3.2. esplosioni nucleari
3.2.1. Classificazione delle esplosioni nucleari
Le armi nucleari furono sviluppate negli Stati Uniti durante la seconda guerra mondiale principalmente dagli sforzi di scienziati europei (Einstein, Bohr, Fermi e altri). Il primo test di quest'arma ebbe luogo negli Stati Uniti presso il campo di addestramento di Alamogordo il 16 luglio 1945 (a quel tempo, nella Germania sconfitta, Conferenza di Potsdam). E solo 20 giorni dopo, il 6 agosto 1945, una bomba atomica di enorme potenza per l'epoca - 20 kilotoni - fu sganciata sulla città giapponese di Hiroshima senza alcuna necessità e convenienza militare. Tre giorni dopo, il 9 agosto 1945, la seconda città giapponese, Nagasaki, fu sottoposta a un bombardamento atomico. Le conseguenze delle esplosioni nucleari furono terribili. A Hiroshima, su 255mila abitanti, quasi 130mila persone sono rimaste uccise o ferite. Dei quasi 200mila abitanti di Nagasaki, più di 50mila persone sono state colpite.
Quindi furono fabbricate e testate armi nucleari in URSS (1949), Gran Bretagna (1952), Francia (1960) e Cina (1964). Ora più di 30 stati del mondo sono pronti in termini scientifici e tecnici per la produzione di armi nucleari.
Ora ci sono cariche nucleari che utilizzano la reazione di fissione dell'uranio-235 e del plutonio-239 e cariche termonucleari che utilizzano (durante l'esplosione) una reazione di fusione. Quando un neutrone viene catturato, il nucleo di uranio-235 viene diviso in due frammenti, rilasciando quanti gamma e altri due neutroni (2,47 neutroni per l'uranio-235 e 2,91 neutroni per il plutonio-239). Se la massa dell'uranio è superiore a un terzo, questi due neutroni dividono altri due nuclei, rilasciando già quattro neutroni. Dopo la fissione dei successivi quattro nuclei, vengono rilasciati otto neutroni e così via. C'è una reazione a catena che porta a un'esplosione nucleare.
Classificazione delle esplosioni nucleari:
Per tipo di addebito:
- nucleare (atomico) - reazione di fissione;
- termonucleare - reazione di fusione;
- neutrone: un grande flusso di neutroni;
- combinato.
Su appuntamento:
Test;
Per scopi pacifici;
- per scopi militari;
Per potere:
- ultra-piccolo (meno di 1 migliaio di tonnellate di tritolo);
- piccolo (1 - 10 mila tonnellate);
- medio (10-100 mila tonnellate);
- grande (100mila tonnellate -1 Mt);
- super-grande (oltre 1 Mt).
Tipo di esplosione:
- alta quota (oltre 10 km);
- aria (la nuvola leggera non raggiunge la superficie della Terra);
terra;
Superficie;
Metropolitana;
Sott'acqua.
I fattori dannosi di un'esplosione nucleare. I fattori dannosi di un'esplosione nucleare sono:
- onda d'urto (50% dell'energia dell'esplosione);
- radiazione luminosa (35% dell'energia dell'esplosione);
- radiazione penetrante (45% dell'energia dell'esplosione);
- contaminazione radioattiva (10% dell'energia dell'esplosione);
- impulso elettromagnetico (1% dell'energia dell'esplosione);
Shockwave (UX) (50% dell'energia dell'esplosione). VX è una zona di forte compressione dell'aria, che si propaga a velocità supersonica in tutte le direzioni dal centro dell'esplosione. La fonte dell'onda d'urto è l'alta pressione al centro dell'esplosione, che raggiunge i 100 miliardi di kPa. I prodotti dell'esplosione, oltre all'aria molto riscaldata, espandono e comprimono lo strato d'aria circostante. Questo strato di aria compressa comprime lo strato successivo. In questo modo, la pressione viene trasferita da uno strato all'altro, creando VX. La prima linea di aria compressa è chiamata VX front.
I parametri principali dell'UH sono:
- sovrapressione;
- testa di velocità;
- durata dell'onda d'urto.
L'eccesso di pressione è la differenza tra la pressione massima nel fronte VX e la pressione atmosferica.
Sol f \u003d Sol f.max -P 0
Viene misurato in kPa o kgf / cm 2 (1 agm \u003d 1,033 kgf / cm 2 \u003d \u003d 101,3 kPa; 1 atm \u003d 100 kPa).
Il valore della sovrappressione dipende principalmente dalla potenza e dal tipo di esplosione, nonché dalla distanza dal centro dell'esplosione.
Può raggiungere i 100 kPa in esplosioni con una potenza di 1 mt o più.
L'eccesso di pressione diminuisce rapidamente con la distanza dall'epicentro dell'esplosione.
La pressione dell'aria ad alta velocità è un carico dinamico che crea un flusso d'aria, indicato con P, misurato in kPa. L'entità della pressione di velocità dell'aria dipende dalla velocità e dalla densità dell'aria dietro il fronte d'onda ed è strettamente correlata al valore della massima sovrappressione dell'onda d'urto. La pressione di velocità agisce notevolmente con una pressione in eccesso superiore a 50 kPa.
La durata dell'onda d'urto (sovrapressione) viene misurata in secondi. Maggiore è il tempo di azione, maggiore è l'effetto dannoso dei raggi UV. L'ultravioletto di un'esplosione nucleare di media potenza (10-100 kt) percorre 1000 m in 1,4 s, 2000 m in 4 s; 5000 m - in 12 s. VX colpisce le persone e distrugge edifici, strutture, oggetti e apparecchiature di comunicazione.
L'onda d'urto colpisce direttamente e indirettamente le persone non protette (il danno indiretto è il danno inflitto a una persona da frammenti di edifici, strutture, frammenti di vetro e altri oggetti che si muovono ad alta velocità sotto l'azione della pressione dell'aria ad alta velocità). Le lesioni che si verificano a seguito dell'azione di un'onda d'urto sono suddivise in:
- leggero, caratteristico della RF = 20 - 40 kPa;
- /span> media, caratteristica per RF=40 - 60 kPa:
- pesante, caratteristico per RF=60 - 100 kPa;
- molto pesante, caratteristica di RF superiori a 100 kPa.
Con un'esplosione con una potenza di 1 Mt, le persone non protette possono subire lievi ferite, essendo a 4,5 - 7 km dall'epicentro dell'esplosione, gravi - 2 - 4 km ciascuna.
Per la protezione dai raggi UV vengono utilizzate strutture di stoccaggio speciali, scantinati, lavori sotterranei, miniere, rifugi naturali, pieghe del terreno, ecc.
Il volume e la natura della distruzione di edifici e strutture dipendono dalla potenza e dal tipo di esplosione, dalla distanza dall'epicentro dell'esplosione, dalla forza e dalle dimensioni di edifici e strutture. Tra gli edifici e le strutture a terra, i più resistenti sono le strutture monolitiche in cemento armato, le case con struttura metallica e gli edifici di costruzione antisismica. In un'esplosione nucleare con una potenza di 5 Mt, le strutture in cemento armato verranno distrutte entro un raggio di 6,5 km, le case in mattoni - fino a 7,8 km, le case di legno saranno completamente distrutte entro un raggio di 18 km.
I raggi UV tendono a penetrare nelle stanze attraverso le aperture di porte e finestre, causando la distruzione di pareti divisorie e apparecchiature. Le apparecchiature tecnologiche sono più stabili e vengono distrutte principalmente a causa del crollo delle pareti e dei soffitti delle case in cui sono installate.
Radiazione luminosa (35% dell'energia dell'esplosione). La radiazione luminosa (CB) è la radiazione elettromagnetica nelle regioni dello spettro ultravioletto, visibile e infrarosso. La sorgente di SW è una regione luminosa che si propaga alla velocità della luce (300.000 km/s). Il tempo di esistenza della regione luminosa dipende dalla potenza dell'esplosione ed è per cariche di vari calibri: calibro super piccolo - decimi di secondo, medio - 2 - 5 s, super-grande - diverse decine di secondi. La dimensione dell'area luminosa per il calibro extra-piccolo è di 50-300 m, per il calibro medio 50-1000 m, per il calibro extra-large è di diversi chilometri.
Il parametro principale che caratterizza il SW è l'impulso luminoso. Si misura in calorie per 1 cm 2 di superficie situata perpendicolarmente alla direzione della radiazione diretta, nonché in kilojoule per m 2:
1 cal / cm 2 \u003d 42 kJ / m 2.
A seconda dell'entità dell'impulso luminoso percepito e della profondità della lesione cutanea, una persona sperimenta ustioni di tre gradi:
- Le ustioni di I grado sono caratterizzate da arrossamento della pelle, gonfiore, indolenzimento, causato da un impulso luminoso di 100-200 kJ/m 2 ;
- ustioni di secondo grado (vesciche) si verificano con un impulso luminoso di 200 ... 400 kJ / m 2;
- ustioni di terzo grado (ulcere, necrosi cutanea) compaiono ad un impulso luminoso di 400-500 kJ/m 2 .
Un grande valore dell'impulso (più di 600 kJ/m2) provoca la carbonizzazione della pelle.
Durante un'esplosione nucleare, saranno osservati 20 kt di I grado di tutela entro un raggio di 4,0 km., 11 gradi - entro 2,8 kt, III grado - entro un raggio di 1,8 km.
Con una potenza di esplosione di 1 Mt, queste distanze aumentano a 26,8 km., 18,6 km. e 14,8 km. rispettivamente.
SW si propaga in linea retta e non attraversa materiali opachi. Pertanto, qualsiasi ostacolo (muro, foresta, armatura, nebbia fitta, colline, ecc.) È in grado di formare una zona d'ombra, protegge dalle radiazioni luminose.
Gli incendi sono l'effetto più forte di SW. La dimensione degli incendi è influenzata da fattori quali la natura e le condizioni dello sviluppo.
Con una densità dell'edificio superiore al 20%, gli incendi possono fondersi in un unico fuoco continuo.
Le perdite dovute all'incendio della seconda guerra mondiale sono state dell'80%. Durante il famoso bombardamento di Amburgo, 16.000 case furono incendiate contemporaneamente. La temperatura nell'area dell'incendio ha raggiunto gli 800°C.
CB migliora significativamente l'azione di HC.
La radiazione penetrante (45% dell'energia dell'esplosione) è causata dalla radiazione e dal flusso di neutroni che si propagano per diversi chilometri attorno a un'esplosione nucleare, ionizzando gli atomi di questo mezzo. Il grado di ionizzazione dipende dalla dose di radiazione, la cui unità di misura è il roentgen (in 1 cm di aria secca ad una temperatura e pressione di 760 mm Hg si formano circa due miliardi di paia di ioni). La capacità ionizzante dei neutroni è stimata in equivalenti ambientali dei raggi X (Rem - la dose di neutroni, il cui effetto è uguale alla radiazione di raggi X influente).
L'effetto delle radiazioni penetranti sulle persone provoca malattie da radiazioni in esse. La malattia da radiazioni di 1o grado (debolezza generale, nausea, vertigini, sonnolenza) si sviluppa principalmente a una dose di 100-200 rad.
La malattia da radiazioni di II grado (vomito, forte mal di testa) si verifica a una dose di 250-400 punte.
La malattia da radiazioni III grado (50% muore) si sviluppa a una dose di 400 - 600 rad.
La malattia da radiazioni di IV grado (si verifica principalmente la morte) si verifica quando vengono irradiate più di 600 punte.
Nelle esplosioni nucleari di bassa potenza, l'influenza della radiazione penetrante è più significativa di quella dei raggi UV e della luce. Con un aumento della potenza dell'esplosione, la proporzione relativa delle lesioni da radiazioni penetranti diminuisce, poiché aumenta il numero di ferite e ustioni. Il raggio del danno da radiazione penetrante è limitato a 4 - 5 km. indipendentemente dall'aumento della potenza esplosiva.
Le radiazioni penetranti influiscono in modo significativo sull'efficienza delle apparecchiature radioelettroniche e dei sistemi di comunicazione. La radiazione a impulsi, il flusso di neutroni interrompono il funzionamento di molti sistemi elettronici, in particolare quelli che operano in modalità pulsata, causando interruzione dell'alimentazione, cortocircuiti nei trasformatori, aumento della tensione, distorsione della forma e dell'entità dei segnali elettrici.
In questo caso, la radiazione provoca interruzioni temporanee nel funzionamento dell'apparecchiatura e il flusso di neutroni provoca cambiamenti irreversibili.
Per diodi con una densità di flusso di 1011 (germanio) e 1012 (silicio) neutroni/em 2, le caratteristiche delle correnti diretta e inversa cambiano.
Nei transistor, il fattore di amplificazione della corrente diminuisce e la corrente del collettore inverso aumenta. I transistor al silicio sono più stabili e mantengono le loro proprietà di rinforzo a flussi di neutroni superiori a 1014 neutroni/cm 2 .
I dispositivi per elettrovuoto sono stabili e mantengono le loro proprietà fino a una densità di flusso di 571015 - 571016 neutroni/cm 2 .
Resistori e condensatori resistenti ad una densità di 1018 neutroni/cm 2. Quindi cambia la conduttività dei resistori, aumentano le perdite e le perdite dei condensatori, soprattutto per i condensatori elettrici.
La contaminazione radioattiva (fino al 10% dell'energia di un'esplosione nucleare) avviene attraverso la radiazione indotta, la ricaduta al suolo di frammenti di fissione di una carica nucleare e parte dell'uranio-235 o plutonio-239 residuo.
La contaminazione radioattiva dell'area è caratterizzata dal livello di radiazione, che viene misurato in roentgens all'ora.
La ricaduta di sostanze radioattive continua quando la nuvola radioattiva si muove sotto l'influenza del vento, a seguito della quale si forma una traccia radioattiva sulla superficie della terra sotto forma di una striscia di terreno contaminato. La lunghezza del sentiero può raggiungere diverse decine di chilometri e persino centinaia di chilometri e la larghezza - decine di chilometri.
A seconda del grado di infezione e delle possibili conseguenze dell'esposizione, si distinguono 4 zone: infezione moderata, grave, pericolosa ed estremamente pericolosa.
Per comodità di risolvere il problema della valutazione della situazione di radiazione, i confini delle zone sono solitamente caratterizzati da livelli di radiazione a 1 ora dopo l'esplosione (P a) e 10 ore dopo l'esplosione, P 10 . Vengono anche impostati i valori delle dosi di radiazione gamma D, che vengono ricevute nell'arco di 1 ora dopo l'esplosione fino al completo decadimento delle sostanze radioattive.
Zona di infezione moderata (zona A) - D = 40,0-400 rad. Il livello di radiazione al confine esterno della zona Г в = 8 R/h, Р 10 = 0,5 R/h. Nella zona A, il lavoro sugli oggetti, di regola, non si ferma. Nelle aree aperte situate al centro della zona o al suo confine interno, i lavori sono sospesi per diverse ore.
Zona di infezione grave (zona B) - D = 4000-1200 punte. Il livello di radiazione al confine esterno G in \u003d 80 R / h., P 10 \u003d 5 R / h. Il lavoro si ferma per 1 giorno. Le persone si nascondono nei rifugi o stanno evacuando.
Zona di infezione pericolosa (zona B) - D \u003d 1200 - 4000 rad. Il livello di radiazione al confine esterno G in \u003d 240 R / h., R 10 \u003d 15 R / h. In questa zona, il lavoro nelle strutture si ferma da 1 a 3-4 giorni. Le persone vengono evacuate o si rifugiano in strutture protettive.
La zona di infezione estremamente pericolosa (zona G) sul confine esterno D = 4000 rad. Livelli di radiazione G in \u003d 800 R / h., R 10 \u003d 50 R / h. Il lavoro si interrompe per diversi giorni e riprende dopo la caduta dei livelli di radiazione a un valore sicuro.
Per un esempio in fig. 23 mostra le dimensioni delle zone A, B, C, D, che si sono formate durante un'esplosione con una potenza di 500 kt e una velocità del vento di 50 km/h.
Una caratteristica della contaminazione radioattiva durante le esplosioni nucleari è il declino relativamente rapido dei livelli di radiazione.
L'altezza dell'esplosione ha una grande influenza sulla natura dell'infezione. Durante le esplosioni ad alta quota, la nube radioattiva sale a un'altezza considerevole, viene spazzata via dal vento e si disperde su una vasta area.
Tavolo
La dipendenza del livello di radiazione dal tempo dopo l'esplosione
| Tempo dopo l'esplosione, h | ||||||||||||||||||||||||||||
| Livello di radiazione, % | 43,5 | 27,0 | 19,0 | 14,5 | 11,6 | 7,15 | 5,05 | 0,96 |
||||||||||||||||||||
La permanenza delle persone in aree contaminate provoca l'esposizione a sostanze radioattive. Inoltre, le particelle radioattive possono entrare nel corpo, depositarsi in aree aperte del corpo, penetrare nel flusso sanguigno attraverso ferite, graffi, causando l'uno o l'altro grado di malattia da radiazioni.
Per condizioni di guerra, le seguenti dosi sono considerate una dose sicura di esposizione singola generale: entro 4 giorni - non più di 50 punte, 10 giorni - non più di 100 punte, 3 mesi - 200 punte, per un anno - non più di 300 rad.
I dispositivi di protezione individuale vengono utilizzati per lavorare nell'area contaminata, la decontaminazione viene eseguita all'uscita dall'area contaminata e le persone sono soggette a sanificazione.
Rifugi e rifugi sono usati per proteggere le persone. Ogni edificio è valutato dalla condizione del coefficiente di attenuazione K, inteso come un numero che indica quante volte la dose di radiazione nell'impianto di stoccaggio è inferiore alla dose di radiazione in spazi aperti. Per le case in pietra Ai piatti - 10, auto - 2, cisterne - 10, cantine - 40, per depositi appositamente attrezzati può essere ancora più grande (fino a 500).
Un impulso elettromagnetico (EMI) (1% dell'energia dell'esplosione) è un aumento a breve termine della tensione di campi e correnti elettrici e magnetici dovuto al movimento degli elettroni dal centro dell'esplosione, risultante dalla ionizzazione di aria. L'ampiezza dell'EMI diminuisce esponenzialmente molto rapidamente. La durata dell'impulso è pari a un centesimo di microsecondo (Fig. 25). Dopo il primo impulso, a causa dell'interazione degli elettroni con il campo magnetico terrestre, si verifica un secondo impulso più lungo.
La gamma di frequenza EMR arriva fino a 100 m Hz, ma la sua energia è distribuita principalmente vicino alla gamma di frequenze medie di 10-15 kHz. L'effetto dannoso dell'EMI è a diversi chilometri dal centro dell'esplosione. Quindi, in un'esplosione al suolo con una potenza di 1 Mt, la componente verticale campo elettrico EMI ad una distanza di 2 km. dal centro dell'esplosione - 13 kV / m, a 3 km - 6 kV / m, 4 km - 3 kV / m.
L'EMI non colpisce direttamente il corpo umano.
Quando si valuta l'impatto sulle apparecchiature elettroniche da parte delle EMI, deve essere presa in considerazione anche l'esposizione simultanea alle radiazioni EMI. Sotto l'influenza delle radiazioni, la conduttività dei transistor, i microcircuiti aumenta e, sotto l'influenza delle EMI, sfondano. EMI è estremamente strumento efficace danneggiare le apparecchiature elettroniche. Il programma SDI prevede lo svolgimento di esplosioni speciali, che creano EMI sufficienti a distruggere l'elettronica.
Tutti i creatori di armi nucleari credevano sinceramente di fare una buona azione, salvando il mondo dalla "peste bruna", "infezione comunista" e "espansione imperialista". Per i paesi che si sforzavano di possedere l'energia dell'atomo, questo era un compito estremamente importante: la bomba fungeva da simbolo e garante della loro sicurezza nazionale e un futuro sereno. La più micidiale di tutte le armi del delitto inventate dall'uomo agli occhi dei creatori era anche il più potente garante della pace sulla Terra.
Al centro della divisione e della sintesi
I decenni trascorsi dai tristi eventi dell'inizio di agosto 1945 - le esplosioni delle bombe atomiche americane sulle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki - hanno confermato la correttezza degli scienziati che hanno fornito ai politici un'arma di attacco e di rappresaglia senza precedenti. Sono stati sufficienti due usi di combattimento per garantire che potessimo vivere 60 anni senza l'uso di armi nucleari nelle operazioni militari. E lo spero davvero questa specie le armi rimarranno il principale deterrente per una nuova guerra mondiale e non saranno mai utilizzate per scopi di combattimento.
Le armi nucleari sono definite come "armi esplosive di distruzione di massa basate sull'uso dell'energia rilasciata durante la fissione nucleare o le reazioni di fusione". Di conseguenza, le cariche nucleari sono divise in nucleari e termonucleari. Modi per rilasciare energia nucleo atomico con l'aiuto della fissione o della fusione erano chiari ai fisici entro la fine degli anni '30. Il primo modo assumeva una reazione a catena di fissione nucleare di elementi pesanti, il secondo - la fusione di nuclei di elementi leggeri con la formazione di un nucleo più pesante. La potenza di una carica nucleare è solitamente espressa in termini di "TNT equivalente", cioè la quantità di esplosivo TNT convenzionale che deve essere fatto esplodere per liberare la stessa energia. Una bomba nucleare può essere equivalente su tale scala a un milione di tonnellate di tritolo, ma le conseguenze della sua esplosione possono essere molto peggiori dell'esplosione di un miliardo di tonnellate di esplosivo convenzionale.
Conseguenze dell'arricchimento
Per ottenere energia nucleare per fissione, di particolare interesse sono i nuclei degli isotopi dell'uranio con peso atomico 233 e 235 (233 U e 235 U) e il plutonio - 239 (239 Pu), fissile sotto l'influenza dei neutroni. Il legame delle particelle in tutti i nuclei è dovuto a una forte interazione, che è particolarmente efficace a piccole distanze. Nei grandi nuclei di elementi pesanti, questo legame è più debole, poiché le forze elettrostatiche di repulsione tra i protoni, per così dire, "allentano" il nucleo. Il decadimento di un nucleo di elemento pesante sotto l'azione di un neutrone in due frammenti veloci è accompagnato dal rilascio di una grande quantità di energia, dall'emissione di quanti gamma e neutroni - una media di 2,46 neutroni per nucleo di uranio decaduto e 3,0 neutroni per un nucleo di plutonio. A causa del fatto che il numero di neutroni aumenta notevolmente durante il decadimento dei nuclei, la reazione di fissione può coprire istantaneamente tutto il combustibile nucleare. Ciò accade quando viene raggiunta una "massa critica", quando inizia una reazione a catena di fissione, che porta a un'esplosione atomica.
1 - corpo
2 - meccanismo esplosivo
3 - esplosivo convenzionale
4 - detonatore elettrico
5 - riflettore di neutroni
6 - combustibile nucleare (235U)
7 - sorgente di neutroni
8 - il processo di compressione del combustibile nucleare con un'esplosione diretta verso l'interno
A seconda del metodo per ottenere la massa critica, si distinguono le munizioni atomiche del tipo cannone e implosivo. In una semplice munizione tipo cannone, due masse da 235 U, ciascuna delle quali è meno che critica, sono collegate usando una carica di un esplosivo convenzionale (BB) sparando da una specie di cannone interno. Il combustibile nucleare può essere suddiviso in Di più parti che saranno collegate dall'esplosione di esplosivi che le circondano. Un tale schema è più complicato, ma consente di ottenere potenze di carica elevate.
In una munizione del tipo a implosione, l'uranio 235 U o il plutonio 239 Pu viene compresso dall'esplosione di un esplosivo convenzionale situato intorno a loro. Sotto l'azione di un'onda d'urto, la densità dell'uranio o del plutonio aumenta bruscamente e la "massa supercritica" si ottiene con una quantità minore di materiale fissile. Per una reazione a catena più efficiente, il carburante in entrambi i tipi di munizioni è circondato da un riflettore di neutroni, ad esempio, a base di berillio, e una sorgente di neutroni è posizionata al centro della carica per avviare la reazione.
L'isotopo 235 U, necessario per creare una carica nucleare, nell'uranio naturale ne contiene solo lo 0,7%, il resto è l'isotopo stabile 238 U. Per ottenere una quantità sufficiente di materiale fissile, l'uranio naturale viene arricchito, e questo era uno dei più compiti tecnicamente difficili nella creazione bomba atomica. Il plutonio si ottiene artificialmente: si accumula nei reattori nucleari industriali, a causa della conversione di 238 U in 239 Pu sotto l'azione di un flusso di neutroni.
Club di intimidazione reciproca
Esplosione del Soviet bomba nucleare Il 29 agosto 1949 informò tutti della fine del monopolio nucleare americano. Ma la corsa al nucleare si stava appena svolgendo e molto presto vi si unirono nuovi partecipanti.
Il 3 ottobre 1952, con l'esplosione della propria carica, la Gran Bretagna annunciò il suo ingresso nel "club nucleare", il 13 febbraio 1960 - Francia, e il 16 ottobre 1964 - Cina.
L'impatto politico delle armi nucleari come mezzo di ricatto reciproco è ben noto. La minaccia di un rapido attacco nucleare di rappresaglia al nemico è stata e rimane il principale deterrente, costringendo l'aggressore a cercare altre modalità di conduzione delle operazioni militari. Ciò si è manifestato anche nella specificità della terza guerra mondiale, che è stata cautamente definita “fredda”.
La "strategia nucleare" ufficiale rifletteva bene la valutazione della potenza militare complessiva. Quindi, se nel 1982 lo Stato sovietico, abbastanza fiducioso nella sua forza, annunciò di “non essere il primo a usare armi nucleari”, la Russia di Eltsin fu costretta ad annunciare la possibilità di usare armi nucleari anche contro un avversario “non nucleare”. Lo “Scudo missilistico nucleare” è rimasto oggi la principale garanzia contro i pericoli esterni e uno dei pilastri principali di una politica indipendente. Gli Stati Uniti nel 2003, quando l'aggressione contro l'Iraq era già una questione risolta, sono passati dalle chiacchiere sulle armi "non letali" alla minaccia del "possibile uso di armi nucleari tattiche". Un altro esempio. Già nei primi anni del 21° secolo, India e Pakistan si unirono al "club nucleare". E quasi subito seguita da una forte escalation di confronto al loro confine.
Gli esperti dell'AIEA e la stampa sostengono da tempo che Israele è "in grado" di produrre diverse dozzine di armi nucleari. Gli israeliani, invece, preferiscono sorridere misteriosamente: la stessa possibilità di avere armi nucleari rimane un potente mezzo di pressione anche nei conflitti regionali.
Secondo lo schema implosivo
Con un approccio sufficiente dei nuclei degli elementi leggeri, le forze di attrazione nucleari iniziano ad agire tra di loro, il che rende possibile sintetizzare nuclei di elementi più pesanti, che, come è noto, è più produttivo del decadimento. La sintesi completa in 1 kg di una miscela ottimale per una reazione termonucleare fornisce 3,7-4,2 volte più energia rispetto al decadimento completo di 1 kg di uranio 235 U. Inoltre, non esiste il concetto di massa critica per una carica termonucleare e questo limita il possibile che la potenza di una carica nucleare sia di diverse centinaia di kilotoni. La sintesi permette di raggiungere un livello di potenza di megatoni di TNT equivalente. Ma per questo, i nuclei devono essere avvicinati a una tale distanza a cui appariranno forti interazioni - 10 -15 M. L'approccio è impedito dalla repulsione elettrostatica tra nuclei carichi positivamente. Per superare questa barriera è necessario riscaldare la sostanza ad una temperatura di decine di milioni di gradi (da cui il nome "reazione termonucleare"). Al raggiungimento di temperature ultraelevate e dello stato di plasma ionizzato denso, la probabilità dell'inizio di una reazione di fusione aumenta notevolmente. I nuclei degli isotopi pesanti (deuterio, D) e superpesanti (trizio, T) dell'idrogeno hanno le maggiori possibilità, quindi le prime cariche termonucleari furono chiamate "idrogeno". Durante la sintesi, formano l'isotopo 4 He dell'elio. L'unica cosa che resta da fare è raggiungere temperature e pressioni così elevate come si trovano all'interno delle stelle. Le munizioni termonucleari si dividono in bifase (fissione-sintesi) e trifase (fissione-fusione-fissione). La fissione monofase è considerata una carica nucleare o "atomica". Il primo schema di addebito a due fasi è stato trovato all'inizio degli anni '50 da Ya.B. Zeldovich, d.C. Sacharov e Yu.A. Trutnev in URSS e E. Teller e S. Ulam negli Stati Uniti. Si basava sull'idea di "implosione di radiazioni" - un metodo in cui si verificano il riscaldamento e la compressione di una carica termonucleare a causa dell'evaporazione del guscio che la circonda. Nel processo, è stata ottenuta un'intera cascata di esplosioni: esplosivi convenzionali hanno lanciato una bomba atomica e una bomba atomica ha dato fuoco a una termonucleare. Il deuteruro di litio-6 (6 LiD) è stato quindi utilizzato come combustibile termonucleare. Durante un'esplosione nucleare, l'isotopo 6Li ha catturato attivamente i neutroni di fissione, decadendo in elio e trizio, formando una miscela di deuterio e trizio necessaria per la reazione di fusione.
Il 22 novembre 1955 fu fatta esplodere la prima bomba termonucleare sovietica con una resa di progetto di circa 3 Mt (sostituendo la parte 6 LiD con materiale passivo, la potenza fu ridotta a 1,6 Mt). Era un'arma più avanzata dell'ingombrante dispositivo fisso fatto esplodere dagli americani tre anni prima. E il 23 febbraio 1958, già su Novaya Zemlya, testarono la prossima, più potente carica progettata da Yu.A. Trutnev e Yu.N. Babaev, che divenne la base per ulteriori sviluppi cariche termonucleari domestiche.
Nello schema trifase, la carica termonucleare è anche circondata da un guscio di 238 U. Sotto l'influenza dei neutroni ad alta energia prodotti durante un'esplosione termonucleare, si verifica la fissione dei nuclei di 238 U, che fornisce un ulteriore contributo all'energia dell'esplosione.
La detonazione delle armi nucleari è fornita da complessi sistemi multistadio, inclusi dispositivi di blocco, unità esecutive, ausiliarie e di riserva. Una testimonianza della loro affidabilità e della forza delle loro custodie di munizioni è che nessuno dei tanti incidenti con armi nucleari avvenuti in 60 anni ha causato un'esplosione o una dispersione radioattiva. Bombe bruciate, finirono in incidenti stradali e ferroviari, si staccarono dagli aerei e caddero a terra e in mare, ma nessuna esplose spontaneamente.
Le reazioni termonucleari convertono solo l'1-2% della massa del reagente in energia di esplosione, e questo è lontano dal limite dal punto di vista della fisica moderna. Poteri significativamente più elevati possono essere raggiunti usando la reazione di annichilazione (annichilimento reciproco di materia e antimateria). Ma finora, l'implementazione di tali processi su una "macroscala" è il campo della teoria.
L'effetto dannoso di un'esplosione nucleare aerea con una potenza di 20 kt. Per chiarezza, i fattori dannosi di un'esplosione nucleare sono "scomposti" in "governanti" separati. È consuetudine distinguere tra zone di moderata (zona A, la dose di radiazione ricevuta durante il completo decadimento, da 40 a 400 r), forte (zona B, 400-1200 r), pericolosa (zona C, 1200-4000 r) , infezione particolarmente pericolosa (zona G, emergenza, 4.000–10.000 r).
Deserti morti
I fattori dannosi delle armi nucleari, i possibili modi per rafforzarli, da un lato, e proteggerli, dall'altro, sono stati testati nel corso di numerosi test, anche con la partecipazione di truppe. A esercito sovietico condusse due esercitazioni militari con l'uso effettivo di armi nucleari: il 14 settembre 1954 nel sito di test di Totsk (regione di Orenburg) e il 10 settembre 1956 a Semipalatinsk. A proposito di questo nella stampa nazionale in l'anno scorso sono state pubblicate molte pubblicazioni in cui, per qualche ragione, hanno perso il fatto che otto esercitazioni militari simili si sono svolte negli Stati Uniti. Uno di questi - "Desert Rock-IV" - ha avuto luogo più o meno nello stesso periodo di Totskoy, a Yucca Flat (Nevada).
1 - avvio della carica nucleare (con combustibile nucleare diviso in parti)
2 - combustibile termonucleare (miscela di D e T)
3 - combustibile nucleare (238U)
4 - iniziare la carica nucleare dopo aver fatto esplodere le pedine di un esplosivo convenzionale
5 - sorgente di neutroni. La radiazione causata dal funzionamento di una carica nucleare genera l'implosione di radiazione (evaporazione) di un guscio di 238U, che comprime e accende il combustibile termonucleare
Catapulta a getto
Ogni arma deve contenere un modo per consegnare le munizioni al bersaglio. Per le cariche nucleari e termonucleari, molti di questi metodi sono stati inventati per diversi tipi di forze armate e armi da combattimento. Le armi nucleari sono generalmente divise in "strategiche" e "tattiche". Le "armi offensive strategiche" (START) sono progettate principalmente per distruggere obiettivi sul territorio nemico che sono più importanti per la sua economia e le sue forze armate. Gli elementi principali di START sono i missili balistici intercontinentali terrestri (ICBM), i missili balistici lanciati da sottomarini (SLBM) e i bombardieri strategici. Negli Stati Uniti, questa combinazione è chiamata "triade nucleare". In URSS, il ruolo principale è stato assegnato alle Forze missilistiche scopo strategico, il cui raggruppamento di missili balistici intercontinentali strategici fungeva da principale deterrente per il nemico. I sottomarini missilistici, considerati meno vulnerabili a un attacco nucleare nemico, furono assegnati per contrattaccare. I bombardieri avrebbero dovuto continuare la guerra dopo lo scambio di attacchi nucleari. Le armi tattiche sono armi da campo di battaglia.
Scala di potenza
In base alla potenza delle armi nucleari, sono divise in ultra-piccole (fino a 1 kt), piccole (da 1 a 10 kt), medie (da 10 a 100 kt), grandi (da 100 kt a 1 Mt), extra-large (oltre 1 Mt). Cioè, Hiroshima e Nagasaki sono in fondo alla scala delle munizioni "medie".
In URSS, il 30 ottobre 1961, la più potente carica termonucleare fu fatta esplodere nel sito di test di Novaya Zemlya (i principali sviluppatori erano V.B. Adamsky, Yu.N. Babaev, AD Sakharov, Yu.N. Smirnov e Yu.A. .Trutnev). La capacità progettuale della "superbomba" del peso di circa 26 tonnellate ha raggiunto i 100 Mt, ma per i test è stata "dimezzata" a 50 Mt, e la detonazione a quota 4.000 m e una serie di misure aggiuntive hanno escluso la pericolosa contaminazione radioattiva dell'area . INFERNO. Sacharov suggerì che i marinai costruissero un gigantesco siluro con una carica di cento megatoni per colpire i porti e le città costiere del nemico. Secondo le sue memorie: “Il contrammiraglio P.F. Fokin ... è rimasto scioccato dalla "natura cannibalistica" del progetto e in una conversazione con me ha notato che i marinai militari erano abituati a combattere un nemico armato in aperta battaglia e che il solo pensiero di un tale massacro era disgustoso per lui "( citato da AB Koldobsky "Flotta sottomarina strategica dell'URSS e della Russia, passato, presente, futuro). Il famoso progettista di armi nucleari L.P. Feoktistov parla di questa idea: "Nei nostri circoli era ampiamente conosciuto e causava sia ironia per la sua irrealizzabilità, sia il completo rifiuto a causa della sua essenza blasfema e profondamente disumana".
Gli americani fecero la loro più potente esplosione di 15 Mt il 1 marzo 1954 vicino all'atollo di Bikini in l'oceano Pacifico. E ancora, non senza conseguenze per i giapponesi, le ricadute radioattive hanno coperto il peschereccio giapponese "Fukuryu-maru", situato a più di 200 km da Bikini. 23 pescatori hanno ricevuto un'alta dose di radiazioni, uno è morto per malattia da radiazioni.
L'arma nucleare tattica più "piccola" può essere considerata il sistema americano Davy Crocket del 1961 - fucili senza rinculo da 120 e 155 mm con un proiettile nucleare di 0,01 kt. Tuttavia, il sistema fu presto abbandonato. Anche l'idea di un "proiettile atomico" a base di californio-254 (un elemento ottenuto artificialmente con una massa critica molto bassa) non è stata implementata.
Inverno nucleare
Alla fine degli anni '70, la parità nucleare delle superpotenze avversarie sotto tutti gli aspetti e l'impasse della "strategia nucleare" divennero evidenti. E poi - di grande attualità - la teoria" inverno nucleare". Da parte sovietica, gli accademici N.N. Moiseeva e G.S. Golitsyn, dall'astronomo americano K. Sagan. G.S. Golitsyn delinea brevemente le conseguenze di una guerra nucleare: “Fuochi di massa. Il cielo è nero di fumo. Ceneri e fumo assorbono la radiazione solare. L'atmosfera si riscalda e la superficie si raffredda: i raggi del sole non la raggiungono. Tutti gli effetti relativi ai fumi sono ridotti. I monsoni, che trasportano l'umidità dagli oceani ai continenti, cessano. L'atmosfera diventa secca e fredda. Tutti gli esseri viventi muoiono". Cioè, indipendentemente dalla disponibilità di rifugi e dal livello di radiazioni, i sopravvissuti a una guerra nucleare sono destinati a morire semplicemente di fame e di freddo. La teoria ha ricevuto la sua conferma numerica "matematica" ed ha entusiasmato molto le menti negli anni '80, anche se ha subito incontrato il rifiuto negli ambienti scientifici. Molti esperti hanno convenuto che nella teoria dell'inverno nucleare, la credibilità scientifica è stata sacrificata alle aspirazioni umanitarie, o meglio politiche, per accelerare il disarmo nucleare. Questo spiega la sua popolarità.
La limitazione delle armi nucleari era abbastanza logica e non fu un successo della diplomazia e degli "ambientalisti" (che spesso diventano solo uno strumento della politica attuale), ma della tecnologia militare. Armi ad alta precisione in grado di "mettere" una carica convenzionale con una precisione di decine di metri a una distanza di diverse centinaia di chilometri, generatori di potenti impulsi elettromagnetici che disabilitano le apparecchiature elettroniche, detonazioni volumetriche e munizioni termobariche che creano estese zone di distruzione, consentono di risolvere gli stessi compiti, come le armi nucleari tattiche - senza il rischio di provocare una catastrofe nucleare generale.
Avvia variazioni
I missili guidati sono il principale vettore di armi nucleari. I missili a raggio intercontinentale con testate nucleari sono la componente più formidabile degli arsenali nucleari. La testata (testata) viene consegnata al bersaglio nel minor tempo possibile, mentre è un bersaglio difficile da colpire. Con crescente precisione, gli ICBM sono diventati un mezzo per distruggere obiettivi ben difesi, inclusi obiettivi militari e civili vitali. Molteplici testate hanno notevolmente aumentato l'efficacia delle armi missilistiche nucleari. Quindi, 20 munizioni da 50 kt equivalgono in efficienza a una da 10 Mt. I capi separati della guida individuale sfondano più facilmente il sistema di difesa antimissilistico (ABM) rispetto a uno monoblocco. Lo sviluppo di testate di manovra, la cui traiettoria il nemico non può calcolare, ha reso ancora più difficile il lavoro di difesa missilistica.
I missili balistici intercontinentali terrestri sono ora installati nelle miniere o su installazioni mobili. L'impianto della miniera è il più protetto e pronto per l'avvio immediato. razzo americano il Minuteman-3 basato su silo può fornire una testata multipla con tre blocchi da 200 kt ciascuno a una distanza fino a 13.000 km, l'R-36M russo può consegnare una testata di classe 8 megaton a una distanza di 10.000 km (un è anche possibile una testata a blocco singolo). Un lancio di "mortaio" (senza una torcia luminosa del motore), un potente insieme di mezzi per superare la difesa missilistica migliora l'aspetto formidabile dei missili R-36M e N, chiamati SS-18 "Satan" in Occidente. Ma la miniera è ferma, non importa come la nascondi e, nel tempo, le sue coordinate esatte saranno nel programma di volo delle testate nemiche. Un'altra opzione per basare i missili strategici è un complesso mobile, con il quale puoi tenere il nemico all'oscuro del sito di lancio. Ad esempio, un sistema missilistico ferroviario da combattimento, travestito da un normale treno con vagoni passeggeri e frigoriferi. Il lancio di razzi (ad esempio RT-23UTTKh con 10 testate e un raggio di tiro fino a 10.000 km) può essere effettuato da qualsiasi parte del percorso ferrovia. Il pesante telaio a ruote fuoristrada ha permesso di posizionare su di essi lanciatori di missili balistici intercontinentali. Ad esempio, il razzo universale russo "Topol-M" (RS-12M2 o SS-27) con una testata monoblocco e una portata fino a 10.000 km, messo in servizio alla fine degli anni '90, è destinato alle mine e al suolo mobile installazioni, è prevista la sua base e su sottomarini. La testata di questo missile, del peso di 1,2 tonnellate, ha una capacità di 550 kt, ovvero ogni chilogrammo di carica nucleare in questo caso equivale a quasi 500 tonnellate di esplosivo.
Il modo principale per aumentare la sorpresa dell'attacco e lasciare al nemico meno tempo per reagire è ridurre il tempo di volo posizionando i lanciatori più vicini a lui. Le parti opposte sono state molto attivamente impegnate in questo, creando missili tattici operativi. Il trattato, firmato da M. Gorbaciov e R. Reagan l'8 dicembre 1987, ha portato a una riduzione dei missili a medio raggio (da 1.000 a 5.500 km) ea corto raggio (da 500 a 1.000 km). Inoltre, su insistenza degli americani, nel Trattato è stato incluso il complesso di Oka con una portata non superiore a 400 km, che non è soggetto a restrizioni: il complesso unico è andato sotto i ferri. Ma ora è già stato sviluppato un nuovo complesso Iskander russo.
I missili a medio raggio che rientravano nella riduzione hanno raggiunto l'obiettivo in soli 6-8 minuti di volo, mentre i missili balistici intercontinentali rimasti in servizio impiegano solitamente 25-35 minuti per viaggiare.
I missili da crociera svolgono un ruolo importante nella strategia nucleare americana ormai da trent'anni. I loro vantaggi sono l'elevata precisione, la segretezza di volo a bassa quota con inviluppo del terreno, la scarsa visibilità del radar e la possibilità di effettuare un attacco massiccio da più direzioni. Lanciato da una nave di superficie o da un sottomarino, un missile da crociera Tomahawk può trasportare una testata nucleare o convenzionale fino a 2.500 km in circa 2,5 ore.
Lanciarazzi sott'acqua
La base delle forze strategiche navali sono i sottomarini nucleari con sistemi missilistici lanciati da sottomarini. Nonostante i sistemi avanzati per il tracciamento dei sottomarini, i "lanciarazzi subacquei" mobili mantengono i vantaggi delle azioni furtive e a sorpresa. Un missile balistico lanciato sott'acqua è un prodotto unico in termini di posizionamento e utilizzo. Un lungo raggio di tiro con un'ampia autonomia di navigazione consente alle barche di operare più vicino alle loro coste, riducendo il rischio che il nemico distrugga la barca prima che i missili vengano lanciati.
È possibile confrontare due complessi SLBM. Il sottomarino nucleare sovietico del tipo Akula trasporta 20 missili R-39, ciascuno con 10 testate mirabili individualmente con una capacità di 100 kt ciascuna, un raggio di tiro di 10.000 km. Una barca americana del tipo Ohio trasporta 24 missili Trident-D5, ciascuno può consegnare 8 testate da 475 kt, o 14 da 100-150 kt, a 11.000-12.000 km.
bomba al neutrone
Una varietà di armi termonucleari divenne munizioni a neutroni, caratterizzate da una maggiore emissione di radiazioni iniziali. La maggior parte dell'energia dell'esplosione "va" nella radiazione penetrante e il contributo principale ad essa è dato dai neutroni veloci. Quindi, se assumiamo che durante un'esplosione aerea di un'arma nucleare convenzionale, il 50% dell'energia "esce" in un'onda d'urto, il 30-35% in radiazione luminosa ed EMP, il 5-10% in radiazione penetrante e il resto in contaminazione radioattiva, quindi in neutroni (nel caso in cui la sua carica iniziale e quella principale contribuiscano in egual modo alla generazione di energia) rispettivamente il 40, 25, 30 e 5% sono spesi per gli stessi fattori. Risultato: con un'esplosione in superficie di una munizione di neutroni di 1 kt, la distruzione delle strutture avviene entro un raggio fino a 430 m, incendi boschivi - fino a 340 m, ma il raggio in cui una persona "afferra" istantaneamente 800 rad è 760 m, 100 rad (malattia da radiazioni) - 1.650 m La zona di distruzione della manodopera sta crescendo, la zona di distruzione sta diminuendo. Negli Stati Uniti, le munizioni a neutroni sono state rese tattiche, sotto forma, ad esempio, di proiettili da 203 e 155 mm con una resa da 1 a 10 kt.
La strategia dei "bombardieri"
I bombardieri strategici - americani B-52, sovietici Tu-95 e M4 - furono i primi mezzi intercontinentali di attacco nucleare. Gli ICBM li hanno significativamente soppiantati in questo ruolo. Con l'armamento di bombardieri strategici con missili da crociera - come l'americano AGM-86B o il sovietico X-55 (entrambi portano una carica fino a 200 kt a una distanza fino a 2.500 km), che consentono loro di colpire senza entrare nel area di copertura della difesa aerea nemica: la loro importanza è aumentata.
L'aviazione è anche armata con un mezzo così "semplice" come una bomba nucleare a caduta libera, ad esempio l'americano B-61/83 con una carica da 0,3 a 170 kt. Le testate nucleari furono create per i sistemi di difesa aerea e di difesa missilistica, ma con il miglioramento dei missili e delle testate convenzionali, tali cariche furono abbandonate. D'altra parte, hanno deciso di "alzare più in alto" gli ordigni esplosivi nucleari - al livello spaziale della difesa missilistica. Uno dei suoi elementi a lungo pianificati sono le installazioni laser, in cui esplosione nucleare funge da potente fonte di energia pulsata per pompare più laser a raggi X contemporaneamente.
Le armi nucleari tattiche sono disponibili anche in vari rami delle forze armate e delle armi da combattimento. Le bombe nucleari, ad esempio, possono essere trasportate non solo da bombardieri strategici, ma anche da molti aerei di prima linea o da portaerei.
Per gli attacchi contro porti, basi navali e grandi navi, la Marina disponeva di siluri nucleari, come il T-5 sovietico da 533 mm con una carica di 10 kt e l'americano Mk 45 ASTOR, pari potenza di carica. A loro volta, gli aerei anti-sottomarino potrebbero trasportare cariche nucleari di profondità.
Il sistema missilistico mobile tattico russo "Tochka-U" (su un telaio galleggiante) fornisce una carica nucleare o convenzionale a un raggio di "soli" fino a 120 km.
I primi campioni di artiglieria atomica furono il grosso cannone americano da 280 mm del 1953 e il cannone sovietico da 406 mm e il mortaio da 420 mm che apparvero poco dopo. Successivamente, hanno preferito creare "proiettili speciali" per i sistemi di artiglieria di terra convenzionali - per obici da 155 mm e 203 mm negli Stati Uniti (con una capacità da 1 a 10 kt), obici e cannoni da 152 mm, cannoni da 203 mm e mortai da 240 mm in URSS. Furono creati anche proiettili speciali nucleari per l'artiglieria navale, ad esempio un proiettile americano da 406 mm con una potenza di 20 kt ("un Hiroshima" in un proiettile di artiglieria pesante).
zaino nucleare
Gli “zaini nucleari” che attirano così tanta attenzione non sono stati affatto creati per essere collocati sotto la Casa Bianca o il Cremlino. Si tratta di mine antiuomo ingegneristiche che servono a creare barriere dovute alla formazione di crateri, blocchi nelle catene montuose e zone di distruzione e inondazioni in combinazione con ricadute radioattive (durante un'esplosione al suolo) o radiazioni residue nell'area del cratere (durante un'esplosione sotterranea ). Inoltre, in uno "zaino" può esserci sia un intero ordigno esplosivo nucleare di calibro ultra piccolo, sia parte di un dispositivo di maggiore potenza. Lo "zaino" americano Mk-54 con una capacità di 1 kiloton pesa solo 68 kg.
Le mine terrestri sono state sviluppate anche per altri scopi. Negli anni '60, ad esempio, gli americani avanzarono l'idea di creare una cosiddetta cintura di mine nucleari lungo il confine tra la DDR e la Repubblica federale di Germania. E gli inglesi avrebbero lanciato potenti cariche nucleari nel caso in cui avessero lasciato le loro basi in Germania, che avrebbero dovuto essere fatte esplodere da un segnale radio già nelle retrovie dell '"avanzata armata sovietica".
Il pericolo di una guerra nucleare ha dato origine paesi diversi programmi di costruzione del governo colossali in termini di dimensioni e costi: rifugi sotterranei, posti di comando, strutture di stoccaggio, comunicazioni di trasporto e sistemi di comunicazione. L'aspetto e lo sviluppo di armi missilistiche nucleari è in gran parte dovuto allo sviluppo dello spazio vicino alla Terra. Quindi, il famoso razzo reale R-7, che ha messo in orbita sia il primo satellite artificiale che la navicella spaziale Vostok-1, è stato progettato per "lanciare" una carica termonucleare. Molto più tardi, il razzo R-36M divenne la base per i veicoli di lancio Zenit-1 e Zenit-2. Ma l'impatto delle armi nucleari è stato molto più ampio. La presenza stessa di armi missilistiche nucleari a raggio intercontinentale ha reso necessaria la creazione di un complesso di strutture di ricognizione e controllo che coprisse quasi l'intero pianeta e basato su una costellazione di satelliti orbitanti. Il lavoro sulle armi termonucleari ha contribuito allo sviluppo della fisica delle alte pressioni e delle temperature, ha notevolmente avanzato l'astrofisica, spiegando una serie di processi che si verificano nell'Universo.
2000 esplosioni nucleari
Il creatore della bomba atomica, Robert Oppenheimer, ha dichiarato il giorno del primo test della sua idea: “Se centinaia di migliaia di soli sorgessero contemporaneamente nel cielo, la loro luce potrebbe essere paragonata allo splendore emanato dal Signore Supremo. ..Io sono la Morte, il grande distruttore di mondi, che porta la morte a tutti gli esseri viventi”. Queste parole erano una citazione della Bhagavad Gita, che il fisico americano aveva letto nell'originale.
I fotografi di Lookout Mountain sono immersi fino alla vita nella polvere sollevata dall'onda d'urto dopo un'esplosione nucleare (foto del 1953).
Nome di prova: Ombrello
Data: 8 giugno 1958
Potenza: 8 kilotoni
Un'esplosione nucleare subacquea è stata effettuata durante l'operazione Hardtack. Le navi dismesse furono usate come bersagli.
Nome del test: Chama (come parte del progetto Dominic)
Data: 18 ottobre 1962
Località: isola di Johnston
Capacità: 1,59 megatoni
Nome del test: quercia
Data: 28 giugno 1958
Posizione: Laguna di Eniwetok nell'Oceano Pacifico
Capacità: 8,9 megatoni
Progetto Upshot-Knothole, test di Annie. Data: 17 marzo 1953; progetto: Upshot-Knothole; prova: Annie; Ubicazione: Knothole, Nevada Proving Ground, Settore 4; potenza: 16 kt. (Foto: Wikicommons)
Nome della sfida: Castello Bravo
Data: 1 marzo 1954
Località: Atollo di Bikini
Tipo di esplosione: in superficie
Capacità: 15 megatoni
L'esplosione della bomba all'idrogeno di Castle Bravo è stata la più potente esplosione mai effettuata dagli Stati Uniti. La potenza dell'esplosione si è rivelata molto superiore alle previsioni iniziali di 4-6 megatoni.
Nome della sfida: Castello Romeo
Data: 26 marzo 1954
Posizione: su una chiatta nel cratere Bravo, atollo di Bikini
Tipo di esplosione: in superficie
Capacità: 11 megatoni
La potenza dell'esplosione si è rivelata 3 volte superiore alle previsioni iniziali. Romeo è stata la prima prova effettuata su una chiatta.
Progetto Dominic, Test azteco
Nome di prova: Priscilla (come parte della serie di prove Plumbbob)
Data: 1957
Potenza: 37 kilotoni
Questo è esattamente come appare il processo di rilascio di un'enorme quantità di energia radiante e termica durante un'esplosione atomica nell'aria sopra il deserto. Qui puoi ancora vedere l'equipaggiamento militare, che in un attimo verrà distrutto da un'onda d'urto, catturato sotto forma di una corona che circondava l'epicentro dell'esplosione. Si può vedere da dove viene riflessa l'onda d'urto superficie terrestre e sta per fondersi con una palla di fuoco.
Nome del test: Grable (come parte dell'operazione Upshot Knothole)
Data: 25 maggio 1953
Posizione: sito di test nucleari del Nevada
Potenza: 15 kilotoni
In un sito di prova nel deserto del Nevada, i fotografi del Lookout Mountain Center nel 1953 hanno fotografato un fenomeno insolito (un anello di fuoco in un fungo nucleare dopo l'esplosione di un proiettile di un cannone nucleare), la cui natura è a lungo occupato le menti degli scienziati.
Progetto Upshot-Knothole, Rake test. Come parte di questo test, è stata fatta esplodere una bomba atomica da 15 kilotoni, lanciata da un cannone atomico da 280 mm. Il test ha avuto luogo il 25 maggio 1953 presso il sito di test del Nevada. (Foto: Amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare / Ufficio del sito del Nevada)
Un fungo atomico formato dall'esplosione atomica del test Truckee effettuato nell'ambito del Progetto Dominic.
Project Buster, Test Dog.
Progetto "Dominic", prova "Yeso". Prova: Sì; data: 10 giugno 1962; progetto: Domenico; posizione: 32 km a sud dell'isola di Natale; tipo di test: B-52, atmosferico, altezza - 2,5 m; potenza: 3,0 mt; tipo di carica: atomica. (Wikicommons)
Nome del test: SI
Data: 10 giugno 1962
Località: Isola di Natale
Potenza: 3 megatoni
Prova "Licorno" nella Polinesia francese. Immagine n. 1. (Pierre J./Esercito francese)
Nome del test: "Unicorn" (fr. Licorne)
Data: 3 luglio 1970
Ubicazione: atollo della Polinesia francese
Potenza: 914 kilotoni
Prova "Licorno" nella Polinesia francese. Immagine n. 2. (Foto: Pierre J./Esercito francese)
Prova "Licorno" nella Polinesia francese. Immagine n. 3. (Foto: Pierre J./Esercito francese)
I siti di test hanno spesso squadre di fotografi che lavorano per ottenere buoni scatti. Nella foto: l'esplosione di un test nucleare nel deserto del Nevada. Sulla destra ci sono i pennacchi dei missili, che gli scienziati usano per determinare le caratteristiche dell'onda d'urto.
Prova "Licorno" nella Polinesia francese. Immagine n. 4. (Foto: Pierre J./Esercito francese)
Progetto Castello, prova Romeo. (Foto: zvis.com)
Progetto Hardtack, Umbrella test. Sfida: Ombrello; data: 8 giugno 1958; progetto: Hardtack I; Posizione: Laguna dell'atollo di Eniwetok tipo di prova: sott'acqua, profondità 45 m; potenza: 8kt; tipo di carica: atomica.
Progetto Redwing, test Seminole. (Foto: Archivio armi nucleari)
Prova Riya. Test atmosferico di una bomba atomica nella Polinesia francese nell'agosto 1971. Nell'ambito di questo test, avvenuto il 14 agosto 1971, fu fatta esplodere una testata termonucleare, nome in codice "Riya", con una capacità di 1000 kt. L'esplosione è avvenuta nel territorio dell'atollo di Mururoa. Questa foto è stata scattata da una distanza di 60 km da zero. Foto: Pierre J.
Fungo atomico proveniente da un'esplosione nucleare su Hiroshima (a sinistra) e Nagasaki (a destra). Nelle fasi finali della seconda guerra mondiale, gli Stati Uniti lanciarono due attacchi atomici su Hiroshima e Nagasaki. La prima esplosione avvenne il 6 agosto 1945 e la seconda il 9 agosto 1945. Questa è stata l'unica volta in cui le armi nucleari sono state utilizzate per scopi militari. Per ordine del presidente Truman, il 6 agosto 1945, l'esercito americano sganciò la bomba nucleare "Baby" su Hiroshima, seguita dall'esplosione nucleare della bomba "Fat Man" su Nagasaki il 9 agosto. Tra 90.000 e 166.000 persone sono morte a Hiroshima entro 2-4 mesi dopo le esplosioni nucleari e tra 60.000 e 80.000 sono morte a Nagasaki (Foto: Wikicommons)
Progetto Upshot-Knothole. Discarica in Nevada, 17 marzo 1953. L'onda d'urto ha completamente distrutto l'edificio n. 1, situato a una distanza di 1,05 km dalla boa dello zero. La differenza di tempo tra il primo e il secondo colpo è di 21/3 secondi. La fotocamera è stata collocata in una custodia protettiva con uno spessore della parete di 5 cm L'unica fonte di luce in questo caso era un flash nucleare. (Foto: Amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare / Ufficio del sito del Nevada)
Progetto Ranger, 1951. Il nome del test è sconosciuto. (Foto: Amministrazione nazionale per la sicurezza nucleare / Ufficio del sito del Nevada)
Prova della Trinità.
Trinity era il nome in codice del primo test nucleare. Questo test è stato condotto dall'esercito degli Stati Uniti il 16 luglio 1945, in un'area a circa 56 chilometri a sud-est di Socorro, nel New Mexico, presso la White Sands Missile Range. Per il test è stata utilizzata una bomba al plutonio del tipo a implosione, soprannominata "Cosa". Dopo la detonazione, c'è stata un'esplosione con una potenza equivalente a 20 kilotoni di tritolo. La data di questo test è considerata l'inizio dell'era atomica. (Foto: Wikicommons)
Nome della sfida: Mike
Data: 31 ottobre 1952
Località: isola di Elugelab ("Flora"), atollo di Enewita
Potenza: 10,4 megatoni
Il dispositivo fatto esplodere nel test di Mike, soprannominato la "salsiccia", è stata la prima vera bomba "idrogeno" di classe megaton. Il fungo atomico ha raggiunto un'altezza di 41 km con un diametro di 96 km.
AN602 (aka Tsar Bomba, alias Kuzkina Mother) è una bomba aerea termonucleare sviluppata in URSS nel 1954-1961. un gruppo di fisici nucleari sotto la guida dell'Accademico dell'Accademia delle scienze dell'URSS IV Kurchatov. Il più potente ordigno esplosivo nella storia dell'umanità. Secondo varie fonti, aveva da 57 a 58,6 megatoni di TNT equivalente. I test delle bombe ebbero luogo il 30 ottobre 1961. (Media Wiki)
Esplosione "MET", effettuata nell'ambito dell'operazione "Teepot". È interessante notare che l'esplosione del MET era paragonabile in potenza alla bomba al plutonio Fat Man sganciata su Nagasaki. 15 aprile 1955, 22 ct. (Media Wiki)
Una delle più potenti esplosioni di una bomba termonucleare all'idrogeno per conto degli Stati Uniti è l'operazione Castle Bravo. La potenza di carica era di 10 megatoni. L'esplosione avvenne il 1 marzo 1954 nell'atollo di Bikini, nelle Isole Marshall. (Media Wiki)
L'operazione Castle Romeo è una delle più potenti esplosioni di bombe termonucleari effettuate dagli Stati Uniti. Atollo Bikini, 27 marzo 1954, 11 megatoni. (Media Wiki)
L'esplosione di Baker, che mostra la superficie bianca dell'acqua disturbata dall'onda d'urto dell'aria e la parte superiore della colonna cava di spray che formava la nuvola emisferica di Wilson. Sullo sfondo c'è la costa dell'atollo di Bikini, luglio 1946. (Media Wiki)
L'esplosione della bomba termonucleare (idrogeno) americana "Mike" con una capacità di 10,4 megatoni. 1 novembre 1952 (Media Wiki)
L'operazione Greenhouse è la quinta serie di test nucleari americani e la seconda nel 1951. Durante l'operazione, sono stati testati progetti di cariche nucleari utilizzando la fusione termonucleare per aumentare la resa energetica. Inoltre, è stato studiato l'impatto dell'esplosione sulle strutture, inclusi edifici residenziali, edifici industriali e bunker. L'operazione è stata eseguita presso il sito di test nucleari del Pacifico. Tutti i dispositivi sono stati fatti saltare in aria su alte torri di metallo, simulando un'esplosione d'aria. Esplosione di "George", 225 kilotoni, 9 maggio 1951. (Media Wiki)
Un fungo atomico che ha una colonna d'acqua invece di una gamba di polvere. Sulla destra è visibile un buco sul pilastro: la corazzata Arkansas ha bloccato gli spruzzi. Prova "Baker", capacità di carica - 23 kilotoni di TNT, 25 luglio 1946. (Media Wiki)
Una nuvola di 200 metri sul territorio di Frenchman Flat dopo l'esplosione del MET nell'ambito dell'operazione Tipot, 15 aprile 1955, 22 kt. Questo proiettile aveva un raro nucleo di uranio-233. (Media Wiki)
Il cratere si è formato quando un'onda d'urto di 100 kilotoni è stata fatta esplodere sotto 635 piedi di deserto il 6 luglio 1962, spostando 12 milioni di tonnellate di terra. 
Tempo: 0 secondi. Distanza: 0 m. Inizio dell'esplosione di un detonatore nucleare.
Tempo: 0.0000001c. Distanza: 0 m Temperatura: fino a 100 milioni di °C. L'inizio e il corso delle reazioni nucleari e termonucleari in una carica. Con la sua esplosione, un detonatore nucleare crea le condizioni per l'insorgere di reazioni termonucleari: la zona di combustione termonucleare passa da un'onda d'urto nella sostanza carica ad una velocità di circa 5000 km/s (106 - 107 m/s) Circa il 90% di i neutroni rilasciati durante le reazioni vengono assorbiti dalla sostanza della bomba, il restante 10% vola via.
Volta:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 milioni di°C. La fine della reazione, l'inizio dell'espansione della sostanza della bomba. La bomba scompare immediatamente dalla vista e al suo posto compare una sfera luminosa luminosa (palla di fuoco), che maschera la diffusione della carica. Il tasso di crescita della sfera nei primi metri è vicino alla velocità della luce. La densità della sostanza qui scende all'1% della densità dell'aria circostante in 0,01 sec; la temperatura scende a 7-8 mila °C in 2,6 secondi, si mantiene per ~5 secondi e diminuisce ulteriormente con l'aumento della sfera di fuoco; la pressione dopo 2-3 secondi scende leggermente al di sotto dell'atmosfera.
Tempo: 1,1x10-7c. Distanza: 10 m Temperatura: 6 milioni di °C. L'espansione della sfera visibile fino a ~10 m è dovuta al bagliore dell'aria ionizzata sotto la radiazione di raggi X delle reazioni nucleari, e quindi attraverso la diffusione radiativa dell'aria riscaldata stessa. L'energia dei quanti di radiazione in uscita dalla carica termonucleare è tale che il loro percorso libero prima di essere catturati dalle particelle d'aria è dell'ordine di 10 m ed è inizialmente paragonabile alle dimensioni di una sfera; i fotoni corrono rapidamente attorno all'intera sfera, calcolandone la temperatura media e ne volano via alla velocità della luce, ionizzando sempre più strati d'aria, quindi la stessa temperatura e il tasso di crescita vicino alla luce. Inoltre, da cattura a cattura, i fotoni perdono energia e la loro lunghezza del percorso si riduce, la crescita della sfera rallenta.
Tempo: 1,4x10-7c. Distanza: 16 m Temperatura: 4 milioni di °C. In generale, da 10−7 a 0,08 secondi, la 1a fase del bagliore della sfera prosegue con un rapido abbassamento della temperatura e un'emissione di ~ 1% dell'energia di radiazione, principalmente sotto forma di raggi UV e il più luminoso radiazione luminosa che può danneggiare la vista di un osservatore distante senza che si formino ustioni cutanee. L'illuminazione della superficie terrestre in questi momenti a distanze fino a decine di chilometri può essere cento o più volte maggiore del sole.
Tempo: 1,7x10-7c. Distanza: 21 m Temperatura: 3 milioni di °C. Vapori di bombe sotto forma di mazze, grumi densi e getti di plasma, come un pistone, comprimono l'aria davanti a loro e formano un'onda d'urto all'interno della sfera - uno shock interno, che differisce dalla solita onda d'urto in non adiabatico , proprietà quasi isotermiche e alle stesse pressioni una densità più volte superiore: comprimendo con un urto l'aria irradia immediatamente la maggior parte dell'energia attraverso la sfera, che è ancora trasparente alla radiazione.
Alle prime decine di metri, gli oggetti circostanti prima che la sfera di fuoco li colpisca, a causa della sua velocità troppo elevata, non hanno il tempo di reagire in alcun modo: praticamente non si riscaldano e una volta all'interno della sfera sotto l'irraggiamento flusso, evaporano all'istante.
Temperatura: 2 milioni di°C. Velocità 1000 km/s. Man mano che la sfera cresce e la temperatura diminuisce, l'energia e la densità del flusso di fotoni diminuiscono e la loro portata (dell'ordine di un metro) non è più sufficiente per le velocità vicino alla luce dell'espansione del fronte di fuoco. Il volume d'aria riscaldato ha iniziato ad espandersi e un flusso delle sue particelle si è formato dal centro dell'esplosione. Un'onda termica all'aria ferma al confine della sfera rallenta. L'aria riscaldata in espansione all'interno della sfera si scontra con l'aria stazionaria vicino al suo confine e da qualche parte da 36-37 m appare un'onda di aumento della densità - la futura onda d'urto dell'aria esterna; prima di allora, l'onda non ha avuto il tempo di apparire a causa dell'enorme tasso di crescita della sfera di luce.
Tempo: 0,000001 s. Distanza: 34 m Temperatura: 2 milioni di°C. Lo shock interno e i vapori della bomba si trovano in uno strato di 8-12 m dal luogo dell'esplosione, il picco di pressione è fino a 17.000 MPa a una distanza di 10,5 m, la densità è ~ 4 volte la densità dell'aria, la velocità è ~100 km/s. Area ad aria calda: pressione al confine 2.500 MPa, all'interno dell'area fino a 5000 MPa, velocità delle particelle fino a 16 km/s. La sostanza del vapore della bomba inizia a rimanere indietro rispetto all'interno. salta quando sempre più aria al suo interno è coinvolta nel movimento. Coaguli e getti densi mantengono la velocità.
Tempo: 0,000034c. Distanza: 42 m Temperatura: 1 milione di °C. Condizioni all'epicentro dell'esplosione della prima bomba all'idrogeno sovietica (400 kt ad un'altezza di 30 m), che formava un cratere di circa 50 m di diametro e 8 m di profondità. Un bunker in cemento armato con pareti spesse 2 m si trovava a 15 m dall'epicentro o a 5-6 m dalla base della torre con una carica.Per ospitare attrezzature scientifiche, fu distrutto dall'alto, coperto da un grande cumulo di terra 8 m di spessore.
Temperatura: 600 mila ° C. Da questo momento, la natura dell'onda d'urto cessa di dipendere dalle condizioni iniziali di un'esplosione nucleare e si avvicina a quella tipica per una forte esplosione nell'aria, ad es. tali parametri d'onda potrebbero essere osservati durante un'esplosione grande massa esplosivi convenzionali.
Tempo: 0,0036s. Distanza: 60 m Temperatura: 600 mila °C. Lo shock interno, dopo aver superato l'intera sfera isotermica, raggiunge e si fonde con quella esterna, aumentandone la densità e formando il cosiddetto. uno shock forte è un singolo fronte dell'onda d'urto. La densità della materia nella sfera scende a 1/3 atmosferica.
Tempo: 0,014c. Distanza: 110 m Temperatura: 400 mila °C. Un'onda d'urto simile all'epicentro dell'esplosione della prima bomba atomica sovietica con una potenza di 22 kt a un'altezza di 30 m ha generato uno spostamento sismico che ha distrutto un'imitazione di tunnel della metropolitana con vari tipi di fissaggi a profondità di 10 e 20 m 30 m, animali nelle gallerie a profondità di 10, 20 e 30 m sono morti. Sulla superficie apparve una discreta depressione a forma di piatto di circa 100 m di diametro, condizioni simili erano all'epicentro dell'esplosione della Trinità di 21 kt ad un'altezza di 30 m, si formò un imbuto di 80 m di diametro e 2 m di profondità.
Tempo: 0,004 s. Distanza: 135 m
Temperatura: 300 mila °C. L'altezza massima di una raffica d'aria è di 1 Mt per la formazione di un notevole imbuto nel terreno. La parte anteriore dell'onda d'urto è curvata dagli impatti dei coaguli di vapore della bomba:
Tempo: 0,007 s. Distanza: 190 m Temperatura: 200k°C. Su un fronte liscio e, per così dire, lucido, oud. le onde formano grandi bolle e punti luminosi (la sfera sembra bollente). La densità della materia in una sfera isotermica con un diametro di circa 150 m scende al di sotto del 10% della densità atmosferica.
Gli oggetti non massicci evaporano pochi metri prima dell'arrivo del fuoco. sfere ("Trucchi con la corda"); il corpo umano dal lato dell'esplosione avrà il tempo di carbonizzare ed evaporare completamente già con l'arrivo dell'onda d'urto.
Tempo: 0,015s. Distanza: 250 m Temperatura: 170mila°C. L'onda d'urto distrugge fortemente le rocce. La velocità dell'onda d'urto è superiore alla velocità del suono nel metallo: la resistenza teorica alla trazione della porta di ingresso al rifugio; il serbatoio crolla e si brucia.
Tempo: 0.028c. Distanza: 320 m Temperatura: 110 mila °C. Una persona viene dispersa da un flusso di plasma (velocità dell'onda d'urto = velocità del suono nelle ossa, il corpo collassa in polvere e si esaurisce immediatamente). Distruzione completa delle strutture di terra più durevoli.
Tempo: 0,073c. Distanza: 400 m Temperatura: 80mila°C. Le irregolarità sulla sfera scompaiono. La densità della sostanza scende al centro fino a quasi l'1% e al limite delle isoterme. sfere con un diametro compreso tra ~ 320 ma 2% atmosferica. A questa distanza, entro 1,5 s, riscaldandosi a 30.000 ° C e scendendo a 7000 ° C, ~ 5 s mantenendosi a ~ 6.500 ° C e diminuendo la temperatura in 10-20 s mentre la palla di fuoco sale.
Tempo: 0,079c. Distanza: 435 m Temperatura: 110 mila °C. Distruzione completa delle autostrade con pavimentazione in asfalto e cemento Temperatura minima di radiazione dell'onda d'urto, fine della 1a fase di bagliore. Una pensilina tipo metropolitana, rivestita con tubi in ghisa e cemento armato monolitico e interrata per 18 m, è calcolata per resistere a un'esplosione (40 kt) ad un'altezza di 30 m ad una distanza minima di 150 m (onda d'urto pressione dell'ordine di 5 MPa) senza distruzione, 38 kt RDS- 2 a una distanza di 235 m (pressione ~ 1,5 MPa), ha ricevuto piccole deformazioni e danni. A temperature nel fronte di compressione inferiori a 80mila°C, le nuove molecole di NO2 non compaiono più, lo strato di biossido di azoto scompare gradualmente e cessa di schermare la radiazione interna. La sfera d'urto diventa gradualmente trasparente e attraverso di essa, come attraverso il vetro oscurato, per qualche tempo sono visibili mazze di vapori di bombe e una sfera isotermica; in generale, la sfera infuocata è simile ai fuochi d'artificio. Poi, all'aumentare della trasparenza, l'intensità della radiazione aumenta ei dettagli della sfera infiammata, per così dire, diventano invisibili. Il processo ricorda la fine dell'era della ricombinazione e la nascita della luce nell'Universo diverse centinaia di migliaia di anni dopo il Big Bang.
Tempo: 0,1 s. Distanza: 530 m Temperatura: 70mila°C. Separazione e spostamento in avanti del fronte dell'onda d'urto dal confine della sfera infuocata, il suo tasso di crescita è notevolmente ridotto. Inizia la 2a fase del bagliore, meno intensa, ma più lunga di due ordini di grandezza, con il rilascio del 99% dell'energia della radiazione dell'esplosione principalmente nello spettro visibile e IR. Alle prime centinaia di metri, una persona non ha il tempo di vedere l'esplosione e muore senza soffrire (il tempo di reazione visiva di una persona è 0,1 - 0,3 s, il tempo di reazione a un'ustione è 0,15 - 0,2 s).
Tempo: 0,15 secondi. Distanza: 580 m Temperatura: 65k°C. Radiazione ~ 100 000 Gy. Frammenti di ossa carbonizzate rimangono da una persona (la velocità dell'onda d'urto è dell'ordine della velocità del suono nei tessuti molli: uno shock idrodinamico che distrugge cellule e tessuti passa attraverso il corpo).
Tempo: 0,25 secondi. Distanza: 630 m Temperatura: 50mila°C. Radiazione penetrante ~40 000 Gy. Una persona si trasforma in detriti carbonizzati: un'onda d'urto provoca amputazioni traumatiche che si manifestano in una frazione di secondo. una sfera infuocata carbonizza i resti. Completa distruzione del serbatoio. Distruzione completa di cavi sotterranei, condotte idriche, gasdotti, fognature, tombini. Distruzione di tubazioni sotterranee in cemento armato di diametro 1,5 m, con spessore della parete di 0,2 m. Distruzione della diga in cemento armato ad arco dell'HPP. Forte distruzione di fortificazioni in cemento armato a lungo termine. Lievi danni alle strutture della metropolitana sotterranea.
Tempo: 0,4 secondi. Distanza: 800 m Temperatura: 40mila°C. Riscaldare oggetti fino a 3000 °C. Radiazione penetrante ~20 000 Gy. Distruzione completa di tutte le strutture di protezione della protezione civile (rifugi) Distruzione dei dispositivi di protezione degli ingressi alla metropolitana. Distruzione della diga gravitazionale in cemento della centrale idroelettrica I fortini diventano incapaci di combattere a una distanza di 250 m.
Tempo: 0.73c. Distanza: 1200 m Temperatura: 17mila°C. Radiazione ~5000 Gy. Ad un'altezza di esplosione di 1200 m, il riscaldamento dell'aria superficiale nell'epicentro prima dell'arrivo dei battiti. onde fino a 900°C. Uomo: morte al 100% per l'azione dell'onda d'urto. Distruzione di rifugi classificati a 200 kPa (tipo A-III o classe 3). Distruzione completa di bunker in cemento armato di tipo prefabbricato a una distanza di 500 m nelle condizioni di un'esplosione al suolo. Distruzione completa dei binari. La luminosità massima della seconda fase del bagliore della sfera a questo punto ha rilasciato circa il 20% dell'energia luminosa
Tempo: 1.4c. Distanza: 1600 m Temperatura: 12k°C. Riscaldare oggetti fino a 200°C. Radiazione 500 gr. Numerose ustioni di 3-4 gradi fino al 60-90% della superficie corporea, gravi lesioni da radiazioni, combinate con altre lesioni, letalità immediata o fino al 100% il primo giorno. Il serbatoio viene rigettato all'indietro di circa 10 m e danneggiato. Distruzione completa di ponti in metallo e cemento armato con una campata di 30-50 m.
Tempo: 1,6 secondi. Distanza: 1750 m Temperatura: 10mila°C. Radiazioni ok. 70 gr. L'equipaggio del carro armato muore entro 2-3 settimane a causa di una grave malattia da radiazioni. Distruzione completa di edifici in cemento armato monolitici (di pochi piani) e sismici resistenti 0,2 MPa, pensiline integrate e autoportanti, progettate per 100 kPa (tipo A-IV o classe 4), pensiline nei seminterrati di multi edifici a più piani.
Tempo: 1.9c. Distanza: 1900 m Temperatura: 9 mila ° C Danno pericoloso a una persona da un'onda d'urto e ritorno fino a 300 m con una velocità iniziale fino a 400 km / h, di cui 100-150 m (0,3-0,5 del percorso) è in volo libero , e il resto della distanza sono numerosi rimbalzi sul terreno. La radiazione di circa 50 Gy è una forma fulminea di malattia da radiazioni [, 100% di letalità entro 6-9 giorni. Distruzione di pensiline integrate progettate per 50 kPa. Forte distruzione di edifici antisismici. Pressione di 0,12 MPa e soprattutto - tutto lo sviluppo urbano denso e rarefatto si trasforma in blocchi solidi (i singoli blocchi si fondono in un blocco continuo), l'altezza dei blocchi può essere di 3-4 m La sfera infuocata in questo momento raggiunge dimensioni massime(D ~ 2 km), viene schiacciato dal basso da un'onda d'urto riflessa dal suolo e inizia a salire; la sfera isotermica al suo interno collassa, formando un rapido flusso verso l'alto nell'epicentro, la futura gamba del fungo.
Tempo: 2.6c. Distanza: 2200 m Temperatura: 7,5 mila °C. Sconfitte gravi onda d'urto. Radiazione ~ 10 Gy - malattia da radiazioni acuta estremamente grave, secondo una combinazione di lesioni, mortalità del 100% entro 1-2 settimane. Soggiorno sicuro in una cisterna, in un seminterrato fortificato con pavimento in cemento armato e nella maggior parte dei rifugi G. O. Distruzione di camion. 0,1 MPa è la pressione di progetto dell'onda d'urto per la progettazione di strutture e dispositivi di protezione di strutture sotterranee di linee metropolitane poco profonde.
Tempo: 3.8c. Distanza: 2800 m Temperatura: 7,5 mila °C. Radiazione di 1 Gy - in condizioni pacifiche e trattamento tempestivo, danno da radiazioni innocuo, ma con le condizioni antigieniche e il grave stress fisico e psicologico associati alla catastrofe, mancanza di cure mediche, alimentazione e riposo normale, fino alla metà delle vittime muore solo da radiazioni e malattie concomitanti, e in termini di entità del danno (più lesioni e ustioni) molto di più. Pressione inferiore a 0,1 MPa: le aree urbane con edifici densi si trasformano in solidi blocchi. Distruzione completa degli scantinati senza rinforzo delle strutture 0,075 MPa. La distruzione media degli edifici resistenti ai terremoti è di 0,08-0,12 MPa. Gravi danni ai fortini prefabbricati in cemento armato. Detonazione di articoli pirotecnici.
Tempo: 6c. Distanza: 3600 m Temperatura: 4,5 mila °C. Danno medio a una persona da un'onda d'urto. Radiazione ~ 0,05 Gy: la dose non è pericolosa. Persone e oggetti lasciano "ombre" sul pavimento. Distruzione completa di edifici amministrativi (uffici) a più piani (0,05-0,06 MPa), rifugi del tipo più semplice; distruzione forte e completa di imponenti strutture industriali. Quasi tutto lo sviluppo urbano è stato distrutto con la formazione di blocchi locali (una casa - un blocco). Completa distruzione delle auto, completa distruzione della foresta. Un impulso elettromagnetico di ~3 kV/m colpisce apparecchi elettrici insensibili. La distruzione è simile a un terremoto di 10 punti. La sfera si è trasformata in una cupola infuocata, come una bolla che fluttua in alto, trascinando una colonna di fumo e polvere dalla superficie terrestre: un caratteristico fungo esplosivo cresce con una velocità verticale iniziale fino a 500 km/h. La velocità del vento vicino alla superficie dell'epicentro è di circa 100 km/h.
Tempo: 10c. Distanza: 6400 m Temperatura: 2k°C. Alla fine del tempo effettivo della seconda fase di incandescenza, è stato rilasciato circa l'80% dell'energia totale della radiazione luminosa. Il restante 20% viene illuminato in sicurezza per circa un minuto con una diminuzione continua di intensità, perdendosi gradualmente tra gli sbuffi della nuvola. Distruzione di rifugi del tipo più semplice (0,035-0,05 MPa). Nei primi chilometri, una persona non sentirà il ruggito dell'esplosione a causa dei danni all'udito causati dall'onda d'urto. Rifiuto di una persona da un'onda d'urto di ~20 m con una velocità iniziale di ~30 km/h. Distruzione completa di case in mattoni a più piani, case a pannelli, forte distruzione di magazzini, distruzione media di edifici amministrativi a telaio. La distruzione è simile a un terremoto di 8 punti. Sicuro in quasi tutti i seminterrati.
Il bagliore della cupola infuocata cessa di essere pericoloso, si trasforma in una nuvola infuocata, crescendo di volume man mano che sale; i gas incandescenti nella nuvola iniziano a ruotare in un vortice a forma di toro; i prodotti di esplosione a caldo sono localizzati nella parte superiore del cloud. Il flusso d'aria polverosa nella colonna si muove due volte più velocemente del "fungo" sale, sorpassa la nuvola, attraversa, diverge e, per così dire, si avvolge su di essa, come su una bobina a forma di anello.
Tempo: 15c. Distanza: 7500 m. Danno leggero a una persona da un'onda d'urto. Ustioni di terzo grado sulle parti esposte del corpo. Distruzione completa di case in legno, forte distruzione di edifici a più piani in mattoni 0,02-0,03 MPa, distruzione media di magazzini in mattoni, cemento armato a più piani, case a pannelli; debole distruzione di edifici amministrativi 0,02-0,03 MPa, enormi edifici industriali. Incendi d'auto. La distruzione è simile a un terremoto di magnitudo 6, un uragano di magnitudo 12. fino a 39 m/s. Il "fungo" è cresciuto fino a 3 km sopra il centro dell'esplosione (l'altezza reale del fungo è superiore all'altezza dell'esplosione della testata, di circa 1,5 km), ha una "gonna" di condensa di vapore acqueo in un flusso di aria calda, che viene attirato come un ventilatore da una nuvola nell'atmosfera fredda degli strati superiori.
Tempo: 35c. Distanza: 14 km. Ustioni di secondo grado. La carta si accende, telone scuro. Una zona di incendi continui, in aree di densi edifici combustibili, sono possibili una tempesta di fuoco, un tornado (Hiroshima, "Operazione Gomorra"). Debole distruzione degli edifici a pannelli. Disattivazione di aerei e missili. La distruzione è simile a un terremoto di 4-5 punti, una tempesta di 9-11 punti V = 21 - 28,5 m/s. "Mushroom" è cresciuto fino a circa 5 km di nuvole infuocate che brillano sempre più deboli.
Tempo: 1 min. Distanza: 22 km. Ustioni di primo grado: nel beachwear la morte è possibile. Distruzione di vetri rinforzati. Sradicare grandi alberi. La zona dei singoli incendi Il "fungo" è salito a 7,5 km, la nuvola smette di emettere luce e ora ha una tinta rossastra a causa degli ossidi di azoto che contiene, che si distingueranno nettamente dalle altre nuvole.
Tempo: 1,5 min. Distanza: 35 km. Il raggio massimo di distruzione di apparecchiature elettriche sensibili non protette da un impulso elettromagnetico. Quasi tutto il normale e parte del vetro rinforzato delle finestre erano rotti, in realtà in un gelido inverno, oltre alla possibilità di tagli da parte di frammenti volanti. "Mushroom" ha scalato fino a 10 km, velocità di salita di ~ 220 km/h. Al di sopra della tropopausa, la nuvola si sviluppa prevalentemente in larghezza.
Tempo: 4 min. Distanza: 85 km. Il flash è come un grande sole innaturalmente luminoso vicino all'orizzonte, può causare ustioni alla retina, un'ondata di calore al viso. L'onda d'urto che è arrivata dopo 4 minuti può ancora abbattere una persona e rompere i singoli vetri delle finestre. "Mushroom" ha scalato oltre 16 km, velocità di salita di ~ 140 km / h
Tempo: 8 min. Distanza: 145 km. Il flash non è visibile oltre l'orizzonte, ma sono visibili un forte bagliore e una nuvola infuocata. L'altezza totale del "fungo" arriva fino a 24 km, la nuvola è alta 9 km e ha un diametro di 20-30 km, con la sua parte larga "appoggiata" alla tropopausa. Il fungo atomico ha raggiunto la sua dimensione massima e viene osservato per circa un'ora o più, fino a quando non viene spazzato via dai venti e mescolato alla consueta nuvolosità. Le precipitazioni con particelle relativamente grandi cadono dalla nuvola entro 10-20 ore, formando una scia quasi radioattiva.
Tempo: 5,5-13 ore Distanza: 300-500 km. Il confine estremo della zona di infezione moderata (zona A). Il livello di radiazione al confine esterno della zona è 0,08 Gy/h; dose totale di radiazioni 0,4-4 Gy.
Tempo: ~10 mesi. Tempo effettivo metà della deposizione di sostanze radioattive per gli strati inferiori della stratosfera tropicale (fino a 21 km), la ricaduta si verifica anche principalmente alle medie latitudini nello stesso emisfero dove è avvenuta l'esplosione.
Monumento alla prima prova della bomba atomica della Trinità. Questo monumento è stato eretto a White Sands nel 1965, 20 anni dopo il test della Trinità. La targa commemorativa del monumento recita: "In questo sito, il 16 luglio 1945, ebbe luogo il primo test al mondo della bomba atomica". Un'altra targa sotto indica che il sito è stato designato monumento storico nazionale. (Foto: Wikicommons)
Radioattività. Legge decadimento radioattivo. Impatto delle radiazioni ionizzanti su oggetti biologici. Unità di misura per la radioattività.
La radioattività è la capacità degli atomi di determinati isotopi di decadere spontaneamente emettendo radiazioni. Per la prima volta, tale radiazione emessa dall'uranio fu scoperta da Becquerel, quindi, inizialmente, la radiazione radioattiva fu chiamata raggi di Becquerel. Il tipo principale di decadimento radioattivo è l'espulsione di particelle alfa dal nucleo di un atomo - decadimento alfa (vedi radiazione alfa) o particelle beta - decadimento beta (vedi radiazione beta).
La caratteristica più importante della radioattività è la legge del decadimento radioattivo, che mostra come (in media) il numero N di nuclei radioattivi in un campione cambia con il tempo t
N(t) \u003d N 0 e -λt,
dove N 0 è il numero di nuclei iniziali al momento iniziale (il momento della loro formazione o l'inizio dell'osservazione) e λ è la costante di decadimento (la probabilità di decadimento di un nucleo radioattivo per unità di tempo). Attraverso questa costante si può esprimere la vita media di un nucleo radioattivo τ = 1/λ, nonché l'emivita T 1/2 = ln2/τ. L'emivita caratterizza chiaramente il tasso di decadimento, mostrando quanto tempo impiega a dimezzare il numero di nuclei radioattivi nel campione.
Unità.
| UNITÀ DI RADIOATTIVITÀ | ||
| Becquerel (Bq, Vq); Curie (Ki, Si) | 1 Bq = 1 disintegrazione al secondo. 1 Ki \u003d 3,7 x 10 10 Bq | Unità di attività dei radionuclidi. Rappresenta il numero di decadimenti per unità di tempo. |
| Grigio (Gr, Gu); Felice (rad, rad) | 1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 0,01 Gy | unità di dose assorbita. Rappresentano la quantità di energia della radiazione ionizzante assorbita da una massa unitaria di un corpo fisico, ad esempio i tessuti del corpo. |
| Sievert (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "equivalente biologico a raggi X" | 1 Sv = 1Gy = 1J/kg (per beta e gamma) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10mSv | Unità di dose equivalente. Sono un'unità di dose assorbita moltiplicata per un fattore che tiene conto della diseguale pericolosità dei diversi tipi di radiazioni ionizzanti. |
| Grigio all'ora (Gy/h); Sievert all'ora (Sv/h); Roentgen all'ora (R/h) | 1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (per beta e gamma) 1 µ Sv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 µR/h = 1/1000000 R/h | Unità di dosaggio. Rappresenta la dose ricevuta dall'organismo per unità di tempo. |
Impatto delle radiazioni ionizzanti su oggetti biologici.
Come risultato dell'esposizione a radiazioni ionizzanti sul corpo umano, complesso fisico, chimico e processi biochimici.
Quando le sostanze radioattive entrano nell'organismo, l'effetto dannoso è prodotto principalmente dalle sorgenti alfa, e poi dalle sorgenti beta, cioè nell'ordine inverso all'irradiazione esterna. Le particelle alfa, che hanno una bassa densità di ionizzazione, distruggono la membrana mucosa, che è una difesa debole. organi interni rispetto alla pelle esterna.
Esistono tre modi in cui le sostanze radioattive entrano nel corpo: per inalazione di aria contaminata da sostanze radioattive, attraverso cibo o acqua contaminati, attraverso la pelle e attraverso l'infezione di ferite aperte. Il primo modo è il più pericoloso, perché, in primo luogo, il volume della ventilazione polmonare è molto grande e, in secondo luogo, i valori del coefficiente di assimilazione nei polmoni sono più alti.
Le particelle di polvere, su cui vengono assorbiti gli isotopi radioattivi, si depositano parzialmente nella cavità orale e nel rinofaringe quando l'aria viene inalata attraverso il tratto respiratorio superiore. Da qui, la polvere entra nel tubo digerente. Il resto delle particelle entra nei polmoni. Il grado di ritenzione degli aerosol nei polmoni dipende dalla loro dispersione. Circa il 20% di tutte le particelle viene trattenuto nei polmoni; con una diminuzione delle dimensioni degli aerosol, il ritardo aumenta al 70%.
Quando le sostanze radioattive vengono assorbite dal tratto gastrointestinale, il coefficiente di riassorbimento è importante, che caratterizza la proporzione della sostanza che entra nel sangue dal tratto gastrointestinale. A seconda della natura dell'isotopo, il coefficiente varia in un ampio intervallo: da centesimi di percento (per zirconio, niobio) a diverse decine di percento (idrogeno, elementi alcalino terrosi). Il riassorbimento attraverso la pelle intatta è 200-300 volte inferiore rispetto al tratto gastrointestinale e, di regola, non svolge un ruolo significativo.
Quando le sostanze radioattive entrano in qualsiasi modo nel corpo, si trovano nel sangue in pochi minuti. Se l'assunzione di sostanze radioattive era una sola, la loro concentrazione nel sangue aumenta prima al massimo, quindi diminuisce entro 15-20 giorni.
Le concentrazioni ematiche di isotopi di lunga durata possono successivamente essere mantenute quasi allo stesso livello per lungo tempo a causa del lavaggio inverso delle sostanze depositate. L'effetto delle radiazioni ionizzanti su una cellula è il risultato di complesse trasformazioni interconnesse e interdipendenti. Secondo A.M. Kuzin, il danno da radiazioni alle cellule si verifica in tre fasi. Nella prima fase, la radiazione colpisce complesse formazioni macromolecolari, ionizzandole ed eccitandole. Questa è la fase fisica dell'esposizione alle radiazioni. Il secondo stadio sono le trasformazioni chimiche. Corrispondono ai processi di interazione dei radicali proteici, acidi nucleici e lipidi con acqua, ossigeno, radicali d'acqua e formazione di perossidi organici. I radicali che compaiono negli strati di molecole proteiche ordinate interagiscono con la formazione di "collegamenti incrociati", a seguito dei quali viene disturbata la struttura delle biomembrane. A causa del danneggiamento delle membrane lisosomiali si ha un aumento dell'attività e il rilascio di enzimi che, per diffusione, raggiungono qualsiasi organello cellulare e vi penetrano facilmente, provocandone la lisi.
L'effetto finale dell'irradiazione è il risultato non solo del danno cellulare primario, ma anche dei successivi processi di riparazione. Si presume che una parte significativa del danno primario nella cellula si manifesti sotto forma di cosiddetto danno potenziale, che può essere realizzato in assenza di processi di recupero. L'attuazione di questi processi è facilitata dai processi di biosintesi delle proteine e degli acidi nucleici. Fino a quando non si è verificata la realizzazione del potenziale danno, la cellula può "riparare" in essi. Si pensa che questo sia correlato a reazioni enzimatiche ed è guidato dal metabolismo energetico. Si ritiene che questo fenomeno sia basato sull'attività di sistemi che, in condizioni normali, regolano l'intensità del naturale processo di mutazione.
L'effetto mutageno delle radiazioni ionizzanti è stato stabilito per la prima volta dagli scienziati russi R.A. Nadson e R.S. Filippov nel 1925 in esperimenti sul lievito. Nel 1927, questa scoperta fu confermata da R. Meller su un classico oggetto genetico: la Drosophila.
Le radiazioni ionizzanti sono in grado di causare tutti i tipi di cambiamenti ereditari. Lo spettro delle mutazioni indotte dall'irradiazione non differisce dallo spettro delle mutazioni spontanee.
Studi recenti dell'Istituto di neurochirurgia di Kiev hanno dimostrato che le radiazioni, anche in piccole quantità, a dosi di decine di rem, hanno l'effetto più forte sulle cellule nervose: i neuroni. Ma i neuroni non muoiono per l'esposizione diretta alle radiazioni. Come risultato dell'esposizione alle radiazioni, la maggior parte dei liquidatori di Chernobyl sperimenta "encefalopatia post-radiazioni". I disturbi generali nel corpo sotto l'influenza delle radiazioni portano a un cambiamento nel metabolismo, che comporta cambiamenti patologici nel cervello.
2. Principi per la progettazione di armi nucleari. Le principali opportunità di ulteriore sviluppo e miglioramento delle armi nucleari.
Le munizioni nucleari sono chiamate testate missilistiche dotate di cariche nucleari (termonucleari), bombe aeree, proiettili di artiglieria, siluri e mine guidate dall'ingegneria (mine terrestri nucleari).
Gli elementi principali delle armi nucleari sono: una carica nucleare, sensori di detonazione, un sistema di automazione, una fonte di energia elettrica e un corpo.
La custodia serve per disporre tutti gli elementi delle munizioni, proteggerli da danni meccanici e termici, conferire alle munizioni la forma balistica necessaria e anche per aumentare il fattore di utilizzo del combustibile nucleare.
I sensori di detonazione (dispositivi esplosivi) sono progettati per fornire un segnale per attivare una carica nucleare. Possono essere di tipo a contatto e remoto (senza contatto).
I sensori di contatto vengono attivati nel momento in cui le munizioni incontrano un ostacolo e i sensori remoti - a una determinata altezza (profondità) dalla superficie della terra (acqua).
I sensori remoti, a seconda del tipo e dello scopo di un'arma nucleare, possono essere temporanei, inerziali, barometrici, radar, idrostatici, ecc.
Il sistema di automazione comprende un sistema di sicurezza, un'unità di automazione e un sistema di detonazione di emergenza.
Il sistema di sicurezza elimina la possibilità di un'esplosione accidentale di una carica nucleare durante la manutenzione ordinaria, lo stoccaggio di munizioni e il suo volo su una traiettoria.
L'unità di automazione è attivata dai segnali dei sensori di detonazione ed è progettata per generare un impulso elettrico ad alta tensione per attivare una carica nucleare.
Il sistema di detonazione di emergenza serve ad autodistruggere le munizioni senza un'esplosione nucleare nel caso in cui devia da una determinata traiettoria.
La fonte di alimentazione dell'intero sistema elettrico delle munizioni sono batterie ricaricabili vari tipi, che hanno un'azione una tantum e sono portati in condizioni di lavoro immediatamente prima del suo uso in combattimento.
Una carica nucleare è un dispositivo per l'implementazione di un'esplosione nucleare Di seguito considereremo i tipi esistenti di cariche nucleari e la loro struttura fondamentale.
Accuse nucleari
I dispositivi progettati per eseguire il processo esplosivo di rilascio di energia intranucleare sono chiamati cariche nucleari.
Esistono due tipi principali di armi nucleari:
1 - cariche, la cui energia di esplosione è dovuta a una reazione a catena di sostanze fissili trasferite a uno stato supercritico - cariche atomiche;
2 - cariche, la cui energia di esplosione è dovuta alla reazione di fusione termonucleare dei nuclei, - cariche termonucleari.
Cariche atomiche. L'elemento principale delle cariche atomiche è il materiale fissile (esplosivo nucleare).
Prima dell'esplosione, la massa di esplosivi nucleari era in uno stato subcritico. Per effettuare un'esplosione nucleare, viene trasferito in uno stato supercritico. Vengono utilizzati due tipi di dispositivi per garantire la formazione di una massa supercritica: cannone e implosivo.
Nelle cariche di tipo cannone, l'esplosivo nucleare è costituito da due o più parti, la cui massa è individualmente inferiore a quella critica, il che garantisce l'esclusione dell'insorgenza spontanea di una reazione nucleare a catena. Quando viene eseguita un'esplosione nucleare, le singole parti dell'unità esplosiva nucleare sotto l'azione dell'energia dell'esplosione di una sostanza esplosiva convenzionale vengono combinate in un tutto e la massa totale del materiale esplosivo nucleare diventa più critica, il che crea condizioni per una reazione a catena esplosiva.
Il trasferimento della carica allo stato supercritico avviene per azione di una carica di polvere. La probabilità di ottenere la potenza di esplosione calcolata in tali cariche dipende dalla velocità di avvicinamento delle parti dell'esplosivo nucleare.Se la velocità di avvicinamento è insufficiente, il coefficiente di criticità può diventare leggermente maggiore dell'unità anche prima del momento del contatto diretto di le parti dell'esplosivo nucleare. In questo caso, la reazione può iniziare da un centro di fissione iniziale sotto l'influenza, ad esempio, di un neutrone di fissione spontanea, risultando in un'esplosione inferiore con un piccolo fattore di utilizzo del combustibile nucleare.
Il vantaggio delle cariche nucleari di tipo cannone è la semplicità del design, le dimensioni e il peso ridotti, l'elevata resistenza meccanica, che consente di creare sulla loro base munizioni nucleari di piccole dimensioni (proiettili di artiglieria, mine nucleari, ecc.).
Nelle cariche di tipo implosivo, per creare una massa supercritica, viene utilizzato l'effetto dell'implosione: la compressione a tutto tondo di un esplosivo nucleare da parte della forza di esplosione di un esplosivo convenzionale, che porta a un forte aumento della sua densità.
L'effetto dell'implosione crea un'enorme concentrazione di energia nella zona NHE e consente di raggiungere una pressione superiore a milioni di atmosfere, che porta ad un aumento della densità NHE di un fattore 2–3 e ad una diminuzione della massa critica di un fattore 4–9.
Per garantire l'imitazione di una reazione a catena di fissione e della sua accelerazione, è necessario applicare un potente impulso di neutroni da una sorgente di neutroni artificiale nel momento della massima implosione.
Il vantaggio delle cariche atomiche di tipo implosivo è un tasso di utilizzo più elevato degli esplosivi nucleari, nonché la capacità, entro certi limiti, di modificare la potenza di un'esplosione nucleare utilizzando un interruttore speciale.
Gli svantaggi delle cariche atomiche includono grande massa e dimensioni, bassa resistenza meccanica e sensibilità alle condizioni di temperatura.
Cariche termonucleari Nelle cariche di questo tipo, le condizioni per la reazione di fusione vengono create facendo esplodere una carica atomica (detonatore) da uranio-235, plutonio-239 o californio-251. Le cariche termonucleari possono essere neutroni e combinate
Nelle cariche di neutroni termonucleari, come combustibile termonucleare vengono utilizzati deuterio e trizio in forma pura o sotto forma di idruri metallici.La "miccia" della reazione è il plutonio-239 o californio-251 altamente arricchito, che hanno una massa critica relativamente piccola. Ciò consente di aumentare il coefficiente delle munizioni termonucleari.
Le cariche combinate termonucleari utilizzano il deuteruro di litio (LiD) come combustibile termonucleare. Perché la "miccia" della reazione di fusione è la reazione di fissione dell'uranio-235. Per ottenere neutroni ad alta energia per la reazione (1.18), già all'inizio del processo nucleare, viene posta nella carica nucleare un'ampolla con trizio (1H3) I neutroni di fissione sono necessari per ottenere trizio dal litio nella carica nucleare periodo iniziale della reazione neutroni rilasciati durante le reazioni di fusione di deuterio e trizio, nonché la fissione dell'uranio-238 (l'uranio naturale più comune ed economico), che circonda specialmente la zona di reazione sotto forma di un guscio. la presenza di un tale guscio consente non solo di effettuare una reazione termonucleare simile a una valanga, ma anche di ottenere un'esplosione di energia aggiuntiva, perché alta densità flusso di neutroni con un'energia superiore a 10 MeV, la reazione di fissione dei nuclei di uranio-238 procede in modo abbastanza efficiente.Allo stesso tempo, la quantità di energia rilasciata diventa molto grande e nelle munizioni di calibro grande ed extra-grande può arrivare fino a 80 % dell'energia totale di una munizione termonucleare combinata.
Classificazione delle armi nucleari
Le munizioni nucleari sono classificate in base alla potenza dell'energia rilasciata dalla carica nucleare, nonché al tipo di reazione nucleare utilizzata in esse Per caratterizzare la potenza della munizione, viene utilizzato il concetto di "equivalente TNT" - questo è tale una massa di TNT, la cui energia di esplosione è lo sciame di energia rilasciato durante un'esplosione aerea di una testata nucleare (carica) L'equivalente di TNT è indicato dalla lettera § ed è misurato in tonnellate (t), migliaia di tonnellate (kg) , milioni di tonnellate (Mt)
In termini di potenza, le armi nucleari sono suddivise condizionatamente in cinque calibri.
calibro di armi nucleari
TNT equivalenti a migliaia di tonnellate
Ultra piccolo Fino a 1
Media 10-100
Grande 100-1000
Extra Large Oltre 1000
Classificazione delle esplosioni nucleari per tipo e potenza. I fattori dannosi di un'esplosione nucleare.
A seconda dei compiti risolti con l'uso di armi nucleari, le esplosioni nucleari possono essere effettuate nell'aria, sulla superficie della terra e dell'acqua, nel sottosuolo e nell'acqua. In base a ciò, si distinguono le esplosioni nell'aria, nel suolo (di superficie) e nel sottosuolo (sottomarino) (Figura 3.1).
Un'esplosione nucleare dell'aria è un'esplosione prodotta ad un'altezza massima di 10 km, quando l'area luminosa non tocca il suolo (acqua). Le esplosioni d'aria sono divise in basse e alte. Una forte contaminazione radioattiva dell'area si forma solo vicino agli epicentri delle esplosioni a bassa quota. Infezione dell'area sulle tracce di una nuvola di notevole impatto sugli interventi personale non rende. L'onda d'urto, la radiazione luminosa, la radiazione penetrante e l'EMP si manifestano in modo più completo in un'esplosione nucleare dell'aria.
L'esplosione nucleare terrestre (superficiale) è un'esplosione prodotta sulla superficie della terra (acqua), in cui l'area luminosa tocca la superficie della terra (acqua) e la colonna di polvere (acqua) dal momento della formazione è collegata a la nuvola di esplosione. 50 Una caratteristica di un'esplosione nucleare terrestre (di superficie) è una forte contaminazione radioattiva del terreno (acqua) sia nell'area dell'esplosione che nella direzione della nuvola di esplosione. I fattori dannosi di questa esplosione sono l'onda d'urto, la radiazione luminosa, la radiazione penetrante, la contaminazione radioattiva dell'area e l'EMP.
Un'esplosione nucleare sotterranea (sott'acqua) è un'esplosione prodotta sottoterra (sott'acqua) ed è caratterizzata dal rilascio di una grande quantità di suolo (acqua) mescolata con prodotti esplosivi nucleari (frammenti di fissione di uranio-235 o plutonio-239). L'effetto dannoso e distruttivo di un'esplosione nucleare sotterranea è determinato principalmente dalle onde sismico-esplosive (il principale fattore dannoso), dalla formazione di un imbuto nel terreno e dalla forte contaminazione radioattiva dell'area. L'emissione di luce e la radiazione penetrante sono assenti. Caratteristica di un'esplosione subacquea è la formazione di un sultano (colonna d'acqua), l'onda di base formata durante il crollo del sultano (colonna d'acqua).
Un'esplosione nucleare aerea inizia con un breve lampo accecante, la cui luce può essere osservata a una distanza di diverse decine e centinaia di chilometri. Dopo il lampo, appare un'area luminosa a forma di sfera o emisfero (con un'esplosione al suolo), che è una fonte di potente radiazione luminosa. Allo stesso tempo, un potente flusso di radiazioni gamma e neutroni si propaga dalla zona di esplosione nell'ambiente, che si forma durante una reazione a catena nucleare e durante il decadimento di frammenti radioattivi della fissione della carica nucleare. I raggi gamma e i neutroni emessi durante un'esplosione nucleare sono chiamati radiazione penetrante. Sotto l'azione della radiazione gamma istantanea, si verifica la ionizzazione degli atomi ambiente, che porta alla comparsa di campi elettrici e magnetici. Questi campi, per la loro breve durata d'azione, sono comunemente chiamati l'impulso elettromagnetico di un'esplosione nucleare.
Al centro di un'esplosione nucleare, la temperatura sale istantaneamente a diversi milioni di gradi, a seguito della quale la sostanza della carica si trasforma in un plasma ad alta temperatura che emette raggi X. La pressione dei prodotti gassosi raggiunge inizialmente diversi miliardi di atmosfere. La sfera di gas incandescenti della regione incandescente, cercando di espandersi, comprime gli strati d'aria adiacenti, crea una forte caduta di pressione al confine dello strato compresso e forma un'onda d'urto che si propaga dal centro dell'esplosione in varie direzioni . Poiché la densità dei gas che compongono la palla di fuoco è molto inferiore alla densità dell'aria circostante, la palla si alza rapidamente. In questo caso si forma una nuvola a forma di fungo, contenente gas, vapore acqueo, piccole particelle di terreno e un'enorme quantità di prodotti radioattivi dell'esplosione. Una volta raggiunta l'altezza massima, la nuvola viene trasportata per lunghe distanze sotto l'azione delle correnti d'aria, si dissipa e i prodotti radioattivi cadono sulla superficie terrestre, creando contaminazione radioattiva dell'area e degli oggetti.
Per scopi militari;
Per potere:
Ultra-piccolo (meno di 1.000 tonnellate di TNT);
Piccolo (1 - 10 mila tonnellate);
Medio (10-100 mila tonnellate);
Large (100mila tonnellate -1 Mt);
Super-grande (oltre 1 Mt).
Tipo di esplosione:
Grattacielo (oltre 10 km);
Aria (la nuvola leggera non raggiunge la superficie della Terra);
terra;
Superficie;
Metropolitana;
Sott'acqua.
I fattori dannosi di un'esplosione nucleare. I fattori dannosi di un'esplosione nucleare sono:
Shockwave (50% dell'energia dell'esplosione);
Radiazione luminosa (35% dell'energia dell'esplosione);
Radiazione penetrante (45% dell'energia dell'esplosione);
Contaminazione radioattiva (10% dell'energia dell'esplosione);
Impulso elettromagnetico (1% dell'energia dell'esplosione);
All'inizio del XX secolo, grazie agli sforzi di Albert Einstein, l'umanità ha appreso per la prima volta che a livello atomico, da una piccola quantità di materia, in determinate condizioni, è possibile ottenere un'enorme quantità di energia. Negli anni '30, il lavoro in questa direzione fu continuato dal fisico nucleare tedesco Otto Hahn, dall'inglese Robert Frisch e dal francese Joliot-Curie. Sono stati loro che sono riusciti in pratica a tracciare i risultati della fissione dei nuclei degli atomi degli elementi chimici radioattivi. Il processo di reazione a catena simulato nei laboratori ha confermato la teoria di Einstein sulla capacità di una sostanza in piccole quantità di rilasciare una grande quantità di energia. In tali condizioni nacque la fisica di un'esplosione nucleare, una scienza che metteva in dubbio la possibilità di un'ulteriore esistenza della civiltà terrestre.
La nascita delle armi nucleari
Già nel 1939, il francese Joliot-Curie si rese conto che l'esposizione ai nuclei di uranio in determinate condizioni poteva portare a una reazione esplosiva di enorme potenza. Come risultato di una reazione a catena nucleare, inizia la fissione esponenziale spontanea dei nuclei di uranio e viene rilasciata un'enorme quantità di energia. In un istante, la sostanza radioattiva esplose e l'esplosione risultante ebbe un enorme effetto dannoso. Come risultato degli esperimenti, è diventato chiaro che l'uranio (U235) può essere convertito da elemento chimico in potenti esplosivi.
Per scopi pacifici, durante il funzionamento di un reattore nucleare, il processo di fissione nucleare dei componenti radioattivi è calmo e controllato. In un'esplosione nucleare, la differenza principale è che una colossale quantità di energia viene rilasciata istantaneamente e questo continua fino all'esaurimento della scorta di esplosivi radioattivi. Per la prima volta, una persona ha appreso delle capacità di combattimento del nuovo esplosivo il 16 luglio 1945. Nel momento in cui si svolgeva a Potsdam l'incontro finale dei Capi di Stato dei vincitori della guerra con la Germania, il primo test di una testata atomica si svolgeva presso il sito di prova di Alamogordo, nel New Mexico. I parametri della prima esplosione nucleare erano piuttosto modesti. La potenza della carica atomica in TNT equivalente era pari alla massa del trinitrotoluene in 21 kilotoni, ma la forza dell'esplosione e il suo impatto sugli oggetti circostanti hanno lasciato un'impressione indelebile in tutti coloro che hanno assistito ai test.
Esplosione della prima bomba atomica
All'inizio, tutti hanno visto un punto luminoso luminoso, visibile a una distanza di 290 km. dal sito di prova. Allo stesso tempo, il suono dell'esplosione è stato udito in un raggio di 160 km. Nel luogo in cui è stato installato l'ordigno nucleare, si è formato un enorme cratere. L'imbuto di un'esplosione nucleare ha raggiunto una profondità di oltre 20 metri, con un diametro esterno di 70 M. Sul territorio del sito di prova entro un raggio di 300-400 metri dall'epicentro, la superficie terrestre era una superficie lunare senza vita .
È interessante citare le impressioni registrate dei partecipanti al primo test della bomba atomica. "L'aria circostante è diventata più densa, la sua temperatura è aumentata istantaneamente. Letteralmente un minuto dopo, un'enorme onda d'urto ha spazzato l'area. Nella posizione della carica si forma un'enorme palla di fuoco, dopo di che una nuvola di esplosione nucleare a forma di fungo ha iniziato a formarsi al suo posto. Una colonna di fumo e polvere, coronata da un'enorme testa di fungo nucleare, salì a un'altezza di 12 km. Tutti i presenti nel rifugio sono stati colpiti dalla portata dell'esplosione. Nessuno avrebbe potuto immaginare il potere e la forza che abbiamo affrontato ", ha scritto in seguito il capo del Progetto Manhattan, Leslie Groves.
Nessuno, prima o dopo, aveva a sua disposizione un'arma di così enorme potere. Questo nonostante il fatto che a quel tempo scienziati e militari non avessero ancora un'idea di tutti i fattori dannosi della nuova arma. Sono stati presi in considerazione solo i principali fattori dannosi visibili di un'esplosione nucleare, come ad esempio:
- onda d'urto di un'esplosione nucleare;
- radiazione luminosa e termica di un'esplosione nucleare.
Il fatto che le radiazioni penetranti e la successiva contaminazione radioattiva durante un'esplosione nucleare siano fatali per tutti gli esseri viventi non aveva ancora un'idea chiara. Si è scoperto che questi due fattori dopo un'esplosione nucleare diventeranno successivamente i più pericolosi per una persona. La zona di completa distruzione e devastazione è piuttosto piccola rispetto alla zona di contaminazione dell'area da parte dei prodotti del decadimento delle radiazioni. Un'area infetta può avere un'area di centinaia di chilometri. All'esposizione ricevuta nei primi minuti dopo l'esplosione, e al livello di radiazione successivamente, si aggiunge la contaminazione di vasti territori con ricadute radioattive. La portata della catastrofe diventa apocalittica.
Solo più tardi, molto più tardi, quando le bombe atomiche furono usate per scopi militari, divenne chiaro quanto fosse potente la nuova arma e quanto gravi sarebbero state le conseguenze dell'uso di una bomba nucleare per le persone.
Il meccanismo della carica atomica e il principio di funzionamento
Se non entri descrizioni dettagliate e la tecnologia per creare una bomba atomica, puoi descrivere brevemente una carica nucleare in sole tre frasi:
- c'è una massa subcritica di materiale radioattivo (uranio U235 o plutonio Pu239);
- creazione di determinate condizioni per l'inizio di una reazione a catena di fissione nucleare elementi radioattivi(detonazione);
- creazione di una massa critica di materiale fissile.
L'intero meccanismo può essere rappresentato in un disegno semplice e comprensibile, in cui tutte le parti e i dettagli sono in forte e stretta interazione tra loro. Come risultato della detonazione di un detonatore chimico o elettrico, viene lanciata un'onda sferica di detonazione, comprimendo il materiale fissile a una massa critica. La carica nucleare è una struttura multistrato. L'uranio o il plutonio è usato come esplosivo principale. Una certa quantità di TNT o RDX può fungere da detonatore. Inoltre, il processo di compressione diventa incontrollabile.
La velocità dei processi in corso è enorme e paragonabile alla velocità della luce. L'intervallo di tempo dall'inizio della detonazione all'inizio di una reazione a catena irreversibile non richiede più di 10-8 s. In altre parole, bastano solo 10-7 secondi per alimentare 1 kg di uranio arricchito. Questo valore indica il tempo di un'esplosione nucleare. La reazione di fusione termonucleare, che è alla base di una bomba termonucleare, procede con una velocità simile, con la differenza che una carica nucleare ne mette in moto una ancora più potente: una carica termonucleare. Una bomba termonucleare ha un diverso principio di funzionamento. Qui abbiamo a che fare con la reazione della sintesi di elementi leggeri in elementi più pesanti, a seguito della quale, ancora una volta, viene rilasciata un'enorme quantità di energia.
Nel processo di fissione dei nuclei di uranio o plutonio, viene generata un'enorme quantità di energia. Al centro di un'esplosione nucleare, la temperatura è di 107 Kelvin. In tali condizioni, si verifica una pressione colossale: 1000 atm. Gli atomi di materia fissile si trasformano in plasma, che diventa il risultato principale della reazione a catena. Durante l'incidente al 4° reattore della centrale nucleare di Chernobyl, non si è verificata un'esplosione nucleare, poiché la fissione del combustibile radioattivo è stata effettuata lentamente ed è stata accompagnata solo da un intenso rilascio di calore.
L'elevata velocità dei processi che avvengono all'interno della carica porta ad un rapido salto di temperatura e ad un aumento di pressione. Sono questi componenti che formano la natura, i fattori e la potenza di un'esplosione nucleare.
Tipi e tipi di esplosioni nucleari
La reazione a catena iniziata non può più essere interrotta. In millesimi di secondo, una carica nucleare, costituita da elementi radioattivi, si trasforma in un coagulo di plasma, lacerato dall'alta pressione. Inizia una catena successiva di una serie di altri fattori che hanno un effetto dannoso sull'ambiente, sulle infrastrutture e sugli organismi viventi. L'unica differenza di danno è che una piccola bomba nucleare (10-30 kilotoni) provoca meno distruzione e conseguenze meno gravi di una grande esplosione nucleare con una resa di 100 megatoni in più.
I fattori dannosi non dipendono solo dalla potenza della carica. Per valutare le conseguenze, le condizioni per far esplodere un'arma nucleare sono importanti, quale tipo di esplosione nucleare si osserva in questo caso. L'indebolimento della carica può essere effettuato sulla superficie della terra, sotterranea o sott'acqua, a seconda delle condizioni d'uso, si tratta delle seguenti tipologie:
- esplosioni nucleari aeree effettuate a determinate altezze sopra la superficie terrestre;
- esplosioni ad alta quota effettuate nell'atmosfera del pianeta ad altitudini superiori a 10 km;
- esplosioni nucleari terrestri (di superficie) effettuate direttamente sopra la superficie terrestre o sopra la superficie dell'acqua;
- esplosioni sotterranee o subacquee effettuate nello spessore superficiale della crosta terrestre o sott'acqua, ad una certa profondità.
In ogni singolo caso, alcuni fattori dannosi hanno una propria forza, intensità e caratteristiche dell'azione, portando a determinati risultati. In un caso, si verifica una distruzione mirata del bersaglio con distruzione minima e contaminazione radioattiva del territorio. In altri casi si ha a che fare con la devastazione su larga scala dell'area e la distruzione di oggetti, c'è una distruzione istantanea di tutta la vita e c'è una forte contaminazione radioattiva di vasti territori.
Un'esplosione nucleare aerea, ad esempio, differisce da un metodo di detonazione a terra in quanto la palla di fuoco non entra in contatto con la superficie terrestre. In una tale esplosione, polvere e altri piccoli frammenti vengono combinati in una colonna di polvere che esiste separatamente dalla nuvola di esplosione. Di conseguenza, l'area del danno dipende anche dall'altezza dell'esplosione. Tali esplosioni possono essere alte e basse.
I primi test di testate atomiche sia negli USA che in URSS furono principalmente di tre tipi, terrestre, aerea e subacquea. Solo dopo l'entrata in vigore del Trattato sulla limitazione dei test nucleari, le esplosioni nucleari in URSS, negli Stati Uniti, in Francia, in Cina e in Gran Bretagna iniziarono ad essere effettuate solo clandestinamente. Ciò ha permesso di ridurre al minimo l'inquinamento ambientale con prodotti radioattivi, di ridurre l'area delle zone di esclusione che sorgevano vicino ai campi di addestramento militare.
La più potente esplosione nucleare nella storia dei test nucleari ebbe luogo il 30 ottobre 1961 in Unione Sovietica. Una bomba con un peso totale di 26 tonnellate e una capacità di 53 megatoni è stata sganciata nell'area dell'arcipelago di Novaya Zemlya da un bombardiere strategico Tu-95. Questo è un esempio di una tipica raffica d'aria alta, poiché l'esplosione è avvenuta a un'altitudine di 4 km.
Va notato che la detonazione di una testata nucleare nell'aria è caratterizzata da un forte effetto di radiazioni luminose e radiazioni penetranti. Il lampo di un'esplosione nucleare è ben visibile a decine e centinaia di chilometri dall'epicentro. Oltre a una potente radiazione luminosa e a una forte onda d'urto divergente intorno a 3600, un'esplosione d'aria diventa una fonte di forte disturbo elettromagnetico. Un impulso elettromagnetico generato durante un'esplosione nucleare in un raggio di 100-500 km. in grado di disabilitare l'intera infrastruttura elettrica ed elettronica di terra.
Un esempio lampante di raffica d'aria bassa è stato bombardamento atomico nell'agosto 1945 le città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki. Le bombe "Fat Man" e "Kid" hanno funzionato a un'altitudine di mezzo chilometro, coprendo così quasi l'intero territorio di queste città con un'esplosione nucleare. La maggior parte degli abitanti di Hiroshima è morta nei primi secondi dopo l'esplosione, a causa dell'esposizione a luce intensa, calore e radiazioni gamma. L'onda d'urto ha completamente distrutto gli edifici della città. Nel caso del bombardamento della città di Nagasaki, l'effetto dell'esplosione è stato attenuato dalle caratteristiche del rilievo. Il terreno collinare ha consentito ad alcune zone della città di evitare l'azione diretta dei raggi luminosi e ha ridotto la forza d'impatto dell'onda d'urto. Ma durante una tale esplosione è stata osservata un'ampia contaminazione radioattiva dell'area, che ha successivamente portato a gravi conseguenze per la popolazione della città distrutta.
Le raffiche d'aria basse e alte sono i mezzi moderni più comuni di armi di distruzione di massa. Tali cariche vengono utilizzate per distruggere l'accumulo di truppe e attrezzature, città e infrastrutture di terra.
Un'esplosione nucleare ad alta quota differisce nel metodo di applicazione e nella natura dell'azione. La detonazione di un'arma nucleare avviene ad un'altitudine di oltre 10 km, nella stratosfera. Con una tale esplosione, si osserva un lampo luminoso simile al sole di grande diametro in alto nel cielo. Invece di nuvole di polvere e fumo, si forma presto una nuvola nel luogo dell'esplosione, costituita da molecole di idrogeno evaporate sotto l'influenza delle alte temperature, diossido di carbonio e azoto.
In questo caso, i principali fattori dannosi sono l'onda d'urto, la radiazione luminosa, la radiazione penetrante e l'EMP di un'esplosione nucleare. Maggiore è l'altezza di detonazione della carica, minore è la forza dell'onda d'urto. Le radiazioni e l'emissione di luce, al contrario, aumentano solo con l'aumentare dell'altitudine. A causa dell'assenza di movimenti significativi delle masse d'aria ad alta quota, la contaminazione radioattiva dei territori in questo caso è praticamente ridotta a zero. Le esplosioni ad alta quota, prodotte all'interno della ionosfera, interrompono la propagazione delle onde radio nella gamma degli ultrasuoni.
Tali esplosioni mirano principalmente a distruggere bersagli ad alta quota. Questi possono essere aerei da ricognizione, missili da crociera, testate missilistiche strategiche, satelliti artificiali e altre armi da attacco spaziale.
Un'esplosione nucleare a terra è un fenomeno completamente diverso nelle tattiche e nella strategia militare. Qui, una certa area della superficie terrestre è direttamente interessata. Una testata può essere fatta esplodere su un oggetto o sull'acqua. I primi test di armi atomiche negli Stati Uniti e in URSS si sono svolti in questa forma.
Una caratteristica distintiva di questo tipo di esplosione nucleare è la presenza di un pronunciato fungo atomico, che si forma a causa degli enormi volumi di particelle di terreno e roccia sollevate dall'esplosione. Al primo momento, nel luogo dell'esplosione si forma un emisfero luminoso, con il bordo inferiore che tocca la superficie terrestre. Durante una detonazione per contatto, si forma un imbuto nell'epicentro dell'esplosione, dove è esplosa la carica nucleare. La profondità e il diametro dell'imbuto dipendono dalla potenza dell'esplosione stessa. Quando si utilizzano piccole munizioni tattiche, il diametro dell'imbuto può raggiungere due o tre decine di metri. Quando una bomba nucleare viene fatta esplodere ad alta potenza, le dimensioni del cratere raggiungono spesso centinaia di metri.
La presenza di una potente nuvola di fango e polvere contribuisce al fatto che la maggior parte dei prodotti radioattivi dell'esplosione ricade in superficie, rendendola completamente contaminata. Le particelle di polvere più piccole entrano nello strato superficiale dell'atmosfera e, insieme alle masse d'aria, si disperdono su grandi distanze. Se una carica atomica viene fatta esplodere sulla superficie della terra, la traccia radioattiva dell'esplosione terrestre prodotta può estendersi per centinaia e migliaia di chilometri. Durante l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, le particelle radioattive che sono entrate nell'atmosfera sono cadute insieme alle precipitazioni sul territorio dei paesi scandinavi, che si trovano a 1000 km dal luogo del disastro.
Le esplosioni al suolo possono essere eseguite per distruggere e distruggere oggetti di grande forza. Tali esplosioni possono essere utilizzate anche se l'obiettivo è creare una vasta zona di contaminazione radioattiva dell'area. In questo caso, sono in vigore tutti e cinque i fattori dannosi di un'esplosione nucleare. A seguito dello shock termodinamico e della radiazione luminosa, entra in gioco un impulso elettromagnetico. L'onda d'urto e la radiazione penetrante completano la distruzione dell'oggetto e della manodopera nel raggio d'azione. Infine, c'è la contaminazione radioattiva. A differenza del metodo di detonazione a terra, un'esplosione nucleare di superficie solleva enormi masse d'acqua nell'aria, sia in forma liquida che allo stato di vapore. L'effetto distruttivo è ottenuto grazie all'impatto dell'onda d'urto d'aria e alla grande eccitazione derivante dall'esplosione. L'acqua sollevata nell'aria impedisce la diffusione della radiazione luminosa e la radiazione penetrante. A causa del fatto che le particelle d'acqua sono molto più pesanti e sono un neutralizzatore naturale dell'attività degli elementi, l'intensità della diffusione delle particelle radioattive nello spazio aereo è trascurabile.
Un'esplosione sotterranea di un'arma nucleare viene eseguita a una certa profondità. A differenza delle esplosioni al suolo, qui non c'è area luminosa. Tutta l'enorme forza d'impatto viene assorbita dalla roccia terrestre. L'onda d'urto diverge nello spessore della terra, provocando un terremoto locale. L'enorme pressione creata durante l'esplosione forma una colonna di crollo del suolo, che arriva a grandi profondità. Come risultato del cedimento della roccia, nel luogo dell'esplosione si forma un imbuto, le cui dimensioni dipendono dalla potenza della carica e dalla profondità dell'esplosione.
Una tale esplosione non è accompagnata da un fungo atomico. La colonna di polvere che si è alzata nel luogo dell'esplosione della carica ha un'altezza di poche decine di metri. L'onda d'urto convertita in onde sismiche e la contaminazione radioattiva superficiale locale sono i principali fattori dannosi in tali esplosioni. Di norma, questo tipo di detonazione di una carica nucleare è di importanza economica e applicata. Ad oggi, la maggior parte dei test nucleari viene eseguita sottoterra. Tra 70-80 anni In un modo simile risolto i problemi economici nazionali, utilizzando l'energia colossale di un'esplosione nucleare per distruggere le catene montuose e formare bacini artificiali.
Sulla mappa dei siti di test nucleari a Semipalatinsk (ora Repubblica del Kazakistan) e nello stato del Nevada (USA) c'è un numero enorme di crateri, tracce di test nucleari sotterranei.
La detonazione subacquea di una carica nucleare viene eseguita a una determinata profondità. In questo caso, non vi è alcun lampo di luce durante l'esplosione. Una colonna d'acqua alta 200-500 metri appare sulla superficie dell'acqua nel luogo dell'esplosione, che è coronata da una nuvola di spruzzi e vapore. La formazione di un'onda d'urto si verifica subito dopo l'esplosione, causando perturbazioni nella colonna d'acqua. Il principale fattore dannoso dell'esplosione è l'onda d'urto, che si trasforma in onde di grande altezza. Con l'esplosione di cariche ad alta potenza, l'altezza delle onde può raggiungere i 100 metri o più. In futuro, si osserva una forte contaminazione radioattiva nel luogo dell'esplosione e nel territorio adiacente.
Metodi di protezione contro i fattori dannosi di un'esplosione nucleare
Come risultato della reazione esplosiva di una carica nucleare, viene generata un'enorme quantità di energia termica e luminosa, che non solo può distruggere e distruggere oggetti inanimati, ma anche uccidere tutti gli esseri viventi su una vasta area. Nell'epicentro dell'esplosione e nelle sue immediate vicinanze, a causa dell'intensa esposizione a radiazioni penetranti, luce, radiazioni termiche e onde d'urto, tutti gli esseri viventi muoiono, vengono distrutti equipaggiamento militare edifici e strutture vengono distrutti. Con la distanza dall'epicentro dell'esplosione e nel tempo, la forza dei fattori dannosi diminuisce, lasciando il posto all'ultimo fattore distruttivo: la contaminazione radioattiva.
È inutile cercare la salvezza per coloro che sono caduti nell'epicentro di un'apocalisse nucleare. Né un forte rifugio antiaereo né dispositivi di protezione individuale salveranno qui. Le ferite e le ustioni ricevute da una persona in tali situazioni sono incompatibili con la vita. La distruzione delle infrastrutture è totale e non può essere ripristinata. A loro volta, coloro che si sono trovati a notevole distanza dal luogo dell'esplosione possono contare sulla salvezza usando determinate abilità e metodi speciali di protezione.
Il principale fattore dannoso in un'esplosione nucleare è l'onda d'urto. L'area di alta pressione formata all'epicentro colpisce la massa d'aria, creando un'onda d'urto che si propaga in tutte le direzioni a velocità supersonica.
La velocità di propagazione dell'onda d'urto è la seguente:
- su terreno pianeggiante, l'onda d'urto supera i 1000 metri dall'epicentro dell'esplosione in 2 secondi;
- a una distanza di 2000 m dall'epicentro, l'onda d'urto ti raggiungerà in 5 secondi;
- essendo a una distanza di 3 km dall'esplosione, l'onda d'urto dovrebbe essere prevista in 8 secondi.
Dopo il passaggio dell'onda d'urto, sorge un'area di bassa pressione. Nel tentativo di riempire lo spazio rarefatto, l'aria va nella direzione opposta. L'effetto del vuoto creato provoca un'altra ondata di distruzione. Vedendo un lampo, prima dell'arrivo dell'onda d'urto, puoi provare a trovare riparo, riducendo gli effetti dell'impatto dell'onda d'urto.
Le radiazioni luminose e termiche a grande distanza dall'epicentro dell'esplosione perdono la loro forza, quindi se una persona è riuscita a mettersi al riparo alla vista di un lampo, puoi contare sulla salvezza. Molto più terribile è la radiazione penetrante, che è un flusso rapido di raggi gamma e neutroni che si propagano alla velocità della luce dall'area luminosa dell'esplosione. L'effetto più potente della radiazione penetrante si verifica nei primi secondi dopo l'esplosione. Mentre si è al riparo o al riparo, c'è un'alta probabilità di evitare un colpo diretto di radiazioni gamma mortali. Le radiazioni penetranti provocano gravi danni agli organismi viventi, causando malattie da radiazioni.
Se tutti i fattori dannosi di un'esplosione nucleare sopra elencati sono di natura a breve termine, la contaminazione radioattiva è il fattore più insidioso e pericoloso. Il suo effetto distruttivo sul corpo umano avviene gradualmente, nel tempo. La quantità di radiazione residua e l'intensità della contaminazione radioattiva dipendono dalla potenza dell'esplosione, dalle condizioni del terreno e fattori climatici. I prodotti radioattivi dell'esplosione, mescolati con polvere, piccoli frammenti e frammenti, entrano nello strato d'aria superficiale, dopodiché, insieme alle precipitazioni o indipendentemente, cadono sulla superficie terrestre. La radiazione di fondo nella zona di applicazione delle armi nucleari è centinaia di volte superiore alla radiazione di fondo naturale, creando una minaccia per tutti gli esseri viventi. Essendo nel territorio soggetto ad un attacco nucleare, dovrebbe essere evitato il contatto con qualsiasi oggetto. I dispositivi di protezione individuale e un dosimetro ridurranno la probabilità di contaminazione radioattiva.
