudionika prvog testiranja atomske bombe. “Okolni zrak postao je gušći, temperatura mu je odmah porasla. Doslovno minutu kasnije, golemi udarni val zahvatio je područje. Na mjestu naboja formira se ogromna vatrena kugla, nakon čega se na njenom mjestu počeo formirati oblak nuklearne eksplozije u obliku gljive. Stup dima i prašine, okrunjen masivnom glavom nuklearne gljive, popeo se na visinu od 12 km. Svi prisutni u skloništu bili su zapanjeni razmjerima eksplozije. Nitko nije mogao zamisliti moć i snagu s kojom smo se suočili”, napisao je kasnije voditelj projekta Manhattan Leslie Groves.
Nitko, ni prije ni poslije, nije imao na raspolaganju oružje tako goleme moći. I to unatoč činjenici da u to vrijeme znanstvenici i vojska još nisu imali pojma o svim štetnim čimbenicima novog oružja. U obzir su uzeti samo vidljivi glavni štetni čimbenici nuklearne eksplozije, kao što su:
- udarni val nuklearne eksplozije;
- svjetlo i toplinsko zračenje nuklearne eksplozije.
Činjenica da je prodorna radijacija i kasnija radioaktivna kontaminacija tijekom nuklearne eksplozije kobna za sva živa bića još nije imala jasnu ideju. Pokazalo se da će ova dva čimbenika nakon nuklearne eksplozije kasnije postati najopasnija za osobu. Zona potpunog uništenja i devastacije prilično je male površine u usporedbi sa zonom kontaminacije područja produktima radijacijskog raspada. Zaraženo područje može imati površinu od nekoliko stotina kilometara. Izloženosti primljenoj u prvim minutama nakon eksplozije i razini zračenja koja je uslijedila, dodaje se kontaminacija golemih teritorija radioaktivnim padavinama. Razmjeri katastrofe postaju apokaliptični.
Tek kasnije, puno kasnije, kada su atomske bombe korištene u vojne svrhe, postalo je jasno koliko je moćno novo oružje i koliko će teške posljedice za ljude imati uporaba nuklearne bombe.
Mehanizam atomskog naboja i princip rada
Ako ne ulazite u detaljne opise i tehnologiju stvaranja atomske bombe, možete ukratko opisati nuklearni naboj u samo tri fraze:
- postoji subkritična masa radioaktivnog materijala (uran U235 ili plutonij Pu239);
- stvaranje određenih uvjeta za početak lančane reakcije nuklearne fisije radioaktivni elementi(detonacija);
- stvaranje kritične mase fisibilnog materijala.
Cijeli mehanizam može se prikazati jednostavnim i razumljivim crtežom, gdje su svi dijelovi i detalji u snažnoj i bliskoj interakciji jedni s drugima. Kao rezultat detonacije kemijskog ili električnog detonatora, pokreće se detonacijski sferični val, komprimirajući fisijski materijal do kritične mase. Nuklearni naboj je višeslojna struktura. Kao glavni eksploziv koristi se uran ili plutonij. Određena količina TNT-a ili RDX-a može poslužiti kao detonator. Nadalje, proces kompresije postaje nekontroliran.
Brzina procesa koji se odvijaju je ogromna i usporediva s brzinom svjetlosti. Vremenski interval od početka detonacije do početka nepovratne lančane reakcije ne traje više od 10-8 s. Drugim riječima, za napajanje 1 kg obogaćenog urana potrebno je samo 10-7 sekundi. Ova vrijednost označava vrijeme nuklearne eksplozije. Reakcija termonuklearne fuzije, koja je osnova termonuklearne bombe, odvija se sličnom brzinom, s tom razlikom što nuklearni naboj pokreće još snažniji - termonuklearni naboj. Termonuklearna bomba ima drugačiji princip rada. Ovdje je riječ o reakciji sinteze lakih elemenata u teže, pri čemu se opet oslobađa ogromna količina energije.
U procesu fisije jezgri urana ili plutonija stvara se ogromna količina energije. U središtu nuklearne eksplozije temperatura je 107 Kelvina. U takvim uvjetima nastaje kolosalan pritisak - 1000 atm. Atomi fisijske tvari pretvaraju se u plazmu, što postaje glavni rezultat lančane reakcije. Tijekom nesreće u 4. reaktoru nuklearne elektrane u Černobilu nije došlo do nuklearne eksplozije, budući da se fisija radioaktivnog goriva odvijala sporo i bila je popraćena samo intenzivnim oslobađanjem topline.
Velika brzina procesa koji se odvijaju unutar punjenja dovodi do brzog skoka temperature i povećanja tlaka. Upravo te komponente tvore prirodu, čimbenike i snagu nuklearne eksplozije.
Vrste i vrste nuklearnih eksplozija
Lančana reakcija koja je započela više se ne može zaustaviti. U tisućinkama sekunde, nuklearni naboj, koji se sastoji od radioaktivnih elemenata, pretvara se u ugrušak plazme, rastrgan visokim pritiskom. Počinje uzastopni lanac niza drugih čimbenika koji štetno djeluju na okoliš, infrastrukturne objekte i žive organizme. Jedina razlika u šteti je u tome što mala nuklearna bomba (10-30 kilotona) uzrokuje manje razaranja i manje teške posljedice od velike nuklearne eksplozije snage 100 megatona više.
Štetni čimbenici ne ovise samo o snazi naboja. Za procjenu posljedica važni su uvjeti za detonaciju nuklearnog oružja, koja se vrsta nuklearne eksplozije promatra u ovom slučaju. Potkopavanje punjenja se može vršiti na površini zemlje, pod zemljom ili pod vodom, a prema uvjetima uporabe, radi se o sljedećim vrstama:
- zračne nuklearne eksplozije izvedene na određenim visinama iznad površine zemlje;
- eksplozije na velikim visinama izvedene u atmosferi planeta na visinama iznad 10 km;
- kopnene (površinske) nuklearne eksplozije izvedene neposredno iznad površine zemlje ili iznad površine vode;
- podzemne ili podvodne eksplozije izvedene u površinskoj debljini zemljine kore ili pod vodom, na određenoj dubini.
U svakom pojedinom slučaju pojedini štetni čimbenici imaju svoju snagu, intenzitet i karakteristike djelovanja, što dovodi do određenih rezultata. U jednom slučaju dolazi do ciljanog uništenja cilja uz minimalno uništavanje i radioaktivnu kontaminaciju teritorija. U drugim slučajevima, potrebno je suočiti se s devastacijom područja velikih razmjera i uništavanjem objekata, dolazi do trenutačnog uništenja cjelokupnog života i uočava se jaka radioaktivna kontaminacija golemih teritorija.
Zračna nuklearna eksplozija, na primjer, razlikuje se od zemaljske detonacijske metode po tome što vatrena kugla ne dolazi u dodir s površinom zemlje. U takvoj eksploziji, prašina i drugi mali fragmenti se spajaju u stup prašine koji postoji odvojeno od oblaka eksplozije. Sukladno tome, područje oštećenja također ovisi o visini eksplozije. Takve eksplozije mogu biti visoke i niske.
Prva testiranja atomskih bojevih glava iu SAD-u iu SSSR-u bila su uglavnom tri tipa, zemaljska, zračna i podvodna. Tek nakon stupanja na snagu Ugovora o ograničenju nuklearnih pokusa, nuklearne eksplozije u SSSR-u, SAD-u, Francuskoj, Kini i Velikoj Britaniji počele su se izvoditi samo pod zemljom. To je omogućilo smanjenje zagađenja okoliša radioaktivnim proizvodima, smanjenje područja isključenih zona koje su nastale u blizini vojnih poligona.
Najsnažnija nuklearna eksplozija u povijesti nuklearnih testiranja dogodila se 30. listopada 1961. u Sovjetskom Savezu. Bomba ukupne težine 26 tona i snage 53 megatona bačena je na područje arhipelaga Novaya Zemlya iz strateškog bombardera Tu-95. Ovo je primjer tipičnog visokog zračnog praska, budući da se eksplozija dogodila na visini od 4 km.
Treba napomenuti da detonaciju nuklearne bojeve glave u zraku karakterizira jak učinak svjetlosnog zračenja i prodornog zračenja. Bljesak nuklearne eksplozije jasno je vidljiv desecima i stotinama kilometara od epicentra. Osim snažnog svjetlosnog zračenja i jakog udarnog vala koji divergira oko 3600, eksplozija zraka postaje izvor jakih elektromagnetskih smetnji. Elektromagnetski impuls generiran tijekom zračne nuklearne eksplozije u radijusu od 100-500 km. sposobni onesposobiti cjelokupnu zemaljsku električnu infrastrukturu i elektroniku.
Upečatljiv primjer niskog zračnog praska bilo je atomsko bombardiranje japanskih gradova Hirošime i Nagasakija u kolovozu 1945. godine. Bombe "Fat Man" i "Baby" radile su na visini od pola kilometra, čime su nuklearnom eksplozijom pokrile gotovo cijeli teritorij ovih gradova. Većina stanovnika Hirošime umrla je u prvim sekundama nakon eksplozije, od posljedica izlaganja jakoj svjetlosti, toplini i gama zračenju. Udarni val potpuno je uništio gradske zgrade. U slučaju bombardiranja grada Nagasakija, učinak eksplozije bio je oslabljen značajkama reljefa. Brdoviti teren omogućio je nekim dijelovima grada da izbjegnu izravno djelovanje svjetlosnih zraka i smanjio snagu udarnog vala. Ali tijekom takve eksplozije uočena je velika radioaktivna kontaminacija područja, što je kasnije dovelo do ozbiljnih posljedica za stanovništvo uništenog grada.
Niski i visoki zračni rafali najčešća su suvremena sredstva oružja za masovno uništenje. Takva se punjenja koriste za uništavanje gomilanja trupa i opreme, gradova i kopnene infrastrukture.
Nuklearna eksplozija na velikim visinama razlikuje se po načinu primjene i prirodi djelovanja. Detonacija nuklearnog oružja izvodi se na visini većoj od 10 km, u stratosferi. S takvom eksplozijom, visoko na nebu opaža se bljesak velikog promjera poput sunca. Umjesto oblaka prašine i dima, na mjestu eksplozije ubrzo se stvara oblak koji se sastoji od molekula vodika isparenih pod utjecajem visokih temperatura, ugljični dioksid i dušik.
U ovom slučaju glavni štetni čimbenici su udarni val, svjetlosno zračenje, prodorno zračenje i EMP nuklearne eksplozije. Što je veća visina detonacije naboja, to je manja snaga udarnog vala. Zračenje i emisija svjetlosti, naprotiv, samo se povećavaju s povećanjem nadmorske visine. Zbog nepostojanja značajnog kretanja zračnih masa na velikim visinama, radioaktivna kontaminacija teritorija u ovom je slučaju praktički svedena na nulu. Eksplozije na velikim visinama, nastale unutar ionosfere, ometaju širenje radio valova u ultrazvučnom području.
Takve eksplozije uglavnom su usmjerene na uništavanje visokoletećih ciljeva. To mogu biti izviđački zrakoplovi, krstareće rakete, bojeve glave strateških projektila, umjetni sateliti i druga svemirska napadačka oružja.
Zemaljska nuklearna eksplozija potpuno je drugačiji fenomen u vojnoj taktici i strategiji. Ovdje je izravno pogođeno određeno područje zemljine površine. Bojna glava može biti detonirana iznad predmeta ili iznad vode. Prvi testovi atomskog oružja u Sjedinjenim Državama i SSSR-u održani su u ovom obliku.
Posebnost ove vrste nuklearne eksplozije je prisutnost izraženog oblaka gljive, koji nastaje zbog ogromnih količina čestica tla i stijena podignutih eksplozijom. Već u prvom trenutku na mjestu eksplozije formira se svjetleća polukugla koja svojim donjim rubom dodiruje površinu zemlje. Prilikom kontaktne detonacije u epicentru eksplozije nastaje lijevak u kojem je eksplodiralo nuklearno punjenje. Dubina i promjer lijevka ovisi o snazi same eksplozije. Kada se koristi malo taktičko streljivo, promjer lijevka može doseći dva ili tri desetke metara. Kada se nuklearna bomba detonira velikom snagom, dimenzije kratera često dosežu stotine metara.
Prisutnost snažnog oblaka blata i prašine pridonosi činjenici da većina radioaktivnih produkata eksplozije pada natrag na površinu, čineći je potpuno kontaminiranom. Manje čestice prašine ulaze u površinski sloj atmosfere i zajedno sa zračnim masama raspršuju se na velike udaljenosti. Ako se atomski naboj digne u zrak na površini zemlje, radioaktivni trag od proizvedene prizemne eksplozije može se protezati stotinama i tisućama kilometara. Tijekom nesreće u nuklearnoj elektrani Černobil, radioaktivne čestice koje su ušle u atmosferu ispale su zajedno s oborinama na području skandinavskih zemalja, koje se nalaze 1000 km od mjesta katastrofe.
Zemaljske eksplozije mogu se izvesti za uništavanje i uništavanje objekata velike snage. Takve se eksplozije također mogu koristiti ako je cilj stvoriti veliku zonu radioaktivne kontaminacije područja. U ovom slučaju je na snazi svih pet štetnih čimbenika nuklearne eksplozije. Nakon termodinamičkog udara i svjetlosnog zračenja dolazi do izražaja elektromagnetski impuls. Udarni val i prodorno zračenje dovršavaju uništavanje objekta i ljudstva u radijusu djelovanja. Konačno, tu je i radioaktivna kontaminacija. Za razliku od zemaljske metode detonacije, površinska nuklearna eksplozija podiže ogromne mase vode u zrak, kako u tekućem tako iu stanju pare. Razorni učinak postiže se udarom zračnog udarnog vala i velikim uzbuđenjem koje nastaje eksplozijom. Voda podignuta u zrak sprječava širenje svjetlosnog zračenja i prodornog zračenja. S obzirom na to da su čestice vode mnogo teže i prirodni su neutralizator aktivnosti elemenata, intenzitet širenja radioaktivnih čestica u zračnom prostoru je zanemariv.
Podzemna eksplozija nuklearnog oružja izvodi se na određenoj dubini. Za razliku od prizemnih eksplozija, ovdje nema užarenog područja. Svu ogromnu silu udara preuzima zemljana stijena. Udarni val divergira u debljini zemlje, uzrokujući lokalni potres. Ogroman pritisak stvoren tijekom eksplozije formira stup urušavanja tla koji ide u velike dubine. Uslijed slijeganja stijene na mjestu eksplozije nastaje lijevak čije dimenzije ovise o snazi punjenja i dubini eksplozije.
Takvu eksploziju ne prati oblak gljive. Stup prašine koji se podigao na mjestu detonacije naboja ima visinu od svega nekoliko desetaka metara. Udarni val pretvoren u seizmičke valove i lokalna površinska radioaktivna kontaminacija glavni su štetni čimbenici takvih eksplozija. Ova vrsta detonacije nuklearnog punjenja u pravilu je od ekonomskog i primijenjenog značaja. Do danas se većina nuklearnih pokusa izvodi pod zemljom. U 70-80 god Na sličan način riješio nacionalne ekonomske probleme, koristeći kolosalnu energiju nuklearne eksplozije za uništavanje planinskih lanaca i formiranje umjetnih rezervoara.
Na karti poligona za nuklearna ispitivanja u Semipalatinsku (danas Republika Kazahstan) i u državi Nevada (SAD) nalazi se ogroman broj kratera, tragova podzemnih nuklearnih pokusa.
Podvodna detonacija nuklearnog punjenja provodi se na određenoj dubini. U ovom slučaju nema bljeska svjetlosti tijekom eksplozije. Na površini vode na mjestu eksplozije pojavljuje se vodeni stup visok 200-500 metara, koji je okrunjen oblakom prskanja i pare. Neposredno nakon eksplozije dolazi do stvaranja udarnog vala koji uzrokuje poremećaje u vodenom stupcu. Glavni štetni čimbenik eksplozije je udarni val, koji se pretvara u valove velike visine. Uz eksploziju naboja velike snage, visina valova može doseći 100 metara ili više. U budućnosti se uočava jaka radioaktivna kontaminacija na mjestu eksplozije i na susjednom području.
Metode zaštite od štetnih čimbenika nuklearne eksplozije
Kao rezultat eksplozivne reakcije nuklearnog punjenja stvara se ogromna količina toplinske i svjetlosne energije, koja ne samo da može uništiti i uništiti nežive objekte, već i ubiti sva živa bića na velikom području. U epicentru eksplozije i njegovoj neposrednoj blizini, kao posljedica intenzivnog izlaganja prodornom zračenju, svjetlosti, toplinskom zračenju i udarnim valovima, strada sve živo, uništava se vojna oprema, uništavaju se zgrade i građevine. S udaljavanjem od epicentra eksplozije i tijekom vremena, snaga štetnih čimbenika opada, ustupajući mjesto posljednjem razornom čimbeniku - radioaktivnoj kontaminaciji.
Beskorisno je tražiti spas za one koji su pali u epicentar nuklearne apokalipse. Ovdje neće spasiti ni snažno sklonište od bombi ni osobna zaštitna oprema. Ozljede i opekline koje osoba primi u takvim situacijama nespojive su sa životom. Uništenje infrastrukturnih objekata je potpuno i nenadoknadivo. S druge strane, oni koji su se našli na znatnoj udaljenosti od mjesta eksplozije mogu računati na spas pomoću određenih vještina i posebnih metoda zaštite.
Glavni štetni faktor kod nuklearne eksplozije je udarni val. Područje visokog tlaka formirano u epicentru utječe na zračnu masu stvarajući udarni val koji se širi u svim smjerovima nadzvučnom brzinom.
Brzina širenja udarnog vala je sljedeća:
- na ravnom terenu udarni val prelazi 1000 metara od epicentra eksplozije za 2 sekunde;
- na udaljenosti od 2000 m od epicentra, udarni val će vas zahvatiti za 5 sekundi;
- budući da je na udaljenosti od 3 km od eksplozije, udarni val treba očekivati za 8 sekundi.
Nakon prolaska udarnog vala nastaje područje niskog tlaka. U nastojanju da ispuni razrijeđeni prostor, zrak ide u suprotnom smjeru. Stvoreni efekt vakuuma uzrokuje još jedan val razaranja. Vidjevši bljesak, prije dolaska udarnog vala, možete pokušati pronaći sklonište, smanjujući učinke udara udarnog vala.
Svjetlosno i toplinsko zračenje na velikoj udaljenosti od epicentra eksplozije gube snagu, pa ako se osoba uspjela sakriti pri pogledu na bljesak, možete računati na spasenje. Mnogo je strašnije prodorno zračenje, a to je brzi tok gama zraka i neutrona koji se brzinom svjetlosti šire iz svijetlećeg područja eksplozije. Najjači učinak prodornog zračenja javlja se u prvim sekundama nakon eksplozije. Dok ste u skloništu ili skloništu, postoji velika vjerojatnost izbjegavanja izravnog udara smrtonosnog gama zračenja. Prodorno zračenje uzrokuje teška oštećenja živih organizama, uzrokujući radijacijsku bolest.
Ako su svi gore navedeni štetni čimbenici nuklearne eksplozije kratkotrajne prirode, onda je radioaktivna kontaminacija najpodmukliji i najopasniji čimbenik. Njegov destruktivni učinak na ljudsko tijelo događa se postupno, tijekom vremena. Količina zaostalog zračenja i intenzitet radioaktivne kontaminacije ovisi o snazi eksplozije, uvjetima terena i klimatski faktori. Radioaktivni produkti eksplozije, pomiješani s prašinom, sitnim krhotinama i krhotinama, ulaze u površinski sloj zraka, nakon čega zajedno s oborinama ili samostalno padaju na površinu zemlje. Pozadina zračenja u zoni primjene nuklearnog oružja stotinama je puta veća od prirodne pozadine zračenja, što predstavlja prijetnju svim živim bićima. Budući da se nalazite na području podvrgnutom nuklearnom udaru, treba izbjegavati kontakt s bilo kojim predmetima. Osobna zaštitna oprema i dozimetar smanjit će vjerojatnost radioaktivne kontaminacije.
