Откритието на Алберт Айнщайн за способността на веществата да отделят големи количества енергия на атомно ниво бележи началото на ядрената физика. През 30-те години на миналия век изследователите симулираха въздушна ядрена експлозия в лабораторията, но натрупаният опит застраши мирния живот на Земята.
Принцип на действие
За въздушна ядрена експлозия трябва да създадете определени условия, които да провокират детонация. Обикновено като детонатори се използват TNT или RDX, под въздействието на които радиоактивно вещество (обикновено уран или плутоний) се компресира до критична маса в рамките на 10 секунди и след това се получава мощно освобождаване на енергия. Ако бомбата е термоядрена, тогава в нея протича процесът на трансформация на леките елементи в по-тежки. Освободената в този случай енергия носи със себе си още по-мощна експлозия.
Ядреният реактор може да се използва и за мирни цели, тъй като деленето може да се контролира. За това се използват устройства, които абсорбират неутрони. Процесите, протичащи в такава инсталация, винаги са в равновесие. Дориако има незначителни промени в параметрите, системата ги гаси навреме и се връща в работен режим. В извънредни ситуации елементите се нулират автоматично, за да спрат верижната реакция.
Първо преживяване
Открито от Айнщайн и допълнително проучено от ядрени физици, освобождаването на енергия интересува не само учените, но и военните. Възможността за получаване на нови оръжия, които биха могли да създадат мощни експлозии от малко количество материал, доведе до експерименти с радиоактивни елементи.
Физически възможността за експлозия със значителен увреждащ ефект е доказана от френския учен Жолио-Кюри. Той открива верижна реакция, която се превръща в мощен източник на енергия. Освен това той планира да проведе експерименти с деутериев оксид, но в условията на Втората световна война това беше невъзможно да се направи във Франция, така че в бъдеще британските учени се заеха с разработването на атомни оръжия.
Първото взривно устройство е изпробвано през лятото на 1945 г. в Америка. По днешните стандарти бомбата имаше малка мощност, но по това време полученият ефект надмина всички очаквания. Силата на експлозията и въздействието върху околността бяха огромни.
Резултати
Проведени са тестове за определяне на характеристиките на въздушно-ядрена експлозия. Впоследствие присъстващите описаха видяното. Те наблюдаваха ярка светеща точка на разстояние от няколкостотин километра. После се превърна в огромна топка, чу се много силен звук и то на километриударна вълна се преобърна. Балонът избухна, оставяйки след себе си дванадесеткилометров облак с формата на гъба. На мястото на експлозията остава кратер, който се простира на десетки метри в дълбочина и ширина. Земята около него в продължение на няколкостотин метра се превърна в безжизнена, издълбана пръст.
Температурата на въздуха по време на ядрената експлозия се повиши значително, а самата атмосфера сякаш стана по-плътна. Това усетиха дори очевидци, които бяха далеч от епицентъра в заслона. Мащабът на това, което видяха, беше удивителен, защото никой не си представяше с каква сила ще се сблъскат. Беше заключено, че тестовете са били успешни.
Увреждащите фактори на въздушна ядрена експлозия
Войните веднага осъзнаха, че ново оръжие може да реши изхода на всяка война. Но по това време никой не мислеше за въздействието на увреждащите фактори на ядрена експлозия. Учените обърнаха внимание само на най-очевидните от тях:
- ударна вълна;
- светлинно излъчване.
По това време никой не знаеше за радиоактивно замърсяване и йонизиращи лъчения, въпреки че по-късно проникващата радиация се оказа най-опасната. Така че, ако опустошенията и разрушенията бяха локализирани на разстояние няколкостотин метра от епицентъра на въздушна ядрена експлозия, тогава зоната на разпръскване на продукти на радиационен разпад се простира на стотици километри. Човек получи първото облъчване, което впоследствие се влоши от радиационните отлагания в близките райони.
Освен това учените все още не са знаели това под влияниеВъздушната ударна вълна на ядрена експлозия генерира електромагнитен импулс, който може да деактивира цялата електроника на разстояние от стотици километри. Така първите изпитатели дори не можеха да си представят колко мощно е създадено оръжието и колко катастрофални могат да бъдат последствията от използването му.
Видове експлозии
Въздушните ядрени експлозии се извършват на височината на тропосферата, тоест в рамките на 10 км над земната повърхност. Но освен тях има и други видове, например:
- Наземно или надводно, провеждано съответно на повърхността на земята или водата. Огнено кълбо, което се разширява от светкавица, докато изглежда като слънцето изгрява зад хоризонта.
- На голяма надморска височина, проведено в атмосферата. В същото време светкавицата има много голям размер, тя виси във въздуха и не докосва земята или водните повърхности.
- Подземни или подводни се срещат в дебелината на земната кора или на дълбочина. Обикновено няма светкавица.
- Пространство. Те се случват на стотици километри от земното кълбо, извън околопланетното пространство и са придружени от облак от светещи молекули.
Различните видове се различават не само по светкавица, но и по други външни характеристики, както и по увреждащи фактори, интензивността на експлозията, нейните резултати и последствия.
Наземно тестване
Първите бомби бяха тествани директно на повърхността на земята. Именно тези видове експлозии са придружени от ясно изразен гъбен облаквъздух и кратер, простиращ се на няколко десетки или дори стотици метра в почвата. Наземната експлозия изглежда най-страшна, тъй като облак, витащ ниско над земята, привлича не само прах, но и значителна част от почвата, което я прави почти черна. Частиците на почвата се смесват с химически елементи и след това падат на земята, което прави района радиоактивно замърсен и напълно необитаем. За военни цели това може да се използва за унищожаване на мощни сгради или предмети, заразяване на огромни територии. Разрушителният ефект е най-мощният.
Повърхностни експлозии
Тестовете се извършват и над повърхността на водната повърхност. В този случай облакът ще се състои от воден прах, който намалява интензивността на светлинното излъчване, но пренася радиоактивни частици на големи разстояния, в резултат на което те могат да падат заедно с валежи на хиляда километра от тестовата площадка.
За военни цели това може да се използва за унищожаване на военноморски бази, пристанища и кораби или за замърсяване на води и брегове.
Въздушни експлозии
Този вид може да бъде произведен на голямо разстояние от земята (в този случай се нарича високо) или на малко разстояние (ниско). Колкото по-висока е експлозията, толкова по-малко прилики има издигащият се облак с формата на гъба, тъй като стълбът прах от земята не достига до него.
Flash в тази форма е много ярка, така че може да се види на стотици километри от епицентъра. Огнено кълбо, избухващо от него с измерена температурамилиони градуса по Целзий, се издига нагоре и излъчва мощна светлинна радиация. Всичко това е придружено от силен звук, смътно напомнящ гръм.
Когато топката се охлади, тя се трансформира в облак, който създава въздушен поток, който вдига прах от повърхността. Полученият стълб може да достигне облака, ако не е много високо над земята. Когато облакът започне да се разсейва, въздушният поток отслабва.
В резултат на такава експлозия могат да бъдат ударени обекти във въздуха, структури и хора в близост.
Бойно използване
Хирошима и Нагасаки са единствените градове, срещу които са използвани ядрени оръжия. Трагедията, която се случи там, беше несравнима.
Жителите изпитаха ефекта от въздушна ядрена експлозия, инициирана на кратко разстояние от повърхността на земята и класифицирана като ниска. В същото време инфраструктурата беше напълно разрушена, около 200 хиляди души загинаха. Две трети от тях умряха мигновено. Тези, които бяха в епицентъра, се разпаднаха на молекули от чудовищните температури. Светлинното излъчване от тях остави сенки по стените.
Хора, които са били по-далеч от епицентъра, загиват от ударната вълна и гама-лъчението на ядрена експлозия. Някои от оцелелите получиха смъртоносна доза радиация, но лекарите все още не знаеха за лъчева болест, така че никой не разбра защо след въображаеми признаци на възстановяване състоянието на пациентите се влошава. Лекарите го обмислихадизентерия, но в рамките на 3-8 седмици пациентите, получили тежко повръщане, умират. Странната болест на оцелелите от атомните бомбардировки на Хирошима и Нагасаки беше тласък за началото на изследвания в областта на ядрената медицина.
Експлозии на голяма надморска височина
След бомбардировките на японски градове ядрените оръжия не се използват за бойни цели, но изследванията на техните способности продължават на различни места. Атмосферните упражнения позволиха да се разбере какво се случва, когато експлозия се случи на височина. Оказа се, че когато центърът е разположен на 10 км от земната повърхност, възниква сравнително малка вълна от ядрен взрив, но едновременно с това се увеличават светлинната и радиационната радиация. Колкото по-висока е експлозията, толкова по-силна се увеличава йонизацията, което е придружено от повреда на радиооборудването.
От повърхността всичко изглежда като голяма ярка светкавица, последвана от облак от изпаряващи се молекули водород, въглерод и азот. Въздушният поток не достига до земята, така че няма прахов стълб. Освен това практически няма замърсяване на територията, тъй като въздушните маси се движат слабо на голяма надморска височина, така че целта на такава ядрена експлозия може да бъде да унищожи самолети, ракети или спътници.
Подземни тестове
Наскоро имаше споразумение между страните, които регулират ядрените опити и изискват те да се извършват само под земята, което минимизира замърсяването и необитаемите райони, образувани около тестовите площадки.
Подземните тестове се считат за най-малко опасните след действиетовсички увреждащи фактори са причина за породата. В същото време е невъзможно да се видят светещи светкавици или гъбен облак, от него остава само стълб от прах. Но ударната вълна води до земетресение и срутване на почвата. Обикновено се използва за мирни цели, за решаване на национални икономически проблеми. Например, по този начин можете да разрушите планински вериги или да образувате изкуствени резервоари.
Подводно тестване
Експлозиите под вода имат по-тежки последици. Първо се появява колона от пръски, издигаща се до облак радиоактивна мъгла. В същото време на повърхността на водата се образуват метрови вълни, които разрушават кораби и подводни конструкции. Тогава прилежащите територии са замърсени поради разпръскващ се облак, изливащ радиоактивен дъжд.
Защитни мерки
Ядрена експлозия убива всичко по пътя си и унищожава всички материални обекти. Хората, хванати в епицентъра му, нямат как да избягат, те мигновено изгарят до основи. Бомбоубежището е абсолютно безполезно, тъй като ще бъде унищожено незабавно.
Само тези, които са достатъчно далеч от експлозията, могат да избягат. На разстояние повече от 1-3 км от епицентъра е възможно да се избегне въздействието на ударната вълна, но за това е необходимо бързо да се намери надежден подслон, веднага щом се появи ярка светкавица. Човек разполага с от 2 до 8 секунди, за да направи това, в зависимост от разстоянието. В убежището няма да има пряк удар на гама лъчение, но все още има много голяма вероятност от радиоактивно замърсяване. Можете да намалите риска от лъчева болест, като използвате лични предпазни средства и избягвате контакт свсякакви артикули на територията.
Ядрените оръжия са едно от най-ужасните изобретения на човечеството. Използван за мирни цели, той може да бъде от голяма полза, но военното му използване е ужасна заплаха за живота на земята. Верижната реакция, която започна, не може да бъде спряна, така че има договор за ядрено разоръжаване, предназначен да защити планетата от катастрофа.
