Тот, кто изобрёл атомную бомбу, даже не представлял себе, к каким трагическим последствиям может привести это чудо-изобретение XX столетия. Перед тем как это супероружие испытали на себе жители японских городов Хиросима и Нагасаки, был проделан очень долгий путь.

Начало положено

В апреле 1903 года в Парижском саду Франции Поля Ланжевена собрались его друзья. Поводом стала защита диссертации молодой и талантливой учёной Марии Кюри. Среди именитых гостей присутствовал знаменитый английский физик сэр Эрнест Резерфорд. В самый разгар веселья был потушен свет. объявила всем, что сейчас будет сюрприз. С торжественным видом Пьер Кюри внёс небольшую трубочку с солями радия, которая светила зелёным светом, вызывая необычайный восторг у присутствующих. В дальнейшем гости жарко рассуждали об будущем этого явления. Все сходились во мнении, что благодаря радию решится острая проблема нехватки энергии. Это всех вдохновляло на новые исследования и дальнейшие перспективы. Если бы тогда им сказали, что лабораторные работы с радиоактивными элементами положат начало страшному оружию XX века, неизвестно, какова бы была их реакция. Именно тогда началась история атомной бомбы, унесшей жизни сотни тысяч японских мирных жителей.

Игра на опережение

17 декабря 1938 года немецким учёным Отто Ганном было получено неопровержимое доказательство распада урана на более мелкие элементарные частицы. По сути, ему удалось расщепить атом. В научном мире это расценивалось как новая веха в истории человечества. Отто Ганн не разделял политические взгляды третьего Рейха. Поэтому в том же, 1938 году, учёный был вынужден переехать в Стокгольм, где совместно с Фридрихом Штрассманом продолжил свои научные изыскания. Опасаясь, что фашистская Германия первой получит страшное оружие, он пишет письмо с предупреждением об этом. Известие о возможном опережении сильно встревожило правительство США. Американцы стали действовать быстро и решительно.

Кто создал атомную бомбу? Американский проект

Ещё до группе многие из которых были беженцами от немецко-фашистского режима в Европе, была поручена разработка ядерного оружия. Первоначальные исследования, стоит заметить, проводились в нацистской Германии. В 1940 году правительство Соединённых Штатов Америки начало финансирование собственной программы по развитию атомного оружия. Для осуществления проекта была выделена невероятная по тем временам сумма в два с половиной миллиарда долларов. К осуществлению этого секретного проекта были приглашены выдающиеся физики XX века, среди которых было более десяти Нобелевских лауреатов. Всего же было задействовано около 130 тысяч сотрудников, среди которых были не только военные, но и гражданские лица. Коллектив разработчиков возглавил полковник Лесли Ричард Гровс, научным руководителем стал Роберт Оппенгеймер. Именно он - тот человек, кто изобрёл атомную бомбу. В районе Манхэттена был построен специальный секретный инженерный корпус, который известен нам под кодовым названием «Манхэттенский проект». В течение последующих нескольких лет учёные секретного проекта работали над проблемой ядерного расщепления урана и плутония.

Немирный атом Игоря Курчатова

Сегодня каждый школьник сможет ответить на вопрос о том, кто изобрёл атомную бомбу в Советском Союзе. А тогда, в начале 30-х годов прошлого столетия, этого не знал никто.

В 1932 году академик Игорь Васильевич Курчатов одним из первых в мире начинает изучение атомного ядра. Собрав вокруг себя единомышленников, Игорь Васильевич в 1937 году создаёт первый в Европе циклотрон. В этом же году он со своими единомышленниками создаёт и первые искусственные ядра.

В 1939 году И. В. Курчатов начинает изучение нового направления - ядерной физики. После нескольких лабораторных успехов в изучении этого явления учёный получает в своё распоряжение засекреченный исследовательский центр, который был назван "Лаборатория № 2". В наши дни этот засекреченный объект называется "Арзамас-16".

Целевым направлением этого центра было серьёзное исследование и создание ядерного оружия. Теперь становится очевидным, кто создал атомную бомбу в Советском Союзе. В его команде тогда было всего лишь десять человек.

Атомной бомбе быть

Уже к концу 1945 года Игорю Васильевичу Курчатову удаётся собрать серьёзную команду учёных численностью более ста человек. Лучшие умы разных научных специализаций приехали в лабораторию со всех концов страны для создания атомного оружия. После сбрасывания американцами атомной бомбы на Хиросиму советские учёные понимали, что это можно сделать и с Советским Союзом. "Лаборатория № 2" получает от руководства страны резкое увеличение финансирования и большой приток квалифицированных кадров. Ответственным за столь важный проект назначается Лаврентий Павлович Берия. Огромные труды советских учёных дали свои плоды.

Семипалатинский полигон

Атомная бомба в СССР впервые была испытана на полигоне в Семипалатинске (Казахстан). 29 августа 1949 года ядерное устройство мощностью 22 килотонны сотрясло казахскую землю. Нобелевский лауреат, физик Отто Ханц, сказал: «Это хорошие вести. Если Россия будет иметь атомное оружие, тогда не будет войны». Именно эта атомная бомба в СССР, зашифрованная как изделие № 501, или РДС-1, ликвидировала монополию США на ядерное оружие.

Атомная бомба. Год 1945-й

Ранним утром 16 июля «Манхэттенский проект» провел свое первое успешное испытание атомного устройства - плутониевой бомбы - на полигоне Аламогордо штат Нью-Мексико США.

Деньги, вложенные в проект, были потрачены не зря. Первый в истории человечества был произведён в 5 часов 30 минут утра.

«Мы проделали работу дьявола»,- скажет позднее - тот, кто изобрёл атомную бомбу в США, названный впоследствии «отцом атомной бомбы».

Япония не капитулирует

К моменту окончательного и успешного тестирования атомной бомбы советские войска и союзники окончательно разгромили фашистскую Германию. Однако оставалось одно государство, которое пообещало бороться до конца за господство в Тихом океане. С середины апреля по середину июля 1945 года японская армия неоднократно осуществляла авиационные удары по союзническим войскам, тем самым нанося большие потери армии США. В конце июля 1945 года милитаристское правительство Японии отклонило требование союзников о капитуляции согласно Потсдамской декларации. В ней, в частности, говорилось, что в случае неповиновения японскую армию ждёт быстрое и полное уничтожение.

Президент соглашается

Американское правительство сдержало своё слово и начало целенаправленную бомбардировку японских военных позиций. Авиационные удары не приносили желаемого результата, и президент США Гарри Трумэн принимает решение о вторжении американских войск на территорию Японии. Однако военное командование отговаривает своего президента от такого решения, мотивируя это тем, что вторжение американцев повлечёт за собой большое количество жертв.

По предложению Генри Льюиса Стимсона и Дуайта Дэвида Эйзенхауэра было решено применить более эффективный способ окончания войны. Большой сторонник атомной бомбы, секретарь президента США Джеймс Фрэнсис Бирнс, считал, что бомбардировка японских территорий окончательно прекратит войну и поставит США в доминирующее положение, что положительно скажется в дальнейшем ходе событий послевоенного мира. Таким образом, президента США Гарри Трумэна убедили, что это единственно правильный вариант.

Атомная бомба. Хиросима

В качестве первой мишени был выбран небольшой японский город Хиросима с населением чуть более 350 тысяч человек, находящийся в пятистах милях от столицы Японии Токио. После прибытия на военно-морскую базу США на острове Тиниан модифицированного бомбардировщика В-29 «Энола Гей», на борт самолёта была установлена атомная бомба. Хиросима должна была испытать на себе действие 9 тысяч фунтов урана-235.

Это невиданное до сих пор оружие было предназначено для мирных жителей маленького японского городка. Командиром бомбардировщика был полковник Пол Уорфилд Тиббетс-младший. Атомная бомба США носила циничное название «Малыш». Утром 6 августа 1945 года, примерно в 8 часов 15 минут, американский «Малыш» был сброшен на японскую Хиросиму. Около 15 тысяч тонн тротила уничтожило всё живое в радиусе пяти квадратных миль. Сто сорок тысяч жителей города погибли в считанные секунды. Оставшиеся в живых японцы умирали мучительной смертью от лучевой болезни.

Их уничтожил американский атомный «Малыш». Однако опустошение Хиросимы не вызвало немедленной капитуляции Японии, как этого все ожидали. Тогда было принято решение о ещё одной бомбардировке японской территории.

Нагасаки. Небо в огне

Американская атомная бомба «Толстяк» была установлена на борт самолёта В-29 9 августа 1945 года всё там же, на военно-морской базе США в Тиниане. На этот раз командиром воздушного судна был майор Чарльз Суини. Первоначально стратегической мишенью был город Кокура.

Однако погодные условия не позволили осуществить задуманное, мешала большая облачность. Чарльз Суини зашёл на второй круг. В 11 часов 02 минуты американский атомный «Толстяк» поглотил Нагасаки. Это был более мощный разрушающий авиационный удар, который по своей силе, в несколько раз превышал бомбардировку в Хиросиме. Нагасаки испытал на себе атомное оружие весом около 10 тысяч фунтов и 22 килотонны тротила.

Географическое расположение японского города уменьшило ожидаемый эффект. Всё дело в том, что город находится в узкой долине между гор. Поэтому разрушения в 2,6 квадратные мили не раскрыли весь возможный потенциал американского оружия. Испытание атомной бомбы в Нагасаки считается неудавшимся «Манхэттенским проектом».

Япония сдалась

В полдень 15 августа 1945 года император Хирохито объявил о капитуляции своей страны в радиообращении к жителям Японии. Эта новость быстро разлетелась по миру. В Соединённых Штатах Америки начались торжества по случаю победы над Японией. Народ ликовал.

2 сентября 1945 года на борту американского линкора «Миссури», стоящего на якоре в Токийском заливе, было подписано официальное соглашение о прекращении войны. Таким образом закончилась самая жестокая и кровопролитная война в истории человечества.

Долгих шесть лет мировое сообщество шло к этой знаменательной дате - с 1 сентября 1939 года, когда прозвучали первые выстрелы нацистской Германии на территории Польши.

Мирный атом

Всего в Советском Союзе было проведено 124 ядерных взрыва. Характерным является то, что все они были осуществлены на благо народного хозяйства. Только лишь три из них были авариями, повлекших за собой утечку радиоактивных элементов. Программы по применению мирного атома реализовывались только лишь в двух странах - США и Советском Союзе. Атомная мирная энергетика знает и пример глобальнейшей катастрофы, когда года на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв реактора.

ядерное оружие, ядерное оружие россии
Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие ) - совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления. Относится к оружию массового поражения наряду с биологическим и химическим оружием. Ядерный боеприпас - оружие взрывного действия, основанное на использовании ядерной энергии, высвобождающейся в результате лавинообразно протекающих цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер и/или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер.

• 1 Принцип действия
• 2 Виды ядерных взрывов
• 3 Поражающие факторы
• 4 Классификация ядерных боеприпасов
• 5 Варианты детонации ядерных боеприпасов
  • 5.1 Пушечная схема
  • 5.2 Имплозивная схема
  • 5.3 Конструкция типа «Swan»
  • 5.4 Термоядерные боеприпасы
• 6 Средства доставки ядерных боеприпасов
• 7 История ядерного оружия
  • 7.1 Путь к созданию атомной бомбы
  • 7.2 Послевоенное совершенствование ядерного оружия
• 8 Ядерный клуб
• 9 Запасы ядерного оружия в мире
• 10 Ядерное разоружение
  • 10.1 Принцип нераспространения
  • 10.2 Договор о запрещении ядерных испытаний
  • 10.3 Российско-американские договоры
• 11 См. также
• 12 Примечания
• 13 Литература
• 14 Ссылки

Принцип действия

В основу ядерного оружия положены неуправляемая цепная реакция деления тяжёлых ядер и реакции термоядерного синтеза.

Для осуществления цепной реакции деления используются либо уран-235, либо плутоний-239, либо, в отдельных случаях, уран-233. Уран в природе встречается в виде двух основных изотопов - уран-235 (0,72 % природного урана) и уран-238 - всё остальное (99,2745 %). Обычно встречается также примесь из урана-234 (0,0055 %), образованная распадом урана-238. Однако, в качестве делящегося вещества можно использовать только уран-235. уране-238 самостоятельное развитие цепной ядерной реакции невозможно (поэтому он и распространен в природе). Для обеспечения «работоспособности» ядерной бомбы содержание урана-235 должно быть не ниже 80 %. Поэтому при производстве ядерного топлива для повышения доли урана-235 и применяют сложный и крайне затратный процесс обогащения урана. США степень обогащенности оружейного урана (доля изотопа 235) превышает 93 % и иногда доводится до 97,5 %.

Альтернативой процессу обогащения урана служит создание «плутониевой бомбы» на основе изотопа плутоний-239, который для увеличения стабильности физических свойств и улучшения сжимаемости заряда обычно легируется небольшим количеством галлия. Плутоний вырабатывается в ядерных реакторах в процессе длительного облучения урана-238 нейтронами. Аналогично уран-233 получается при облучении нейтронами тория. США ядерные боеприпасы снаряжаются сплавом 25 или Oraloy, название которого происходит от Oak Ridge (завод по обогащению урана) и alloy (сплав). состав этого сплава входит 25 % урана-235 и 75 % плутония-239.

Виды ядерных взрывов

Ядерные взрывы могут быть следующих видов:

• высотный и воздушный взрывы (в воздухе и в космосе)
• наземный взрыв (у самой земли)
• подземный взрыв (под поверхностью земли)
• надводный (у поверхности воды)
• подводный (под водой)

Поражающие факторы

Оружие массового поражения
По типу
Ядерное Биологическое Химическое
Гипотетические Радиологическое Климатическое Геофизическое
По странам
Австралия Албания Алжир Аргентина Болгария Бразилия Великобритания Германия Египет Израиль Индия Ирак Иран Канада Казахстан Китай КНДР Мексика Мьянма Нидерланды Норвегия Пакистан Россия Румыния Саудовская Аравия Сирия СССР США Тайвань Франция Швеция ЮАР Япония
Шаблон: Просмотр Обсуждение Править

Основная статья: Поражающие факторы ядерного взрыва

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

• ударная волна
• световое излучение
• проникающая радиация
• радиоактивное заражение
• электромагнитный импульс (ЭМИ)

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений. Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.

Классификация ядерных боеприпасов

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории:

• «Атомные» - однофазные или одноступенчатые взрывные устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции деления тяжёлых ядер (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

• Термоядерное оружие (также «водородные») - двухфазные или двухступенчатые взрывные устройства, в которых последовательно развиваются два физических процесса, локализованных в различных областях пространства: на первой стадии основным источником энергии является реакция деления тяжёлых ядер, а на второй реакции деления и термоядерного синтеза используются в различных пропорциях, в зависимости от типа и настройки боеприпаса.

Реакция термоядерного синтеза, как правило, развивается внутри делящейся сборки и служит мощным источником дополнительных нейтронов. Только ранние ядерные устройства в 40-х годах XX в., немногочисленные бомбы пушечной сборки в 1950-х, некоторые ядерные артиллерийские снаряды, а также изделия ядерно-технологически слаборазвитых государств (ЮАР, Пакистан, КНДР) не используют термоядерный синтез в качестве усилителя мощности ядерного взрыва. Вопреки устойчивому стереотипу, в термоядерных (то есть двухфазных) боеприпасах бо́льшая часть энергии (до 85 %) выделяется за счёт деления ядер урана-235/плутония-239 и/или урана-238. Вторая ступень любого такого устройства может быть оснащена тампером из урана-238, который эффективно делится от быстрых нейтронов реакции синтеза. Так достигается многократное увеличение мощности взрыва и чудовищный рост количества радиоактивных осадков. С лёгкой руки Р. Юнга, автора знаменитой книги «Ярче тысячи солнц», написанной в 1958 году по «горячим следам» Манхэттенского проекта, такого рода «грязные» боеприпасы принято называть FFF (fusion-fission-fusion) или трёхфазными. Однако этот термин не является вполне корректным. Почти все «FFF» относится к двухфазным и отличаются только материалом тампера, который в «чистом» боеприпасе может быть выполнен из свинца, вольфрама и т. д. Исключением являются устройства типа «Слойки» Сахарова, которые следует отнести к однофазным, хотя они имеют слоистую структуру взрывчатого вещества (ядро из плутония - слой дейтерида лития-6 - слой урана 238). США такое устройство получило название Alarm Clock (Часы с будильником). Схема последовательного чередования реакций деления и синтеза реализована в двухфазных боеприпасах, в которых можно насчитать до 6 слоев при весьма «умеренной» мощности. Примером служит относительно современная боеголовка W88, в которой первая секция (primary) содержит два слоя, вторая секция (secondary) имеет три слоя, и ещё одним слоем является общая для двух секций оболочка из урана-238 (см. рисунок).

• Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие - двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50-75 % энергии получается за счёт термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход нейтронов при взрывах однофазных ядерных взрывных устройств сравнимой мощности. За счёт этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30 % от общего энерговыхода), что может быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы. Следует отметить мифический характер представлений о том, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте - количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества химического взрывчатого вещества.

Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:

• сверхмалые (менее 1 кт);
• малые (1 - 10 кт);
• средние (10 - 100 кт);
• крупные (большой мощности) (100 кт - 1 Мт);
• сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

Варианты детонации ядерных боеприпасов

Существуют две основные схемы подрыва делящегося заряда: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная.

Пушечная схема

Верхний блок показывает принцип работы пушечной схемы . Второй и третий показывают возможность преждевременного развития цепной реакции до полного соединения блоков.

«Пушечная схема» использовалась в некоторых моделях ядерного оружия первого поколения. Суть пушечной схемы заключается в выстреливании зарядом пороха одного блока делящегося материала докритической массы («пуля») в другой - неподвижный («мишень»). Блоки рассчитаны так, что при соединении их общая масса становится надкритической.

Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет на два порядка более высокий нейтронный фон, что резко повышает вероятность преждевременного развития цепной реакции до соединения блоков. Это приводит к неполному выходу энергии (т. н. «шипучка», англ. fizzle). Для реализации пушечной схемы в плутониевых боеприпасах требуется увеличение скорости соединения частей заряда до технически недостижимого уровня. Кроме того, уран лучше, чем плутоний, выдерживает механические перегрузки.

Схема внутреннего устройства боеприпаса L-11 «Little Boy»

Классическим примером такой схемы является бомба «Малыш» («Little Boy»), сброшенная на Хиросиму 6 августа 1945 г. Уран для её производства был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо). бомбе «Little Boy» для этой цели использовался укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см, при этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигалась цилиндрическая «пуля» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такая «интуитивно непонятная» конструкция была выбрана для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя («тампера»). результате риск преждевременного начала цепной реакции деления с неполным энерговыделением снижался до нескольких процентов.

Позднее на базе этой схемы американцы изготовили 240 артиллерийских снарядов в трёх производственных сериях. Снаряды эти выстреливались из обычной пушки. К концу 60-х все эти заряды были уничтожены, из-за большой вероятности ядерного самоподрыва.

Имплозивная схема

Эта схема детонации подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом химической взрывчатки. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы, и подрыв производится одновременно во многих точках с прецизионной точностью. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Формирование сходящейся ударной волны обеспечивалось использованием взрывных линз из «быстрой» и «медленной» взрывчаток - ТАТВ (Триаминотринитробензол) и баратола (смесь тринитротолуола с нитратом бария), и некоторыми добавками) (см. анимацию).

Принцип действия имплозивной схемы подрыва - по периметру делящегося вещества взрываются заряды конвенционального ВВ, которые создают взрывную волну, «сжимающую» вещество в центре и инициирующую цепную реакцию.

По такой схеме был исполнен и первый ядерный заряд (ядерное устройство «Gadget» (англ. gadget - приспособление), взорванный на башне в испытательных целях в ходе испытаний с выразительным названием «Trinity» («Троица») 16 июля 1945 года на полигоне неподалеку от местечка Аламогордо в штате Нью-Мексико), и вторая из примененных в военных целях атомных бомб - «Толстяк» («Fat Man»), сброшенная на Нагасаки 9 августа 1945 года. Фактически, «Gadget» был лишенным внешней оболочки прототипом бомбы «Толстяк». этой первой атомной бомбе в качестве нейтронного инициатора был использован так называемый «ёжик» (англ. urchin). (Технические подробности см. в статье «Толстяк».) Впоследствии эта схема была признана малоэффективной, и неуправляемый тип нейтронного инициирования почти не применялся в дальнейшем.

В ядерных зарядах на основе реакции деления в центре полой сборки обычно размещается небольшое количество термоядерного топлива (дейтерий и тритий), которое нагревается и сжимается в процессе деления сборки до такого состояния, что в нём начинается термоядерная реакция синтеза. Эту газовую смесь необходимо непрерывно обновлять, чтобы скомпенсировать непрерывно идущий самопроизвольный распад ядер трития. Выделяющиеся при этом дополнительные нейтроны инициируют новые цепные реакции в сборке и возмещают убыль нейтронов, покидающих активную зону, что приводит к многократному росту энергетического выхода от взрыва и более эффективному использованию делящегося вещества. Варьируя содержание газовой смеси в заряде получают боеприпасы с регулируемой в широких пределах мощностью взрыва.

Конструкция типа «Swan»

Воспроизвести медиафайл Форма сборки ЯО

Следует отметить, что описанная схема сферической имплозии является архаичной и с середины 1950-х годов почти не применяется. Принцип действия конструкции типа «Swan» (англ. swan - лебедь), основан на использовании делящейся сборки особой формы, которая в процессе инициированной в одной точке одним взрывателем имплозии, сжимается в продольном направлении и превращается в надкритическую сферу. Сама оболочка состоит из нескольких слоёв взрывчатого вещества с разной скоростью детонации, которую изготавливают на основе сплава гексогена и пластика в нужной пропорции и наполнителя - пенополистирола, так что между ним и находящейся внутри ядерной сборкой остается заполненное пенополистиролом пространство. Это пространство вносит нужную задержку за счёт того, что скорость детонации взрывчатки превышает скорость движения ударной волны в пенополистироле. Форма заряда сильно зависит от скоростей детонации слоёв оболочки и скоростью распространения взрывной волны в полистироле, которая в данных условиях гиперзвуковая. Ударная волна от внешнего слоя взрывчатки достигает внутреннего сферического слоя единовременно по всей поверхности. Существенно более лёгкий тампер выполняется не из урана-238, а из хорошо отражающего нейтроны бериллия. Можно предположить, что необычное название данной конструкции - «Лебедь» (первое испытание - Inca в 1956 г.) было подсказано формой шеи лебедя. Таким образом оказалось возможным отказаться от сферической имплозии и, тем самым, решить крайне сложную проблему субмикросекундной синхронизации взрывателей на сферической сборке и таким образом упростить и уменьшить диаметр имплозивного ядерного боеприпаса с 2 м у бомбы «Толстяк» до 30 см и менее. На случай случайного срабатывания детонатора существует несколько превентивных мер предотвращающих равномерное обжатие сборки и её разрушение без ядерного взрыва.

Термоядерные боеприпасы

Основная статья: Термоядерное оружие

Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципе деления тяжёлых элементов, ограничивается десятками килотонн. Энерговыход (англ. yield) однофазного боеприпаса, усиленного термоядерным топливом внутри делящейся сборки (Boosted fission weapon (англ.)русск.), может достигать сотен килотонн. Создать однофазное устройство мегатонного класса практически невозможно, увеличение массы делящегося вещества не решает проблему. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в результате цепной реакции, раздувает сборку со скоростью порядка 1000 км/с, поэтому она быстро становится докритической и бо́льшая часть делящегося вещества не успевает прореагировать. Например, в сброшенной на город Нагасаки бомбе «Толстяк» успело прореагировать не более 20 % из 6,2 кг заряда плутония, а в уничтожившей Хиросиму бомбе «Малыш» с пушечной сборкой распалось только 1,4 % из 64 кг обогащенного примерно до 80 % урана. Самый мощный в истории однофазный (британский) боеприпас, взорванный в ходе испытаний Orange Herald в 1957 г., достиг мощности 720 кт.

Двухфазные боеприпасы позволяют повысить мощность ядерных взрывов до десятков мегатонн. Однако ракеты с разделяющимися боеголовками, высокая точность современных средств доставки и спутниковая разведка сделали устройства мегатонного класса практически ненужными. Тем более, что носители сверхмощных боеприпасов более уязвимы для систем ПРО и ПВО.

В двухфазном устройстве первая стадия физического процесса (primary ) используется для запуска второй стадии (secondary ), в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть конструкцией Теллера-Улама.

Энергия от детонации первичного заряда передаётся через специальный канал («interstage») в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского излучения и обеспечивает детонацию вторичного заряда посредством радиационной имплозии запального плутониевого или уранового элемента. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с нейтронным отражателем из урана-235 или урана-238, причём совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для деления тяжёлых ядер, а под воздействием нейтронов деления на ядра Li в составе дейтерида лития образуется тритий, который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием.

В первом двухфазном экспериментальном устройстве Иви Майк (Ivy Mike) (10,5 Мт в испытании 1952 г.) вместо дейтерида лития использовались сжиженный дейтерий и тритий, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся. Интересно отметить, что только термоядерный синтез обеспечил 97 % основного энерговыхода экспериментальной советской «Царь-бомбе» (она же «Кузькина мать»), взорванной в 1961 г. с абсолютно рекордным выходом энергии около 58 Мт. Наиболее эффективным по отношению мощность/вес двухфазным боеприпасом стал американский «монстр» Mark 41 с мощностью 25 Мт, который выпускался серийно для развёртывания на бомбардировщиках B-47, B-52 и в варианте моноблока для МБР Титан-2. Нейтронный отражатель этой бомбы был сделан из урана-238, поэтому она никогда не испытывалась в полном масштабе, во избежание масштабного радиационного загрязнения. При его замене на свинцовый мощность данного устройства понижалась до 3 Мт.

Конструкция Теллера-Улама для двухфазного боеприпаса («термоядерная бомба»).

Предполагаемая схема двухфазной боеголовки W88, развёрнутой на БРПЛ Трайдент в 90-х. Конструкция Теллера-Улама. Мощность взрыва 475 Кт.

Средства доставки ядерных боеприпасов

Средством доставки ядерного боеприпаса к цели может быть практически любое тяжелое вооружение. частности, тактическое ядерное оружие с 1950-х существует в форме артиллерийских снарядов и мин - боеприпасов для ядерной артиллерии. Носителями ядерного оружия могут быть реактивные снаряды РСЗО, но пока ядерных снарядов для РСЗО не существует. Однако, габариты многих современных ракет РСЗО позволяют разместить в них ядерный заряд, аналогичный применяемому ствольной артиллерией, в то время как некоторые РСЗО, например российский «Смерч», по дальности практически сравнялись с тактическими ракетами, другие же (например, американская система MLRS) способны запускать со своих установок тактические ракеты. Тактические ракеты и ракеты большей дальности являются носителями ядерного оружия. Договорах по ограничению вооружений в качестве средств доставки ядерного оружия рассматриваются баллистические ракеты, крылатые ракеты и самолёты. Исторически самолёты были первыми средствами доставки ядерного оружия, и именно с помощью самолётов было выполнено единственное в истории боевое ядерное бомбометание :

1. На японский город Хиросима 6 августа 1945 года. 08:15 местного времени самолёт B-29 «Enola Gay» под командованием полковника Пола Тиббетса, находясь на высоте свыше 9 км, произвёл сброс атомной бомбы «Малыш» («Little Boy») на центр Хиросимы. Взрыватель был установлен на высоту 600 метров над поверхностью; взрыв, эквивалентом от 13 до 18 килотонн тротила, произошёл через 45 секунд после сброса.
2. На японский город Нагасаки 9 августа 1945 года. 10:56 самолёт В-29 «Bockscar» под командованием пилота Чарльза сбросил на Нагасаки бомбу «Толстяк» («Fat man»). Взрыв произошёл в 11:02 местного времени на высоте около 500 метров. Мощность взрыва составила 21 килотонну.

Развитие систем ПВО и ракетного оружия выдвинуло на первый план именно ракеты.

Договор СНВ-1 делил все баллистические ракеты по дальности на:

• Межконтинентальные (МБР) с дальностью более 5500 км;
• Ракеты средней дальности (от 1000 до 5500 км);
• Ракеты меньшей дальности (менее 1000 км).

Договор РСМД, ликвидируя ракеты средней и меньшей (от 500 до 1000 км) дальности, вообще исключил из регулирования ракеты с дальностью до 500 км. этот класс попали все тактические ракеты, и в настоящий момент такие средства доставки активно развиваются.

И баллистические, и крылатые ракеты могут быть размещены на подводных лодках, обычно атомных. этом случае подлодка называется, соответственно ПЛАРБ и ПЛАРК. Кроме того, на многоцелевых подводных лодках могут размещаться ядерные торпеды. Ядерные торпеды могут использоваться как для атаки морских целей, так и побережья противника. Так, академиком Сахаровым был предложен проект торпеды Т-15 с зарядом ~100 мегатонн.

Кроме ядерных зарядов, доставляемых техническими носителями, существуют ранцевые боеприпасы небольшой мощности, переносимые человеком, и предназначенные для использования диверсионными группами.

По назначению средства доставки ядерного оружия делятся на:

• тактическое, предназначенное для поражения живой силы и боевой техники противника на фронте и в ближайших тылах. К тактическому ядерному оружию обычно относят и средства поражения морских, воздушных, и космических целей;
• оперативно-тактическое - для уничтожения объектов противника в пределах оперативной глубины;
• стратегическое - для уничтожения административных, промышленных центров и иных стратегических целей в глубоком тылу противника.

Запуск БРПЛ «Трайдент II» из подводного положения. Ракета может быть оснащена 8 боеголовками W88

Боевой железнодорожный ракетный комплекс БЖРК 15П961 «Молодец» c межконтинентальной ракетой с ядерной боеголовкой. Снят с вооружения в 90-х годах.

История ядерного оружия

Основная статья: История ядерного оружия

Путь к созданию атомной бомбы

• В 1896 году французский химик Антуан Анри Беккерель открывает радиоактивность урана.
• В 1899 году Эрнест Резерфорд обнаруживает альфа- и бета-лучи. 1900 г. открыто гамма-излучение.
• В эти годы открыты многие радиоактивные изотопы химических элементов: в 1898 г. Пьером Кюри и Марией Кюри открыты полоний и радий, в 1899 Резерфордом открыт радон, а Дебьерном - актиний.
• В 1903 году Резерфорд и Фредерик Содди опубликовали закон радиоактивного распада.
• В 1921 г. Отто Ган фактически открывает ядерную изомерию.
• В 1932 г. Джеймс Чедвик открыл нейтрон, а Карл Д. Андерсон - позитрон.
• В том же 1932 году в США Эрнест Лоуренс запустил первый циклотрон, а в Англии Эрнест Уолтон и Джон Кокрофт впервые расщепили ядро атома: они разрушили ядро лития, обстреливая его на ускорителе протонами. Одновременно такой эксперимент был проведен в СССР.
• В 1934 г. Фредерик Жолио-Кюри открыл искусственную радиоактивность, а Энрико Ферми разработал методику замедления нейтронов. 1936 г. им было открыто селективное поглощение нейтронов.
• В 1934 г. физик из Венгрии Лео Силард запатентовал в Англии атомную бериллиевую бомбу.
• В 1938 г. Отто Ган, Фриц Штрассман и Лиза Мейтнер открывают расщепление ядра урана при поглощении им нейтронов. С этого и начинается разработка ядерного оружия.
• В 1939 г. Фредерик Жолио-Кюри запатентовал конструкцию урановой бомбы.
• В 1940 г. Г. Н. Флёров и К. А. Петржак, работая в ЛФТИ, открыли спонтанное деление ядра урана.
• В июне 1940 г. в США был образован Национальный комитет по оборонным исследованиям, Комитет по урану вошёл в его состав в качестве подкомитета.
• Весной 1941 г. Ферми завершил разработку теории цепной ядерной реакции.
• 20 сентября 1941 г. в Англии на совещании Комитетом начальников штабов вынесено решение о немедленном начале строительства завода по изготовлению атомных бомб.
• 6 декабря 1941 г. в США принято решение о выделении средств и ресурсов на создание ядерного оружия.
• Первый квартал 1942 г. - английский военный кабинет занимается вопросами организации производства урановых бомб.
• В июне 1942 г. Ферми и Г. Андерсоном в ходе опытов был получен коэффициент размножения нейтронов больше единицы, что открыло путь к созданию ядерного реактора.
• 2 декабря 1942 г. в США заработал первый в мире ядерный реактор, осуществлена первая самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
• 17 сентября 1943 г. стартовал «Манхэттенский проект».
• 16 июля 1945 г. в США в пустыне под Аламогордо (штат Нью-Мексико) испытано первое ядерное взрывное устройство «Gadget» (одноступенчатое, на основе плутония).
• В августе 1945 г. на японские города американцами были сброшены первые атомные бомбы «Малыш» (6 августа, Хиросима) и «Толстяк» (9 августа, Нагасаки). См. Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки.

Послевоенное совершенствование ядерного оружия

• Июль 1946 г. США проводят операцию «Перекрёстки» на атолле Бикини: 4-й и 5-й атомные взрывы в истории человечества.
• Весной 1948 г. американцы провели операцию «Песчаник». Подготовка к ней шла с лета 1947 г. ходе операции были испытаны 3 усовершенствованные атомные бомбы.
• 29 августа 1949 г. СССР провел испытания своей атомной бомбы РДС-1, разрушив ядерную монополию США.
• В конце января - начале февраля 1951 г. США открыли Ядерный полигон в Неваде и провели там операцию «Рейнджер» из 5 ядерных взрывов.
• В апреле - мае 1951 г. США провели операцию «Парник»).
• В октябре - ноябре 1951 г. на полигоне в Неваде США провели операцию «Бастер-Джангл».
• 1 ноября 1952 г. США провели на атолле Эниветок первое испытание термоядерного устройства мегатонного класса - Ivy Mike.
• В 1953 году СССР провёл испытания первого транспортабельного термоядерного устройства.
• 1 марта 1954 г. на атолле Бикини проведено испытаний Castle Bravo - самого мощного из взорванных США зарядов. Мощность взрыва достигла 15 мегатонн, в 2,5 раза превысив расчётную. Последствием взрыва стал инцидент с японским рыболовецким судном «Фукурю-Мару», вызвавший перелом в общественном восприятии ядерного оружия.
• В октябре 1961 г. СССР провёл испытания Царь-бомбы, самого мощного термоядерного заряда в истории.

Ядерный клуб

Основная статья: Ядерный клуб

«Ядерный клуб » - неофициальное название группы стран, обладающих ядерным оружием. неё входят США (c 1945), Россия (изначально Советский Союз: с 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), КНР (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006). Также имеющим ядерное оружие считается Израиль.

«Старые» ядерные державы США, Россия, Великобритания, Франция и Китай являются т. н. ядерной пятёркой - то есть государствами, которые считаются «легитимными» ядерными державами согласно Договору о нераспространении ядерного оружия. Остальные страны, обладающие ядерным оружием, называются «молодыми» ядерными державами.

Кроме того, на территории нескольких государств, которые являются членами НАТО и другими союзниками, находится или может находиться ядерное оружие США. Некоторые эксперты считают, что в определенных обстоятельствах эти страны могут им воспользоваться.

Испытание термоядерной бомбы на атолле Бикини, 1954 г. Мощность взрыва 11 Мт, из которых 7 Мт выделилось от деления тампера из урана-238

США осуществили первый в истории ядерный взрыв мощностью 20 килотонн 16 июля 1945 года. 6 и 9 августа 1945 ядерные бомбы были сброшены, соответственно, на японские города Хиросима и Нагасаки. Первое в истории испытание термоядерного устройства было проведено 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок.

Взрыв первого советского ядерного устройства на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949 года, 10:05.

СССР испытал своё первое ядерное устройство мощностью 22 килотонны 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне. Испытание первой в мире термоядерной бомбы - там же 12 августа 1953 года. Россия стала единственным международно-признанным наследником ядерного арсенала Советского Союза.

Великобритания произвела первый надводный ядерный взрыв мощностью около 25 килотонн 3 октября 1952 года в районе островов Монте-Белло (северо-западнее Австралии). Термоядерное испытание - 15 мая 1957 года на острове Рождества в Полинезии.

Франция провела наземные испытания ядерного заряда мощностью 20 килотонн 13 февраля 1960 года в оазисе Регган в Алжире. Термоядерное испытание - 24 августа 1968 года на атолле Муруроа.

Китай взорвал ядерную бомбу мощностью 20 килотонн 16 октября 1964 года в районе озера Лобнор. Там же была испытана термоядерная бомба 17 июня 1967 года.

Индия произвела первое испытание ядерного заряда мощностью 20 килотонн 18 мая 1974 года на полигоне Покхаран в штате Раджастхан, но официально не признала себя обладателем ядерного оружия. Это было сделано лишь после подземных испытаний пяти ядерных взрывных устройств, включая 32-килотонную термоядерную бомбу, которые прошли на полигоне Покхаран 11-13 мая 1998 года.

Пакистан провёл подземные испытания шести ядерных зарядов 28 и 30 мая 1998 года на полигоне Чагай-Хиллз в провинции Белуджистан в качестве симметричного ответа на индийские ядерные испытания 1974 и 1998 годов.

КНДР заявила о создании ядерного оружия в середине 2005 года и провела первое подземное испытание ядерной бомбы предположительной мощностью около 1 килотонны 9 октября 2006 года (по-видимому, взрыв с неполным энерговыделением) и второе мощностью примерно 12 килотонн 25 мая 2009 года. 12.02.2013 была испытана бомба мощностью 6-7 килотонн.

Израиль не комментирует информацию о наличии у него ядерного оружия, однако, по единодушному мнению всех экспертов, владеет ядерными боезарядами собственной разработки с конца 1960-х - начала 1970-х гг.

Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР, но все шесть собранных ядерных зарядов были добровольно уничтожены при демонтаже режима апартеида в начале 1990-х годов. Полагают, что ЮАР проводила собственные или совместно с Израилем ядерные испытания в районе острова Буве в 1979 году. ЮАР - единственная страна, которая самостоятельно разработала ядерное оружие и при этом добровольно от него отказалась.

Украина, Белоруссия и Казахстан, на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР, после подписания в 1992 году Лиссабонского протокола были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия, и в 1994-1996 годах передали все ядерные боеприпасы Российской Федерации.

По различным причинам добровольно отказались от своих ядерных программ Бразилия, Аргентина, Ливия (на разных стадиях; ни одна из этих программ не была доведена до конца). Недобровольно (военной силой со стороны Израиля) была прекращена ядерная программа Ирака. разные годы подозревалось, что ядерное оружие могут разрабатывать ещё несколько стран. настоящее время предполагается, что наиболее близок к созданию собственного ядерного оружия Иран. Также по мнению многих специалистов, некоторые страны (например, Япония и Германия), не обладающие ядерным оружием, по своим научно-производственным возможностям способны создать его в течение короткого времени после принятия политического решения и финансирования.

Исторически потенциальную возможность создать ядерное оружие второй или даже первой имела нацистская Германия. Однако Урановый проект до разгрома Третьего Рейха завершён не был по ряду причин.

Запасы ядерного оружия в мире

Количество боеголовок (активных и в резерве)

	1947	1952	1957	1962	1967	1972	1977	1982	1987	1989	1992	2002	2010	2015
США	32	1005	6444	≈26000	>31255	≈27000	≈25000	≈23000	≈23500	22217	≈12000	≈10600	≈8500	≈7200
СССР/Россия	-	50	660	≈4000	8339	≈15000	≈25000	≈34000	≈38000		≈25000	≈16000	≈11000	≈7500
Великобритания	-	-	20		270							512	≈225	215
Франция	-	-	-		36							384	≈350	300
Китай	-	-	-	-	25							≈400	≈400	250
Израиль	-	-	-	-	-							≈200	≈150	80
Индия	-	-	-	-	-	-						≈100	≈100	≈100
Пакистан	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	≈100	≈110	≈110
КНДР	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	≈5-10	<10
ЮАР	-	-	-	-	-	-	-	-	-	6	-	-	-	-
Итого	32	1055	7124	≈30000	>39925	≈42000	≈50000	≈57000	63484		<40000	<28300	<20850	≈15700

Примечание: Данные по России c 1991 г. и США c 2002 г. включают только боезаряды стратегических носителей; оба государства располагают также значительным количеством тактического ядерного оружия, которое трудно поддаётся оценке.

Ядерное разоружение

Осознание значительности угрозы ядерного оружия для человечества и цивилизации привели к выработке ряда мер международного характера с целью минимизации риска его распространения и применения.

Принцип нераспространения

Основная статья: Договор о нераспространении ядерного оружия

Физические принципы построения ядерного оружия общедоступны. Также не являются секретом общие принципы конструирования различных типов зарядов. Однако конкретные технологические решения повышения эффективности зарядов, конструкция боеприпасов, методы получения материалов с требуемыми свойствами чаще всего публично недоступны.

Основой принципа нераспространения ядерного оружия является трудоёмкость и затратность разработки, проистекающая из масштабности научных и промышленных задач: приобретение делящихся материалов; разработка, постройка и эксплуатация заводов по обогащению урана и реакторов для наработки оружейного плутония; испытания зарядов; масштабная подготовка учёных и специалистов; разработка и постройка средств доставки боеприпасов и т. п. Скрыть такие работы, ведущиеся на протяжении значительного времени, практически невозможно. Поэтому страны, обладающие ядерными технологиями, договорились о запрете бесконтрольного распространения материалов и оборудования для создания оружия, компонентов оружия и самого оружия.

Договор о запрещении ядерных испытаний

В рамках принципа нераспространения был принят договор о запрещении испытаний ядерного оружия.

Российско-американские договоры

С целью ограничения наращивания вооружений, уменьшения угрозы случайного их применения и поддержания ядерного паритета СССР и США выработали ряд соглашений, оформленных в виде договоров:

• Договоры об ограничении стратегических вооружений в 1972 и 1979 годах (ОСВ-I и ОСВ-II).
• Ряд договоров об ограничении стратегических наступательных вооружений (СНВ-I (1991), СНВ-II (1993), СНП (2002) и СНВ-III (2010)).
• Договор о ликвидации ракет средней и меньшей дальности (1987).
• Договор об ограничении систем противоракетной обороны (1972).

См. также

• Ядерная стратегия
• Стратегические ядерные силы Российской Федерации
• Ядерный арсенал США
• Ядерная зима
• Ядерная мина
• Ядерный чемоданчик
• Царь-бомба
• Граунд Зеро
• Договор о нераспространении ядерного оружия
• Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний
• МАГАТЭ
• Радиологическое оружие
• Термоядерное оружие
• Нейтронное оружие
• Группа ядерных поставщиков
• Атмосферные ядерные испытания США
• Белый поезд
• Ядерное оружие направленного действия
• Изомерия атомных ядер, Гафниевая бомба

Примечания

1. Виды ядерных взрывов // Оружие массового поражения - Nano-Planet.org, 12.05.2014.
2. Средства доставки ядерного оружия. Основные характеристики. Факторы, влияющие на их эффективность
3. Документы, касающиеся договора СНВ-2
4. Договор между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединенными Штатами Америки о ликвидации их ракет средней дальности и меньшей дальности
5. Неофициальные ядерные державы Европы
6. Стратегические ядерные силы СССР и России
7. Страны, имевшие или имеющие программы создания ядерного оружия
8. «Бюллетень ядерных испытаний» и Federation of American Scientists: Status of World Nuclear Forces. Fas.org. Проверено 4 мая 2010. Архивировано из первоисточника 28 мая 2012. , если не указано иное
9. 1 2 Пентагон обнародовал данные о величине ядерного арсенала США
10. Великобритания раскрыла данные о своем ядерном арсенале, Lenta.Ru (26.05.2010). Проверено 26 мая 2010.
11. UK to be "more open" about nuclear warhead levels, BBC News (26.05.2010).
12. Договор о нераспространении ядерного оружия
13. ПРАВОВЫЕ ВОПРОСЫ ЯДЕРНОГО НЕРАСПРОСТРАНЕНИЯ

Литература

• Атомное пламя // Ардашев А. Н. Огнемётно-зажигательное оружие: иллюстрированный справочник. - Агинское, Балашиха: АСТ: Астрель, 2001. - Гл. 5. - 288 с. - (Военная техника). - 10 100 экз. - ISBN 5-17-008790-X.
• Атомная бомба // Пономарёв Л. И. Под знаком кванта / Леонид Иванович Пономарёв. - 1984, 1989, 2007.
• Памятка населению по защите от атомного оружия. - 2-е изд. - Москва, 1954.
• Юнг Р. Ярче тысячи солнц / Роберт Юнг. - М., 1960.
• Мания Х. История атомной бомбы / Хуберт Мания. - Москва: Текст, 2012. - 352 с. - (Краткий курс). - 3 000 экз. - ISBN 978-5-7516-1005-0.
• Яблоков А. В. Неизбежная связь ядерной энергетики с атомным оружием: доклад. - Беллона, 2005.

Федеральное агентство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга (РЭТЭМ)

Курсовая работа

По дисциплине "ТГ и В"

Ядерное оружие: история создания, устройство и поражающие факторы

Студент гр.227

Толмачёв М.И.

Руководитель

Преподаватель кафедры РЭТЭМ,

Хорев И.Е.

Томск 2010 г.

Курсовая работа ___ стр., 11 рисунков, 6 источников.

В данном курсовом проекте рассмотрены ключевые моменты в истории создания ядерного оружия. Показаны основные виды и характеристики атомных снарядов.

Приведена классификация ядерных взрывов. Рассмотрены различные формы выделения энергии при взрыве; виды её распространения и действия на человека.

Изучены реакции, протекающие во внутренних оболочках ядерных снарядов. Подробно описаны поражающие факторы ядерных взрывов.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2003

2.4.4 Радиоактивное заражение

Введение

Строение электронной оболочки было достаточно изучено к концу XIX века, но знаний о строении атомного ядра было очень мало, и к тому же, они были противоречивы.

В 1896 году было открыто явление, получившее название радиоактивности (от латинского слова "радиус" - луч). Это открытие сыграло важную роль в дальнейшем излучении строения атомных ядер. Мария Склодовская-Кюри и Пьер

Кюри установили, что, кроме урана, еще торий, полоний и химические соединения урана с торием обладает таким же излучением, что и уран.

Продолжая исследования, они выделили в 1898 году из урановой руды вещество в несколько миллионов раз более активное, чем уран, и назвали его радием, что значит лучистый. Вещества, обладающие излучением подобно урану или радию, получили название радиоактивных, а само явление стали называть радиоактивностью.

В XX веке наука сделала радикальный шаг в изучении радиоактивности и применении радиоактивных свойств материалов.

В настоящее время 5 стран имеют в своём вооружение ядерное оружие: США, Россия, Великобритания, Франция, Китай и в ближайшие годы этот список пополниться.

Сейчас трудно оценить роль ядерного оружия. С одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой - самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами.

Задачи, стоящие перед современным человечеством - не допустить гонку ядерного вооружения ведь научные знания могут служить и гуманным, благородным целям.

1. История создания и развития ядерного оружия

В 1905 Альберт Эйнштейн издал свою специальную теорию относительности. Согласно этой теории, соотношение между массой и энергией выражено уравнением E = mc 2 , которое значит, что данная масса (m) связана с количеством энергии (E) равной этой массе, умноженной на квадрат скорости света (c). Очень малое количество вещества эквивалентно к большому количеству энергии. Например, 1 кг вещества, преобразованного в энергию был бы эквивалентен энергии, выпущенной, при взрыве 22 мегатонн тротила.

В 1938 г, в результате экспериментов немецким химикам Отто Хана и Фритца Страссманна, удается разбить атом урана на две приблизительно равных части при помощи бомбардировки урана нейтронами. Британский физик Роберт Фриш, объяснил как при делении ядра атома выделяется энергия.

В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество.

Это заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. Европа была накануне Второй мировой войны, и потенциальное обладание таким мощным оружием подталкивало на быстрейшее его создание, но тормозом стала проблема наличия большого количества урановой руды для широкомасштабных исследований.

Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно вести работы. США в сентябре 1940 года закупили большое количество требуемой руды по подставным документам у Бельгии, что и позволило им вести работы над созданием ядерного оружия полным ходом.

ядерное оружие взрыв снаряд

Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал письмо президенту США Франклину Рузвельту. В нем якобы говорилось о попытках нацистской Германии очистить Уран-235, что может привести их к созданию атомной бомбы. Сейчас стало известно, что германские учёные были очень далеки от проведения цепной реакции. В их планы входило изготовление "грязной", сильно радиоактивной бомбы.

Как бы то ни было, правительством Соединённых Штатов было принято решение - в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Этот проект вошел историю как "Manhattan Project". Следующие шесть лет, с 1939 по 1945, на проект Манхэттен было потрачено более двух биллионов долларов. В Oak Ridge, штат Теннеси, был построен огромный завод по очистке урана. Был предложен способ очистки в котором газовая центрифуга отделяла легкий Уран-235 от более тяжелого Урана-238.

На территории Соединенных Штатов, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр. Над проектом работало множество учёных, главным же был Роберт Оппенгеймер. Под его началом были собраны лучшие умы того времени не только США и Англии, но практически всей Западной Европы. Над созданием ядерного оружия трудился огромный коллектив, включая 12 лауреатов Нобелевской премии. Работа в лаборатория, не прекращалась ни на минуту.

В Европе тем временем шла Вторая мировая война, и Германия проводила массовые бомбардировки городов Англии, что подвергало опасности английский атомный проект “Tub Alloys”, и Англия добровольно передала США свои разработки и ведущих ученых проекта, что позволило США занять ведущее положение в развитии ядерной физики (создания ядерного оружия).

16 июля 1945 года, яркая вспышка озарила небо над плато в горах Джемеза на севере от Нью-Мехико. Характерное облако радиоактивной пыли, напоминающее гриб, поднялось на 30 тысяч футов. Все что осталось на месте взрыва - фрагменты зеленого радиоактивного стекла, в которое превратился песок. Так было положено начало атомной эре.

К лету 1945 года американцам удалось собрать две атомные бомбы, получившие названия "Малыш" и "Толстяк". Первая бомба весила 2722 кг и была снаряжена обогащенным Ураном-235. "Толстяк" с зарядом из Плутония-239 мощностью более 20 кт имела массу 3175 кг.

Утром 6 августа 1945 г. над Хиросимой была сброшена бомба "Малыш".9 августа еще одна бомба была сброшена над городом Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны - 300 тысяч человек, еще 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв.км были полностью разрушены все строения. Эти бомбардировки потрясли весь мир.

Считается, что эти 2 события положили начало гонке ядерных вооружений.

Но уже 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества. В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. А 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1". Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.

2. Атомное оружие - оружие массового поражения

2.1 Ядерное оружие

Ядерное или атомное оружие - оружие взрывного действия, основанного на использовании ядерной энергии, освобождающейся при цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер. Относится к оружию массового поражения (ОМП) наряду с биологическим и химическим.

Ядерный взрыв - это процесс мгновенного выделения большого количества внутриядерной энергии в ограниченном объеме.

Центр ядерного взрыва - точка, в которой происходит вспышка или находится центр огненного шара, а эпицентром - проекцию центра взрыва на земную или водную поверхность.

Ядерное оружие является самым мощным и опасным видом оружия массового поражения, угрожающим всему человечеству невиданными разрушениями и уничтожением миллионов людей.

Если взрыв происходит на земле или довольно близко от ее поверхности, то часть энергии взрыва передается поверхности Земли в виде сейсмических колебаний. Возникает явление, которое по своим особенностям напоминает землетрясение. В результате такого взрыва образуются сейсмические волны, которые через толщу земли распространяется на весьма большие расстояния. Разрушительное действие волны ограничивается радиусом в несколько сот метров.

В результате чрезвычайно высокой температуры взрыва возникает яркая вспышка света, интенсивность которой в сотни раз превосходит интенсивность солнечных лучей, падающих на Землю. При вспышке выделяется огромное количество тепла и света. Световое излучение вызывает самовозгорание воспламеняющихся материалов и ожоги кожи у людей в радиусе многих километров.

При ядерном взрыве возникает радиация. Она продолжается около минуты и обладает настолько высокой проникающей способностью, что для защиты от нее на близких расстояниях требуются мощные и надежные укрытия

По данным дважды лауреата Нобелевской премии Лайнуса Полинга, еще в 1964 г. общие запасы ядерных боеприпасов составляли 320 миллионов тонн тротилового эквивалента, то есть около 100 тонн тротила на каждого человека земного шара. С тех пор эти запасы, вероятно, еще более возросли.

Сейчас же количество боеголовок по данным "Бюллетеня ядерных испытаний":

Причём данные по США и России на 2002-2009 г. г. включают только боеприпасы на развёрнутых стратегических носителях; оба государства располагают также значительным количеством тактического ядерного оружия, которое трудно поддаётся оценке.

2.2 Виды ядерных зарядов

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на категории:

1. Атомные заряды

Действие атомного оружия основывается на реакции деления тяжелых ядер (уран-235, плутоний-239 и, в отдельных случаях, уран-233).

Уран - очень тяжёлый, серебристо-белый глянцеватый металл. В чистом виде он немного мягче стали, ковкий, гибкий, обладает небольшими парамагнитными свойствами.

Уран-235 используют в ядерном оружии потому, что в отличие от наиболее распространённого изотопа урана-238, в нём возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.

Плутоний - очень тяжелый серебристый металл, блестящий подобно никелю, когда только что очищен.

Это крайне электроотрицательный, химически активный элемент. Вследствие своей радиоактивности, плутоний теплый на ощупь. Чистый изотоп плутония-239 гораздо горячее тела человека.

Плутоний-239 также называют "оружейным плутонием", т.к. он предназначен для создания ядерного оружия и содержание изотопа 239 Pu должно быть не менее 93,5 %.

Атомы плутония образуются в результате цепи атомных реакций, начинающихся с захвата нейтрона атомом урана-238. Чтобы получать плутоний в достаточном количестве, нужны сильнейшие нейтронные потоки. Такие как раз создаются в атомных реакторах. В принципе, любой реактор является источником нейтронов, но для промышленного производства плутония естественно использовать специально разработанных для этого.

Цепная реакция деления развивается не в любом количестве делящегося вещества, а лишь только в определенной для каждого вещества массе. Наименьшее количество делящегося вещества, в котором возможна саморазвивающаяся цепная ядерная реакция, называют критической массой. Уменьшение критической массы будет наблюдаться при увеличении плотности вещества.

Делящееся вещество в атомном заряде находится в подкритическом состоянии. По принципу его перевода в надкритическое состояние атомные заряды делятся на пушечные и имплозивного типа.

В зарядах пушечного типа две и более частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро соединяются друг с другом в надкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества (выстреливания одной части в другую). При создании зарядов по такой схеме трудно обеспечить высокую надкритичность, вследствие чего его коэффициент полезного действия невелик. Достоинством схемы пушечного типа является возможность создания зарядов малого диаметра и высокой стойкости к действию механических нагрузок, что позволяет использовать их в артиллерийских снарядах и минах.

В зарядах имплозивного типа делящееся вещество, имеющее при нормальной плотности массу меньше критической, переводится в надкритическое состояние повышением его плотности в результате обжатия с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества. В таких зарядах предоставляется возможность получить высокую надкритичность и, следовательно, высокий коэффициент полезного использования делящегося вещества.

Нередко боеприпасы этого типа называются однофазными или одноступенчатыми, т.к. при взрыве происходит только один вид ядерной реакции.

2. Термоядерные заряды

В просторечии часто называют водородным оружием. Основное энерговыделение которого происходит при термоядерной реакции - синтезе тяжёлых элементов из более лёгких. В качестве запала для термоядерной реакции используется обычный ядерный заряд. Его взрыв создаёт температуру в несколько миллионов градусов, при которой начинается реакция синтеза. В качестве термоядерного горючего используется обычно дейтрид лития-6 (твердое вещество, представляющее собой соединение лития-6 и дейтерия). Реакция синтеза отличается колоссальным энерговыделением, поэтому водородное оружие превосходит атомное по мощности примерно на порядок.

3. Нейтронные заряды

Нейтронный заряд представляет собой особый вид термоядерного заряда малой мощности с повышенным нейтронным излучением. Как известно, при взрыве ядерного боеприпаса ударная волна несет около 50% энергии, а проникающая радиация не более 5%. Предназначение ядерного заряда нейтронного типа заключается в том, чтобы перераспределить соотношение поражающих факторов в пользу проникающей радиации, а точнее, потока нейтронов. Большая часть энергии взрыва при применении нейтронного оружия образуется в результате ядерного синтеза тяжелых изотопов водорода (дейтерия и трития) с выделением в окружающее пространство потока быстрых нейтронов.

Обладая большой проникающей способностью, нейтронное оружие способно поражать живую силу противника на значительном расстоянии от эпицентра ядерного взрыва и в укрытиях. При этом в биологических объектах происходит ионизация живой ткани, приводящая к нарушению жизнедеятельности отдельных систем и организма в целом, развитию лучевой болезни.

Поражающее действие нейтронного оружия на военную технику происходит за счет взаимодействия нейтронов и гамма-излучения с конструкционными материалами и радиоэлектронной аппаратурой, что приводит к появлению "наведенной" радиоактивности и, как следствие, нарушению функционирования вооружения и военной техники. Кроме того, при взрыве нейтронного снаряда ударная волна и световое излучение вызывают сплошные разрушения в радиусе 200-300 м.

Технология создания нейтронного оружия разработана в США, в 1981 г. Возможностью создания такого рода оружия обладают также Россия и Франция.

2.3 Мощность ядерных боеприпасов

Ядерное оружие обладает колоссальной мощностью. При делении урана

массой порядка килограмма освобождается такое же количество энергии, как

при взрыве тротила массой около 20 тысяч тонн. Термоядерные реакции синтеза являются еще более энергоемкими.

Ядерные боеприпасы - боеприпасы, содержащие ядерный заряд.

Ядерными боеприпасами являются:

ядерные боевые части баллистических, зенитных, крылатых ракет и торпед;

ядерные бомбы;

артиллерийские снаряды, мины и фугасы.

Мощность взрыва ядерных боеприпасов принято измерять в единицах тротилового эквивалента. Тротиловый эквивалент-это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв, по мощности эквивалентный взрыву данного ядерного боеприпаса. Обычно он измеряется в килотоннах (кТ) или в мегатоннах (МгТ). Тротиловый эквивалент условен, поскольку распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Современные ядерные боеприпасы имеют тротиловый эквивалент от нескольких десятков тонн до нескольких десятков млн. тонн тротила.

В зависимости от мощности ядерные боеприпасы принято делить на 5 калибров: сверхмалый (менее 1кТ), малый (от 1 до 10 кТ), средний (от 10 до 100 кТ), крупный (от 100 кТ до 1 МгТ), сверхкрупный (свыше 1 МгТ)

Термоядерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного, крупного и среднего калибров; ядерными зарядами - сверхмалого, малого и среднего калибров, нейтронными зарядами комплектуются боеприпасы - сверхмалого и малого калибров.

2.4 Поражающие факторы ядерного взрыва

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва (ПФЯВ) являются:

ударная волна;

световое излучение;

проникающая радиация;

радиоактивное заражение местности;

электромагнитный импульс (ЭМИ).

При ядерном взрыве в атмосфере распределение выделяющейся энергии между ПФЯВ примерно следующее: около 50% на ударную волну, на долю светового излучения 35%, на радиоактивное заражение 10% и 5% на проникающую радиацию и ЭМИ.

2.4.1 Ударная волна

Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим фактором ядерного взрыва. По своей природе она подобна ударной волне вполне обычного взрыва, но действует более продолжительное время и обладает гораздо большей разрушительной силой. Ударная волна ядерного взрыва может на значительном расстоянии от центра взрыва наносить поражения людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику.

Ударная волна представляет собой область сильного сжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте ударной волны; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука, но с увеличением расстояния от места взрыва резко падает. За первые 2 сек. ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек - 2000 м, за 8 сек. - около 3000 м.

Поражающее действия ударной волны на людей и разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства прежде всего определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в ее фронте. Незащищенные люди могут, кроме того, поражаться летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий, падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники, комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери населения могут оказаться большими, чем от непосредственного действия ударной волны. Поражения, наносимые ударной волной, подразделяются на

1) легкие,

2) средние,

3) тяжелые и

4) крайне тяжелые.

Избыточное давление DР Ф, кПа	Виды травм	Последствия
	Лёгкие	Скоропроходящие нарушения функций организма (звон в ушах, головокружение, общая лёгкая контузия, возможны ушибы).
	Средние	Вывихи конечностей, контузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей.
	Тяжёлые	Сильные контузии всего организма, повреждения головного мозга, сильные кровотечения, переломы конечностей, возможны повреждения внутренних органов.
	Крайне тяжёлые	Переломы конечностей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, обычно со смертельным исходом

Степень поражения ударной волной зависит прежде всего от мощности и вида ядерного взрыва. При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние - до 2 км, тяжелые - до 1,5 км, крайне тяжелые - до 1,0 км от эпицентра взрыва. С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва.

Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах. В случае отсутствия убежищ используются естественные укрытия и рельеф местности.

При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном - в воде. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

Применительно к гражданским и промышленным зданиям степени разрушения характеризуются 1) слабым,

2) средним,

3) сильным и 4) полным разрушениями.

Слабое разрушение сопровождается разрушением оконных и дверных заполнений и легких перегородок, частично разрушается кровля, возможны трещины в стенах верхних этажей. Подвалы и нижние этажи сохраняются полностью.

Среднее разрушение проявляется в разрушении крыш, внутренних перегородок, окон, обрушением чердачных перекрытий, трещинами в стенах. Восстановление зданий возможно при проведении капитальных ремонтных работ.

Сильное разрушение характеризуется разрушением несущих конструкций и перекрытий верхних этажей, появлением трещин в стенах. Использование зданий становится невозможным. Ремонт и восстановление зданий становится нецелесообразным.

При полном разрушении обрушаются все основные элементы здания, включая и несущие конструкции. Использовать такие здания невозможно, и, чтобы они не представляли опасность, их полностью обрушают.

Необходимо отметить способность ударной волны. Она может, как вода, "затекать" в закрытые помещения не только через окна и двери, но также через небольшие отверстия и даже щели. Это приводит к разрушению перегородок и оборудования внутри здания и поражению находящихся в нем людей.

2.4.2 Световое излучение

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца. Максимальная температура светящейся области находится в пределах 8-10 тыс. о С.

Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд:

Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. Единицей светового импульса является [Дж/м 2 ] или [кал/см 2 ].

Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую, что приводит к разогреву поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным, что возможно обугливание или воспламенение горючего материала и растрескивание или оплавление негорючего, что может привести к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерного взрыва эквивалентно массированному применению зажигательного оружия.

Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги.

В первую очередь ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения.

Ожоги, вызываемые световым излучением, не отличаются от ожогов, вызываемых огнем или кипятком. Они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности. В зависимости от воспринятой величины светового импульса ожоги делятся на четыре степени:

Световой импульс,	Степень ожога	Характеристика проявлений
80-160 ()	1	Болезненность, покраснение и припухлость кожи.
160-400 ()	2	Образование пузырей.
400-600 ()	3	Омертвление кожи с частичным поражением росткового слоя.
Более 600 ()	4	Обугливание кожи и подкожной клетчатки.

В туман, дождь или снегопад поражающее действие светового излучения незначительно.

Защитой от светового излучения могут служить различные предметы, создающие тень, но лучшие результаты достигаются при использовании убежищ и укрытий.

2.4.3 Проникающая радиация

Проникающая радиация представляет собой поток g квантов и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. g кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма квантов и нейтронов, проходящее через единицу поверхности, уменьшается. При подземном и подводном ядерных взрывов действие проникающей радиации распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма квантов землей и водой.

Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением, но для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом (1000 тонн и менее), наоборот, зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением.

Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Из-за очень сильного поглощения в атмосфере, проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов.

Проходя через живую ткань, гамма кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью. Продолжительность действия проникающей радиации не превышает нескольких секунд (»10-15с).

Для оценки ионизации атомов среды, а следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации), единицей измерения которой является рентген (Р). Дозе радиации 1 рентген соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.

В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни:

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие поток гамма - и нейтронного излучений. Защита основана на физической способности различных материалов ослаблять интенсивность радиоактивных излучений. Чем тяжелее материал и толще его слой, тем надежнее защита. Так проникающую радиацию в момент ядерного взрыва способны ослаблять в 2 раза слой стали толщиной 3,8 см, бетона - 15, грунта - 19, воды - 38, снега - 50 см, дерева - 58.

2.4.4 Радиоактивное заражение

Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда (Pu-239, U-235) и не прореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов - наведённая активность. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту после взрыва.

При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа-частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами (радионуклидами), образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов, сравнительно невелики - от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к эпицентру.

Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном облаке, которое образуется после взрыва. Высота поднятия облака для боеприпаса мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину несколько десятков километров.

Возникающие зоны радиоактивного заражения по степени опасности принято делить на следующие четыре зоны (рис.1):

Рисунок 1 - След радиоактивного облака

Поражения в результате внутреннего облучения появляются вследствие попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм.

На вооружение, боевую технику и инженерные сооружения радиоактивные вещества не оказывают вредного воздействия.

2.4.5 Электромагнитный импульс

Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей. Длина волн электромагнитных полей может быть от 1 до 1000 м. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ). Диапазон частот ЭМИ до 100Мгц, но в основном его энергия распределена около средней частоты (10-15 КГц).

Поскольку амплитуда ЭМИ быстро уменьшается с увеличением расстояния, его поражающее действие - несколько километров от эпицентра взрыва крупного калибра.

ЭМИ непосредственного действия на человека не оказывает. Поражающее действие обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, технике, на земле или на других объектах. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к радиоэлектронной аппаратуре, где под действием ЭМИ наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой электроизоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов и других элементов радиотехнических устройств. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления. Сильные электромагнитные поля могут повредить электрические цепи и нарушить работу неэкранированного электротехнического оборудования.

Высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.

2.5 Виды ядерных взрывов

В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов, по которым планируются ядерные удары, а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

Воздушный (высокий и низкий);

Высотный (в разряженных слоях атмосферы);

Наземный (надводный)

Подземный (подводный)

Воздушный ядерный взрыв - это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда светящаяся область не касается земли (воды). Воздушные взрывы подразделяются на низкие и высокие.

Сильное радиоактивное заражение местности образуется только вблизи эпицентров низких воздушных взрывов. Заражение местности по следу облака происходит незначительно и на живые организмы существенного влияния не оказывает. Наиболее полно при воздушном ядерном взрыве проявляются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и ЭМИ.

Высотный ядерный взрыв - это взрыв, произведенный с целью уничтожения в полете ракет и самолетов на безопасной для наземных объектов высоте (свыше 10 км). Поражающими факторами высотного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс (ЭМИ).

Наземный (надводный) ядерный взрыв - это взрыв, произведенный на поверхности земли (воды),либо на незначительной высоте над этой поверхностью, при котором светящаяся область касается поверхности земли (воды), а пылевой (водяной) столб с момента образования соединен с облаком взрыва (рис.2.5.2).

Характерной особенностью наземного (надводного) ядерного взрыва является сильное радиоактивное заражение местности (воды) как в районе взрыва, так и по направлению движения облака взрыва.

Поражающими факторами этого взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и ЭМИ.

Подземный (подводный) ядерный взрыв - это взрыв, произведенный под землей (под водой) и характеризующийся выбросом большого количества грунта (воды), перемешанного с продуктами ядерного взрывчатого вещества (осколками деления урана-235 или плутония-239).

Эта смесь становится радиоактивной и, следовательно, будет представлять опасность для живых организмов.

Поражающее и разрушающее действие подземного ядерного взрыва определяется в основном сейсмовзрывными волнами (основной поражающий фактор), образованием воронки в грунте и сильным радиоактивным заражением местности. Световое излучение и проникающая радиация отсутствуют. Характерным для подводного взрыва является образование базисной волны, образующейся при обрушении столба воды.

3 Устройство и принцип действия ядерного оружия

3.1 Основные элементы ядерных боеприпасов

Основными элементами ядерных боеприпасов являются:

Ядерный заряд,

Система автоматики.

Корпус предназначен для размещения ядерного заряда и системы автоматики, придания боеприпасу необходимой баллистической формы, предохраняет их от механического, а в некоторых случаях и от теплового воздействия, а также служит для повышения коэффициента использования ядерного горючего.

Система автоматики обеспечивает взрыв ядерного заряда в заданный момент времени и исключает его случайное или преждевременное срабатывание. Она включает:

Блок автоматики,

Систему датчиков подрыва,

Систему предохранения,

Систему аварийного подрыва,

Источник питания.

Блок автоматики срабатывает по сигналам, поступающим от датчиков подрыва, и предназначен для формирования высоковольтного электрического импульса на приведение в действие ядерного заряда.

Датчики подрыва (взрывательные устройства) предназначены для подачи сигнала на приведение в действие ядерного заряда. Они могут быть контактного и дистанционного типов. Контактные датчики срабатывают в момент встречи боеприпаса с преградой, а дистанционные - на заданной высоте (глубине) от поверхности земли (воды).

Система предохранения исключает возможность случайного взрыва ядерного заряда при проведении регламентных работ, хранении боеприпаса и при полете его на траектории.

Система аварийного подрыва служит для самоуничтожения боеприпаса без ядерного взрыва в случае его отклонения от заданной траектории.

Источниками питания всей электрической системы боеприпаса являются аккумуляторные батареи различных типов, которые обладают одноразовым действием и приводятся в рабочее состояние непосредственно перед его боевым применением.

3.2 Строение ядерной бомбы

В качестве прототипа мной была взята плутониевая бомба "Толстяк" (рис.2.) сброшенная 9 августа 1945 года на японский город Нагасаки.

Рисунок 2 - Атомная бомба "Толстяк"

Схема этой бомбы (типичная для плутониевых однофазных боеприпасов) примерно следующая:

1. Нейтронный инициатор - шар диаметром порядка 2 см из бериллия, покрытый тонким слоем сплава иттрий-полоний или металлического полония-210 - первичный источник нейтронов для резкого снижения критической массы и ускорения начала реакции. Срабатывает в момент перевода боевого ядра в закритическое состояние (при сжатии происходит смешение полония и бериллия с выбросом большого количества нейтронов). В настоящее время помимо данного типа инициирования, больше распространено термоядерное инициирование (ТИ). Термоядерный инициатор (ТИ). Находится в центре заряда (подобно НИ) где размещается небольшое количество термоядерного материала, центр которого нагревается сходящейся ударной волной и в процессе термоядерной реакции на фоне возникших температур нарабатывается значимое количество нейтронов, достаточное для нейтронного инициирования цепной реакции (рис.3.).

2. Плутоний. Используют максимально чистый изотоп плутоний-239, хотя для увеличения стабильности физических свойств (плотности) и улучшения сжимаемости заряда плутоний легируется небольшим количеством галлия.

3. Оболочка (обычно из урана), служащая отражателем нейтронов.

4. Обжимающая оболочка из алюминия. Обеспечивает бо́льшую равномерность обжима ударной волной, в то же время предохраняя внутренние части заряда от непосредственного контакта со взрывчаткой и раскалёнными продуктами её разложения.

5. Взрывчатое вещество со сложной системой подрыва, обеспечивающей синхронность подрыва всего взрывчатого вещества. Синхронность необходима для создания строго сферической сжимающей (направленной внутрь шара) ударной волны. Несферическая волна приводит к выбросу материала шара через неоднородность и невозможность создания критической массы. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Используется комбинированная схема (система линз) из "быстрой" и "медленной" взрывчаток.

6. Корпус, изготовленный из дюралевых штампованных элементов - две сферических крышки и пояс, соединяемые болтами.

Рисунок 3. - Принцип действия плутониевой бомбы

3.3 Устройство термоядерной бомбы

Строение термоядерной бомбы лучше рассмотреть на схеме Теллера-Улама:

Сама идея водородной бомбы чрезвычайно проста. Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом:

Сначала взрывается находящийся внутри оболочки заряд-инициатор термоядерной реакции - небольшая атомная бомба, в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из дейтерия лития, который представляет собой контейнер с жидким дейтерием. Литий под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Плотности материала капсулы возрастают в десятки тысяч раз. Находящийся в центре урановый (плутониевый) стержень в результате сильной ударной волны также сжимается в несколько раз и переходит в надкритическое состояние. Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве ядерного заряда, замедлившись в дейтерии лития до тепловых скоростей, приводят к цепным реакциям деления урана (плутония), что действует наподобие дополнительного запала, вызывает дополнительные увеличения давления и температуры. Температура, возникающая в результате термоядерной реакции повышается до 300 млн. К, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода.

Таким образом, атомный запал создает необходимые для синтеза материалы непосредственно в самой приведенной в действие бомбе.

Все реакции, конечно, протекают настолько быстро, что воспринимаются как мгновенные.

3.4 Нейтронная бомба

Целью создания нейтронного оружия в 60-х-70-х годах являлось получение тактической боеголовки, главным поражающим фактором в котором являлся бы поток быстрых нейтронов, излучаемых из области взрыва.

Создание такого оружия обусловила низкая эффективность обычных тактических ядерных зарядов против бронированных целей, таких как танки, бронемашины и т.п. Благодаря наличию бронированного корпуса и системы фильтрации воздуха бронетехника способна противостоять всем поражающим факторам ядерного взрыва. Поток нейтронов же с легкостью проходит даже через толстую стальную броню. При мощности в 1 кт смертельная доза облучения в 8000 рад, которая ведет к немедленной и быстрой смерти (минуты), будет получена экипажем танка на расстоянии в 700 м. Опасный для жизни уровень достигается на дистанции 1100. также дополнительно, нейтроны создают в конструкционных материалах (например, броне танка) наведенную радиоактивность.

Из-за очень сильного поглощения и рассеивания нейтронного излучения в атмосфере делать мощные заряды с увеличенным выходом излучения нецелесообразно. Максимальная мощность боеголовок составляет ~1 Кт. Хотя о нейтронных бомбах и говорят, что они оставляют материальные ценности неразрушенными, это не совсем так. В пределах радиуса нейтронного поражения (около 1 километра) ударная волна может уничтожить или сильно повредить большинство зданий.

Из особенностей конструкции стоит отметить отсутствие плутониевого запального стержня. Из-за малого количества термоядерного топлива и низкой температуры начала реакции необходимость в нем отсутствует. Весьма вероятно, что зажигание реакции происходит в центре капсулы, где в результате схождения ударной волны развивается высокое давление и температура.

Нейтронный заряд конструктивно представляет собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое количество термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития с большим содержанием последнего, как источника быстрых нейтронов). При подрыве взрывается основной ядерный заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции. При этом нейтроны не должны поглощаться материалами бомбы и, что особо важно, необходимо предотвратить их захват атомами делящегося материала.

Большая часть энергии взрыва при применении нейтронного оружия выделяется в результате запущенной реакции синтеза. Конструкция заряда такова, что до 80 % энергии взрыва составляет энергия потока быстрых нейтронов, и только 20 % приходится на остальные поражающие факторы (ударную волну, электромагнитный импульс, световое излучение).

Общее количество делящихся материалов для 1-кт нейтронной бомбы где-то 10 кг.750-тонный энергетический выход синтеза означает наличие 10 граммов дейтерий-тритиевой смеси.

Заключение

Хиросима и Нагасаки - это предостережение на будущее. В современную эпоху в решении вопросов войны и мира не должно быть места случайностям. Преступная по отношению ко всему человечеству, бессмысленная для решения спорных международных проблем и политических конфликтов термоядерная война была лишь политикой национального самоубийства для тех, кто осмелился бы ее развязать. При любом ее исходе мир оказался бы в неизмеримо худшем положении, чем до нее, так что участи погибших могли бы, пожалуй, позавидовать оставшиеся в живых.

По мнению специалистов, наша планета опасно перенасыщена ядерным оружием. Уже в начале XXI века в мире накоплены огромные такие запасы ядерного оружия. Такие арсеналы таят в себе огромную опасность для всей планеты, именно планеты, а не отдельных стран. Их создание поглощает огромные материальные средства, которые можно было бы использовать для борьбы с болезнями, неграмотностью, нищетой.

Ученые считают, что при нескольких крупномасштабных ядерных взрывах, повлекших за собой сгорание лесных массивов, городов, огромные слоя дыма, гари поднялись бы к стратосфере, блокируя тем самым путь солнечной радиации. Это явление носит название “ядерная зима”. Зима продлится несколько лет, может даже всего пару месяцев, но за это время будет почти полностью уничтожен озоновый слой Земли. На Землю хлынут потоки ультрафиолетовых лучей. Моделирование данной ситуации показывает, что в результате взрыва мощностью в 100 Кт температура понизится в среднем у поверхности Земли на 10-20 градусов. После ядерной зимы дальнейшее естественное продолжение жизни на Земле будет довольно проблематичным:

Окончание холодной войны немного разрядило международную политическую обстановку. Подписаны ряд договоров о прекращении ядерных испытаний и ядерном разоружении.

К сожалению, сейчас, в мире обстановка обострилась в связи с войной в Ираке, но пока существуют организации Объединенных Наций (ООН) и Защиты прав человека, у нас есть надежда на благоразумие и соблюдение США всех правовых резолюций.

Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.

Литература

1. Ю.Г. Афанасьев, А.Г. Овчаренко и др. Безопасность жизнедеятельности. - Бийск: Изд-во АГТУ, 2003. - 169 с.

2. Internet: http://rhbz.ru/nuclear-weapon.html - сайт, ознакомляющий с оружием массового поражения

3. Кукин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 2002. - 319 с.

4. Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивные выбросы в биосферу. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 256 с.

5. Internet: http://www.nuclear-attack.com - наглядные материалы с испытательных полигонов

6. Ю.В. Боровской, Е.П. Шубина и др. Гражданская оборона. - М.: Просвещение. 1991. 223 с.

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Ядерное оружие
Рубрика (тематическая категория)	Радио

[править]

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск

Взрыв однофазной ядерной бомбы мощностью 23 Кт. Полигон в Неваде (1953)

Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие) - это совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления; относится к оружию массового поражения наряду с биологическим и химическим оружием. Ядерный боеприпас - оружие взрывного действия, основанное на использовании ядерной энергии, высвобождающейся при цепной ядерной реакции делœения тяжёлых ядер и/или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер.

[править] Поражающие факторы

Оружие массового поражения
По типу
Ядерное оружие Биологическое оружие Химическое оружие Радиологическое оружие
По странам
Австралия	Мексика
Албания	Мьянма
Алжир	Нидерланды
Аргентина	Пакистан
Болгария	Польша
Бразилия	Россия
Великобритания	Румыния
Германия	Саудовская Аравия
Египет	Сирия
Израиль	США
Индия	Тайвань
Ирак	Украина
Иран	Франция
Канада	Швеция
Китай	ЮАР
КНДР	Япония
Шаблон: Просмотр ‣‣‣ Обсуждение ‣‣‣ Править

Основная статья : Поражающие факторы ядерного взрыва

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

• ударная волна
• световое излучение
• проникающая радиация
• радиоактивное заражение
• электромагнитный импульс (ЭМИ)
• рентгеновское излучение

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений. Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.

[править] Классификация ядерных боеприпасов

Все ядерные боеприпасы бывают разделœены на две основные категории :

• ʼʼАтомныеʼʼ - однофазные или одноступенчатые устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции делœения тяжелых элементов (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

• ʼʼВодородныеʼʼ - двухфазные или двухступенчатые устройства, в которых последовательно развиваются два физических процесса, локализованных в различных областях пространства: на первой стадии основным источником энергии является реакция делœения ядер, а на второй реакции делœения и термоядерного синтеза используются в различных пропорциях, исходя из типа и настройки боеприпаса. Первая стадия запускает вторую, в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии взрыва. Термин термоядерное оружие используется в качестве синонима для ʼʼводородногоʼʼ.

Реакция термоядерного синтеза, как правило, развивается внутри делящейся сборки и служит мощным источником дополнительных нейтронов. Только ранние ядерные устройства в 40-х годах XX в., немногочисленные бомбы пушечной сборки в 1950-х, некоторые ядерные артиллерийские снаряды, а также изделия технологически слаборазвитых государств (ЮАР, Пакистан, КНДР) не используют термоядерный синтез в качестве усилителя мощности ядерного взрыва. Вопреки устойчивому стереотипу в термоядерных, то есть, в двухфазных боеприпасах большая часть энергии - до 85 % выделяется за счёт делœения ядер урана-235/плутония и/или урана-238. Вторая ступень любого такого устройства должна быть оснащена тампером из урана-238, который эффективно делится от быстрых нейтронов реакции синтеза. Так достигается многократное увеличение мощности взрыва и чудовищный рост количества радиоактивных осадков. С легкой руки Р. Юнга, автора знаменитой книги "Ярче тысячи солнц", написанной в начале 50-х по ʼʼгорячим следамʼʼ Манхэттенского проекта͵ такого рода ʼʼгрязныеʼʼ боеприпасы принято называть FFF (fusion-fission-fusion) или трехфазными. При этом данный термин не является вполне корректным. Почти всœе ʼʼFFFʼʼ относится к двухфазным и отличаются только материалом тампера, который в ʼʼчистомʼʼ боеприпасе должна быть выполнен из свинца, вольфрама и т. д. Исключением являются устройства типа Сахаровской ʼʼСлойкиʼʼ, которые следует отнести к однофазным, хотя они имеют слоистую структуру взрывчатого вещества (ядро из плутония - слой дейтерида лития-6 - слой урана 238). В США такое устройство получило название Alarm Clock (Часы с будильником). Схема последовательного чередования реакций делœения и синтеза реализована в двухфазных боеприпасах, в которых можно насчитать до 6 слоев при весьма ʼʼумереннойʼʼ мощности. Примером служит относительно современная боеголовка W88, в которой первая секция (primary) содержит два слоя, вторая секция (secondary) имеет три слоя, и еще одним слоем является общая для двух секций оболочка из урана-238 (см. рисунок).

• Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие - двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50 - 75 % энергии получается за счёт термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход однофазных ядерных устройств сравнимой мощности. За счёт этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30 % от общего энерговыхода), что должна быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы. Следует отметить мифический характер представлений о том, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте - количестве тринитротолуола, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ нужно сжечь для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределœение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва; во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества взрывчатого вещества.

Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:

• сверхмалые (менее 1 кт);
• малые (1 - 10 кт);
• средние (10 - 100 кт);
• крупные (большой мощности) (100 кт - 1 Мт);
• сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

[править] Принцип действия

В основу ядерного оружия положены неуправляемые цепная реакция делœения тяжелых ядер и реакции термоядерного синтеза.

Для осуществления цепной реакции делœения используются либо уран-235, либо плутоний-239, либо, в отдельных случаях, уран-233. Уран в природе встречается в виде двух базовых изотопов - уран-235 (0,72 % природного урана) и уран-238 - всё остальное (99,2745 %). Обычно встречается также примесь из урана-234 (0,0055 %), образованная распадом урана-238. При этом, в качестве делящегося вещества можно использовать только уран-235. В уране-238 самостоятельное развитие цепной ядерной реакции невозможно (в связи с этим он и распространен в природе). Для обеспечения ʼʼработоспособностиʼʼ ядерной бомбы содержание урана-235 должно быть не ниже 80 %. По этой причине при производстве ядерного топлива для повышения доли урана-235 и применяют сложный и крайне затратный процесс обогащения урана. В США степень обогащенности оружейного урана (доля изотопа 235) превышает 93 % и иногда доводится до 97,5 %.

Альтернативой химическому процессу обогащения урана служит создание ʼʼплутониевой бомбыʼʼ на базе изотопа плутоний-239, который для увеличения стабильности физических свойств и улучшения сжимаемости заряда обычно легируется небольшим количеством галлия. Плутоний вырабатывается в ядерных реакторах в процессе длительного облучения урана-238 нейтронами. Аналогично уран-233 получается при облучении нейтронами тория. В США ядерные боеприпасы снаряжаются сплавом 25 или Oraloy, название которого происходит от Oak Ridge (завод по обогащению урана) и alloy (сплав). В состав этого сплава входит 25 % урана-235 и 75 % плутония-239.

Следует отметить, что сведения об устройстве ядерных боеприпасов до сих пор строго засекречены во всœех странах. Только дотошность отдельных западных журналистов и крайне редкие, ничтожные утечки этой закрытой информации, скрупулёзно изученные на базе физических знаний, с помощью методов ʼʼобратной инженерииʼʼ позволили с определœенной вероятностью правильно понять основные принципы. Почти всœе эти сведения относятся к ядерным боеприпасам, произведённым в США.

[править] Варианты детонации

Выстрел ядерным снарядом из 280 мм гаубицы. Полигон в Неваде, 1953 ᴦ.

Верхний блок показывает принцип работы пушечной схемы . Второй и третий показывают возможность преждевременного развития цепной реакции до полного соединœения блоков.

Существуют две основные схемы подрыва делящегося заряда: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная.

Пушечная схема характерна для некоторых моделœей ядерного оружия первого поколения, а также артиллерийских ядерных боеприпасов, имеющих ограничения по калибру орудия. Суть пушечной схемы состоит в выстреливании зарядом пороха одного блока делящегося вещества докритической массы (ʼʼпуляʼʼ) в другой - неподвижный (ʼʼмишеньʼʼ). Блоки рассчитаны так, что при соединœении их общая масса становится сверхкритической.

Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет на два порядка более высокий нейтронный фон, что резко повышает вероятность преждевременного развития цепной реакции до соединœения блоков. Это приводит к неполному выходу энергии (fizzle или ʼʼпшикʼʼ). Для реализации пушечной схемы в плутониевых боеприпасах требуется увеличение скорости соединœения частей заряда до технически недостижимого уровня. Кроме того уран лучше, чем плутоний выдерживает механические перегрузки.

Классическим примером такой схемы является бомба ʼʼМалышʼʼ (ʼʼLittle Boyʼʼ), сброшенная на Хиросиму 6 августа 1945 ᴦ. Уран для её производства был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго). В бомбе ʼʼLittle Boyʼʼ для этой цели использовался укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см, при этом урановая ʼʼпуляʼʼ представляла собой полый цилиндр, в который входила сплошная цилиндрическая ʼʼмишеньʼʼ меньшего радиуса.

Имплозивная схема подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом обычной химической взрывчатки. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы, и подрыв производится одновременно во многих точках с прецизионной точностью. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Формирование сходяшейся ударной волны обеспечивалось использованием взрывных линз из ʼʼбыстройʼʼ и ʼʼмедленнойʼʼ взрывчаток - боратола и ТАТВ (см. анимацию).

Принцип действия имплозивной схемы подрыва - по периметру делящегося вещества взрываются заряды конвенционального ВВ, которые создают взрывную волну ʼʼсжимающееʼʼ вещество в центре и инициирующее цепную реакцию.

По такой схеме был исполнен и первый ядерный заряд, взорванный в испытательных целях (ядерное устройство ʼʼGadgetʼʼ (англ. gadget - приспособление), подорванное в ходе испытаний с выразительным названием ʼʼTrinityʼʼ (ʼʼТроицаʼʼ) 16 июля 1945 года на полигоне неподалеку от местечка Аламогордо в штате Нью-Мексико), и вторая из примененных по назначению атомных бомб - ʼʼТолстякʼʼ (ʼʼFat Manʼʼ), сброшенная на Нагасаки. Фактически, ʼʼGadgetʼʼ был лишенным внешней оболочки прототипом бомбы ʼʼТолстякʼʼ. В этой первой атомной бомбе в качестве нейтронного инициатора был использован ʼʼёжикʼʼ (англ. urchin ). (Технические подробности см. в статье ʼʼТолстякʼʼ.) Впоследствии эта схема была признана малоэффективной, и неуправляемый тип нейтронного инициирования почти не применялся в дальнейшем.

Намного более эффективным устройством для запуска цепной реакции является импульсная нейтронная трубка. Она представляет собой компактный ускоритель ионов трития, которые ударяются о мишень, содержащую дейтерий. При соударении ускоренных ядер трития с ядрами дейтерия происходит квази-термоядерная реакция, при которой, как и при термоядерном синтезе выделяются быстрые нейтроны. При этом ядра гелия при этом не образуются. Происходит, можно сказать, срыв реакции синтеза. Варьируя ускоряющее напряжение нейтронной трубки, можно регулировать интенсивность инициирующего потока нейтронов и, таким образом, настраивать мощность ядерного взрыва до нужного значения.

В однофазных ядерных устройствах в центре полой сборки обычно размещается небольшое количество термоядерного топлива (газообразный дейтерий и тритий, или дейтерий и тритий в составе негазообразных химических соединœений), ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ нагревается и сжимается в процессе делœения сборки до такого состояния, что в нем начинается термоядерная реакция синтеза. Выделяющиеся при этом дополнительные нейтроны инициируют новые цепные реакции в сборке и возмещают убыль нейтронов, покидающих активную зону, что приводит к многократному росту энергетического выхода от взрыва и более эффективному использованию делящегося вещества.

Следует отметить, что описанная схема сферической имплозии является анахроничной и с середины 1950-х годов почти не применяется. Реально применяемый дизайн Swan (англ. swan - лебедь), основан на использовании эллипсоидальной делящейся сборки, которая в процессе двухточечной, то есть, инициированной в двух точках имплозии сжимается в продольном направлении и превращается в надкритическую сферу. Как таковые, взрывные линзы при этом не используются. Детали этого дизайна до сих пор засекречены, но, предположительно, формирование сходящейся ударной волны осуществляется за счёт эллипсоидальной формы имплозирующего заряда, так что между ним и находящейся внутри ядерной сборкой остается заполненное воздухом пространство. Тогда равномерное обжатие сборки осуществляется за счёт того, что скорость детонации взрывчатки превышает скорость движения ударной волны в воздухе. Существенно более легкий тампер выполняется не из урана-238, а из хорошо отражающего нейтроны бериллия. Можно предположить, что необычное название данного дизайна - ʼʼЛебедьʼʼ (первое испытание - Inca в 1956 ᴦ.) было подсказано образом взмахнувшего крыльями лебедя, который отчасти ассоциируется с фронтом ударной волны, плавно охватывающим с двух сторон сборку. Таким образом оказалось возможным отказаться от сферической имплозии и, тем самым, уменьшить диаметр имплозивного ядерного боеприпаса с 2 м у бомбы ʼʼТолстякʼʼ до 30 см и менее.

Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципе делœения тяжёлых элементов, ограничивается десятками килотонн. Энерговыход (англ. yield ) однофазного боеприпаса, усиленного термоядерным зарядом внутри делящейся сборки, может достигать сотен килотонн. Создать однофазное устройство мегатонного класса практически невозможно, и увеличение массы делящегося вещества не решает проблему. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в результате цепной реакции, раздувает сборку со скоростью порядка 1000 км/с, в связи с этим она быстро становится докритической, и большая часть делящегося вещества не успевает прореагировать. К примеру, в сброшенной на город Нагасаки бомбе ʼʼТолстякʼʼ успело прореагировать не более 20 % из 6,2 кг заряда плутония, а в уничтожившей Хиросиму бомбе ʼʼМалышʼʼ с пушечной сборкой распалось только 1,4 % из 64 кг обогащенного до 80 % урана. Самый мощный в истории, однофазный (британский) боеприпас, взорванный в ходе испытаний Orange Herald в 1957 ᴦ., достиг мощности 720 кт.

Двухфазные боеприпасы позволяют повысить мощность ядерных взрывов до десятков мегатонн. При этом ракеты с разделяющимися боеголовками, высокая точность современных средств доставки и спутниковая разведка сделали устройства мегатонного класса практически ненужными. Тем более, что носители сверхмощных боеприпасов более уязвимы для систем ПРО и ПВО.

В двухфазном устройстве первая стадия физического процесса (primary) используется для запуска второй стадии (secondary), в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть дизайном Теллера-Улама, однако вскоре она была независимо разработана в СССР и сегодня, по-видимому, является общепринятой. Энергия от детонации primary передается через специальный канал (interstage) в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского излучения и обеспечивает детонацию secondary посредством радиационной имплозии тампера/пушера, внутри которого находится дейтерид лития-6 и запальный плутониевый стержень. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с пушером и/или тампером из урана-235 или урана-238, причем совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для делœения ядер.
Размещено на реф.рф
Под действием нейтронов делœения на дейтерид лития образуется тритий, который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием. В первом двухфазном, экспериментальном устройстве Ivy Mike (10.5 Мт в испытании 1952 ᴦ.) вместо дейтерида лития использовались сжиженный дейтерий и тритий, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся. Интересно отметить, что только термоядерный синтез обеспечил 97 % основного энерговыхода экспериментальной советской ʼʼЦарь бомбеʼʼ, взорванной в 1961 ᴦ. с абсолютно рекордным выходом энергии около 58 Мт. Наиболее эффективным по отношению мощность/вес двухфазным боеприпасом стал американский ʼʼмонстрʼʼ Mark 41 с мощностью 25 Мт, который выпускался серийно для развертывания на бомбардировщиках B-47, B-52 и в варианте моноблока для МБР Титан-2. Тампер этой бомбы выполнен из урана-238, в связи с этим она никогда не испытывалась в полном масштабе. При замене тампера на свинцовый мощность данного устройства понижалась до 3 Мт.

[править] Средства доставки

Запуск БРПЛ ʼʼТрайдент IIʼʼ из подводного положения. Ракета должна быть оснащена 12 боеголовками W88.

Боевой желœезнодорожный ракетный комплекс БЖРК 15П961 ʼʼМолодецʼʼ c межконтинœентальной ракетой с ядерной боеголовкой. Снят с вооружения в 90-х годах.

Средством доставки ядерного боеприпаса к цели должна быть практически любое тяжелое вооружение. В частности, тактическое ядерное оружие с 1950-х существует в форме артиллерийских снарядов и мин - боеприпасов для ядерной артиллерии. Носителями ядерного оружия бывают реактивные снаряды РСЗО, но пока ядерных снарядов для РСЗО не существует . При этом, габариты многих современных ракет РЗСО позволяют разместить в них ядерный заряд, аналогичный применяемомоу ствольной артиллерией, в то время как некоторые РСЗО, к примеру российский ʼʼСмерчʼʼ, по дальности практически сравнялись с тактическими ракетами, другие же (к примеру, американская система MLRS) способны запускать со своих установок тактические ракеты. Тактические ракеты и ракеты большей дальности являются носителями ядерного оружия. В Договорах по ограничению вооружений в качестве средств доставки ядерного оружия рассматриваются баллистические ракеты, крылатые ракеты и самолеты. Исторически самолеты были первыми средствами доставки ядерного оружия, и именно с помощью самолетов было выполнено единственное в истории боевое ядерное бомбометание. При этом, развитие систем ПВО и ракетного оружия выдвинуло на первый план именно ракеты.

Договор СНВ-1 делил всœе баллистические ракеты по дальности на:

• Межконтинœентальные (МБР) с дальностью более 5500 км;
• Ракеты средней дальности (от 1000 до 5500 км);
• Ракеты меньшей дальности (менее 1000 км).

Договор РСМД , ликвидируя ракеты средней и меньшей (от 500 до 1000 км) дальности, вообще исключил из регулирования ракеты с дальностью до 500 км. В данный класс попали всœе тактические ракеты, и в настоящий момент такие средства доставки активно развиваются.

И баллистические, и крылатые ракеты бывают размещены на подводных лодках, обычно атомных. В этом случае подлодка принято называть, соответственно ПЛАРБ и ПЛАРК. Вместе с тем, на многоцелœевых подводных лодках могут размещаться ядерные торпеды. Ядерные торпеды могут использоваться как для атаки морских целœей, так и побережья противника. Так, академиком Сахаровым был предложен проект торпеды Т-15 с зарядом ~100 мегатонн.

Кроме ядерных зарядов, доставляемых техническими носителями, существуют ранцевые боеприпасы небольшой мощности, переносимые человеком, и предназначенные для использования диверсионными группами.

По назначению средства доставки ядерного оружия делится на:

• тактическое, предназначенное для поражения живой силы и боевой техники противника на фронте и в ближайших тылах. К тактическому ядерному оружию обычно относят и средства поражения морских, воздушных, и космических целœей;
• оперативно-тактическое - для уничтожения объектов противника в пределах оперативной глубины;
• стратегическое - для уничтожения административных, промышленных центров и иных стратегических целœей в глубоком тылу противника.

[править] История

Основная статья : История ядерного оружия

[править] Путь к созданию атомной бомбы

• В 1896 году французский химик Антуан Анри Беккерель открывает радиоактивность урана.
• В 1899 году Эрнест Резерфорд обнаруживает альфа- и бета-лучи. В 1900 ᴦ. открыто гамма-излучение.
• В эти годы открыты многие радиоактивные изотопы химических элементов: в 1898 ᴦ. Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри открыты полоний и радий, в 1899 Резерфордом открыт радон, а Дебьерном - актиний.
• В 1903 году Резерфорд и Фредерик Содди опубликовали закон радиоактивного распада.
• В 1921 ᴦ. Отто Ган, фактически, открывает ядерную изомерию.
• В 1932 ᴦ. Джеймс Чедвик открыл нейтрон, а Карл Д.Андерсон - позитрон.
• В том же 1932 году в США Эрнест Лоуренс запустил первый циклотрон, а в Англии Эрнест Уолтон и Джон Кокрофт впервые расщепили ядро атома: они разрушили ядро лития, обстреливая его на ускорителœе протонами. Одновременно такой эксперимент был проведен в СССР.
• В 1934 ᴦ. Фредерик Жолио-Кюри открыл искусственную радиоактивность, а Энрико Ферми разработал методику замедления нейтронов. В 1936 ᴦ. им было открыто селœективное поглощение нейтронов.
• В 1938 ᴦ. Отто Ган, Фриц Штрассман и Лиза Мейтнер открывают расщепление ядра урана при поглощении им нейтронов. С этого и начинается выработка ядерного оружия.
• В 1940 ᴦ. Г. Н. Флёров и К. А. Петржак, работая в ЛФТИ, открыли спонтанное делœение ядра урана.
• Весной 1941 ᴦ. Ферми завершил разработку теории цепной ядерной реакции.
• В июне 1942 ᴦ. Ферми и Г.Андерсоном в ходе опытов был получен коэффициент размножения нейтронов больше единицы, что открыло путь к созданию ядерного реактора.
• 2 декабря 1942 ᴦ. в США заработал первый в мире ядерный реактор, осуществлена первая самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
• 17 сентября 1943 ᴦ. стартовал ʼʼМанхэттенский проектʼʼ.
• 16 июля 1945 ᴦ. в США в пустыне под Аламогордо (штат Нью-Мексико) испытано первое ядерное взрывное устройство ʼʼGadgetʼʼ (одноступенчатое, на базе плутония).
• В августе 1945 ᴦ. на японские города американцами были сброшены первые атомные бомбы ʼʼМалышʼʼ (6 августа͵ Хиросима) и ʼʼТолстякʼʼ (9 августа͵ Нагасаки). См. Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки.

[править] Послевоенное совершенствование ядерного оружия

• Июль 1946 ᴦ. США проводят операцию ʼʼПерекрёсткиʼʼ на атолле Бикини: 4-й и 5-й атомные взрывы в истории человечества.
• Весной 1948 ᴦ. американцы провели операцию ʼʼПесчаникʼʼ. Подготовка к ней шла с лета 1947 ᴦ. В ходе операции были испытаны 3 усовершенствованные атомные бомбы.
• 29 августа 1949 ᴦ. СССР провел испытания своей атомной бомбы РДС-1, разрушив ядерную монополию США.
• В конце января - начале февраля 1951 ᴦ. США открыли Ядерный полигон в Неваде и провели там операцию ʼʼРейнджерʼʼ из 5 ядерных взрывов.
• В апрелœе - мае 1951 ᴦ. США провели операцию ʼʼПарникʼʼ (Operation Greenhouse).
• В октябре - ноябре 1951 ᴦ. на полигоне в Неваде США провели операцию ʼʼБастер-Джанглʼʼ.

[править] Ядерный клуб

Основная статья : Ядерный клуб

В 1963 году, когда только четыре государства имели ядерные арсеналы, правительство Соединœенных Штатов делало прогноз, что в течение предстоящего десятилетия появится от 15 до 25 государств, обладающих ядерным оружием; другие же государства предсказывали, что это число может даже возрасти до 50. По состоянию на 2004 год известно, что только у восьми государств есть ядерные арсеналы. Сильный режим нераспространения - его олицетворяют МАГАТЭ и Договор - помог резко замедлить предполагавшиеся темпы распространения.

Из доклада ООН, 2005 год

ʼʼЯдерный клуб ʼʼ - неофициальное название группы стран, обладающих ядерным оружием. В неё входят США (c 1945), Россия (изначально Советский Союз: с 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), Китай (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006).

США, Россия, Великобритания, Франция и Китай являются т. н. ядерной пятёркой - то есть государствами, которые считаются ядерными державами согласно Договору о нераспространении ядерного оружия. Остальные страны, обладающие ядерным оружием называются неофициальными ядерными державами.

Израиль не комментирует информацию о наличии у него ядерного оружия, однако, по мнению некоторых экспертов, обладает арсеналом порядка 200 зарядов (по оценкам бывшего президента США Джимми Картера - 150 ).

Вместе с тем, на территории нескольких государств, которые являются членами НАТО, находится ядерное оружие производства США. В определœенных обстоятельствах эти страны могут им воспользоваться.

Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР, но всœе шесть ядерных зарядов были добровольно уничтожены. Полагают, что ЮАР проводила ядерные испытания в районе острова Буве в 1979 году. ЮАР - единственная страна, которая самостоятельно разработала ядерное оружие и при этом добровольно от него отказалась.

В 1990-1991 гᴦ. Украина, Белоруссия и Казахстан, на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР, передали его Российской Федерации, а после подписания в 1992 году Лиссабонского протокола были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия.

По мнению многих специалистов, некоторые страны, не обладающие ядерным оружием, способны создать его в течение короткого времени после принятия политического решения . Это Германия, Япония, Канада, Швейцария, Нидерланды, возможно также Бельгия, Австралия и Швеция.

Бразилия и Аргентина проводили военные ядерные программы, но к серединœе 90-х гᴦ. они были по различным причинам свёрнуты.

В разные годы в наличии военных ядерных программ также подозревались Ливия, Ирак, Южная Корея, Тайвань, а в настоящее время - Иран.

Испытание термоядерной бомбы на атолле Бикини, 1954 ᴦ. Мощность взрыва 11 Мт, из которых 7 Мт выделилось от делœения тампера из урана-238

США осуществили первый в истории ядерный взрыв мощностью 20 килотонн 16 июля 1945 года. 6 и 9 августа 1945 ядерные бомбы были сброшены, соответственно, на японские города Хиросима и Нагасаки. Первое термоядерное испытание (первое в истории) было проведено 31 октября 1951 года на атолле Бикини.

СССР испытал своё первое ядерное устройство мощностью 22 килотонны 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне. Первое термоядерное испытание - там же 12 августа 1953 года.

Взрыв первого советского ядерного устройства на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949 года. 10 часов 05 минут.

Великобритания произвела первый надводный ядерный взрыв мощностью 22-23 килотонны 3 октября 1952 года в районе островов Монте-Белло (северо-западнее Австралии). Термоядерное испытание - 15 мая 1957 года на острове Рождества в Полинœезии.

Франция провела наземные испытания ядерного заряда мощностью 20 килотонн 13 февраля 1960 года в оазисе Регган в Алжире. Термоядерное испытание - 24 августа 1968 года на атолле Муруроа.

Китай взорвал ядерную бомбу мощностью 20 килотонн 16 октября 1964 года в районе озера Лобнор.
Размещено на реф.рф
Там же была испытана термоядерная бомба 17 июня 1967 года.

Индия произвела первое испытание ядерного заряда мощностью 20 килотонн 18 мая 1974 года на полигоне Покхаран в штате Раджастхан, но официально не признала себя обладателœем ядерного оружия. Это было сделано лишь после подземных испытаний пяти ядерных взрывных устройств, включая 32-килотонную термоядерную бомбу, которые прошли на полигоне Покхаран 11-13 мая 1998 года.

Пакистан провёл подземные испытания шести ядерных зарядов 28 и 30 мая 1998 года на полигоне Чагай-Хиллз в провинции Белуджистан в качестве симметричного ответа на индийские ядерные испытания 1974 и 1998 годов.

КНДР провела первое подземное испытание ядерной бомбы предположительной мощностью около 1 килотонны 9 октября 2006 года (по-видимому, взрыв с неполным энерговыделœением) и второе мощностью примерно 12 килотонн 25 мая 2009 года.

[править] Запасы ядерного оружия в мире

Количество боеголовок по данным ʼʼБюллетеня ядерных испытанийʼʼ

США

≈26000

>31255

≈27000

≈25000

≈23000

≈23500

22217

≈12000

≈10600

5113

СССР/Россия

≈4000

≈15000

≈25000

≈34000

≈38000

≈25000

≈8600

≈2800

Великобритания

160

Франция

Китай

Индия + Пакистан

<100

Израиль

≈200

Итого

>30000

>40000

≈50000

≈57000

<40000

<20450

Примечание: Данные по США и России на 2002-2009 гᴦ. включают только боеприпасы на развёрнутых стратегических носителях; оба государства располагают также значительным количеством тактического ядерного оружия, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ трудно поддаётся оценке. Данные по Великобритании на 2009 год включают число боеголовок, готовых к использованию; суммарное число блоков с учётом резервных составляет ʼʼдо 225ʼʼ единиц.

"Yadernoe oruzhie"

• Принцип действия
• Кратко ядерном взрыве
• Ядерные заряды: их виды

Если подходить к определению кратко, то ядерное (или по другому, атомное) оружие, включает в свое определение наличие ядерных боеголовок и возможностей их транспортировки и управления.

Я́дерное ору́жие находится в списке оружия массового поражения.

Принцип действия

Ядерное оружие (yadernoe oruzhie), точнее принцип его действия заключается в ядерной энергии . Происходит цепная реакция, впоследствии, которой, тяжелые ядра делятся. В другом случае происходит синтез легких ядер, при помощи термоядерной реакции. Если мгновенно высвобождается огромное количество внутриядерной энергии, но в ограниченном объеме, то взрывная реакция. Визуальный центр взрывной реакции можно определить по огненному шару.

Кратко ядерном взрыве

Ядерный взрыв может вызвать сейсмические колебания, если происходит на поверхности земли или около нее. Это похоже на землетрясение, но радиус распространения в районе нескольких сот метров. Взрыв ведет за собой высвобождение энергии, которая преобразуется в яркий свет и тепло. Если находится в эпицентре взрыва, то есть в радиусе распространения ядерной реакции, то люди получают ожоги, а горючие вещества воспламеняются.
Радиус действия распространяется на километры. При последствиях применения ядерного оружия, возникает Ионизирующее излучение, кратко - радиация. Ее действие длится примерно минуту. Так как радиация имеет огромную проникающую способность, нахождение в радиусе ее действия очень опасно для здоровья. Для того, чтобы не попасть под ее действие, требуется надежное укрытие.

Ядерные заряды: их виды

Атомный. Такой вид заряд предполагает деление ядер тяжелых металлов, таких как уран-235 (или же уран 233), плутоний-239. Взрыв атомного заряда характеризуется ядерной реакцией одного вида.

Термоядерный. Специфика этого заряда в том, что происходит синтез более легких элементов, в тяжелые. Реакция наступает во время взрыва, под действием колоссально высокой температуры. Как горючее пользуются дейтридом лития-6.

. Нейтронный заряд характеризуется очень высоким нейтронным излучением. В то же время, мощность остается мала. В этом случае ставка делается на увеличенное распространение радиации и соответственно, большей губительной для всего живого силы. Любая техника тоже пострадает при взрыве этого заряда. США первые разработали технологию по созданию нейтронного заряда. Сейчас создать его могут и Россия с Францией .

Ядерный взрыв: его поражающий фактор

В современном мире, ядерное оружие представляется одним из опаснейших видов оружия, за счет своих масштабных поражающий факторов.

Ударная волна. По большей части именно ударная волна обладает наиболее сильным поражающим свойством.

• Происхождение ударной волны оружия, соответствует обычному взрыву.
• Однако сила разрушения много сильнее. Помимо самой разрушающей ударной волны, объекты находящиеся в зоне ее воздействия, могут быть уничтожены летящими осколками или предметами находившимися ближе к центру взрыва.
• Соответственно разрушительная сила ядерного взрыва в населенных пунктах или лесистой местности будет в разы сильнее, чем на открытом пространстве. Человеку защититься от ударной волны можно в укрытиях предназначенных именно для этого или же использовать рельеф местности и естественные укрытия.
• Здания от ядерного взрыва могут пострадать как не значительно, так и до полного разрушения. Ударную волну сравнивают с водой, так как она способна проникнуть в помещение через малейшее отверстие, руша на своем пути перегородки внутри здания.

. Световое излучение. Оно включает в себя видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения.

• При накаливании воздухи и высокой температуре продуктов взрыва и получается этот поражающий фактор. При взрыве, яркость светового излучения в разы превышает по яркости солнечный свет.
• Та область, которая находилась в зоне светового излучения, может раскаляться до 10 000 °С. На сколько долго будет действовать световое излучение, можно судить только по мощности ядерного взрыва. Поражающий фактор заключается в высоких температурах, воздействующих на все окружающее.
• Таким образом, ядерный взрыв может стать причиной пожаров, расплавления техники, а для человека сильнейшими ожогами вплоть до полного обугливания.
• При ядерном взрыве человеку необходимо скрыть открытые части кожного покрова и ни в коем случае не смотреть в сторону взрыва.
• Световое излучение более губительно при взрыве ядерного оружия в воздухе, нежели на поверхности земли.
• При плохих погодных условиях (дождь, снег, туман), поражающая способность светового излучения в разы уменьшается. Укрытием от светового излучения может послужить обычная тень от чего либо.

. Проникающая радиация. При ядерном взрыве под землей или под водой, проникающая способность радиации заметно уменьшается. В воздухе же, радиация распространяется стремительно.

• Радиация, по своей губительной силе превосходит вышеперечисленные поражающие факторы. Но радиус распространения радиации, даже при мощнейшем взрыве составляет несколько километров.
• Поражающее действие на живые организмы происходит путем влияния на жизненно важные органы, точнее на их функцию. Пораженные радиацией люди или животные заболевают лучевой болезнью.
• Действие радиации, вызванное ядерным взрывом, длится несколько секунд. Укрыться от такого поражающего фактора можно при помощи толстых материалов, которые способны задержать радиоактивное излучение. Например, слой стали способен погасить силу радиации в два раза.
• Укрыться можно за бетонными сооружениями, под землей, в воде, за толстым деревом или же под снегом (в этом случае нужен толстый слой не менее полуметра).

. Радиоактивное заражение. Такому виду заражения подвергаются как живые организмы, так и разнообразные не живые объекты.

. Электромагнитный импульс , возникающий в атмосфере, не воздействует на человека. Действие оказывается на проводники для токов и напряжений разного характера. Следствием этого импульса, является повреждение приборов связанных с радиотехникой и током.
Ядерное оружие: его разновидности
Ядерный потенциал применяется в разных целях. И уже отталкиваясь от целей, оружие подразделяется на несколько видов взрывов.

. Взрыв высоко в воздухе, называется воздушным , за счет взрыва ядерной боеголовки, может быть высоким и низким. Таким образом, взрыв происходит таким образом, чтобы область излучения света не доходила до земли или поверхности воды. При взрывах в низких слоях атмосферы происходит радиоактивное заражение всего окружающего. Оно не является значительным, даже для живых организмов. Остальные же поражающие факторы действуют на максимум.

. Еще один вид взрыва в воздухе-высотный . Он применяется для уничтожения ракет или самолетов. При использовании для наземных объектов он безопасен. Здесь самыми разрушительными являются все поражающие факторы, кроме радиоактивного заражения.

. Наземный или надводный ядерный взрыв производится на поверхности воды/земли. Так же он может производиться не высоко над этими поверхностями. Наземным или надводным может считаться тот, при котором световое излучение касается той или иной поверхности. Сильнейшим поражающим фактором, представлено заражение радиацией поверхности, на которой происходит взрыв. Остальные разрушительные факторы так же имеют место быть.

. Последний тип ядерного взрыва, проводятся или под землей, или под водой . Главный фактор поражения это образование сейсмовзрывных волн. Грунт заражается радиацией. Но отсутствует поражающий фактор проникновения радиации и световое излучение.

Ядерное оружие, как угроза уничтожения человечества

Использование ядерных боеголовок случилось в конце второй мировой войны против фашистской Германии . Тогда пострадали города Хиросима и Нагасаки . Ядерная бомбардировка была произведена со стороны Вооруженных сил США . Такие меры, были продиктованы скорейшим подписанием капитуляции Японии . Результаты взрыва были катастрофическими. Люди, находившиеся в эпицентре взрыва, превратились в уголь. Птицы сгорали в полете. Взрывной волной выбивало стекла, которые и стали причиной гибели большинства народа.

Здания обрушивались. Возникло много небольших пожаров, которые впоследствии переросли в один большой. Те, кто остался жив после взрыва, и его разрушительных факторов, впоследствии, стали умирать от радиоактивного заражения.

Последствия ядерного взрыва аукнулось и в будущем. Люди еще на протяжении многих лет умирали от рака и прочих болезней. Если применить огромный по своим масштабам ядерный взрыв, то его последствием станут колоссальные пожару, которые охватили бы леса и города. От этого к стратосфере стремилось бы большое количество дыма. Солнечная радиация перестала бы проходить к поверхности земли. Такое явление именуется «Ядерной зимой».

Опасность его заключается в уничтожении озонового слоя Земного шара. Прямые ультрафиолетовые лучи, не задерживаемые озоновым слоем, стали бы губительными для всего живого. Вот такие не радостные перспективы ожидают человечество при масштабном использовании ядерного оружия.

После печальных событий в японских городах, стали вестись разработки водородной бомбы. Настало время гонки вооружений. Страны хотели иметь оружие, более мощное, чем у стран соперников. Гонка вооружений продолжалась до тех пор, пока не возникла угроза ядерной войны. Сегодня угроза ядерной войны тормозится разоружением имеющегося арсенала. Но ядерный потенциал имеет место быть в ряде современных государств. Так же, на сегодняшний день конвенция ООН запретила применение ядерного оружия в мире.