Odkrycie przez Alberta Einsteina zdolności substancji do uwalniania dużych ilości energii na poziomie atomowym zapoczątkowało fizykę jądrową. W latach 30. XX wieku naukowcy symulowali w laboratorium eksplozję nuklearną w powietrzu, ale zdobyte doświadczenie zagroziło pokojowemu życiu na Ziemi.
Zasada działania
W przypadku wybuchu nuklearnego w powietrzu musisz stworzyć określone warunki, które wywołają detonację. Zwykle jako detonatory stosuje się TNT lub RDX, pod wpływem których substancja radioaktywna (zwykle uran lub pluton) zostaje skompresowana do masy krytycznej w ciągu 10 sekund, a następnie następuje silne uwolnienie energii. Jeśli bomba jest termojądrowa, to zachodzi w niej proces przekształcania lekkich pierwiastków w cięższe. Energia uwolniona w tym przypadku niesie ze sobą jeszcze silniejszą eksplozję.
Reaktor jądrowy może być również używany do celów pokojowych, ponieważ rozszczepienie może być kontrolowane. W tym celu stosuje się urządzenia pochłaniające neutrony. Procesy zachodzące w takiej instalacji są zawsze w równowadze. Parzystyw przypadku drobnych zmian parametrów system wygasza je w odpowiednim czasie i powraca do trybu pracy. W sytuacjach awaryjnych elementy są automatycznie resetowane, aby zatrzymać reakcję łańcuchową.
Pierwsze doświadczenie
Odkryte przez Einsteina i dalej badane przez fizyków jądrowych uwolnienie energii zainteresowało nie tylko naukowców, ale także wojsko. Możliwość uzyskania nowej broni, która mogłaby tworzyć potężne eksplozje z niewielkiej ilości materiału, doprowadziła do eksperymentów z pierwiastkami radioaktywnymi.
Fizycznie możliwość wybuchu o znacznym skutkach niszczących została udowodniona przez francuskiego naukowca Joliot-Curie. Odkrył reakcję łańcuchową, która stała się potężnym źródłem energii. Ponadto planował przeprowadzić eksperymenty z tlenkiem deuteru, ale w warunkach II wojny światowej było to niemożliwe we Francji, więc w przyszłości brytyjscy naukowcy zajęli się rozwojem broni atomowej.
Pierwsze urządzenie wybuchowe zostało przetestowane latem 1945 roku w Ameryce. Jak na dzisiejsze standardy bomba miała niewielką moc, ale w tamtym czasie efekt przerósł wszelkie oczekiwania. Siła eksplozji i wpływ na otoczenie były ogromne.
Wyniki
Przeprowadzono testy mające na celu określenie charakterystyki wybuchu powietrzno-jądrowego. Obecni opisali następnie, co widzieli. Zaobserwowali jasną, świetlistą kropkę w odległości kilkuset kilometrów. Potem zamienił się w ogromną kulę, słychać było bardzo głośny dźwięk i przez kilometryfala uderzeniowa przewróciła się. Balon eksplodował, pozostawiając dwunastokilometrową chmurę w kształcie grzyba. W miejscu eksplozji pozostał krater, rozciągający się na dziesiątki metrów głębokości i szerokości. Ziemia wokół niego na kilkaset metrów zamieniła się w pozbawioną życia, wgłębioną glebę.
Temperatura powietrza podczas eksplozji nuklearnej znacznie wzrosła, a sama atmosfera wydawała się gęstsza. Odczuli to nawet naoczni świadkowie, którzy byli daleko od epicentrum w schronie. Skala tego, co zobaczyli, była niesamowita, ponieważ nikt nie wyobrażał sobie, z jaką mocą się zmierzą. Stwierdzono, że testy zakończyły się sukcesem.
Szkodliwe czynniki wybuchu jądrowego w powietrzu
Wojsko natychmiast zorientowało się, że nowa broń może zadecydować o wyniku każdej wojny. Ale w tym czasie nikt nie myślał o wpływie szkodliwych czynników wybuchu jądrowego. Naukowcy zwrócili uwagę tylko na najbardziej oczywiste z nich:
- fala uderzeniowa;
- emisja światła.
W tamtym czasie nikt nie wiedział o skażeniu radioaktywnym i promieniowaniu jonizującym, chociaż później to właśnie promieniowanie przenikliwe okazało się najbardziej niebezpieczne. Jeśli więc dewastacje i zniszczenia były zlokalizowane w odległości kilkuset metrów od epicentrum wybuchu jądrowego w powietrzu, to obszar rozproszenia produktów rozpadu promieniowania rozciągał się na setki kilometrów. Osoba otrzymała pierwszą ekspozycję, która została następnie pogorszona przez opad promieniowania w pobliskich obszarach.
Ponadto naukowcy jeszcze nie wiedzieli, że pod wpływemPowietrzna fala uderzeniowa wybuchu jądrowego generuje impuls elektromagnetyczny, który może wyłączyć wszelką elektronikę w odległości setek kilometrów. Tym samym pierwsi testerzy nie mogli sobie nawet wyobrazić, jak potężna broń została stworzona i jak katastrofalne mogą być konsekwencje jej użycia.
Rodzaje wybuchów
Powietrzne eksplozje nuklearne mają miejsce na wysokości troposfery, czyli w promieniu 10 km nad powierzchnią ziemi. Ale oprócz nich istnieją inne typy, na przykład:
- Naziemne lub nadwodne prowadzone odpowiednio na powierzchni ziemi lub wody. Kula ognia, która rozszerza się z błysku i wygląda jak słońce wschodzące zza horyzontu.
- Wysokie wysokości, prowadzone w atmosferze. Jednocześnie świecąca lampa ma bardzo duże rozmiary, wisi w powietrzu i nie dotyka powierzchni ziemi ani wody.
- Pod ziemią lub pod wodą występują w grubości skorupy ziemskiej lub na głębokości. Zwykle nie ma lampy błyskowej.
- Przestrzeń. Występują one setki kilometrów od kuli ziemskiej, poza przestrzenią okołoplanetarną i towarzyszy im chmura świetlistych molekuł.
Różne typy różnią się nie tylko błyskiem, ale także innymi cechami zewnętrznymi, a także czynnikami uszkadzającymi, intensywnością wybuchu, jego skutkami i skutkami.
Testowanie naziemne
Pierwsze bomby zostały przetestowane bezpośrednio na powierzchni ziemi. To właśnie tego typu eksplozjom towarzyszy wyraźna chmura grzybowa wpowietrze i krater rozciągający się na kilkadziesiąt, a nawet setki metrów w ziemi. Wybuch naziemny wygląda najbardziej przerażająco, ponieważ chmura unosząca się nisko nad ziemią przyciąga nie tylko kurz, ale także znaczną część gleby, przez co jest prawie czarna. Cząsteczki gleby mieszają się z pierwiastkami chemicznymi, a następnie opadają na ziemię, co sprawia, że teren jest skażony radioaktywnie i zupełnie nie nadaje się do zamieszkania. W celach wojskowych może to służyć do niszczenia potężnych budynków lub obiektów, zarażania rozległych terytoriów. Destrukcyjny efekt jest najsilniejszy.
Wybuchy na powierzchni
Testy są również przeprowadzane nad powierzchnią wody. W tym przypadku chmura będzie składać się z pyłu wodnego, który zmniejsza natężenie promieniowania świetlnego, ale przenosi cząstki radioaktywne na duże odległości, w wyniku czego mogą one wypaść wraz z opadami atmosferycznymi nawet tysiąc kilometrów od miejsca badania.
Dla celów wojskowych może to być użyte do niszczenia baz morskich, portów i statków lub do skażenia wód i wybrzeży.
Wybuchy powietrza
Ten gatunek może być produkowany w dużej odległości od ziemi (w takim przypadku nazywa się to wysoką) lub w małej odległości (nisko). Im wyższa eksplozja, tym mniej podobieństwa wznoszącej się chmury do kształtu grzyba, ponieważ słup pyłu z ziemi nie dociera do niego.
Błysk w tej postaci jest bardzo jasny, więc można go zobaczyć setki kilometrów od epicentrum. Wybuchająca z niego kula ognia o temperaturze mierzonej wmilionów stopni Celsjusza, wznosi się i wysyła silne promieniowanie świetlne. Wszystkim temu towarzyszy głośny dźwięk, przypominający nieco grzmot.
Gdy kula stygnie, zamienia się w chmurę, która tworzy strumień powietrza, który zbiera kurz z powierzchni. Powstały słup może dosięgnąć chmury, jeśli nie znajduje się zbyt wysoko nad ziemią. Gdy chmura zaczyna się rozpraszać, przepływ powietrza słabnie.
W wyniku takiej eksplozji obiekty znajdujące się w powietrzu, konstrukcje i osoby w jej pobliżu mogą zostać uderzone.
Użycie bojowe
Hiroshima i Nagasaki to jedyne miasta, w których użyto broni jądrowej. Tragedia, która się tam wydarzyła, była niezrównana.
Mieszkańcy doświadczyli skutków eksplozji nuklearnej w powietrzu, zapoczątkowanej w niewielkiej odległości od powierzchni ziemi i sklasyfikowanej jako niska. W tym samym czasie infrastruktura została całkowicie zniszczona, zginęło około 200 tysięcy osób. Dwie trzecie z nich zmarło natychmiast. Ci, którzy byli w epicentrum, rozpadli się na molekuły pod wpływem monstrualnych temperatur. Emisja światła z nich pozostawiła cienie na ścianach.
Ludzie, którzy byli dalej od epicentrum, zginęli od fali uderzeniowej i promieniowania gamma w wyniku wybuchu jądrowego. Niektórzy z ocalałych otrzymali śmiertelną dawkę promieniowania, ale lekarze nie wiedzieli jeszcze o chorobie popromiennej, więc nikt nie rozumiał, dlaczego po wyimaginowanych oznakach powrotu do zdrowia stan pacjentów uległ pogorszeniu. Lekarze to rozważyliczerwonka, ale w ciągu 3-8 tygodni umierali pacjenci, u których wystąpiły silne wymioty. Dziwna choroba ocalałych z bombardowań atomowych Hiroszimy i Nagasaki była impulsem do rozpoczęcia badań w dziedzinie medycyny nuklearnej.
Wybuchy na dużych wysokościach
Po zbombardowaniu japońskich miast broń jądrowa nie była używana do celów bojowych, ale badania nad jej możliwościami kontynuowano w różnych miejscach. Ćwiczenia atmosferyczne pozwoliły zrozumieć, co się dzieje, gdy eksplozja następuje na wysokości. Okazało się, że gdy centrum znajduje się 10 km od powierzchni ziemi, powstaje stosunkowo niewielka fala wybuchu jądrowego, ale jednocześnie wzrasta promieniowanie światła i promieniowania. Im wyższy był wybuch, tym silniejszy wzrost jonizacji, czemu towarzyszy awaria sprzętu radiowego.
Z powierzchni wszystko wygląda jak wielki jasny błysk, po którym następuje chmura parujących cząsteczek wodoru, węgla i azotu. Strumień powietrza nie dociera do ziemi, więc nie ma słupa kurzu. Ponadto praktycznie nie ma skażenia terytorium, ponieważ masy powietrza poruszają się słabo na dużych wysokościach, więc celem takiej eksplozji nuklearnej może być zniszczenie samolotów, pocisków lub satelitów.
Testy podziemne
Niedawno doszło do porozumienia między krajami regulującymi testy nuklearne i wymagające, aby były one przeprowadzane tylko pod ziemią, co minimalizuje zanieczyszczenie i obszary nienadające się do zamieszkania wokół miejsc testowych.
Testy podziemne są uważane za najmniej niebezpieczne, ponieważ akcjawszystkie szkodliwe czynniki składają się na rasę. Jednocześnie nie można zobaczyć świetlistych błysków ani chmury grzyba, pozostaje z niej tylko kolumna kurzu. Ale fala uderzeniowa prowadzi do trzęsienia ziemi i zawalenia się gleby. Zwykle służy do celów pokojowych, do rozwiązywania krajowych problemów gospodarczych. Na przykład w ten sposób możesz niszczyć pasma górskie lub tworzyć sztuczne zbiorniki.
Testy podwodne
Wybuchy pod wodą mają bardziej tragiczne konsekwencje. Najpierw pojawia się kolumna rozpylonej cieczy, unosząca się w chmurę radioaktywnej mgły. Jednocześnie na powierzchni wody tworzą się metrowe fale, niszcząc statki i konstrukcje podwodne. Następnie sąsiednie terytoria są skażone z powodu rozpraszającej się chmury lejącej radioaktywny deszcz.
Środki ochronne
Wybuch nuklearny zabija wszystko na swojej drodze i niszczy wszystkie materialne obiekty. Ludzie złapani w jego epicentrum nie mają możliwości ucieczki, natychmiast palą się doszczętnie. Schron przeciwbombowy jest absolutnie bezużyteczny, ponieważ zostanie natychmiast zniszczony.
Tylko ci, którzy są wystarczająco daleko od eksplozji, mogą uciec. W odległości ponad 1-3 km od epicentrum można uniknąć uderzenia fali uderzeniowej, ale w tym celu konieczne jest szybkie znalezienie niezawodnego schronienia, gdy tylko pojawi się jasny błysk. Osoba ma na to od 2 do 8 sekund, w zależności od odległości. W schronie nie dojdzie do bezpośredniego uderzenia promieniowania gamma, ale nadal istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo skażenia radioaktywnego. Możesz zmniejszyć ryzyko choroby popromiennej, stosując środki ochrony osobistej i unikając kontaktu zwszelkie przedmioty na terytorium.
Broń jądrowa to jeden z najstraszniejszych wynalazków ludzkości. Wykorzystywany do celów pokojowych może przynieść wielkie korzyści, ale jego militarne zastosowanie stanowi ogromne zagrożenie dla życia na ziemi. Rozpoczętej reakcji łańcuchowej nie można zatrzymać, dlatego istnieje traktat o rozbrojeniu jądrowym, mający na celu ochronę planety przed katastrofą.
