3.2. jadrové výbuchy

3.2.1. Klasifikácia jadrových výbuchov

Jadrové zbrane boli vyvinuté v Spojených štátoch počas 2. svetovej vojny najmä úsilím európskych vedcov (Einstein, Bohr, Fermi a ďalší). Prvý test tejto zbrane sa uskutočnil v USA na cvičisku Alamogordo 16. júla 1945 (v tom čase v porazenom Nemecku r. Postupimská konferencia). A len o 20 dní neskôr, 6. augusta 1945, bola na japonské mesto Hirošima bez akejkoľvek vojenskej potreby a účelnosti zhodená atómová bomba na tú dobu obrovskej sily - 20 kiloton. O tri dni neskôr, 9. augusta 1945, bolo druhé japonské mesto Nagasaki vystavené atómovému bombardovaniu. Následky jadrových výbuchov boli hrozné. V Hirošime bolo z 255-tisíc obyvateľov zabitých alebo zranených takmer 130-tisíc ľudí. Z takmer 200 tisíc obyvateľov Nagasaki bolo zasiahnutých viac ako 50 tisíc ľudí.

Potom boli jadrové zbrane vyrobené a testované v ZSSR (1949), Veľkej Británii (1952), Francúzsku (1960) a Číne (1964). Teraz je viac ako 30 štátov sveta z vedeckého a technického hľadiska pripravených na výrobu jadrových zbraní.

Teraz existujú jadrové náboje, ktoré využívajú štiepnu reakciu uránu-235 a plutónia-239 a termonukleárne náboje, ktoré využívajú (počas explózie) fúznu reakciu. Keď sa zachytí jeden neutrón, jadro uránu-235 sa rozdelí na dva fragmenty, pričom sa uvoľnia gama kvantá a ďalšie dva neutróny (2,47 neutrónov pre urán-235 a 2,91 neutrónov pre plutónium-239). Ak je hmotnosť uránu väčšia ako tretina, potom tieto dva neutróny rozdelia ďalšie dve jadrá a uvoľnia už štyri neutróny. Po štiepení ďalších štyroch jadier sa uvoľní osem neutrónov atď. Dochádza k reťazovej reakcii, ktorá vedie k jadrovému výbuchu.

Klasifikácia jadrových výbuchov:

Podľa typu nabíjania:

- jadrová (atómová) - štiepna reakcia;

- termonukleárna - fúzna reakcia;

- neutrón - veľký tok neutrónov;

- kombinované.

Podľa dohody:

Test;

Na mierové účely;

- na vojenské účely;

Podľa sily:

- ultra-malé (menej ako 1 000 ton TNT);

- malé (1 - 10 tisíc ton);

- stredné (10-100 tisíc ton);

- veľké (100 tisíc ton -1 Mt);

- super-veľké (viac ako 1 Mt).

Typ výbuchu:

- vysoká nadmorská výška (nad 10 km);

- vzduch (ľahký oblak nedosahuje povrch Zeme);

zem;

povrch;

Podzemie;

Pod vodou.

Škodlivé faktory jadrového výbuchu. Škodlivé faktory jadrového výbuchu sú:

- rázová vlna (50% energie výbuchu);

- svetelné žiarenie (35 % energie výbuchu);

- prenikajúce žiarenie (45 % energie výbuchu);

- rádioaktívna kontaminácia (10% energie výbuchu);

- elektromagnetický impulz (1% energie výbuchu);

Rázová vlna (UX) (50 % energie výbuchu). VX je zóna silnej kompresie vzduchu, ktorá sa šíri nadzvukovou rýchlosťou všetkými smermi od stredu výbuchu. Zdrojom rázovej vlny je vysoký tlak v centre výbuchu, ktorý dosahuje 100 miliárd kPa. Produkty výbuchu, ako aj veľmi zohriaty vzduch, rozširujú a stláčajú okolitú vzduchovú vrstvu. Táto stlačená vrstva vzduchu stlačí ďalšiu vrstvu. Týmto spôsobom sa tlak prenáša z jednej vrstvy do druhej, čím vzniká VX. Predná línia stlačeného vzduchu sa nazýva VX front.

Hlavné parametre UH sú:

- pretlak;

- rýchlostná hlava;

- trvanie rázovej vlny.

Pretlak je rozdiel medzi maximálnym tlakom v prednej časti VX a atmosférickým tlakom.

G f \u003d G f.max -P 0

Meria sa v kPa alebo kgf / cm 2 (1 agm \u003d 1,033 kgf / cm2 \u003d \u003d \u003d 101,3 kPa; 1 atm \u003d 100 kPa).

Hodnota pretlaku závisí najmä od sily a typu výbuchu, ako aj od vzdialenosti od centra výbuchu.

Pri výbuchoch s výkonom 1 mt a viac môže dosiahnuť 100 kPa.

Pretlak rýchlo klesá so vzdialenosťou od epicentra výbuchu.

Vysokorýchlostný tlak vzduchu je dynamické zaťaženie, ktoré vytvára prúdenie vzduchu, označené P, merané v kPa. Veľkosť rýchlostnej hlavy vzduchu závisí od rýchlosti a hustoty vzduchu za čelom vlny a úzko súvisí s hodnotou maximálneho pretlaku rázovej vlny. Rýchlostný tlak zreteľne pôsobí pri pretlaku viac ako 50 kPa.

Trvanie rázovej vlny (pretlaku) sa meria v sekundách. Čím dlhší je čas pôsobenia, tým väčší je škodlivý účinok UV žiarenia. Ultrafialové žiarenie jadrového výbuchu stredného výkonu (10-100 kt) prejde 1000 m za 1,4 s, 2000 m za 4 s; 5000 m - za 12 s. VX zasiahne ľudí a ničí budovy, stavby, objekty a komunikačné zariadenia.

Rázová vlna postihuje nechránené osoby priamo a nepriamo (nepriame poškodenie je poškodenie, ktoré človeku spôsobia úlomky budov, konštrukcií, úlomky skla a iné predmety, ktoré sa pri pôsobení vysokorýchlostného tlaku vzduchu pohybujú vysokou rýchlosťou). Zranenia, ku ktorým dôjde v dôsledku pôsobenia rázovej vlny, sa delia na:

- svetlo, charakteristika RF = 20 - 40 kPa;

- /span> priemer, charakteristika pre RF=40 - 60 kPa:

- ťažký, charakteristický pre RF=60 - 100 kPa;

- veľmi ťažké, charakteristické pre RF nad 100 kPa.

Pri výbuchu o sile 1 Mt môžu nechránení ľudia utrpieť ľahké zranenia vo vzdialenosti 4,5 - 7 km od epicentra výbuchu, ťažké - 2 - 4 km každý.

Na ochranu pred UV žiarením sa používajú špeciálne sklady, ale aj pivnice, podzemné diela, bane, prírodné úkryty, terénne záhyby atď.

Objem a charakter ničenia budov a stavieb závisí od sily a typu výbuchu, vzdialenosti od epicentra výbuchu, sily a veľkosti budov a stavieb. Z pozemných stavieb a stavieb sú najodolnejšie monolitické železobetónové konštrukcie, domy s kovovou konštrukciou a stavby antiseizmickej konštrukcie. Pri jadrovom výbuchu o sile 5 Mt budú železobetónové konštrukcie zničené v okruhu 6,5 km, murované domy - do 7,8 km, drevené domy budú úplne zničené v okruhu 18 km.

UV žiarenie má tendenciu prenikať do miestností cez okenné a dverné otvory, čo spôsobuje zničenie priečok a vybavenia. Technologické zariadenia sú stabilnejšie a ničia sa najmä v dôsledku zrútenia stien a stropov domov, v ktorých je inštalované.

Svetelné žiarenie (35 % energie výbuchu). Svetelné žiarenie (CB) je elektromagnetické žiarenie v ultrafialovej, viditeľnej a infračervenej oblasti spektra. Zdrojom JZ je svetelná oblasť, ktorá sa šíri rýchlosťou svetla (300 000 km/s). Doba existencie svetelnej oblasti závisí od sily výbuchu a platí pre náboje rôznych kalibrov: super-malý kaliber - desatiny sekundy, stredný - 2 - 5 s, super-veľký - niekoľko desiatok sekúnd. Veľkosť svetelnej plochy pre nadmalý kaliber je 50-300 m, pre stredný kaliber 50-1000 m, pre extra veľký kaliber je to niekoľko kilometrov.

Hlavným parametrom charakterizujúcim SW je svetelný impulz. Meria sa v kalóriách na 1 cm 2 povrchu umiestneného kolmo na smer priameho žiarenia, ako aj v kilojouloch na m 2:

1 kal / cm 2 \u003d 42 kJ / m 2.

V závislosti od veľkosti vnímaného svetelného impulzu a hĺbky kožnej lézie má človek popáleniny troch stupňov:

- Popáleniny I. stupňa sú charakterizované začervenaním kože, opuchom, bolestivosťou spôsobenou svetelným pulzom 100-200 kJ/m 2 ;

- popáleniny druhého stupňa (pľuzgiere) sa vyskytujú so svetelným impulzom 200 ... 400 kJ / m 2;

- popáleniny tretieho stupňa (vredy, nekróza kože) vznikajú pri svetelnom pulze 400-500 kJ/m 2 .

Veľká hodnota impulzu (viac ako 600 kJ/m2) spôsobuje zuhoľnatenie pokožky.

Počas jadrového výbuchu bude pozorovaných 20 kt opatrovníctva I. stupňa v okruhu 4,0 km., 11 stupňov - do 2,8 kt, III stupňa - v okruhu 1,8 km.

Pri výbuchovej sile 1 Mt sa tieto vzdialenosti zväčšia na 26,8 km., 18,6 km. a 14,8 km. resp.

SW sa šíri priamočiaro a neprechádza cez nepriehľadné materiály. Preto každá prekážka (stena, les, pancier, hustá hmla, kopce a pod.) je schopná vytvoriť tieňovú zónu, chráni pred svetelným žiarením.

Požiare sú najsilnejším účinkom SW. Veľkosť požiarov je ovplyvnená faktormi, akými sú povaha a stav rozvoja.

Pri hustote budovy viac ako 20% sa požiare môžu zlúčiť do jedného súvislého požiaru.

Straty z požiaru druhej svetovej vojny dosiahli 80%. Počas známeho bombardovania Hamburgu bolo súčasne vypálených 16 000 domov. Teplota v mieste požiaru dosiahla 800°C.

CB výrazne zvyšuje pôsobenie HC.

Prenikajúce žiarenie (45 % energie výbuchu) je spôsobené žiarením a tokom neutrónov, ktoré sa šíria niekoľko kilometrov okolo jadrového výbuchu a ionizujú atómy tohto média. Stupeň ionizácie závisí od dávky žiarenia, ktorej mernou jednotkou je röntgen (v 1 cm suchého vzduchu pri teplote a tlaku 760 mm Hg sa vytvoria asi dve miliardy párov iónov). Ionizačná schopnosť neutrónov sa odhaduje v environmentálnych ekvivalentoch röntgenového žiarenia (Rem - dávka neutrónov, ktorej účinok sa rovná vplyvnému röntgenovému žiareniu).

Účinok prenikajúceho žiarenia na ľudí spôsobuje u nich chorobu z ožiarenia. Choroba z ožiarenia 1. stupňa (celková slabosť, nevoľnosť, závraty, ospalosť) vzniká najmä pri dávke 100-200 rad.

Radiačná choroba II stupňa (vracanie, silná bolesť hlavy) sa vyskytuje pri dávke 250-400 tipov.

Ochorenie z ožiarenia III. stupňa (50% zomrie) sa vyvíja pri dávke 400 - 600 rad.

Ochorenie z ožiarenia IV stupňa (väčšinou nastáva smrť) nastáva pri ožiarení viac ako 600 hrotov.

Pri jadrových výbuchoch malého výkonu je vplyv prenikajúceho žiarenia výraznejší ako vplyv UV a svetelného žiarenia. So zvyšujúcou sa silou výbuchu relatívny podiel poranení prenikavým žiarením klesá, pretože počet zranení a popálenín rastie. Polomer poškodenia prenikavým žiarením je obmedzený na 4 - 5 km. bez ohľadu na zvýšenie výbušnej sily.

Prenikajúce žiarenie výrazne ovplyvňuje účinnosť rádioelektronických zariadení a komunikačných systémov. Pulzné žiarenie, tok neutrónov narúša fungovanie mnohých elektronických systémov, najmä tých, ktoré pracujú v pulznom režime, čo spôsobuje prerušenia napájania, skraty v transformátoroch, zvýšenie napätia, skreslenie tvaru a veľkosti elektrických signálov.

V tomto prípade žiarenie spôsobuje dočasné prerušenie prevádzky zariadenia a tok neutrónov spôsobuje nezvratné zmeny.

Pre diódy s hustotou toku 1011 (germánium) a 1012 (kremík) neutrónov/em 2 sa menia charakteristiky dopredného a spätného prúdu.

V tranzistoroch sa faktor zosilnenia prúdu znižuje a prúd spätného kolektora sa zvyšuje. Kremíkové tranzistory sú stabilnejšie a zachovávajú si svoje zosilňujúce vlastnosti pri tokoch neutrónov nad 1014 neutrónov/cm 2 .

Elektrovákuové zariadenia sú stabilné a zachovávajú si svoje vlastnosti až do hustoty toku 571015 - 571016 neutrónov/cm 2 .

Rezistory a kondenzátory odolné voči hustote 1018 neutrónov/cm 2 . Potom sa mení vodivosť rezistorov, zvyšujú sa úniky a straty kondenzátorov, najmä u elektrických kondenzátorov.

K rádioaktívnej kontaminácii (až 10 % energie jadrového výbuchu) dochádza indukovaným žiarením, spadom úlomkov štiepenia jadrovej nálože a časti zvyškového uránu-235 alebo plutónia-239 na zem.

Rádioaktívna kontaminácia oblasti je charakterizovaná úrovňou žiarenia, ktorá sa meria v röntgenoch za hodinu.

Spad rádioaktívnych látok pokračuje pri pohybe rádioaktívneho mraku pod vplyvom vetra, v dôsledku čoho sa na povrchu zeme vytvorí rádioaktívna stopa v podobe pásu kontaminovaného terénu. Dĺžka chodníka môže dosiahnuť niekoľko desiatok kilometrov a dokonca aj stovky kilometrov a šírka - desiatky kilometrov.

V závislosti od stupňa infekcie a možných následkov expozície sa rozlišujú 4 zóny: stredná, ťažká, nebezpečná a mimoriadne nebezpečná infekcia.

Pre uľahčenie riešenia problému hodnotenia radiačnej situácie sú hranice zón zvyčajne charakterizované úrovňami radiácie 1 hodinu po výbuchu (P a) a 10 hodín po výbuchu, P 10 . Nastavené sú aj hodnoty dávok gama žiarenia D, ktoré sú prijímané v priebehu 1 hodiny po výbuchu až do úplného rozpadu rádioaktívnych látok.

Zóna stredne závažnej infekcie (zóna A) - D = 40,0-400 rad. Úroveň žiarenia na vonkajšej hranici zóny Г в = 8 R/h, Р 10 = 0,5 R/h. V zóne A sa práca na predmetoch spravidla nezastaví. Na otvorených plochách, ktoré sa nachádzajú v strede zóny alebo na jej vnútornej hranici, sa práce na niekoľko hodín prerušia.

Zóna ťažkej infekcie (zóna B) - D = 4000-1200 hrotov. Úroveň žiarenia na vonkajšej hranici G v \u003d 80 R / h., P 10 \u003d 5 R / h. Práca sa zastaví na 1 deň. Ľudia sa schovávajú v krytoch alebo evakuujú.

Zóna nebezpečnej infekcie (zóna B) - D \u003d 1200 - 4000 rad. Úroveň žiarenia na vonkajšej hranici G v \u003d 240 R / h., R 10 \u003d 15 R / h. V tejto zóne sa práca na zariadeniach zastaví na 1 až 3-4 dni. Ľudia sú evakuovaní alebo sa ukrývajú v ochranných štruktúrach.

Zóna mimoriadne nebezpečnej nákazy (zóna G) na vonkajšej hranici D = 4000 rad. Úrovne žiarenia G v \u003d 800 R / h., R 10 \u003d 50 R / h. Práca sa na niekoľko dní zastaví a obnoví sa po poklese radiácie na bezpečnú hodnotu.

Napríklad na obr. 23 sú znázornené veľkosti zón A, B, C, D, ktoré vznikajú pri výbuchu o sile 500 kt a rýchlosti vetra 50 km/h.

Charakteristickým znakom rádioaktívnej kontaminácie pri jadrových výbuchoch je pomerne rýchly pokles úrovne radiácie.

Výška výbuchu má veľký vplyv na charakter infekcie. Pri výbuchoch vo veľkých výškach sa rádioaktívny mrak zdvihne do značnej výšky, je odfúknutý vetrom a rozptýli sa na veľkej ploche.

Tabuľka

Závislosť úrovne žiarenia od času po výbuchu

Čas po výbuchu, h
	Úroveň žiarenia, %				43,5		27,0		19,0		14,5		11,6				7,15				5,05						0,96

Pobyt ľudí v kontaminovaných oblastiach spôsobuje, že sú vystavení rádioaktívnym látkam. Okrem toho môžu rádioaktívne častice vstúpiť do tela, usadiť sa v otvorených oblastiach tela, preniknúť do krvného obehu cez rany, škrabance, čo spôsobuje jeden alebo iný stupeň choroby z ožiarenia.

Pre vojnové podmienky sa nasledujúce dávky považujú za bezpečnú dávku celkovej jednorazovej expozície: do 4 dní - nie viac ako 50 tipov, 10 dní - nie viac ako 100 tipov, 3 mesiace - 200 tipov, za rok - nie viac ako 300 rads.

Na prácu v kontaminovanom priestore sa používajú osobné ochranné pracovné prostriedky, pri odchode z kontaminovaného priestoru sa vykonáva dekontaminácia a osoby podliehajú sanitácii.

Na ochranu ľudí slúžia prístrešky a prístrešky. Každá budova je hodnotená stavom koeficientu útlmu K, ktorý sa chápe ako číslo udávajúce, koľkokrát je dávka žiarenia v sklade menšia ako dávka žiarenia na otvorených priestranstvách. Pre kamenné domy Do riadu - 10, autá - 2, nádrže - 10, pivnice - 40, pre špeciálne vybavené skladovacie priestory môže byť aj väčší (až 500).

Elektromagnetický impulz (EMI) (1 % energie výbuchu) je krátkodobý nárast napätia elektrických a magnetických polí a prúdov v dôsledku pohybu elektrónov z centra výbuchu, ktorý je výsledkom ionizácie vzduchu. Amplitúda EMI klesá exponenciálne veľmi rýchlo. Trvanie impulzu sa rovná stotine mikrosekundy (obr. 25). Po prvom impulze v dôsledku interakcie elektrónov s magnetickým poľom Zeme nastáva druhý, dlhší impulz.

Frekvenčný rozsah EMR je až 100 m Hz, ale jeho energia je distribuovaná hlavne v blízkosti stredného frekvenčného rozsahu 10-15 kHz. Škodlivý účinok EMI je niekoľko kilometrov od centra výbuchu. Teda pri pozemnom výbuchu o sile 1 Mt vertikálna zložka elektrické pole EMI vo vzdialenosti 2 km. od stredu výbuchu - 13 kV / m, pri 3 km - 6 kV / m, 4 km - 3 kV / m.

EMI nemá priamy vplyv na ľudské telo.

Pri hodnotení vplyvu EMI na elektronické zariadenia sa musí brať do úvahy aj súčasné vystavenie EMI žiareniu. Pod vplyvom žiarenia sa zvyšuje vodivosť tranzistorov, mikroobvodov a pod vplyvom EMI prenikajú. EMI je extrémne efektívny nástroj k poškodeniu elektronických zariadení. Program SDI zabezpečuje vykonávanie špeciálnych výbuchov, ktoré vytvárajú EMI dostatočné na zničenie elektroniky.

Všetci tvorcovia jadrových zbraní úprimne verili, že robia dobrý skutok a zachraňujú svet pred „hnedým morom“, „komunistickou infekciou“ a „imperialistickou expanziou“. Pre krajiny, ktoré sa snažili vlastniť energiu atómu, to bola mimoriadne dôležitá úloha – bomba pôsobila ako symbol a garant ich Národná bezpečnosť a pokojnú budúcnosť. Najsmrteľnejšia zo všetkých vražedných zbraní, ktoré vynašiel človek, bola v očiach tvorcov aj najmocnejším garantom mieru na Zemi.

V srdci delenia a syntézy

Desaťročia, ktoré uplynuli od smutných udalostí zo začiatku augusta 1945 – výbuchov amerických atómových bômb nad japonskými mestami Hirošima a Nagasaki – potvrdili správnosť vedcov, ktorí dali politikom do rúk bezprecedentnú zbraň útoku a odvety. Dve bojové použitia stačili na to, aby sme mohli žiť 60 rokov bez použitia jadrových zbraní vo vojenských operáciách. A v to naozaj dúfam tento druh zbrane zostanú hlavným odstrašujúcim prostriedkom pre novú svetovú vojnu a nikdy sa nepoužijú na bojové účely.

Jadrové zbrane sú definované ako „výbušné zbrane hromadného ničenia založené na využití energie uvoľnenej počas jadrových štiepnych alebo fúznych reakcií“. Podľa toho sa jadrové nálože delia na jadrové a termonukleárne. Spôsoby uvoľnenia energie atómové jadro s pomocou štiepenia alebo fúzie boli fyzikom jasné do konca 30. rokov 20. storočia. Prvý spôsob predpokladal reťazovú reakciu jadrového štiepenia ťažkých prvkov, druhý - fúziu jadier ľahkých prvkov s tvorbou ťažšieho jadra. Sila jadrovej nálože sa zvyčajne vyjadruje ako „ekvivalent TNT“, to znamená množstvo konvenčnej výbušniny TNT, ktoré musí byť odpálené, aby sa uvoľnila rovnaká energia. Jedna jadrová bomba môže byť v takom rozsahu ekvivalentná miliónu ton TNT, ale následky jej výbuchu môžu byť oveľa horšie ako výbuch miliardy ton konvenčných výbušnín.

Dôsledky obohatenia

Na získanie jadrovej energie štiepením sú obzvlášť zaujímavé jadrá izotopov uránu s atómovými hmotnosťami 233 a 235 (233 U a 235 U) a plutónia - 239 (239 Pu), štiepiteľného pod vplyvom neutrónov. Spojenie častíc vo všetkých jadrách je spôsobené silnou interakciou, ktorá je účinná najmä na malé vzdialenosti. Vo veľkých jadrách ťažkých prvkov je táto väzba slabšia, pretože elektrostatické sily odpudzovania medzi protónmi takpovediac „uvoľňujú“ jadro. Rozpad jadra ťažkého prvku pôsobením neutrónu na dva rýchlo letiace fragmenty je sprevádzaný uvoľnením veľkého množstva energie, emisiou gama kvánt a neutrónov – v priemere 2,46 neutrónu na jedno rozpadnuté jadro uránu a 3,0 neutrónov na jedno jadro plutónia. Vzhľadom na to, že počet neutrónov sa počas rozpadu jadier prudko zvyšuje, štiepna reakcia môže okamžite pokryť všetko jadrové palivo. Stáva sa to, keď sa dosiahne „kritická hmotnosť“, keď sa začne reťazová štiepna reakcia, ktorá vedie k atómovej explózii.

1 - telo
2 - výbušný mechanizmus
3 - konvenčná výbušnina
4 - elektrická rozbuška
5 - reflektor neutrónov
6 - jadrové palivo (235U)
7 - zdroj neutrónov
8 - proces stláčania jadrového paliva s explóziou smerujúcou dovnútra

V závislosti od spôsobu získania kritickej hmotnosti sa rozlišuje atómová munícia kanónových a implozívnych typov. V jednoduchom kanónovom strelive sú dve hmoty 235 U, z ktorých každá je menej ako kritická, spojené pomocou nálože bežnej výbušniny (BB) streľbou z akejsi vnútornej pištole. Jadrové palivo možno rozdeliť na viacčasti, ktoré budú spojené výbuchom výbušnín, ktoré ich obklopujú. Takáto schéma je komplikovanejšia, ale umožňuje vám dosiahnuť vysoké nabíjacie sily.

V munícii implózneho typu je urán 235 U alebo plutónium 239 Pu stlačený výbuchom bežnej výbušniny umiestnenej okolo nich. Pôsobením tlakovej vlny sa hustota uránu alebo plutónia prudko zvýši a "nadkritická hmotnosť" sa dosiahne s menším množstvom štiepneho materiálu. Pre efektívnejšiu reťazovú reakciu je palivo v oboch typoch munície obklopené neutrónovým reflektorom, napríklad na báze berýlia, a do stredu nálože je umiestnený zdroj neutrónov na spustenie reakcie.

Izotop 235 U, potrebný na vytvorenie jadrovej nálože, v prírodnom uráne obsahuje len 0,7 %, zvyšok tvorí stabilný izotop 238 U. Pre získanie dostatočného množstva štiepneho materiálu sa prírodný urán obohacuje, a to bolo jedno z naj technicky náročné úlohy pri tvorbe atómová bomba. Plutónium sa získava umelo - hromadí sa v priemyselných jadrových reaktoroch v dôsledku premeny 238 U na 239 Pu pôsobením toku neutrónov.

Klub vzájomného zastrašovania
Explózia Sovietov atómová bomba 29. augusta 1949 všetkých informoval o konci amerického jadrového monopolu. Jadrové preteky sa však práve rozvíjali a čoskoro sa k nim pridali noví účastníci.

3. októbra 1952 výbuchom vlastnej nálože Veľká Británia oznámila svoj vstup do „jadrového klubu“, 13. februára 1960 Francúzsko a 16. októbra 1964 Čína.

Politický vplyv jadrových zbraní ako prostriedku vzájomného vydierania je dobre známy. Hrozba rýchleho jadrového odvetného úderu na nepriateľa bola a zostáva hlavným odstrašujúcim prostriedkom, ktorý núti agresora hľadať iné spôsoby vedenia vojenských operácií. To sa prejavilo aj v špecifickom charaktere tretej svetovej vojny, ktorá bola opatrne nazývaná „studená“.

Oficiálna „jadrová stratégia“ dobre odrážala hodnotenie celkovej vojenskej sily. Ak teda sovietsky štát, celkom presvedčený o svojej sile, v roku 1982 oznámil, že „nebude prvý, kto použije jadrové zbrane“, potom bolo Jeľcinovo Rusko nútené oznámiť možnosť použiť jadrové zbrane aj proti „nejadrovému“ protivníkovi. . „Nuclear Missile Shield“ dnes zostal hlavnou zárukou proti vonkajšiemu nebezpečenstvu a jedným z hlavných pilierov nezávislej politiky. USA v roku 2003, keď už bola agresia proti Iraku vyriešenou záležitosťou, prešli od klebetenia o „nesmrtiacich“ zbraniach k hrozbe „možného použitia taktických jadrových zbraní“. Ďalší príklad. Už v prvých rokoch 21. storočia sa do „jadrového klubu“ pridali India a Pakistan. A takmer okamžite nasledovala prudká eskalácia konfrontácie na ich hranici.

Experti MAAE a tlač už dlho tvrdia, že Izrael je „schopný“ vyrobiť niekoľko desiatok jadrových zbraní. Na druhej strane Izraelčania sa radšej tajomne usmievajú – samotná možnosť vlastniť jadrové zbrane zostáva silným nátlakovým prostriedkom aj v regionálnych konfliktoch.

Podľa implozívnej schémy

Pri dostatočnom priblížení jadier ľahkých prvkov začnú medzi nimi pôsobiť jadrové príťažlivé sily, čo umožňuje syntézu jadier ťažších prvkov, ktorá, ako je známe, je produktívnejšia ako rozpad. Úplná fúzia v 1 kg zmesi, ktorá je optimálna pre termonukleárnu reakciu, dáva 3,7-4,2-krát viac energie ako úplný rozpad 1 kg uránu 235 U. Okrem toho neexistuje koncept kritickej hmotnosti pre termonukleárnu nálož a to obmedzuje možnú silu jadrovej nálože na niekoľko stoviek kiloton. Syntéza umožňuje dosiahnuť úroveň výkonu megaton ekvivalentu TNT. Na to sa však jadrá musia priblížiť na vzdialenosť, v ktorej sa objavia silné interakcie - 10 -15 m. Priblíženiu bráni elektrostatické odpudzovanie medzi kladne nabitými jadrami. Na prekonanie tejto bariéry je potrebné zahriať látku na teplotu desiatok miliónov stupňov (odtiaľ názov „termonukleárna reakcia“). Pri dosiahnutí ultravysokých teplôt a stavu hustej ionizovanej plazmy sa pravdepodobnosť nástupu fúznej reakcie prudko zvyšuje. Najväčšie šance majú jadrá ťažkých (deutérium, D) a superťažkých (trícium, T) izotopov vodíka, preto sa prvé termonukleárne náboje nazývali „vodík“. Počas syntézy tvoria izotop hélia 4 He. Jediné, čo zostáva urobiť, je dosiahnuť také vysoké teploty a tlaky, aké sa nachádzajú vo vnútri hviezd. Termonukleárna munícia sa delí na dvojfázovú (štiepenie-syntéza) a trojfázovú (štiepenie-fúzia-štiepenie). Jednofázové štiepenie sa považuje za jadrový alebo "atómový" náboj. Prvú schému dvojfázového nabíjania našiel začiatkom 50. rokov 20. storočia Ya.B. Zeldovich, A.D. Sacharov a Yu.A. Trutnev v ZSSR a E. Teller a S. Ulam v USA. Bol založený na myšlienke "radiačnej implózie" - metódy, pri ktorej dochádza k zahrievaniu a stláčaniu termonukleárnej nálože v dôsledku vyparovania obalu, ktorý ju obklopuje. V tomto procese sa získala celá kaskáda výbuchov - konvenčné výbušniny spustili atómovú bombu a atómová bomba zapálila termonukleárnu. Ako termonukleárne palivo sa potom použil 6-deuterid lítneho (6 LiD). Počas jadrového výbuchu izotop 6Li aktívne zachytil štiepne neutróny, ktoré sa rozpadajú na hélium a trícium, čím sa vytvorí zmes deutéria a trícia, ktorá je potrebná pre fúznu reakciu.

22. novembra 1955 bola odpálená prvá sovietska termonukleárna bomba s projektovaným výťažkom asi 3 Mt (nahradením časti 6 LiD pasívnym materiálom sa výkon znížil na 1,6 Mt). Bola to pokročilejšia zbraň ako objemné stacionárne zariadenie, ktoré Američania vyhodili do vzduchu pred tromi rokmi. A 23. februára 1958, už na Novej Zemi, testovali ďalší, výkonnejší náboj navrhnutý Yu.A. Trutnev a Yu.N. Babaev, ktorý sa stal základom pre ďalší vývoj domáce termonukleárne poplatky.

V trojfázovej schéme je termonukleárna náplň tiež obklopená plášťom 238 U. Vplyvom vysokoenergetických neutrónov produkovaných počas termonukleárneho výbuchu dochádza k štiepeniu jadier 238 U, čo dodatočne prispieva k energii výbuchu.

Detonáciu jadrových zbraní zabezpečujú zložité viacstupňové systémy vrátane blokovacích zariadení, výkonných, pomocných, záložných jednotiek. Dôkazom ich spoľahlivosti a pevnosti ich puzdier na muníciu je, že žiadna z mnohých nehôd s jadrovými zbraňami, ku ktorým došlo za 60 rokov, nespôsobila výbuch alebo únik rádioaktívneho materiálu. Bomby horeli, dostali sa do automobilových a železničných nehôd, odlepili sa od lietadiel a dopadli na pevninu aj do mora, no ani jedna samovoľne nevybuchla.

Termonukleárne reakcie premieňajú na energiu výbuchu len 1-2% hmotnosti reaktantu a to nie je z pohľadu modernej fyziky ani zďaleka limit. Výrazne vyššie výkony možno dosiahnuť pomocou anihilačnej reakcie (vzájomná anihilácia hmoty a antihmoty). Zatiaľ je však implementácia takýchto procesov na „makromierke“ oblasťou teórie.

Škodlivý účinok vzdušného jadrového výbuchu o sile 20 kt. Kvôli prehľadnosti sú škodlivé faktory jadrového výbuchu „rozložené“ na samostatné „pravítka“. Je zvyčajné rozlišovať medzi zónami mierne (zóna A, dávka žiarenia prijatá počas úplného rozpadu, od 40 do 400 r), silná (zóna B, 400-1200 r), nebezpečná (zóna C, 1200-4000 r) , obzvlášť nebezpečná (zóna G, núdzová situácia, 4 000–10 000 r) infekcia

Mŕtve púšte
Škodlivé faktory jadrových zbraní, možné spôsoby ich posilnenia na jednej strane a ochrany proti nim na druhej strane boli testované v priebehu mnohých testov, a to aj za účasti vojsk. AT Sovietska armáda uskutočnil dve vojenské cvičenia so skutočným použitím jadrových zbraní – 14. septembra 1954 na testovacom mieste Totsk (Orenburgská oblasť) a 10. septembra 1956 v Semipalatinsku. O tom v domácej tlači v posledné roky vyšlo veľa publikácií, v ktorých im z nejakého dôvodu uniklo, že v USA sa konalo osem podobných vojenských cvičení. Jeden z nich - "Desert Rock-IV" - sa konal približne v rovnakom čase ako Totskoy, v Yucca Flat (Nevada).

1 - iniciačná jadrová nálož (s jadrovým palivom rozdeleným na časti)
2 - termonukleárne palivo (zmes D a T)
3 - jadrové palivo (238U)
4 - iniciačná jadrová nálož po odpálení šachovnice klasickej výbušniny
5 - zdroj neutrónov. Žiarenie spôsobené prevádzkou jadrovej nálože generuje radiačnú implóziu (vyparovanie) plášťa 238U, ktorý stlačí a zapáli termonukleárne palivo.

Prúdový katapult

Každá zbraň musí obsahovať spôsob dodania munície do cieľa. Pre jadrové a termonukleárne nálože bolo vynájdených veľa takýchto metód pre rôzne typy ozbrojených síl a bojových zbraní. Jadrové zbrane sa zvyčajne delia na „strategické“ a „taktické“. „Strategické útočné zbrane“ (START) sú určené predovšetkým na ničenie cieľov na nepriateľskom území, ktoré sú najdôležitejšie pre jeho ekonomiku a ozbrojené sily. Hlavnými prvkami START sú pozemné medzikontinentálne balistické rakety (ICBM), balistické rakety odpaľované z ponoriek (SLBM) a strategické bombardéry. V Spojených štátoch sa táto kombinácia nazýva „nukleárna triáda“. V ZSSR bola hlavná úloha pridelená raketovým silám strategický účel, ktorej zoskupenie strategických ICBM slúžilo ako hlavný odstrašujúci prostriedok pre nepriateľa. Raketové ponorky, považované za menej zraniteľné voči nepriateľskému nukleárnemu útoku, boli určené na spätný úder. Bombardéry mali po výmene jadrových úderov pokračovať vo vojne. Taktické zbrane sú bojové zbrane.

Rozsah výkonu
Podľa sily jadrových zbraní sa delia na ultramalé (do 1 kt), malé (od 1 do 10 kt), stredné (od 10 do 100 kt), veľké (od 100 kt do 1 Mt), extra veľké (viac ako 1 Mt). To znamená, že Hirošima a Nagasaki sú na konci rebríčka „strednej“ munície.

V ZSSR bola 30. októbra 1961 vyhodená do vzduchu najsilnejšia termonukleárna nálož na testovacom mieste Nová Zem (hlavnými vývojármi boli V.B. Adamsky, Yu.N. Babaev, A.D. Sacharov, Yu.N. Smirnov a Yu.A. Trutnev). Konštrukčná kapacita „superbomby“ s hmotnosťou asi 26 ton dosiahla 100 Mt, no pre testovanie bola „polovičná“ na 50 Mt a detonácia vo výške 4 000 m a množstvo dodatočných opatrení vylúčili nebezpečné rádioaktívne zamorenie oblasti. . PEKLO. Sacharov navrhol, aby námorníci vyrobili obrovské torpédo so stomegatonovým nábojom, aby zasiahli prístavy a pobrežné mestá nepriateľa. Podľa jeho spomienok: „Kontradmirál P.F. Fokin... bol šokovaný „kanibalistickou povahou“ projektu a v rozhovore so mnou poznamenal, že vojenskí námorníci boli zvyknutí bojovať s ozbrojeným nepriateľom v otvorenom boji a že samotná myšlienka na takýto masaker bola pre neho odporná „( citoval A.B. Koldobsky „Strategická ponorková flotila ZSSR a Ruska, minulosť, prítomnosť, budúcnosť). Významný konštruktér jadrových zbraní L.P. Feoktistov o tejto myšlienke hovorí: „V našich kruhoch bola všeobecne známa a vyvolala iróniu svojou nerealizovateľnosťou a úplným odmietnutím pre jej rúhačskú, hlboko neľudskú povahu.“

Američania urobili svoj najsilnejší výbuch 15 Mt 1. marca 1954 pri atole Bikini v r. Tichý oceán. A opäť nie bez následkov pre Japoncov - rádioaktívny spad pokryl japonský trawler "Fukuryu-maru", ktorý sa nachádza viac ako 200 km od Bikini. 23 rybárov dostalo vysokú dávku žiarenia, jeden zomrel na chorobu z ožiarenia.

Za „najmenší“ taktickú jadrovú zbraň možno považovať americký systém Davy Crocket z roku 1961 - 120- a 155-mm bezzáklzové pušky s jadrovým projektilom 0,01 kt. Od systému sa však čoskoro upustilo. Nerealizovala sa ani myšlienka „atómovej guľky“ na báze kalifornia-254 (umelo získaného prvku s veľmi nízkou kritickou hmotnosťou).

Jadrová zima
Koncom 70. rokov sa prejavila jadrová parita protichodných superveľmocí vo všetkých ohľadoch a slepá ulička „jadrovej stratégie“. A potom – veľmi aktuálne – teória “ jadrová zima". Na sovietskej strane akademici N.N. Moiseeva a G.S. Golitsyn, od Američana - astronóma K. Sagana. G.S. Golitsyn stručne načrtáva dôsledky jadrovej vojny: „Hromadné požiare. Obloha je čierna od dymu. Popol a dym absorbujú slnečné žiarenie. Atmosféra sa zahrieva a povrch sa ochladzuje - slnečné lúče ho nedosahujú. Všetky účinky súvisiace s výparmi sú znížené. Ustávajú monzúny, ktoré prenášajú vlhkosť z oceánov na kontinenty. Atmosféra sa stáva suchou a chladnou. Všetko živé zomiera." To znamená, že bez ohľadu na dostupnosť prístreškov a úroveň radiácie sú tí, ktorí prežili jadrovú vojnu, odsúdení na smrť jednoducho od hladu a zimy. Teória získala svoje „matematické“ numerické potvrdenie a v 80. rokoch veľmi vzrušila mysle, hoci sa okamžite stretla s odmietnutím vo vedeckých kruhoch. Mnohí odborníci sa zhodli, že v teórii jadrovej zimy bola vedecká dôveryhodnosť obetovaná humanitárnym, či skôr politickým ašpiráciám – urýchliť jadrové odzbrojenie. To vysvetľuje jeho popularitu.

Obmedzenie jadrových zbraní bolo celkom logické a nebolo úspechom diplomacie a „environmentalistov“ (ktorí sa často stávajú len nástrojom súčasnej politiky), ale vojenskej techniky. Riešenie umožňujú vysoko presné zbrane schopné „nabiť“ konvenčný náboj s presnosťou desiatok metrov na vzdialenosť niekoľko stoviek kilometrov, generátory silných elektromagnetických impulzov vyraďujúcich elektronické zariadenia, volumetrická detonačná a termobarická munícia, ktorá vytvára rozsiahle deštrukčné zóny. rovnaké úlohy, ako sú taktické jadrové zbrane – bez rizika spôsobenia všeobecnej jadrovej katastrofy.

Spustite variácie

Riadené strely sú hlavným nosičom jadrových zbraní. Rakety medzikontinentálneho doletu s jadrovými hlavicami sú najhrozivejšou súčasťou jadrových arzenálov. Hlavica (hlavica) je doručená do cieľa v minimálnom čase, pričom ide o ťažko zasiahnuteľný cieľ. S rastúcou presnosťou sa ICBM stali prostriedkom na ničenie dobre chránených cieľov vrátane životne dôležitých vojenských a civilných cieľov. Viaceré hlavice výrazne zvýšili účinnosť jadrových raketových zbraní. Takže 20 streliva 50 kt je ekvivalentné v účinnosti jednej z 10 Mt. Oddelené hlavy individuálneho navádzania ľahšie prelomia systém protiraketovej obrany (ABM) ako monoblok. Vývoj manévrovacích hlavíc, ktorých dráhu nepriateľ nevie vypočítať, ešte viac sťažil prácu protiraketovej obrany.

Pozemné ICBM sú teraz inštalované buď v baniach, alebo na mobilných zariadeniach. Zariadenie bane je najviac chránené a pripravené na okamžité spustenie. americká raketa Minuteman-3 na báze sila môže dopraviť viacnásobnú hlavicu s tromi blokmi po 200 kt na vzdialenosť až 13 000 km, ruský R-36M môže dopraviť hlavicu 8 blokov triedy megaton na vzdialenosť 10 000 km (je možná aj jednobloková hlavica). „Minometný“ štart (bez jasného horáka motora), výkonný súbor prostriedkov na prekonanie protiraketovej obrany zvyšuje impozantný vzhľad rakiet R-36M a N, nazývaných na Západe SS-18 „Satan“. Mína je ale nehybná, nech ju schováte akokoľvek, a časom budú jej presné súradnice v letovom programe nepriateľských hlavíc. Ďalšou možnosťou na umiestnenie strategických rakiet je mobilný komplex, pomocou ktorého môžete udržať nepriateľa v tme o mieste štartu. Napríklad bojový železničný raketový systém, maskovaný ako bežný vlak s osobnými a chladiarenskými vozňami. Odpálenie rakiet (napríklad RT-23UTTKh s 10 hlavicami a dostrelom až 10 000 km) sa môže uskutočniť z ktorejkoľvek časti cesty železnice. Ťažký terénny kolesový podvozok umožnil umiestniť na ne odpaľovacie zariadenia ICBM. Napríklad ruská univerzálna raketa "Topol-M" (RS-12M2 alebo SS-27) s monoblokovou hlavicou a dosahom až 10 000 km, uvedená do bojovej služby koncom deväťdesiatych rokov minulého storočia, je určená pre míny a mobilné pozemné zariadenia. zariadení, je zabezpečená jeho základňa a na ponorkách. Hlavica tejto rakety s hmotnosťou 1,2 tony má kapacitu 550 kt, to znamená, že každý kilogram jadrovej nálože v tomto prípade zodpovedá takmer 500 tonám výbušnín.

Hlavným spôsobom, ako zvýšiť prekvapenie z úderu a nechať nepriateľovi menej času na reakciu, je skrátiť čas letu umiestnením odpaľovacích zariadení bližšie k nemu. Opozičné strany sa do toho veľmi aktívne zapojili a vytvorili operačno-taktické rakety. Zmluva, ktorú podpísali M. Gorbačov a R. Reagan 8. decembra 1987, viedla k zníženiu rakiet stredného doletu (z 1 000 na 5 500 km) a kratšieho doletu (z 500 na 1 000 km). Navyše, na naliehanie Američanov, bol komplex Oka s dosahom nie väčším ako 400 km zahrnutý do zmluvy, ktorá nespadala pod obmedzenia: jedinečný komplex išiel pod nôž. Teraz však už bol vyvinutý nový ruský komplex Iskander.

Rakety stredného doletu, ktoré spadali pod redukciu, dosiahli cieľ len za 6-8 minút letu, zatiaľ čo medzikontinentálnym balistickým raketám, ktoré zostali v prevádzke, trvá cesta zvyčajne 25-35 minút.

Riadené strely hrajú dôležitú úlohu v americkej jadrovej stratégii už tridsať rokov. Ich prednosťou je vysoká presnosť, utajenie letu v malých výškach s terénnou obálkou, nízka radarová viditeľnosť a možnosť dodania masívneho úderu z viacerých smerov. Riadiaca strela Tomahawk vypustená z povrchovej lode alebo ponorky môže niesť jadrovú alebo konvenčnú hlavicu až do vzdialenosti 2 500 km za približne 2,5 hodiny.

Raketomet pod vodou

Základom námorných strategických síl sú jadrové ponorky s raketovými systémami odpaľovanými z ponoriek. Napriek pokročilým systémom sledovania ponoriek si mobilné „podvodné raketomety“ zachovávajú výhody tajných a prekvapivých akcií. Balistická raketa odpaľovaná pod vodou je jedinečným produktom z hľadiska umiestnenia a použitia. Dlhý strelecký dosah so širokou autonómiou navigácie umožňuje lodiam operovať bližšie k ich brehom, čím sa znižuje riziko, že nepriateľ zničí loď ešte pred vypustením rakiet.

Je možné porovnať dva komplexy SLBM. Sovietska jadrová ponorka typu Akula nesie 20 rakiet R-39, každá s 10 samostatne zameriavateľnými hlavicami s kapacitou 100 kt každá, dostrel 10 000 km. Americký čln typu Ohio nesie 24 rakiet Trident-D5, z ktorých každá môže dopraviť 8 hlavíc 475 kt alebo 14 100-150 kt na 11 000 - 12 000 km.

neutrónová bomba
Rôzne termonukleárne zbrane sa stali neutrónovou muníciou, ktorá sa vyznačuje zvýšeným výstupom počiatočného žiarenia. Väčšina energie výbuchu „ide“ do prenikavého žiarenia a hlavný podiel na ňom majú rýchle neutróny. Ak teda predpokladáme, že pri vzdušnom výbuchu klasickej jadrovej zbrane „odíde“ 50 % energie do rázovej vlny, 30 – 35 % do svetelného žiarenia a EMP, 5 – 10 % do prenikavého žiarenia a zvyšok na rádioaktívnu kontamináciu, potom na neutrón (pre prípad, keď jeho iniciačný a hlavný náboj rovnako prispievajú k výrobe energie) 40, 25, 30 a 5 %, v uvedenom poradí, sa minie na rovnaké faktory. Výsledok: pri nadzemnom výbuchu neutrónovej munície 1 kt dochádza k zničeniu štruktúr v okruhu do 430 m, lesné požiare - do 340 m, ale polomer, v ktorom človek okamžite „chytí“ 800 rad je 760 m, 100 rad (radiačná choroba) - 1 650 m.Zóna ničenia živej sily rastie, zóna ničenia sa zmenšuje. V USA sa neutrónová munícia vyrábala takticky – vo forme povedzme 203- a 155-mm projektilov s výťažnosťou 1 až 10 kt.

Stratégia "bombardovacích lietadiel"

Strategické bombardéry – americké B-52, sovietske Tu-95 a M4 – boli prvými medzikontinentálnymi prostriedkami jadrového útoku. ICBM ich v tejto úlohe výrazne nahradili. S výzbrojou strategických bombardérov s riadenými strelami - ako americké AGM-86B alebo sovietske Kh-55 (oba nesú nálož až 200 kt na vzdialenosť až 2 500 km), ktoré im umožňujú zasiahnuť bez toho, aby vstúpili do oblasť pokrytia protivzdušnej obrany nepriateľa – ich význam vzrástol.

Letectvo je vyzbrojené aj takými „jednoduchými“ prostriedkami ako je voľne padajúca jadrová bomba, napríklad americká B-61/83 s náložou 0,3 až 170 kt. Jadrové hlavice boli vytvorené pre systémy protivzdušnej obrany a protiraketovej obrany, ale so zdokonalením rakiet a konvenčných hlavíc sa od takýchto náloží upustilo. Na druhej strane sa rozhodli „pozdvihnúť“ jadrové výbušné zariadenia – do vesmírneho stupňa protiraketovej obrany. Jedným z jeho dlhodobo plánovaných prvkov sú laserové inštalácie, v ktorých nukleárny výbuch slúži ako silný pulzný zdroj energie na čerpanie niekoľkých röntgenových laserov naraz.

Taktické jadrové zbrane sú dostupné aj v rôznych odvetviach ozbrojených síl a bojových zbraní. Napríklad jadrové bomby môžu niesť nielen strategické bombardéry, ale aj mnohé frontové lietadlá alebo lietadlá na palube.

Na útoky na prístavy, námorné základne a veľké lode malo námorníctvo jadrové torpéda, ako napríklad sovietsky 533 mm T-5 s nábojom 10 kt a americký Mk 45 ASTOR s rovnakou silou náboja. Protiponorkové lietadlá by zase mohli niesť jadrové hĺbkové nálože.

Ruský taktický mobilný raketový systém "Točka-U" (na plávajúcom podvozku) dodáva jadrovú alebo konvenčnú nálož na dosah "len" do 120 km.

Prvými vzorkami atómového delostrelectva bol objemný americký 280 mm kanón z roku 1953 a sovietsky 406 mm kanón a 420 mm mínomet, ktoré sa objavili o niečo neskôr. Následne radšej vytvorili „špeciálne strely“ pre konvenčné pozemné delostrelecké systémy – pre 155-mm a 203-mm húfnice v USA (s kapacitou 1 až 10 kt), 152-mm húfnice a kanóny, 203-mm kanóny a 240 mm mínomety v ZSSR. Jadrové špeciálne projektily boli vytvorené aj pre námorné delostrelectvo, napríklad americký projektil 406 mm s výkonom 20 kt („jedna Hirošima“ v ťažkom delostreleckom projektile).

jadrový batoh

„Jadrové batohy“, ktoré priťahujú toľko pozornosti, vôbec neboli vytvorené na to, aby boli umiestnené pod Bielym domom alebo Kremľom. Ide o inžinierske pozemné míny, ktoré slúžia na vytváranie bariér v dôsledku tvorby kráterov, blokád v pohoriach a zónach ničenia a záplav v kombinácii s rádioaktívnym spadom (pri pozemnom výbuchu) alebo zvyškovým žiarením v oblasti krátera (pri podzemnom výbuchu ). Navyše v jednom „batohu“ môže byť celé jadrové výbušné zariadenie ultramalého kalibru a časť zariadenia s väčším výkonom. Americký „batoh“ Mk-54 s nosnosťou 1 kiloton váži len 68 kg.

Pozemné míny boli vyvinuté aj na iné účely. Napríklad v šesťdesiatych rokoch Američania predložili myšlienku vytvorenia takzvaného pásu jadrových mín pozdĺž hranice medzi NDR a NSR. A Briti sa chystali položiť silné jadrové nálože v prípade opustenia svojich základní v Nemecku, ktoré mali byť vyhodené do vzduchu rádiovým signálom už v tyle „postupujúcej sovietskej armády“.

Vzniklo nebezpečenstvo jadrovej vojny rozdielne krajiny vládne stavebné programy kolosálne v rozsahu a nákladoch - podzemné úkryty, veliteľské stanovištia, skladovacie zariadenia, dopravné spoje a komunikačné systémy. Vzhľad a vývoj jadrových raketových zbraní je do značnej miery spôsobený vývojom kozmického priestoru v blízkosti Zeme. Slávna kráľovská raketa R-7, ktorá vyniesla na obežnú dráhu prvý umelý satelit aj kozmickú loď Vostok-1, bola navrhnutá tak, aby „hodila“ termonukleárnu nálož. Oveľa neskôr sa raketa R-36M stala základom pre nosné rakety Zenit-1 a Zenit-2. Ale vplyv jadrových zbraní bol oveľa širší. Samotná prítomnosť jadrových raketových zbraní medzikontinentálneho doletu si vyžiadala vytvorenie komplexu prieskumných a kontrolných zariadení pokrývajúcich takmer celú planétu a založených na konštelácii obežných satelitov. Práca na termonukleárnych zbraniach prispela k rozvoju fyziky vysokých tlakov a teplôt, výrazne pokročilej astrofyziky, vysvetľujúcej množstvo procesov prebiehajúcich vo vesmíre.

2000 jadrových výbuchov

Tvorca atómovej bomby Robert Oppenheimer v deň prvého testu svojho duchovného dieťaťa povedal: „Ak by na oblohe vyšli státisíce sĺnk naraz, ich svetlo by sa dalo prirovnať k žiare vychádzajúcej z Najvyššieho Pána. ... Som Smrť, veľký ničiteľ svetov, ktorý prináša smrť všetkému živému. Tieto slová boli citátom z Bhagavadgíty, ktorý americký fyzik prečítal v origináli.

Fotografi z Lookout Mountain stoja po pás v prachu, ktorý zdvihla rázová vlna po jadrovom výbuchu (foto z roku 1953).

Názov výzvy: Dáždnik
Dátum: 8. júna 1958

Výkon: 8 kiloton

Počas operácie Hardtack došlo k podvodnému jadrovému výbuchu. Ako ciele boli použité vyradené lode.

Názov testu: Chama (ako súčasť projektu Dominic)
Dátum: 18.10.1962
Miesto: Johnston Island
Kapacita: 1,59 megaton

Názov testu: Dub
Dátum: 28.6.1958
Miesto: Lagúna Eniwetok v Tichom oceáne
Kapacita: 8,9 megaton

Výsledok projektu Knothole, Annie test. Dátum: 17. marec 1953; projekt: Upshot-Knothole; test: Annie; Miesto: Knothole, Nevada Proving Ground, Sektor 4; výkon: 16 kt. (Foto: Wikicommons)

Názov výzvy: Castle Bravo
Dátum: 1.3.1954
Miesto: Bikini Atoll
Typ výbuchu: na povrchu
Kapacita: 15 megaton

Výbuch vodíkovej bomby Castle Bravo bol najsilnejšou explóziou, akú kedy Spojené štáty vykonali. Sila výbuchu sa ukázala byť oveľa vyššia ako pôvodné prognózy 4-6 megaton.

Názov výzvy: Castle Romeo
Dátum: 26.3.1954
Poloha: Na člne v kráteri Bravo na atole Bikini
Typ výbuchu: na povrchu
Kapacita: 11 megaton

Sila výbuchu sa ukázala byť 3-krát väčšia ako pôvodné prognózy. Romeo bol prvý test vykonaný na člne.

Projekt Dominic, Test Aztec

Názov skúšky: Priscilla (ako súčasť skúšobnej série Plumbbob)
Dátum: 1957

Výkon: 37 kiloton

Presne tak vyzerá proces uvoľnenia obrovského množstva sálavej a tepelnej energie pri atómovom výbuchu vo vzduchu nad púšťou. Stále tu môžete vidieť vojenskú techniku, ktorú o chvíľu zničí rázová vlna, zachytená v podobe koruny, ktorá obklopovala epicentrum výbuchu. Je vidieť, ako sa rázová vlna odráža zemského povrchu a chystá sa splynúť s ohnivou guľou.

Názov testu: Grable (ako súčasť operácie Upshot Knothole)
Dátum: 25. máj 1953
Miesto: Nevada Nuclear Test Site
Výkon: 15 kiloton

Na testovacom mieste v nevadskej púšti fotografi z Lookout Mountain Center v roku 1953 odfotili nezvyčajný úkaz (ohnivý kruh v jadrovom hríbe po výbuchu projektilu z jadrového dela), ktorého podstata dlho zamestnával mysle vedcov.

Výsledok projektu Knothole, Rake test. V rámci tohto testu bola odpálená 15 kilotonová atómová bomba vypustená 280 mm atómovým kanónom. Test sa uskutočnil 25. mája 1953 na testovacom mieste v Nevade. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti / Nevadská kancelária)

Hríbový mrak vytvorený atómovým výbuchom testu Truckee, ktorý sa uskutočnil v rámci projektu Dominic.

Projekt Buster, testovací pes.

Projekt „Dominic“, test „Yeso“. Skúška: Áno; dátum: 10. jún 1962; projekt: Dominic; poloha: 32 km južne od Vianočného ostrova; typ testu: B-52, atmosférický, výška - 2,5 m; výkon: 3,0 mt; typ náboja: atómový. (Wikicommons)

Názov testu: ÁNO
Dátum: 10.6.1962
Miesto: Vianočný ostrov
Výkon: 3 megatony

Test "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 1. (Pierre J./Francúzska armáda)

Názov testu: "Unicorn" (fr. Licorne)
Dátum: 3. júl 1970
Miesto: atol vo Francúzskej Polynézii
Výkon: 914 kiloton

Test "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 2. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Test "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 3. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Na testovacích miestach často pracujú celé tímy fotografov, aby získali dobré zábery. Na fotografii: jadrový testovací výbuch v nevadskej púšti. Vpravo sú oblaky rakiet, ktoré vedci používajú na určenie charakteristík rázovej vlny.

Test "Licorn" vo Francúzskej Polynézii. Obrázok č. 4. (Foto: Pierre J./Francúzska armáda)

Projekt Castle, test Romeo. (Foto: zvis.com)

Projekt Hardtack, test dáždnika. Výzva: Dáždnik; dátum: 8. júna 1958; projekt: Hardtack I; Miesto: Lagúna atolu Eniwetok typ testu: pod vodou, hĺbka 45 m; výkon: 8kt; typ náboja: atómový.

Projekt Redwing, test Seminole. (Foto: Archív jadrových zbraní)

Test Riya. Atmosférický test atómovej bomby vo Francúzskej Polynézii v auguste 1971. V rámci tohto testu, ktorý sa uskutočnil 14. augusta 1971, bola odpálená termonukleárna hlavica s kódovým označením „Riya“ s kapacitou 1000 kt. K výbuchu došlo na území atolu Mururoa. Tento obrázok bol urobený zo vzdialenosti 60 km od nuly. Foto: Pierre J.

Hubový mrak z jadrového výbuchu nad Hirošimou (vľavo) a Nagasaki (vpravo). V záverečnej fáze druhej svetovej vojny podnikli Spojené štáty dva atómové útoky na Hirošimu a Nagasaki. Prvý výbuch nastal 6. augusta 1945 a druhý 9. augusta 1945. Toto bol jediný prípad, kedy boli jadrové zbrane použité na vojenské účely. Na rozkaz prezidenta Trumana zhodila americká armáda 6. augusta 1945 jadrovú bombu „Baby“ na Hirošimu, po ktorej nasledoval jadrový výbuch bomby „Fat Man“ na Nagasaki 9. augusta. 90 000 až 166 000 ľudí zomrelo v Hirošime v priebehu 2-4 mesiacov po jadrových výbuchoch a 60 000 až 80 000 zomrelo v Nagasaki. (Foto: Wikicommons)

Projekt Upshot-Knothole. Skládka v Nevade, 17.3.1953. Tlaková vlna úplne zničila budovu č. 1, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 1,05 km od nulovej značky. Časový rozdiel medzi prvým a druhým výstrelom je 21/3 sekundy. Fotoaparát bol umiestnený v ochrannom obale s hrúbkou steny 5 cm.Jediným zdrojom svetla bol v tomto prípade jadrový blesk. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti / Nevadský úrad)

Projekt Ranger, 1951. Názov testu nie je známy. (Foto: Národná správa jadrovej bezpečnosti / Nevadský úrad)

Test Trojice.

Trinity bol kódový názov pre prvý jadrový test. Tento test vykonala armáda Spojených štátov amerických 16. júla 1945 v oblasti približne 56 kilometrov juhovýchodne od Socorra v Novom Mexiku, na raketovej strelnici White Sands. Na test bola použitá plutóniová bomba typu implózia, prezývaná „Vec“. Po detonácii došlo k výbuchu o sile ekvivalentnej 20 kilotonám TNT. Dátum tohto testu sa považuje za začiatok atómovej éry. (Foto: Wikicommons)

Názov výzvy: Mike
Dátum: 31.10.1952
Miesto: ostrov Elugelab ("Flora"), atol Eneweita
Výkon: 10,4 megaton

Zariadenie vybuchnuté v Mikeovom teste, nazvané „klobása“, bolo prvou skutočnou „vodíkovou“ bombou triedy megaton. Hríbový oblak dosahoval výšku 41 km s priemerom 96 km.

AN602 (aka Tsar Bomba, aka Kuzkina Mother) je termonukleárna letecká bomba vyvinutá v ZSSR v rokoch 1954-1961. skupina jadrových fyzikov pod vedením akademika Akadémie vied ZSSR IV Kurčatova. Najsilnejšie výbušné zariadenie v histórii ľudstva. Podľa rôznych zdrojov mala od 57 do 58,6 megaton ekvivalentu TNT. Testy bômb sa uskutočnili 30. októbra 1961. (Wiki media)

Explózia „MET“, vykonaná v rámci operácie „Teepot“. Je pozoruhodné, že výbuch MET bol svojou silou porovnateľný s plutóniovou bombou Fat Man zhodenou na Nagasaki. 15. apríla 1955, 22. stor. (Wiki media)

Jednou z najsilnejších explózií termonukleárnej vodíkovej bomby na účet Spojených štátov je operácia Castle Bravo. Výkon nabíjania bol 10 megaton. K výbuchu došlo 1. marca 1954 na atole Bikini na Marshallových ostrovoch. (Wiki media)

Operácia Castle Romeo je jednou z najsilnejších explózií termonukleárnej bomby vykonanej Spojenými štátmi. Atol Bikini, 27. marec 1954, 11 megaton. (Wiki media)

Bakerova explózia, ktorá ukazuje bielu hladinu vody narušenú vzdušnou rázovou vlnou a vrchol dutého stĺpca spreja, ktorý vytvoril pologuľový Wilsonov oblak. V pozadí je pobrežie atolu Bikini, júl 1946. (Wiki media)

Výbuch americkej termonukleárnej (vodíkovej) bomby „Mike“ s kapacitou 10,4 megaton. 1. novembra 1952 (Wiki media)

Operácia Skleník je piata séria amerických jadrových testov a druhý z nich v roku 1951. Počas operácie sa testovali návrhy jadrových náloží pomocou termonukleárnej fúzie na zvýšenie energetického výnosu. Okrem toho sa skúmal vplyv výbuchu na stavby vrátane obytných budov, továrenských budov a bunkrov. Operácia sa uskutočnila na tichomorskom jadrovom testovacom mieste. Všetky zariadenia boli vyhodené do vzduchu na vysokých kovových vežiach, čo simulovalo výbuch vzduchu. Výbuch "George", 225 kiloton, 9. mája 1951. (Wiki media)

Hríbový oblak, ktorý má namiesto prachovej nohy stĺpec vody. Napravo je na stĺpe viditeľná diera: bojová loď Arkansas zablokovala sprej. Test "Baker", kapacita nabitia - 23 kiloton TNT, 25. júla 1946. (Wiki media)

200-metrový mrak nad územím Frenchman Flat po výbuchu MET v rámci operácie Tipot, 15. apríla 1955, 22 kt. Tento projektil mal vzácne jadro z uránu-233. (Wiki media)

Kráter vznikol, keď 6. júla 1962 pod 635 stôp púšte vystrelila 100 kilotonová tlaková vlna, ktorá vytlačila 12 miliónov ton zeme.

Čas: 0 s. Vzdialenosť: 0m. Iniciácia výbuchu jadrovej rozbušky.
Čas: 0,0000001 c. Vzdialenosť: 0m Teplota: do 100 miliónov °C. Začiatok a priebeh jadrových a termonukleárnych reakcií v náboji. Jadrová rozbuška svojím výbuchom vytvára podmienky na spustenie termonukleárnych reakcií: zóna termonukleárneho spaľovania prechádza rázovou vlnou v náloži rýchlosťou rádovo 5000 km/s (106 - 107 m/s) 90 % neutrónov uvoľnených pri reakciách pohltí bombová látka, zvyšných 10 % vyletí von.

Čas: 10-7 °C. Vzdialenosť: 0m. Až 80 % a viac energie reagujúcej látky sa premení a uvoľní vo forme mäkkého röntgenového žiarenia a tvrdého UV žiarenia s veľkou energiou. Röntgenové lúče vytvárajú tepelnú vlnu, ktorá zahrieva bombu, uniká a začína ohrievať okolitý vzduch.

čas:< 10−7c. Расстояние: 2м Teplota: 30 miliónov °C. Koniec reakcie, začiatok expanzie bombovej látky. Bomba okamžite zmizne z dohľadu a na jej mieste sa objaví jasná svietiaca guľa (ohnivá guľa), ktorá maskuje šírenie nálože. Rýchlosť rastu gule v prvých metroch je blízka rýchlosti svetla. Hustota látky tu klesne na 1 % hustoty okolitého vzduchu za 0,01 sekundy; teplota klesne na 7-8 tisíc °C za 2,6 sekundy, udržuje sa ~5 sekúnd a ďalej klesá so stúpaním ohnivej gule; tlak po 2-3 sekundách klesne mierne pod atmosférický.

Čas: 1,1 x 10-7 c. Vzdialenosť: 10m Teplota: 6 miliónov °C. Rozšírenie viditeľnej gule až do ~10 m je spôsobené žiarou ionizovaného vzduchu pod röntgenovým žiarením jadrových reakcií a potom prostredníctvom radiačnej difúzie samotného ohriateho vzduchu. Energia kvánt žiarenia opúšťajúcich termonukleárny náboj je taká, že ich voľná dráha pred zachytením časticami vzduchu je rádovo 10 m a spočiatku je porovnateľná s veľkosťou gule; fotóny rýchlo obehnú okolo celej gule, spriemerujú jej teplotu a vyletia z nej rýchlosťou svetla, ionizujúc ďalšie a ďalšie vrstvy vzduchu, teda rovnaká teplota a rýchlosť rastu takmer svetlu. Ďalej, od zachytenia po zachytenie fotóny strácajú energiu a dĺžka ich dráhy sa skracuje, rast gule sa spomaľuje.

Čas: 1,4 x 10-7 c. Vzdialenosť: 16m Teplota: 4 milióny °C. Vo všeobecnosti od 10-7 do 0,08 sekundy prebieha 1. fáza žiary gule s rýchlym poklesom teploty a výstupom ~ 1 % energie žiarenia, väčšinou vo forme UV lúčov a najjasnejších svetelné žiarenie, ktoré môže poškodiť zrak vzdialeného pozorovateľa bez vzniku popálenín kože. Osvetlenie zemského povrchu v týchto chvíľach na vzdialenosti do desiatok kilometrov môže byť sto a viackrát väčšie ako slnko.

Čas: 1,7x10-7c. Vzdialenosť: 21m Teplota: 3 milióny °C. Výpary z bômb vo forme palíc, hustých zhlukov a prúdov plazmy, ako piest, stláčajú vzduch pred sebou a vytvárajú vo vnútri gule rázovú vlnu - vnútorný ráz, ktorý sa líši od bežnej rázovej vlny v neadiabatickom , takmer izotermické vlastnosti a pri rovnakých tlakoch niekoľkonásobne vyššia hustota: kompresný šok vzduch okamžite vyžaruje väčšinu energie cez guľôčku, ktorá je ešte pre žiarenie priepustná.
V prvých desiatkach metrov okolité objekty pred dopadom ohnivej gule pre svoju príliš vysokú rýchlosť nestihnú nijako zareagovať – dokonca sa prakticky nezohrievajú a akonáhle sú vo vnútri gule pod žiarením tok, okamžite sa vyparujú.

Teplota: 2 milióny °C. Rýchlosť 1000 km/s. Ako guľa rastie a teplota klesá, energia a hustota toku fotónov sa zmenšujú a ich dosah (rádovo meter) už nestačí na rýchlosti expanzie čela ohňa blízko svetla. Zahriaty objem vzduchu sa začal rozpínať a z centra výbuchu sa vytvorí prúd jeho častíc. Tepelná vlna v pokojnom vzduchu na hranici gule sa spomaľuje. Expandujúci zohriaty vzduch vo vnútri gule sa zrazí so stacionárnym vzduchom blízko jej hranice a niekde od 36-37 m sa objaví vlna nárastu hustoty - budúca vonkajšia vzduchová rázová vlna; predtým sa vlna nestihla objaviť kvôli obrovskej rýchlosti rastu svetelnej gule.

Čas: 0,000001 s. Vzdialenosť: 34m Teplota: 2 milióny °C. Vnútorný otras a pary bomby sa nachádzajú vo vrstve 8-12 m od miesta výbuchu, tlaková špička je až 17 000 MPa vo vzdialenosti 10,5 m, hustota je ~ 4-násobok hustoty vzduchu, rýchlosť je ~100 km/s. Oblasť horúceho vzduchu: tlak na hranici 2.500 MPa, vo vnútri oblasti do 5000 MPa, rýchlosť častíc do 16 km/s. Látka výparov bomby začína zaostávať za vnútornou. skákať, pretože do pohybu sa zapája stále viac vzduchu. Husté zrazeniny a trysky udržujú rýchlosť.

Čas: 0,000034 c. Vzdialenosť: 42m Teplota: 1 milión °C. Podmienky v epicentre výbuchu prvej sovietskej vodíkovej bomby (400 kt vo výške 30 m), ktorá vytvorila kráter s priemerom asi 50 m a hĺbkou 8 m. 15 m od epicentra alebo 5–6 m od päty veže s náložou sa nachádzal železobetónový bunker so stenami hrubými 2 m. Pre umiestnenie vedeckého vybavenia bol zhora zničený, pokrytý veľkým kopcom zeminy 8 m hrubý.

Teplota: 600 tisíc ° C. Od tohto momentu prestáva charakter rázovej vlny závisieť od počiatočných podmienok jadrového výbuchu a približuje sa k typickým pre silný výbuch na vzduchu, t.j. takéto vlnové parametre bolo možné pozorovať počas výbuchu veľká hmota konvenčné výbušniny.

Čas: 0,0036 s. Vzdialenosť: 60m Teplota: 600 tisíc ° C. Vnútorný šok, ktorý prešiel celou izotermickou sférou, dobieha a spája sa s vonkajším, zvyšuje jeho hustotu a vytvára tzv. silný šok je jedna predná časť rázovej vlny. Hustota hmoty v gule klesne na 1/3 atmosférickej hustoty.

Čas: 0,014 c. Vzdialenosť: 110m Teplota: 400 tisíc ° C. Podobná rázová vlna v epicentre výbuchu prvej sovietskej atómovej bomby s silou 22 kt vo výške 30 m vyvolala seizmický posun, ktorý zničil napodobeninu tunelov metra s rôznymi typmi upevnenia v hĺbkach 10 a 20 m 30 m uhynuli zvieratá v tuneloch v hĺbkach 10, 20 a 30 m . Na povrchu sa objavila nenápadná miskovitá prepadlina s priemerom asi 100 m. Podobné podmienky boli v epicentre výbuchu Trinity 21 kt vo výške 30 m, vytvoril sa lievik s priemerom 80 ma hĺbkou 2 m.

Čas: 0,004s. Vzdialenosť: 135m
Teplota: 300 tisíc ° C. Maximálna výška vzduchového výbuchu je 1 Mt na vytvorenie viditeľného lievika v zemi. Predná časť rázovej vlny je zakrivená nárazmi zrazenín pár bomby:

Čas: 0,007 s. Vzdialenosť: 190m Teplota: 200k°C. Na hladkom a akoby lesklom predku, oud. vlny tvoria veľké pľuzgiere a svetlé škvrny (guľa akoby vrie). Hustota hmoty v izotermickej guli s priemerom ~150 m klesá pod 10 % hustoty atmosféry.
Nemastné predmety sa odparia niekoľko metrov pred príchodom požiaru. gule („Lanové triky“); ľudské telo zo strany výbuchu bude mať čas zuhoľniť a úplne sa odparí už s príchodom rázovej vlny.

Čas: 0,01 s. Vzdialenosť: 214m Teplota: 200 k°C. Podobná vzduchová rázová vlna prvej sovietskej atómovej bomby vo vzdialenosti 60 m (52 ​​m od epicentra) zničila špičky kmeňov vedúcich do simulovaných tunelov metra pod epicentrom (pozri vyššie). Každá hlava bola mohutná železobetónová kazemata, pokrytá malým zemným násypom. Úlomky hláv padali do kmeňov, tie následne rozdrvila seizmická vlna.

Čas: 0,015 s. Vzdialenosť: 250m Teplota: 170 tisíc ° C. Rázová vlna silne ničí skaly. Rýchlosť rázovej vlny je vyššia ako rýchlosť zvuku v kove: teoretická pevnosť v ťahu vstupných dverí do krytu; nádrž sa zrúti a vyhorí.

Čas: 0,028 c. Vzdialenosť: 320m Teplota: 110 tisíc ° C. Človek je rozptýlený prúdom plazmy (rýchlosť rázovej vlny = rýchlosť zvuku v kostiach, telo sa zrúti na prach a okamžite zhorí). Úplné zničenie najodolnejších pozemných štruktúr.

Čas: 0,073 c. Vzdialenosť: 400m Teplota: 80 tisíc ° C. Nezrovnalosti na guli zmiznú. Hustota látky klesá v strede na takmer 1% a na okraji izoterm. gule s priemerom ~320 m až 2 % atmosféry. V tejto vzdialenosti, v priebehu 1,5 s, zahriatie na 30 000 °C a pokles na 7000 °C, ~5 s udržiavanie na ~6,500 °C a zníženie teploty za 10–20 s ako ohnivá guľa stúpa.

Čas: 0,079 c. Vzdialenosť: 435m Teplota: 110 tisíc ° C. Úplná deštrukcia diaľnic s asfaltovým a betónovým povrchom.Teplotné minimum žiarenia rázových vĺn, koniec 1. fázy žeravenia. Prístrešok typu metra, obložený liatinovými rúrami a monolitickým železobetónom a zakopaný 18 m, je vypočítaný tak, aby odolal výbuchu (40 kt) vo výške 30 m pri minimálnej vzdialenosti 150 m (rázová vlna tlak rádovo 5 MPa) bez deštrukcie, 38 kt RDS-2 vo vzdialenosti 235 m (tlak ~1,5 MPa), dostal menšie deformácie a poškodenia. Pri teplotách v prednej časti kompresie pod 80 000 °C sa už neobjavujú nové molekuly NO2, vrstva oxidu dusičitého postupne mizne a prestáva tieniť vnútorné žiarenie. Nárazová guľa sa postupne stáva priehľadnou a cez ňu, ako cez tmavé sklo, sú na nejaký čas viditeľné kluby výparov bômb a izotermická guľa; vo všeobecnosti je ohnivá guľa podobná ohňostroju. Potom, keď sa priehľadnosť zvýši, intenzita žiarenia sa zvýši a detaily horiacej gule sa stanú akoby neviditeľnými. Tento proces pripomína koniec éry rekombinácií a zrodenie svetla vo vesmíre niekoľko stotisíc rokov po Veľkom tresku.

Čas: 0,1 s. Vzdialenosť: 530m Teplota: 70 tisíc ° C. Oddelenie a posun prednej časti rázovej vlny od hranice ohnivej sféry, rýchlosť jej rastu výrazne klesá. Začína sa 2. fáza žiary, menej intenzívna, ale o dva rády dlhšia, s uvoľnením 99 % energie žiarenia výbuchu hlavne vo viditeľnom a IR spektre. Na prvých stovkách metrov človek nestihne výbuch vidieť a bez utrpenia zomiera (zrakový reakčný čas človeka je 0,1 - 0,3 s, reakčný čas na popálenie je 0,15 - 0,2 s).

Čas: 0,15s. Vzdialenosť: 580m Teplota: 65k°C. Žiarenie ~100 000 Gy. Z človeka zostávajú zuhoľnatené úlomky kostí (rýchlosť rázovej vlny je rádovo ako rýchlosť zvuku v mäkkých tkanivách: telom prechádza hydrodynamický šok, ktorý ničí bunky a tkanivá).

Čas: 0,25 s. Vzdialenosť: 630m Teplota: 50 tisíc ° C. Prenikajúce žiarenie ~40 000 Gy. Človek sa zmení na zuhoľnatené trosky: rázová vlna spôsobí traumatické amputácie, ktoré prídu v zlomku sekundy. ohnivá guľa obhorí zvyšky. Úplné zničenie nádrže. Kompletná likvidácia podzemných káblových vedení, vodovodných potrubí, plynovodov, kanalizácie, šachiet. Deštrukcia podzemných železobetónových rúr s priemerom 1,5 m, s hrúbkou steny 0,2 m. Deštrukcia oblúkovej betónovej hrádze VE. Silná deštrukcia dlhodobých železobetónových opevnení. Menšie poškodenie podzemných konštrukcií metra.

Čas: 0,4s. Vzdialenosť: 800m Teplota: 40 tisíc ° C. Ohrievanie predmetov až do 3000 °C. Prenikajúce žiarenie ~20 000 Gy. Úplné zničenie všetkých ochranných stavieb civilnej obrany (prístreškov) zničenie ochranných zariadení vstupov do metra. Zničenie gravitačnej betónovej hrádze vodnej elektrárne Pilulky sa stávajú neschopnými boja na vzdialenosť 250 m.

Čas: 0,73 c. Vzdialenosť: 1200m Teplota: 17 tisíc ° C. Žiarenie ~5000 Gy. Vo výške výbuchu 1200 m dochádza k ohrevu povrchového vzduchu v epicentre pred príchodom úderov. vlny do 900°C. Človek - 100% smrť v dôsledku pôsobenia rázovej vlny. Ničenie úkrytov dimenzovaných na 200 kPa (typ A-III alebo trieda 3). Úplná deštrukcia železobetónových bunkrov prefabrikovaného typu na vzdialenosť 500 m v podmienkach pozemného výbuchu. Úplné zničenie železničných tratí. Maximálny jas druhej fázy žiary gule do tejto doby uvoľnil ~ 20% svetelnej energie

Čas: 1,4 c. Vzdialenosť: 1600m Teplota: 12k°C. Ohrievanie predmetov až na 200°C. Žiarenie 500 gr. Početné popáleniny 3-4 stupňov až na 60-90% povrchu tela, ťažké radiačné poranenie v kombinácii s inými poraneniami, letalita ihneď alebo až 100% v prvý deň. Nádrž je odhodená ~ 10 m a poškodená. Úplné zničenie kovových a železobetónových mostov s rozpätím 30-50 m.

Čas: 1,6 s. Vzdialenosť: 1750m Teplota: 10 tisíc ° C. Žiarenie ok. 70 gr. Posádka tanku zomiera do 2-3 týždňov na mimoriadne ťažkú ​​chorobu z ožiarenia. Úplná deštrukcia betónových, železobetónových monolitických (nízkopodlažných) a seizmicky odolných budov 0,2 MPa, vstavaných a samostatne stojacich úkrytov dimenzovaných na 100 kPa (typ A-IV alebo trieda 4), úkrytov v suterénoch multi- poschodové budovy.

Čas: 1,9 c. Vzdialenosť: 1900m Teplota: 9 000 ° C Nebezpečné poškodenie osoby rázovou vlnou a odmietnutie do 300 m s počiatočnou rýchlosťou do 400 km / h, z čoho 100 - 150 m (0,3 - 0,5 dráhy) je voľný let a zvyšok vzdialenosti sú početné odrazy o zem. Žiarenie okolo 50 Gy je bleskurýchla forma choroby z ožiarenia [, 100% letalita do 6-9 dní. Zničenie vstavaných prístreškov dimenzovaných na 50 kPa. Silné ničenie budov odolných voči zemetraseniu. Tlak 0,12 MPa a viac - všetka hustá a riedka mestská zástavba sa mení na pevné blokády (jednotlivé blokády sa spájajú do jednej súvislej blokády), výška blokád môže byť 3-4 m. Ohnivá guľa v tomto čase dosahuje maximálne rozmery(D ~ 2 km), je zdola rozdrvený rázovou vlnou odrazenou od zeme a začína stúpať; izotermická guľa v ňom sa zrúti, čím sa v epicentre vytvorí rýchly vzostupný tok - budúca noha huby.

Čas: 2,6 c. Vzdialenosť: 2200m Teplota: 7,5 tisíc ° C. Ťažké porážky rázová vlna. Radiácia ~ 10 Gy - extrémne ťažká akútna choroba z ožiarenia, podľa kombinácie úrazov 100% úmrtnosť do 1-2 týždňov. Bezpečný pobyt v nádrži, v opevnenom suteréne so železobetónovou podlahou a vo väčšine prístreškov G. O. Ničenie nákladných áut. 0,1 MPa je vypočítaný tlak rázovej vlny pre návrh konštrukcií a ochranných zariadení podzemných stavieb plytkých podzemných vedení.

Čas: 3,8 c. Vzdialenosť: 2800m Teplota: 7,5 tisíc ° C. Žiarenie 1 Gy - v pokojných podmienkach a včasnej liečbe nie nebezpečné radiačné poškodenie, ale pri nehygienických podmienkach a veľkom fyzickom a psychickom strese sprevádzajúcom katastrofu, nedostatku lekárskej starostlivosti, výživy a normálneho odpočinku až polovica obetí zomrie len z ožiarenia a sprievodných chorôb a množstvom škôd (plus zranenia a popáleniny) oveľa viac. Tlak menší ako 0,1 MPa - mestské oblasti s hustou zástavbou sa menia na pevné blokády. Úplné zničenie suterénov bez vystuženia konštrukcií 0,075 MPa. Priemerná deštrukcia budov odolných voči zemetraseniu je 0,08-0,12 MPa. Vážne poškodenie prefabrikovaných železobetónových skríň. Detonácia pyrotechniky.

Čas: 6c. Vzdialenosť: 3600 m Teplota: 4,5 tisíc ° C. Priemerné poškodenie človeka rázovou vlnou. Žiarenie ~ 0,05 Gy - dávka nie je nebezpečná. Ľudia a predmety zanechávajú na chodníku „tiene“. Úplné zničenie administratívnych viacpodlažných rámových (kancelárskych) budov (0,05-0,06 MPa), prístrešky najjednoduchšieho typu; silné a úplné zničenie masívnych priemyselných štruktúr. Takmer celá mestská zástavba bola zničená vytvorením miestnych blokád (jeden dom - jedna blokáda). Úplné zničenie áut, úplné zničenie lesa. Elektromagnetický impulz ~3 kV/m zasiahne necitlivé elektrické spotrebiče. Zničenie je podobné zemetraseniu s 10 bodmi. Guľa sa zmenila na ohnivú kupolu ako bublina, ktorá sa vznáša a ťahá stĺpec dymu a prachu z povrchu zeme: charakteristická výbušná huba rastie s počiatočnou vertikálnou rýchlosťou až 500 km / h. Rýchlosť vetra blízko povrchu k epicentru je ~100 km/h.

Čas: 10 c. Vzdialenosť: 6400 m Teplota: 2k°C. Na konci efektívnej doby druhej fázy žiarenia sa uvoľnilo ~ 80 % celkovej energie svetelného žiarenia. Zvyšných 20% je bezpečne osvetlených asi minútu s nepretržitým znižovaním intenzity, postupne sa strácajú v obláčikoch mraku. Zničenie úkrytov najjednoduchšieho typu (0,035-0,05 MPa). Na prvých kilometroch človek nepočuje dunenie výbuchu pre poškodenie sluchu rázovou vlnou. Odmietnutie osoby rázovou vlnou ~20 m s počiatočnou rýchlosťou ~30 km/h. Úplné zničenie viacpodlažných tehlových domov, panelových domov, silné zničenie skladov, priemerné zničenie rámových kancelárskych budov. Zničenie je podobné zemetraseniu o sile 8 bodov. Bezpečné takmer v každom suteréne.
Žiara ohnivého dómu prestáva byť nebezpečná, mení sa na ohnivý mrak, stúpajúc na objeme; žeravé plyny v oblaku začnú rotovať vo víre v tvare torusu; produkty horúceho výbuchu sú lokalizované v hornej časti oblaku. Prúd prašného vzduchu v stĺpci sa pohybuje dvakrát rýchlejšie ako „huba“ stúpa, predbieha oblak, prechádza, rozchádza sa a akoby sa naň navíja ako na prstencovom zvitku.

Čas: 15 c. Vzdialenosť: 7500 m. Ľahké poškodenie človeka rázovou vlnou. Popáleniny tretieho stupňa na odhalených častiach tela. Úplné zničenie drevených domov, silné zničenie tehlových viacpodlažných budov 0,02-0,03 MPa, priemerné zničenie tehlových skladov, viacpodlažných železobetónových, panelových domov; slabá deštrukcia administratívnych budov 0,02-0,03 MPa, masívne priemyselné budovy. Požiare áut. Zničenie je podobné zemetraseniu s magnitúdou 6, hurikánu s magnitúdou 12. až 39 m/s. „Huba“ vyrástla až 3 km nad stred výbuchu (skutočná výška huby je väčšia ako výška výbuchu hlavice, asi o 1,5 km), má „sukňu“ kondenzátu vodnej pary v prúd teplého vzduchu, ktorý je ako ventilátor vtiahnutý oblakom do studených horných vrstiev atmosféry.

Čas: 35 c. Vzdialenosť: 14 km. Popáleniny druhého stupňa. Papier sa vznieti, tmavá plachta. Zóna nepretržitých požiarov, v oblastiach s hustými horľavými budovami, požiarna búrka, tornádo sú možné (Hirošima, "Operácia Gomora"). Slabá deštrukcia panelových budov. Vyraďovanie lietadiel a rakiet. Deštrukcia je podobná zemetraseniu 4-5 bodov, búrke 9-11 bodov V = 21 - 28,5 m/s. "Huba" narástla na ~5 km ohnivý oblak svieti čoraz slabšie.

Čas: 1 min. Vzdialenosť: 22 km. Popáleniny prvého stupňa – v plážovom oblečení je možná smrť. Zničenie zosilneného zasklenia. Vyvracanie veľkých stromov. Zóna samostatných požiarov „Huba“ stúpla na 7,5 km, oblak prestáva vyžarovať svetlo a teraz má červenkastý odtieň vďaka obsiahnutým oxidom dusíka, ktorý výrazne vynikne od ostatných oblakov.

Čas: 1,5 min. Vzdialenosť: 35 km. Maximálny polomer zničenia nechránených citlivých elektrických zariadení elektromagnetickým impulzom. Takmer všetky bežné a čiastočne vystužené sklá v oknách boli rozbité - vlastne v mrazivej zime, plus možnosť porezania odletujúcimi úlomkami. "Huba" stúpala do 10 km, rýchlosť stúpania ~ 220 km/h. Nad tropopauzou sa oblak rozvíja prevažne do šírky.
Čas: 4 min. Vzdialenosť: 85 km. Vzplanutie je ako veľké neprirodzene jasné slnko blízko horizontu, môže spôsobiť popáleniny sietnice, nával tepla do tváre. Rázová vlna, ktorá prišla po 4 minútach, môže človeka ešte zraziť a rozbiť jednotlivé tabule v oknách. "Huba" nastúpaná cez 16 km, rýchlosť stúpania ~ 140 km/h

Čas: 8 min. Vzdialenosť: 145 km. Záblesk nie je za horizontom viditeľný, ale je viditeľná silná žiara a ohnivý mrak. Celková výška „hríba“ je až 24 km, oblak má výšku 9 km a priemer 20 – 30 km, pričom jeho široká časť sa „opiera“ o tropopauzu. Hríbový oblak narástol do maximálnej veľkosti a pozoruje sa asi hodinu alebo viac, kým ho vetry nerozfúkajú a nezmiešajú s obvyklou oblačnosťou. Zrážky s relatívne veľkými časticami vypadnú z oblaku do 10 až 20 hodín a vytvoria takmer rádioaktívnu stopu.

Čas: 5,5-13 hodín Vzdialenosť: 300-500 km.Ďaleká hranica zóny stredne závažnej infekcie (zóna A). Úroveň žiarenia na vonkajšej hranici zóny je 0,08 Gy/h; celková dávka žiarenia 0,4-4 Gy.

Čas: ~ 10 mesiacov. Efektívny čas polovicu depozície rádioaktívnych látok pre spodné vrstvy tropickej stratosféry (do 21 km), k spadu tiež dochádza najmä v stredných zemepisných šírkach na tej istej pologuli, kde došlo k výbuchu.

Pamätník prvého testu atómovej bomby Trinity. Tento pamätník bol postavený v White Sands v roku 1965, 20 rokov po skúške Trinity. Na pamätnej tabuli pamätníka je napísané: "Na tomto mieste sa 16. júla 1945 uskutočnil prvý test atómovej bomby na svete." Ďalšia tabuľa, inštalovaná nižšie, naznačuje, že toto miesto získalo štatút národnej historickej pamiatky. (Foto: Wikicommons)

Rádioaktivita. zákon rádioaktívny rozpad. Vplyv ionizujúceho žiarenia na biologické objekty. Jednotka merania rádioaktivity.

Rádioaktivita je schopnosť atómov určitých izotopov spontánne sa rozkladať vyžarovaním žiarenia. Po prvýkrát také žiarenie emitované uránom objavil Becquerel, preto sa rádioaktívne žiarenie najprv nazývalo Becquerelove lúče. Hlavným typom rádioaktívneho rozpadu je vyvrhnutie častíc alfa z jadra atómu – alfa rozpad (pozri Alfa žiarenie) alebo beta častíc – beta rozpad (pozri Beta žiarenie).

Najdôležitejšou charakteristikou rádioaktivity je zákon rádioaktívneho rozpadu, ktorý ukazuje, ako sa (v priemere) počet N rádioaktívnych jadier vo vzorke mení s časom t

N(t) \u003d N 0 e -λt,

kde N 0 je počet počiatočných jadier v počiatočnom okamihu (v okamihu ich vzniku alebo začiatku pozorovania) a λ je rozpadová konštanta (pravdepodobnosť rozpadu rádioaktívneho jadra za jednotku času). Táto konštanta sa môže použiť na vyjadrenie priemernej doby života rádioaktívneho jadra τ = 1/λ, ako aj polčasu T 1/2 = ln2/τ. Polčas jasne charakterizuje rýchlosť rozpadu a ukazuje, ako dlho trvá, kým sa počet rádioaktívnych jadier vo vzorke zníži na polovicu.

Jednotky.

JEDNOTKY RÁDIOAKTIVITY
Becquerel (Bq, Vq); Curie (Ki, Si)	1 Bq = 1 rozpad za sekundu. 1 Ki \u003d 3,7 x 10 10 Bq	Jednotky rádionuklidovej aktivity. Predstavuje počet rozpadov za jednotku času.
Gray (Gr, Gu); rád (rad, rad)	1 Gy = 1 J/kg 1 rad = 0,01 Gy	jednotky absorbovanej dávky. Predstavujú množstvo energie ionizujúceho žiarenia absorbovaného jednotkou hmotnosti fyzického tela, napríklad telesných tkanív.
Sievert (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "Röntgenový biologický ekvivalent"	1 Sv = 1 Gy = 1 J/kg (pre beta a gama) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10 mSv	Jednotky ekvivalentnej dávky. Sú jednotkou absorbovanej dávky vynásobenej faktorom, ktorý zohľadňuje nerovnaké nebezpečenstvo rôznych druhov ionizujúceho žiarenia.
Šedá za hodinu (Gy/h); Sievert za hodinu (Sv/h); Röntgen za hodinu (R/h)	1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (pre beta a gama) 1 μ Sv/h = 1 μGy/h = 100 μR/h 1 μR/h = 1/1000000 R/h	Jednotky dávkového príkonu. Predstavujú dávku prijatú telom za jednotku času.

Vplyv ionizujúceho žiarenia na biologické objekty.
V dôsledku pôsobenia ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus vznikajú zložité fyzikálne, chemické a biochemické procesy.

Pri vstupe rádioaktívnych látok do tela majú škodlivý účinok najmä zdroje alfa a potom zdroje beta, t.j. v opačnom poradí ako vonkajšie ožarovanie. Alfa častice, ktoré majú nízku hustotu ionizácie, ničia sliznicu, čo je slabá obrana. vnútorné orgány v porovnaní s vonkajšou pokožkou.

Existujú tri spôsoby, ktorými sa rádioaktívne látky dostávajú do tela: vdychovaním vzduchu kontaminovaného rádioaktívnymi látkami, cez kontaminované potraviny alebo vodu, cez kožu a cez infekciu otvorených rán. Prvý spôsob je najnebezpečnejší, pretože po prvé, objem pľúcnej ventilácie je veľmi veľký a po druhé, hodnoty asimilačného koeficientu v pľúcach sú vyššie.

Prachové častice, na ktorých sú sorbované rádioaktívne izotopy, sa pri vdychovaní vzduchu hornými dýchacími cestami čiastočne usadzujú v ústnej dutine a nosohltane. Odtiaľ sa prach dostáva do tráviaceho traktu. Zvyšok častíc vstupuje do pľúc. Stupeň zadržania aerosólov v pľúcach závisí od ich rozptylu. Asi 20 % všetkých častíc je zadržaných v pľúcach; so znižovaním veľkosti aerosólov sa oneskorenie zvyšuje na 70 %.

Pri absorpcii rádioaktívnych látok z tráviaceho traktu je dôležitý resorpčný koeficient, ktorý charakterizuje podiel látky, ktorý vstupuje do krvi z tráviaceho traktu. V závislosti od povahy izotopu sa koeficient mení v širokom rozmedzí: od stotín percenta (pre zirkónium, niób) až po niekoľko desiatok percent (vodík, prvky alkalických zemín). Resorpcia cez neporušenú kožu je 200-300 krát menšia ako cez gastrointestinálny trakt a spravidla nehrá významnú úlohu.
Keď sa rádioaktívne látky akýmkoľvek spôsobom dostanú do tela, v krvi sa nájdu za pár minút. Ak bol príjem rádioaktívnych látok jednorazový, ich koncentrácia v krvi sa najskôr zvýši na maximum a potom v priebehu 15-20 dní klesá.

Koncentrácie izotopov s dlhou životnosťou v krvi môžu byť následne dlhodobo udržiavané takmer na rovnakej úrovni vďaka spätnému vymývaniu usadených látok. Účinok ionizujúceho žiarenia na bunku je výsledkom zložitých vzájomne súvisiacich a vzájomne závislých transformácií. Podľa A.M. Kuzin, radiačné poškodenie buniek prebieha v troch štádiách. V prvej fáze žiarenie ovplyvňuje zložité makromolekulové útvary, ionizuje ich a vzrušuje. Toto je fyzikálna fáza vystavenia žiareniu. Druhou fázou sú chemické premeny. Zodpovedajú procesom interakcie proteínových radikálov, nukleových kyselín a lipidov s vodou, kyslíkom, vodnými radikálmi a tvorbou organických peroxidov. Radikály, ktoré sa objavujú vo vrstvách usporiadaných molekúl proteínov, interagujú s tvorbou „zosieťovaní“, v dôsledku čoho je narušená štruktúra biomembrán. V dôsledku poškodenia lyzozomálnych membrán dochádza k zvýšeniu aktivity a uvoľňovaniu enzýmov, ktoré sa difúziou dostanú do akejkoľvek bunkovej organely a ľahko do nej preniknú, čím spôsobia jej lýzu.

Konečný efekt ožiarenia je výsledkom nielen primárneho poškodenia buniek, ale aj následných reparačných procesov. Predpokladá sa, že značná časť primárneho poškodenia v bunke sa vyskytuje vo forme takzvaného potenciálneho poškodenia, ktoré sa môže realizovať pri absencii procesov obnovy. Implementáciu týchto procesov uľahčujú procesy biosyntézy proteínov a nukleových kyselín. Kým nedôjde k realizácii potenciálneho poškodenia, bunka sa v nich môže „opravovať“. Predpokladá sa, že to súvisí s enzymatickými reakciami a je poháňané energetickým metabolizmom. Predpokladá sa, že tento jav je založený na aktivite systémov, ktoré za normálnych podmienok regulujú intenzitu prirodzeného mutačného procesu.

Mutagénny účinok ionizujúceho žiarenia bol prvýkrát preukázaný ruskými vedcami R.A. Nadson a R.S. Filippov v roku 1925 pri pokusoch na kvasinkách. V roku 1927 tento objav potvrdil R. Meller na klasickom genetickom objekte – Drosophila.

Ionizujúce žiarenie je schopné spôsobiť všetky druhy dedičných zmien. Spektrum mutácií vyvolaných ožiarením sa nelíši od spektra spontánnych mutácií.

Nedávne štúdie Kyjevského neurochirurgického inštitútu ukázali, že žiarenie, aj v malých množstvách, v dávkach desiatok rem, má najsilnejší účinok na nervové bunky – neuróny. Neuróny však nezomrú priamym vystavením žiareniu. Ako sa ukázalo, v dôsledku vystavenia žiareniu väčšina likvidátorov jadrovej elektrárne v Černobyle pozorovala „postradiačnú encefalopatiu“. Celkové poruchy v tele pod vplyvom žiarenia vedú k zmene metabolizmu, ktorá má za následok patologické zmeny v mozgu.

2. Zásady konštrukcie jadrových zbraní. Hlavné príležitosti pre ďalší vývoj a zdokonaľovanie jadrových zbraní.

Jadrová munícia sa nazýva raketové hlavice vybavené jadrovými (termonukleárnymi) náložami, leteckými bombami, delostreleckými granátmi, torpédami a inžiniersky riadenými mínami (nukleárne pozemné míny).

Hlavnými prvkami jadrových zbraní sú: jadrová nálož, detonačné senzory, automatizačný systém, zdroj elektrickej energie a telo.

Puzdro slúži na usporiadanie všetkých prvkov munície, ich ochranu pred mechanickým a tepelným poškodením, dodáva munícii potrebný balistický tvar a tiež na zvýšenie koeficientu využitia jadrového paliva.

Detonačné senzory (výbušné zariadenia) sú navrhnuté tak, aby dali signál na aktiváciu jadrovej nálože. Môžu to byť kontaktné a vzdialené (bezkontaktné) typy.

Kontaktné senzory sa spustia v momente, keď munícia narazí na prekážku, a vzdialené senzory sa spustia v danej výške (hĺbke) od povrchu zeme (vody).

Diaľkové senzory v závislosti od typu a účelu jadrovej zbrane môžu byť dočasné, inerciálne, barometrické, radarové, hydrostatické atď.

Automatizačný systém zahŕňa bezpečnostný systém, automatizačnú jednotku a núdzový detonačný systém.

Bezpečnostný systém eliminuje možnosť náhodného výbuchu jadrovej nálože pri bežnej údržbe, skladovaní munície a pri jej lete po trajektórii.

Automatizačná jednotka je spúšťaná signálmi z detonačných senzorov a je navrhnutá tak, aby generovala vysokonapäťový elektrický impulz na aktiváciu jadrovej nálože.

Núdzový detonačný systém slúži na samodeštrukciu munície bez jadrového výbuchu v prípade, že sa vychýli z danej trajektórie.

Zdrojom energie celého elektrického systému streliva sú dobíjacie batérie rôzne druhy, ktoré majú jednorazový účinok a sú uvedené do prevádzkyschopného stavu bezprostredne pred jeho bojovým použitím.

Jadrová nálož je zariadenie na realizáciu jadrového výbuchu. Nižšie sa budeme zaoberať existujúcimi typmi jadrových náloží a ich základnou štruktúrou.

Jadrové nálože

Zariadenia určené na vykonávanie výbušného procesu uvoľňovania vnútrojadrovej energie sa nazývajú jadrové nálože.

Existujú dva hlavné typy jadrových zbraní:

1 - náboje, ktorých energia výbuchu je spôsobená reťazovou reakciou štiepnych látok prenesených do superkritického stavu - atómové náboje;

2 - náboje, ktorých energia výbuchu je spôsobená termonukleárnou fúznou reakciou jadier, - termonukleárne náboje.

Atómové náboje. Hlavným prvkom atómových nábojov je štiepny materiál (jadrová trhavina).

Pred výbuchom je množstvo jadrových výbušnín v podkritickom stave. Na uskutočnenie jadrového výbuchu sa prenesie do superkritického stavu. Na zabezpečenie tvorby nadkritickej hmoty sa používajú dva typy zariadení: delové a implozívne.

V náložiach kanónového typu sa jadrová trhavina skladá z dvoch alebo viacerých častí, ktorých hmotnosť je jednotlivo menšia ako kritická, čo zabezpečuje vylúčenie samovoľného nástupu jadrovej reťazovej reakcie. Pri jadrovom výbuchu sa jednotlivé časti jadrovej výbušnej jednotky pôsobením energie výbuchu konvenčného výbušného materiálu spoja do jedného celku a celková hmotnosť jadrového výbušného materiálu sa stáva kritickejšou, čo vytvára podmienky. pre výbušnú reťazovú reakciu.

Presun náplne do superkritického stavu sa uskutočňuje pôsobením práškovej náplne. Pravdepodobnosť získania vypočítanej sily výbuchu v takýchto náložiach závisí od rýchlosti priblíženia častí jadrovej výbušniny. Ak je rýchlosť priblíženia nedostatočná, koeficient kritickosti môže byť o niečo väčší ako jednota ešte pred okamihom priameho kontaktu výbušniny. časti jadrovej výbušniny. V tomto prípade môže reakcia začať z jedného počiatočného štiepneho centra pod vplyvom napríklad spontánneho štiepneho neutrónu, čo má za následok podradný výbuch s malým faktorom využitia jadrového paliva.

Výhodou jadrových náloží kanónového typu je jednoduchosť konštrukcie, malé rozmery a hmotnosť, vysoká mechanická pevnosť, ktorá umožňuje na ich základe vytvárať jadrovú muníciu malých rozmerov (delostrelecké granáty, jadrové míny atď.).

V náložiach typu implózia sa na vytvorenie superkritickej hmoty využíva efekt implózie - všestranné stlačenie jadrovej výbušniny silou výbuchu bežnej výbušniny, čo vedie k prudkému zvýšeniu jej hustoty.

Účinok implózie vytvára obrovskú koncentráciu energie v zóne NHE a umožňuje dosiahnuť tlak presahujúci milióny atmosfér, čo vedie k zvýšeniu hustoty NHE 2-3 krát a zníženiu kritickej hmotnosti o 4. – 9 krát.

Pre zaručenú imitáciu štiepnej reťazovej reakcie a jej zrýchlenia musí byť v momente najvyššej implózie aplikovaný silný neutrónový impulz z umelého zdroja neutrónov.

Výhodou atómových náloží implózneho typu je vyššia miera využitia jadrových výbušnín, ako aj schopnosť v určitých medziach meniť silu jadrového výbuchu pomocou špeciálneho spínača.

Medzi nevýhody atómových nábojov patrí veľká hmotnosť a rozmery, nízka mechanická pevnosť a citlivosť na teplotné podmienky.

Termonukleárne nálože V náložiach tohto typu sa vytvárajú podmienky pre fúznu reakciu detonáciou atómovej nálože (rozbušky) z uránu 235, plutónia 239 alebo kalifornia 251. Termonukleárne nálože môžu byť neutrónové a kombinované

V termonukleárnych neutrónových nábojoch sa ako termonukleárne palivo používa deutérium a trícium v ​​čistej forme alebo vo forme hydridov kovov.„Poistka“ reakcie je vysoko obohatené plutónium-239 alebo kalifornium-251, ktoré majú relatívne malú kritickú hmotnosť. To vám umožní zvýšiť koeficient termonukleárnej munície.

Termonukleárne kombinované nálože využívajú ako termonukleárne palivo deuterid lítny (LiD). Pre "poistku" fúznej reakcie je štiepna reakcia uránu-235. Na získanie vysokoenergetických neutrónov pre reakciu (1.18) sa už na samom začiatku jadrového procesu vloží do jadrovej nálože ampulka s tríciom (1H3) Štiepne neutróny sú potrebné na získanie trícia z lítia v počiatočné obdobie reakcie. neutróny uvoľnené počas fúznych reakcií deutéria a trícia, ako aj štiepenie uránu-238 (najbežnejší a najlacnejší prírodný urán), ktorý špeciálne obklopuje reakčnú zónu vo forme obalu. prítomnosť takejto škrupiny umožňuje nielen uskutočniť termonukleárnu reakciu podobnú lavínovi, ale aj získať dodatočnú energetickú explóziu, pretože vysoká hustota neutrónový tok s energiou vyššou ako 10 MeV prebieha štiepna reakcia jadier uránu 238 celkom efektívne.Zároveň sa množstvo uvoľnenej energie stáva veľmi veľkým a pri munícii veľkých a extra veľkých kalibrov môže byť až 80 % celkovej energie kombinovanej termonukleárnej munície.

Klasifikácia jadrových zbraní

Jadrová munícia sa klasifikuje podľa sily uvoľnenej energie jadrovej nálože, ako aj podľa typu jadrovej reakcie v nej použitej. Na charakterizáciu sily munície sa používa pojem „ekvivalent TNT“ - to je taký hmotnosť TNT, ktorej energia výbuchu je roj energie uvoľnený pri vzdušnom výbuchu jadrovej hlavice (nálože) Ekvivalent TNT sa označuje písmenom § a meria sa v tonách (t), tisícoch ton (kg) , milión ton (Mt)

Z hľadiska výkonu sú jadrové zbrane konvenčne rozdelené do piatich kalibrov.

nukleárne zbrane kalibru

TNT ekvivalent tisíc ton

Ultra malý Do 1

Priemer 10-100

Veľké 100-1000

Extra veľké nad 1000

Klasifikácia jadrových výbuchov podľa typu a výkonu. Škodlivé faktory jadrového výbuchu.

V závislosti od úloh riešených s použitím jadrových zbraní sa jadrové výbuchy môžu vykonávať vo vzduchu, na povrchu zeme a vo vode, v podzemí a vo vode. V súlade s tým sa rozlišujú vzdušné, pozemné (povrchové) a podzemné (podvodné) výbuchy (obrázok 3.1).

Vzdušný jadrový výbuch je výbuch vytvorený vo výške do 10 km, keď sa svetelná plocha nedotýka zeme (vody). Výbuchy vzduchu sa delia na nízke a vysoké. Silná rádioaktívna kontaminácia oblasti sa tvorí len v blízkosti epicentier výbuchov nízkeho vzduchu. Infekcia oblasti po stope mraku s významným vplyvom na akcie personál nevykresľuje. Rázová vlna, svetelné žiarenie, prenikajúce žiarenie a EMP sa najplnšie prejavia pri vzdušnom jadrovom výbuchu.

Pozemný (povrchový) jadrový výbuch je výbuch spôsobený na povrchu zeme (voda), pri ktorom sa svetelná plocha dotýka povrchu zeme (voda) a prachový (vodný) stĺpec je od okamihu vzniku spojený s výbuchový oblak. 50 Charakteristickým znakom pozemného (povrchového) jadrového výbuchu je silná rádioaktívna kontaminácia terénu (vody) tak v oblasti výbuchu, ako aj v smere oblaku výbuchu. Škodlivými faktormi tohto výbuchu sú rázová vlna, svetelné žiarenie, prenikajúce žiarenie, rádioaktívna kontaminácia priestoru a EMP.

Podzemný (podvodný) jadrový výbuch je výbuch vytvorený pod zemou (pod vodou) a je charakterizovaný uvoľnením veľkého množstva pôdy (vody) zmiešanej s jadrovými výbušnými produktmi (fragmenty štiepenia uránu-235 alebo plutónia-239). O škodlivom a deštrukčnom účinku podzemného jadrového výbuchu rozhodujú najmä seizmicko-výbušné vlny (hlavný škodlivý faktor), tvorba lievika v zemi a silná rádioaktívna kontaminácia územia. Svetelná emisia a prenikajúce žiarenie chýbajú. Charakteristickým znakom podvodnej explózie je vytvorenie sultána (stĺp vody), základnej vlny vzniknutej pri kolapse sultána (stĺp vody).

Vzdušný jadrový výbuch začína krátkym oslepujúcim zábleskom, ktorého svetlo je možné pozorovať na vzdialenosť niekoľkých desiatok a stoviek kilometrov. Po záblesku sa objaví svetelná plocha vo forme gule alebo pologule (s pozemným výbuchom), ktorá je zdrojom silného svetelného žiarenia. Z výbušnej zóny sa zároveň do okolia šíri mohutný tok gama žiarenia a neutrónov, ktoré vznikajú pri reťazovej jadrovej reakcii a pri rozpade rádioaktívnych fragmentov štiepenia jadrového náboja. Gama lúče a neutróny emitované počas jadrového výbuchu sa nazývajú prenikajúce žiarenie. Pôsobením okamžitého gama žiarenia dochádza k ionizácii atómov životné prostredie, čo vedie k vzniku elektrických a magnetických polí. Tieto polia sa vzhľadom na ich krátke trvanie pôsobenia bežne nazývajú elektromagnetický impulz jadrového výbuchu.

V strede jadrového výbuchu teplota okamžite stúpne na niekoľko miliónov stupňov, v dôsledku čoho sa látka náboja zmení na vysokoteplotnú plazmu emitujúcu röntgenových lúčov. Tlak plynných produktov spočiatku dosahuje niekoľko miliárd atmosfér. Guľa žeravých plynov žiariacej oblasti, ktorá sa snaží expandovať, stláča priľahlé vrstvy vzduchu, vytvára prudký pokles tlaku na hranici stlačenej vrstvy a vytvára rázovú vlnu, ktorá sa šíri z centra výbuchu rôznymi smermi. . Keďže hustota plynov, ktoré tvoria ohnivú guľu, je oveľa nižšia ako hustota okolitého vzduchu, guľa rýchlo stúpa. V tomto prípade sa vytvorí mrak v tvare hríbu, ktorý obsahuje plyny, vodnú paru, malé častice pôdy a obrovské množstvo rádioaktívnych produktov výbuchu. Po dosiahnutí maximálnej výšky sa oblak pôsobením vzdušných prúdov transportuje na veľké vzdialenosti, rozptýli sa a rádioaktívne produkty dopadajú na zemský povrch a vytvárajú rádioaktívne zamorenie oblasti a objektov.

Na vojenské účely;

Podľa sily:

Ultra malý (menej ako 1 tisíc ton TNT);

Malé (1 - 10 tisíc ton);

Stredná (10-100 tisíc ton);

Veľké (100 tisíc ton -1 Mt);

Super veľký (viac ako 1 Mt).

Typ výbuchu:

Výškové (nad 10 km);

Vzduch (ľahký oblak nedosahuje povrch Zeme);

zem;

povrch;

Podzemie;

Pod vodou.

Škodlivé faktory jadrového výbuchu. Škodlivé faktory jadrového výbuchu sú:

Rázová vlna (50% energie výbuchu);

Svetelné žiarenie (35 % energie výbuchu);

Prenikajúce žiarenie (45 % energie výbuchu);

Rádioaktívna kontaminácia (10% energie výbuchu);

Elektromagnetický impulz (1% energie výbuchu);

Na začiatku 20. storočia ľudstvo vďaka úsiliu Alberta Einsteina prvýkrát spoznalo, že na atómovej úrovni možno z malého množstva hmoty za určitých podmienok získať obrovské množstvo energie. V 30. rokoch v práci v tomto smere pokračovali nemecký jadrový fyzik Otto Hahn, Angličan Robert Frisch a Francúz Joliot-Curie. Práve im sa podarilo v praxi sledovať výsledky štiepenia jadier atómov rádioaktívnych chemických prvkov. Proces reťazovej reakcie simulovaný v laboratóriách potvrdil Einsteinovu teóriu o schopnosti hmoty v malom množstve uvoľniť veľké množstvo energie. Za takýchto podmienok sa zrodila fyzika jadrového výbuchu – veda, ktorá spochybňovala možnosť ďalšej existencie pozemskej civilizácie.

Zrod jadrových zbraní

Už v roku 1939 si Francúz Joliot-Curie uvedomil, že vystavenie jadrám uránu za určitých podmienok môže viesť k explozívnej reakcii obrovskej sily. V dôsledku reťazovej jadrovej reakcie sa začne spontánne exponenciálne štiepenie jadier uránu a uvoľní sa obrovské množstvo energie. V okamihu rádioaktívna látka explodovala a výsledný výbuch mal obrovský škodlivý účinok. V dôsledku experimentov sa ukázalo, že urán (U235) je možné premeniť z chemický prvok na silné výbušniny.

Na mierové účely je počas prevádzky jadrového reaktora proces jadrového štiepenia rádioaktívnych zložiek pokojný a kontrolovaný. Pri jadrovom výbuchu je hlavný rozdiel v tom, že sa okamžite uvoľní obrovské množstvo energie a pokračuje to až do vyčerpania zásob rádioaktívnych výbušnín. Prvýkrát sa človek o bojových schopnostiach novej trhaviny dozvedel 16. júla 1945. V čase, keď sa v Postupime konalo záverečné stretnutie hláv štátov víťazov vojny s Nemeckom, sa na testovacom mieste v Alamogordo v Novom Mexiku uskutočnil prvý test atómovej hlavice. Parametre prvého jadrového výbuchu boli dosť skromné. Sila atómového náboja v ekvivalente TNT sa rovnala hmotnosti trinitrotoluénu v 21 kilotonách, ale sila explózie a jej dopad na okolité predmety zanechali nezmazateľný dojem na každého, kto sledoval testy.

Výbuch prvej atómovej bomby

Najprv všetci videli jasný svietiaci bod, ktorý bol viditeľný na vzdialenosť 290 km. z testovacieho miesta. V rovnakom čase bolo počuť zvuk z výbuchu v okruhu 160 km. Na mieste, kde bolo nainštalované jadrové výbušné zariadenie, sa vytvoril obrovský kráter. Lievik z jadrového výbuchu dosiahol hĺbku viac ako 20 metrov s vonkajším priemerom 70 m. Na území testovacieho miesta v okruhu 300-400 metrov od epicentra bol zemský povrch neživý mesačný povrch .

Je zaujímavé uviesť zaznamenané dojmy účastníkov prvého testu atómovej bomby. „Okolitý vzduch zhustol, jeho teplota sa okamžite zvýšila. Doslova o minútu sa oblasťou prehnala obrovská rázová vlna. V mieste nálože sa vytvorí obrovská ohnivá guľa, po ktorej sa na jej mieste začal vytvárať oblak jadrového výbuchu v tvare hríbika. Stĺpec dymu a prachu, korunovaný masívnou jadrovou hubovou hlavou, stúpal do výšky 12 km. Všetkých prítomných v úkryte zasiahol rozsah výbuchu. Nikto si nedokázal predstaviť, akej sile a sile sme čelili, “napísal neskôr vedúci projektu Manhattan Leslie Groves.

Nikto predtým ani potom nemal k dispozícii zbraň takej obrovskej sily. A to aj napriek tomu, že vedci a armáda v tom čase ešte nemali predstavu o všetkých škodlivých faktoroch novej zbrane. Zohľadnili sa iba viditeľné hlavné škodlivé faktory jadrového výbuchu, ako napríklad:

• rázová vlna jadrového výbuchu;
• svetelné a tepelné žiarenie jadrového výbuchu.

O tom, že prenikajúca radiácia a následná rádioaktívna kontaminácia pri jadrovom výbuchu je fatálna pre všetko živé, ešte nebolo jasné. Ukázalo sa, že tieto dva faktory sa po jadrovom výbuchu následne stanú pre človeka najnebezpečnejšími. Zóna úplného zničenia a devastácie je rozlohou pomerne malá v porovnaní so zónou kontaminácie územia produktmi rozpadu žiarenia. Infikovaná oblasť môže mať rozlohu stoviek kilometrov. K ožiareniu v prvých minútach po výbuchu a následne k úrovni radiácie sa pridáva kontaminácia rozsiahlych území rádioaktívnym spadom. Rozsah katastrofy sa stáva apokalyptickým.

Až neskôr, oveľa neskôr, keď sa atómové bomby použili na vojenské účely, sa ukázalo, aká silná bola nová zbraň a aké vážne následky by pre ľudí malo použitie jadrovej bomby.

Mechanizmus atómového náboja a princíp činnosti

Ak nepôjdete do podrobné popisy a technológiu výroby atómovej bomby, môžete stručne opísať jadrovú nálož len tromi vetami:

• existuje podkritické množstvo rádioaktívneho materiálu (urán U235 alebo plutónium Pu239);
• vytvorenie určitých podmienok pre spustenie reťazovej reakcie jadrového štiepenia rádioaktívne prvky(detonácia);
• vytvorenie kritického množstva štiepneho materiálu.

Celý mechanizmus možno znázorniť jednoduchou a zrozumiteľnou kresbou, kde sú všetky časti a detaily vo vzájomnej silnej a tesnej interakcii. V dôsledku detonácie chemickej alebo elektrickej rozbušky sa spustí detonačná sférická vlna, ktorá stlačí štiepny materiál na kritickú hmotnosť. Jadrový náboj je viacvrstvová štruktúra. Ako hlavná výbušnina sa používa urán alebo plutónium. Určité množstvo TNT alebo RDX môže slúžiť ako rozbuška. Ďalej sa proces kompresie stáva nekontrolovateľným.

Rýchlosť prebiehajúcich procesov je obrovská a porovnateľná s rýchlosťou svetla. Časový interval od začiatku detonácie do začiatku ireverzibilnej reťazovej reakcie netrvá dlhšie ako 10-8 s. Inými slovami, pohon 1 kg obohateného uránu trvá len 10-7 sekúnd. Táto hodnota označuje čas jadrového výbuchu. Reakcia termonukleárnej fúzie, ktorá je základom termonukleárnej bomby, prebieha podobnou rýchlosťou, s tým rozdielom, že jadrová nálož uvádza do pohybu ešte výkonnejšiu - termonukleárnu nálož. Termonukleárna bomba má iný princíp činnosti. Tu máme do činenia s reakciou syntézy ľahkých prvkov na ťažšie, v dôsledku čoho sa opäť uvoľňuje obrovské množstvo energie.

V procese štiepenia jadier uránu alebo plutónia vzniká obrovské množstvo energie. V strede jadrového výbuchu je teplota 107 Kelvinov. Za takýchto podmienok vzniká kolosálny tlak - 1000 atm. Atómy štiepnej hmoty sa menia na plazmu, ktorá sa stáva hlavným výsledkom reťazovej reakcie. Počas havárie 4. reaktora jadrovej elektrárne v Černobyle nedošlo k jadrovému výbuchu, pretože štiepenie rádioaktívneho paliva prebiehalo pomaly a bolo sprevádzané iba intenzívnym uvoľňovaním tepla.

Vysoká rýchlosť procesov prebiehajúcich vo vnútri náplne vedie k rýchlemu skoku teploty a zvýšeniu tlaku. Práve tieto zložky tvoria povahu, faktory a silu jadrového výbuchu.

Druhy a typy jadrových výbuchov

Spustenú reťazovú reakciu už nemožno zastaviť. V tisícinách sekundy sa jadrová nálož, pozostávajúca z rádioaktívnych prvkov, zmení na plazmovú zrazeninu roztrhanú vysokým tlakom. Začína sa postupný reťazec množstva ďalších faktorov, ktoré majú škodlivý vplyv na životné prostredie, infraštruktúru a živé organizmy. Jediný rozdiel v škodách je v tom, že malá jadrová bomba (10-30 kiloton) spôsobí menšie zničenie a menej závažné následky ako veľký jadrový výbuch s výdatnosťou o 100 megaton viac.

Škodlivé faktory závisia nielen od sily náboja. Na posúdenie následkov sú dôležité podmienky odpálenia jadrovej zbrane, aký typ jadrového výbuchu je v tomto prípade pozorovaný. Podkopávanie nálože sa môže vykonávať na povrchu zeme, pod zemou alebo pod vodou, podľa podmienok použitia sa zaoberáme nasledujúcimi typmi:

• vzdušné jadrové výbuchy uskutočnené v určitých výškach nad zemským povrchom;
• explózie vo veľkých výškach uskutočnené v atmosfére planéty vo výškach nad 10 km;
• pozemné (povrchové) jadrové výbuchy uskutočnené priamo nad zemským povrchom alebo nad vodnou hladinou;
• podzemné alebo podvodné výbuchy uskutočnené v hrúbke povrchu zemskej kôry alebo pod vodou, v určitej hĺbke.

V každom jednotlivom prípade majú určité škodlivé faktory svoju vlastnú silu, intenzitu a vlastnosti pôsobenia, čo vedie k určitým výsledkom. V jednom prípade dochádza k cielenej deštrukcii cieľa s minimálnou deštrukciou a rádioaktívnou kontamináciou územia. V iných prípadoch sa musíme vysporiadať s rozsiahlou devastáciou územia a ničením objektov, dochádza k okamžitému zničeniu všetkého života a pozorujeme silné rádioaktívne zamorenie rozsiahlych území.

Napríklad vzdušný jadrový výbuch sa od pozemnej detonačnej metódy líši tým, že ohnivá guľa nepríde do kontaktu so zemským povrchom. Pri takejto explózii sa prach a iné malé úlomky spoja do prachového stĺpca, ktorý existuje oddelene od oblaku výbuchu. V súlade s tým oblasť poškodenia závisí aj od výšky výbuchu. Takéto výbuchy môžu byť vysoké a nízke.

Prvé testy atómových hlavíc v USA aj v ZSSR boli hlavne troch typov, pozemné, vzdušné a podvodné. Až po nadobudnutí platnosti Zmluvy o obmedzení jadrových skúšok sa jadrové výbuchy v ZSSR, v USA, vo Francúzsku, v Číne a vo Veľkej Británii začali vykonávať iba pod zemou. To umožnilo minimalizovať znečistenie životného prostredia rádioaktívnymi produktmi, zmenšiť oblasť zakázaných zón, ktoré vznikli v blízkosti vojenských cvičísk.

Najsilnejší jadrový výbuch v histórii jadrových testov sa odohral 30. októbra 1961 v Sovietskom zväze. Bomba s celkovou hmotnosťou 26 ton a kapacitou 53 megaton bola zhodená v oblasti súostrovia Novaya Zemlya zo strategického bombardéra Tu-95. Toto je príklad typického výbuchu vzduchu z výšky, keďže k výbuchu došlo vo výške 4 km.

Treba si uvedomiť, že detonácia jadrovej hlavice vo vzduchu sa vyznačuje silným účinkom svetelného žiarenia a prenikavého žiarenia. Záblesk jadrového výbuchu je jasne viditeľný desiatky a stovky kilometrov od epicentra. Okrem silného svetelného žiarenia a silnej rázovej vlny rozbiehajúcej sa okolo 3600 sa výbuch vzduchu stáva zdrojom silného elektromagnetického rušenia. Elektromagnetický impulz generovaný počas vzdušného jadrového výbuchu v okruhu 100-500 km. schopný deaktivovať celú pozemnú elektrickú infraštruktúru a elektroniku.

Pozoruhodným príkladom nízkeho výbuchu vzduchu bol atómové bombardovanie v auguste 1945 japonské mestá Hirošima a Nagasaki. Bomby „Fat Man“ a „Baby“ pracovali v nadmorskej výške pol kilometra, čím pokryli takmer celé územie týchto miest jadrovým výbuchom. Väčšina obyvateľov Hirošimy zomrela v prvých sekundách po výbuchu v dôsledku vystavenia intenzívnemu svetlu, teplu a gama žiareniu. Rázová vlna úplne zničila mestské budovy. V prípade bombardovania mesta Nagasaki bol účinok výbuchu oslabený znakmi reliéfu. Kopcovitý terén umožnil niektorým častiam mesta vyhnúť sa priamemu pôsobeniu svetelných lúčov a znížil nárazovú silu tlakovej vlny. Počas takejto explózie však bola pozorovaná rozsiahla rádioaktívna kontaminácia oblasti, čo následne viedlo k vážnym následkom pre obyvateľstvo zničeného mesta.

Nízke a vysoké výbuchy vzduchu sú najbežnejšími modernými prostriedkami zbraní hromadného ničenia. Takéto nálože sa používajú na ničenie nahromadených jednotiek a techniky, miest a pozemnej infraštruktúry.

Jadrový výbuch vo veľkej výške sa líši spôsobom aplikácie a charakterom pôsobenia. Detonácia jadrovej zbrane sa vykonáva v nadmorskej výške viac ako 10 km v stratosfére. Pri takejto explózii je vysoko na oblohe pozorovaný jasný záblesk veľkého priemeru podobný slnku. Namiesto oblakov prachu a dymu sa na mieste výbuchu čoskoro vytvorí oblak pozostávajúci z molekúl vodíka odparených pod vplyvom vysokých teplôt, oxid uhličitý a dusík.

V tomto prípade sú hlavnými škodlivými faktormi rázová vlna, svetelné žiarenie, prenikajúce žiarenie a EMP jadrového výbuchu. Čím vyššia je výška detonácie nálože, tým nižšia je sila rázovej vlny. Vyžarovanie a vyžarovanie svetla sa naopak zvyšuje len s rastúcou nadmorskou výškou. V dôsledku absencie výrazného pohybu vzdušných hmôt vo vysokých nadmorských výškach je rádioaktívna kontaminácia území v tomto prípade prakticky znížená na nulu. Výbuchy vo vysokých nadmorských výškach v ionosfére narúšajú šírenie rádiových vĺn v ultrazvukovom rozsahu.

Takéto výbuchy sú zamerané najmä na ničenie vysoko letiacich cieľov. Môžu to byť prieskumné lietadlá, riadené strely, hlavice strategických rakiet, umelé satelity a ďalšie vesmírne útočné zbrane.

Pozemný jadrový výbuch je úplne odlišný fenomén vo vojenskej taktike a stratégii. Tu je priamo ovplyvnená určitá oblasť zemského povrchu. Hlavica môže byť odpálená nad predmetom alebo nad vodou. V tejto podobe prebehli prvé testy atómových zbraní v USA a v ZSSR.

Charakteristickým znakom tohto typu jadrového výbuchu je prítomnosť výrazného hríbového mraku, ktorý sa vytvára v dôsledku obrovských objemov častíc pôdy a hornín, ktoré výbuch vyvolal. Hneď v prvom momente sa na mieste výbuchu vytvorí svietiaca pologuľa, ktorej spodný okraj sa dotýka povrchu zeme. Pri kontaktnej detonácii sa v epicentre výbuchu vytvorí lievik, kde vybuchla jadrová nálož. Hĺbka a priemer lievika závisí od sily samotného výbuchu. Pri použití malej taktickej munície môže priemer lievika dosiahnuť dve alebo tri desiatky metrov. Keď je jadrová bomba odpálená veľkým výkonom, rozmery krátera často dosahujú stovky metrov.

Prítomnosť silného oblaku bahna a prachu prispieva k tomu, že väčšina rádioaktívnych produktov výbuchu padá späť na povrch, čím je úplne kontaminovaný. Menšie prachové častice sa dostávajú do povrchovej vrstvy atmosféry a spolu so vzduchovými masami sa rozptyľujú na obrovské vzdialenosti. Ak na zemský povrch vybuchne atómová nálož, rádioaktívna stopa vzniknutej pozemnej explózie sa môže natiahnuť na stovky a tisíce kilometrov. Počas havárie v jadrovej elektrárni v Černobyle rádioaktívne častice, ktoré sa dostali do atmosféry, vypadli spolu so zrážkami na území škandinávskych krajín, ktoré sa nachádzajú 1000 km od miesta katastrofy.

Pozemné výbuchy môžu byť vykonané na zničenie a zničenie objektov veľkej sily. Takéto výbuchy môžu byť tiež použité, ak je cieľom vytvoriť rozsiahlu zónu rádioaktívnej kontaminácie oblasti. V tomto prípade pôsobí všetkých päť škodlivých faktorov jadrového výbuchu. Po termodynamickom šoku a svetelnom žiarení prichádza na rad elektromagnetický impulz. Rázová vlna a prenikajúce žiarenie dokončia deštrukciu objektu a pracovnej sily v akčnom rádiuse. Nakoniec je tu rádioaktívna kontaminácia. Na rozdiel od pozemnej metódy detonácie povrchový jadrový výbuch zdvihne do vzduchu obrovské masy vody, a to v kvapalnej forme aj v parnom stave. Deštruktívny účinok sa dosiahne v dôsledku nárazu vzduchovej vlny a veľkého vzrušenia vyplývajúceho z výbuchu. Voda vznesená do vzduchu bráni šíreniu svetelného žiarenia a prenikajúceho žiarenia. Vzhľadom na to, že častice vody sú oveľa ťažšie a sú prirodzeným neutralizátorom aktivity prvkov, intenzita šírenia rádioaktívnych častíc vo vzdušnom priestore je zanedbateľná.

Podzemný výbuch jadrovej zbrane sa vykonáva v určitej hĺbke. Na rozdiel od pozemných výbuchov tu nie je žiadna žiariaca plocha. Všetku obrovskú nárazovú silu zaberá zemská hornina. Rázová vlna sa rozchádza v hrúbke zeme a spôsobuje miestne zemetrasenie. Obrovský tlak vytvorený počas výbuchu vytvára stĺpec kolapsu pôdy, ktorý ide do veľkých hĺbok. V dôsledku zosuvu hornín vzniká na mieste výbuchu lievik, ktorého rozmery závisia od sily nálože a hĺbky výbuchu.

Takýto výbuch nie je sprevádzaný hubovým mrakom. Stĺpec prachu, ktorý vzrástol v mieste detonácie nálože, má výšku len niekoľko desiatok metrov. Rázová vlna premenená na seizmické vlny a lokálna povrchová rádioaktívna kontaminácia sú hlavnými škodlivými faktormi takýchto výbuchov. Tento typ detonácie jadrovej nálože má spravidla ekonomický a aplikačný význam. Doteraz sa väčšina jadrových testov vykonáva pod zemou. Za 70-80 rokov Podobným spôsobom vyriešili národohospodárske problémy, využívajúc kolosálnu energiu jadrového výbuchu na ničenie pohorí a vytváranie umelých nádrží.

Na mape jadrových testovacích miest v Semipalatinsku (dnes Kazašská republika) a v štáte Nevada (USA) je obrovské množstvo kráterov, stopy podzemných jadrových testov.

Podvodná detonácia jadrovej nálože sa vykonáva v danej hĺbke. V tomto prípade počas výbuchu nedochádza k záblesku svetla. Na hladine vody v mieste výbuchu sa objavuje vodný stĺpec vysoký 200-500 metrov, ktorý je korunovaný oblakom spreja a pary. Hneď po výbuchu dochádza k vzniku rázovej vlny, ktorá spôsobuje poruchy vo vodnom stĺpci. Hlavným škodlivým faktorom výbuchu je rázová vlna, ktorá sa mení na vlny veľkej výšky. Pri výbuchu vysokovýkonných náloží môže výška vĺn dosiahnuť 100 metrov alebo viac. V budúcnosti sa na mieste výbuchu a na priľahlom území pozoruje silná rádioaktívna kontaminácia.

Spôsoby ochrany pred škodlivými faktormi jadrového výbuchu

V dôsledku výbušnej reakcie jadrovej nálože vzniká obrovské množstvo tepelnej a svetelnej energie, ktorá dokáže nielen ničiť a ničiť neživé predmety, ale na veľkej ploche aj zabíjať všetko živé. V epicentre výbuchu a v jeho bezprostrednej blízkosti v dôsledku intenzívneho vystavenia prenikavému žiareniu, svetlu, tepelnému žiareniu a rázovým vlnám odumiera, ničí všetko živé. vojenskej techniky budovy a stavby sú zničené. So vzdialenosťou od epicentra výbuchu a časom sa sila škodlivých faktorov znižuje a ustupuje poslednému deštruktívnemu faktoru - rádioaktívnej kontaminácii.

Je zbytočné hľadať spásu pre tých, ktorí upadli do epicentra jadrovej apokalypsy. Tu nezachráni ani silný bombový kryt, ani osobné ochranné prostriedky. Zranenia a popáleniny, ktoré človek v takýchto situáciách utrpí, sú nezlučiteľné so životom. Zničenie zariadení infraštruktúry je úplné a nemožno ho obnoviť. Na druhej strane tí, ktorí sa ocitli v značnej vzdialenosti od miesta výbuchu, môžu počítať so záchranou pomocou určitých zručností a špeciálnych metód ochrany.

Hlavným škodlivým faktorom pri jadrovom výbuchu je rázová vlna. Oblasť vysokého tlaku vytvorená v epicentre ovplyvňuje vzdušnú hmotu a vytvára rázovú vlnu, ktorá sa šíri všetkými smermi nadzvukovou rýchlosťou.

Rýchlosť šírenia tlakovej vlny je nasledovná:

• na rovnom teréne rázová vlna prekoná 1000 metrov od epicentra výbuchu za 2 sekundy;
• vo vzdialenosti 2000 m od epicentra vás rázová vlna predbehne za 5 sekúnd;
• vo vzdialenosti 3 km od výbuchu by sa rázová vlna mala očakávať za 8 sekúnd.

Po prechode tlakovej vlny vzniká oblasť nízkeho tlaku. V snahe vyplniť riedky priestor ide vzduch opačným smerom. Vytvorený vákuový efekt spôsobuje ďalšiu vlnu ničenia. Keď uvidíte záblesk, pred príchodom tlakovej vlny sa môžete pokúsiť nájsť úkryt, čím sa znížia účinky nárazu rázovej vlny.

Svetelné a tepelné žiarenie vo veľkej vzdialenosti od epicentra výbuchu stráca na sile, takže ak sa človek pri pohľade na záblesk stihol skryť, môžete počítať so záchranou. Oveľa hroznejšie je prenikajúce žiarenie, čo je rýchly prúd gama lúčov a neutrónov, ktoré sa šíria rýchlosťou svetla zo svetelnej oblasti výbuchu. Najsilnejší účinok prenikavého žiarenia nastáva v prvých sekundách po výbuchu. Počas pobytu v úkryte alebo úkryte je vysoká pravdepodobnosť, že sa vyhnete priamemu zásahu smrteľným gama žiarením. Prenikajúce žiarenie spôsobuje vážne poškodenie živých organizmov, čo spôsobuje chorobu z ožiarenia.

Ak sú všetky vyššie uvedené škodlivé faktory jadrového výbuchu krátkodobého charakteru, potom je rádioaktívna kontaminácia najzákernejším a najnebezpečnejším faktorom. K jeho deštruktívnemu účinku na ľudský organizmus dochádza postupne, v priebehu času. Množstvo zvyškového žiarenia a intenzita rádioaktívnej kontaminácie závisí od sily výbuchu, terénnych podmienok a klimatické faktory. Rádioaktívne produkty výbuchu zmiešané s prachom, malými úlomkami a úlomkami vstupujú do povrchovej vzduchovej vrstvy, po ktorej spolu so zrážkami alebo nezávisle padajú na povrch zeme. Radiačné pozadie v zóne použitia jadrových zbraní je stokrát vyššie ako prirodzené žiarenie na pozadí, čo predstavuje hrozbu pre všetky živé veci. Ak sa nachádzate na území vystavenom jadrovému útoku, je potrebné sa vyhnúť kontaktu s akýmikoľvek predmetmi. Osobné ochranné prostriedky a dozimeter znížia pravdepodobnosť rádioaktívnej kontaminácie.