Търся Перфектно оръжие, способен да изпари вражеската армия с едно щракване, се биеха стотици хиляди известни и забравени оръжейници от древността. Периодично следа от това търсене може да се намери в приказките, които повече или по-малко правдоподобно описват чудодейния меч или лък, който удря без пропуск.

За щастие, технологичният прогрес дълго време се движеше толкова бавно, че истинското въплъщение на смазващото оръжие остана в сънищата и устните истории, а по-късно и на страниците на книгите. Научно-технологичният скок на 19-ти век създава условия за създаване на основната фобия на 20-ти век. Ядрената бомба, създадена и изпитана в реални условия, революционизира както военните дела, така и политиката.

Историята на създаването на оръжия

Дълго време се смяташе, че най-мощното оръжие може да бъде създадено само с помощта на експлозиви. Откритията на учени, които са работили с най-малките частици, дадоха научна обосновка за факта, че с помощта на елементарни частици може да се генерира огромна енергия. Бекерел, който открива радиоактивността на урановите соли през 1896 г., е първият в редицата на изследователите.

Самият уран е известен от 1786 г., но по това време никой не подозира за неговата радиоактивност. Работата на учените в края на 19-ти и 20-ти век разкрива не само специални физични свойства, но и възможността за получаване на енергия от радиоактивни вещества.

Версията за правене на оръжия на базата на уран е описана за първи път подробно, публикувана и патентована от френските физици, съпрузите Жолио-Кюри през 1939 г.

Въпреки стойността за оръжейния бизнес, самите учени бяха категорично против създаването на такова опустошително оръжие.

След като преминават през Втората световна война в Съпротивата, през 50-те години на миналия век, съпрузите (Фредерик и Ирен), осъзнавайки разрушителната сила на войната, се застъпват за общо разоръжаване. Те се подкрепят от Нилс Бор, Алберт Айнщайн и други видни физици от онова време.

Междувременно, докато Жолио-Кюри се занимаваше с проблема с фашистите в Париж, от другата страна на планетата, в Америка, се разработваше първият в света ядрен заряд. Робърт Опенхаймер, който ръководи работата, получи най-широките правомощия и огромни ресурси. Краят на 1941 г. е белязан от началото на проекта Манхатън, който в крайна сметка води до създаването на първата ядрена бойна глава.

Първото съоръжение за производство на уран за оръжия е изградено в Лос Аламос, Ню Мексико. В бъдеще едни и същи ядрени центрове се появяват в цялата страна, например в Чикаго, в Оук Ридж, Тенеси, а изследванията са проведени в Калифорния. Бомби бяха хвърлени за създаване най-добрите силипрофесори от американски университети, както и физици, избягали от Германия.

В самия „Трети райх“ работата по създаването на нов вид оръжие беше разгърната по начин, характерен за фюрера.

Тъй като „Обладаният“ се интересуваше повече от танкове и самолети и колкото повече, толкова по-добре, той не виждаше особена нужда от нова чудо-бомба.

Съответно проектите, които не са подкрепени от Хитлер в най-добрият случайдвижейки се с охлювско темпо.

Когато започна да се пече, и се оказа, че танкове и самолети са погълнати Източен фронт, новото чудо оръжие получи подкрепа. Но беше твърде късно, в условията на бомбардировки и постоянен страх от съветски танкови клинове, не беше възможно да се създаде устройство с ядрен компонент.

съветски съюзпо-внимателно към възможността за създаване на нов вид разрушително оръжие. В предвоенния период физиците събират и обединяват общи знания за ядрената енергияи възможността за създаване на ядрени оръжия. Разузнаването работи интензивно през целия период на създаването на ядрена бомба както в СССР, така и в Съединените щати. Войната изигра значителна роля за ограничаване на темпа на развитие, тъй като огромни ресурси отиваха на фронта.

Вярно е, че академик Курчатов Игор Василиевич с характерна упоритост насърчава работата на всички подчинени подразделения в тази посока. Избягайки малко напред, той ще бъде този, който ще бъде инструктиран да ускори разработването на оръжия в лицето на заплахата от американски удар по градовете на СССР. Именно той застана в чакъла на огромна машина от стотици и хиляди учени и работници, които ще бъдат удостоени с почетното звание баща на съветската ядрена бомба.

Първите тестове в света

Но да се върнем към американската ядрена програма. До лятото на 1945 г. американски учени успяват да създадат първата в света ядрена бомба. Всяко момче, което си направи или купи мощна нестинарка в магазин, изпитва необикновени мъки, искайки да я взриви възможно най-скоро. През 1945 г. стотици американски военни и учени преживяват същото.

На 16 юни 1945 г. в пустинята Аламогордо, Ню Мексико, са извършени първите изпитания на ядрено оръжие и една от най-мощните експлозии по това време.

Очевидци, наблюдаващи детонацията от бункера, бяха поразени от силата, с която зарядът избухна на върха на 30-метровата стоманена кула. Отначало всичко беше залято със светлина, няколко пъти по-силна от слънцето. Тогава огнена топка се издигна в небето, превърнала се в стълб от дим, който се оформи в известната гъба.

Веднага след като прахът се уталожил, изследователите и създателите на бомбата се втурнали към мястото на експлозията. Те наблюдаваха последствията от танкове Шърман, обесени с олово. Това, което видяха, ги удиви, никое оръжие не би причинило такива щети. Пясъкът на места се стопи до стъкло.

Открити са и малки останки от кулата; във фуния с огромен диаметър, обезобразени и фрагментирани структури ясно илюстрират разрушителната сила.

Поразителни фактори

Тази детонация даде първата информация за силата на новото оръжие, за това как то може да унищожи врага. Това са няколко фактора:

светлинно излъчване, светкавица, която може да заслепи дори защитени органи на зрението;
ударна вълна, плътен въздушен поток, движещ се от центъра, разрушаващ повечето сгради;
електромагнитен импулс, който избива по-голямата част от оборудването и не позволява използването на комуникационни съоръжения за първи път след експлозията;
проникващата радиация, най-опасният фактор за тези, които са се укрили от други увреждащи фактори, се разделя на алфа-бета-гама облъчване;
радиоактивно замърсяване, което може да повлияе неблагоприятно на здравето и живота в продължение на десетки или дори стотици години.

По-нататъшното използване на ядрени оръжия, включително във военни действия, показа всички характеристики на въздействието върху живите организми и природата. 6 август 1945 г. е последният ден за десетки хиляди жители на малкия град Хирошима, известен тогава с няколко важни военни обекта.

Резултатът от войната на тихоокеанскибеше предрешен извод, но Пентагонът вярваше, че операцията в японския архипелаг ще струва повече от милион живота на американските морски пехотинци. Решено е да се убият няколко птици с един удар, да се изтегли Япония от войната, като се спестява десантната операция, да се тества ново оръжие на практика и да се обяви на целия свят и преди всичко на СССР.

В един часа сутринта самолетът, на борда на който се намираше ядрената бомба "Хлапе", излита на мисия.

Бомбата, хвърлена над града, избухна на около 600 метра надморска височина в 8.15 часа. Унищожени са всички сгради, разположени на 800 метра от епицентъра. Оцелели са стените само на няколко сгради, предназначени за 9-точково земетресение.

От всеки десет души, които са били в момента на експлозията на бомбата в радиус от 600 метра, само един е успял да оцелее. Светлинната радиация превръща хората във въглища, оставяйки сенчести следи върху камъка, тъмен отпечатък на мястото, където се намира човекът. Последвалата взривна вълна беше толкова силна, че успя да избие стъкло на разстояние 19 километра от мястото на експлозията.

Един тийнейджър беше изваден от къщата от гъста струя въздух през прозореца, кацайки, човекът видя как стените на къщата са сгънати като карти. Взривната вълна беше последвана от огнено торнадо, което унищожи малкото жители, които оцеляха след експлозията и не успяха да напуснат зоната на пожара. Отдалечените от експлозията започнаха да изпитват силен дискомфорт, причината за която първоначално беше неясна за лекарите.

Много по-късно, няколко седмици по-късно, беше обявен терминът "радиационно отравяне", сега известен като лъчева болест.

Повече от 280 хиляди души станаха жертви само на една бомба, както директно от експлозията, така и от последвалите заболявания.

Бомбардировките на Япония с ядрени оръжия не приключиха дотук. Според плана само четири до шест града трябваше да бъдат атакувани, но метеорологично времеразрешено само да нанесе удар по Нагасаки. В този град повече от 150 хиляди души станаха жертви на бомбата "Дебелия човек".

Обещанията на американското правителство да нанесе такива удари преди капитулацията на Япония доведоха до примирие, а след това и до подписване на споразумение, което сложи край на световната война. Но за ядрените оръжия това беше само началото.

Най-мощната бомба в света

Следвоенният период е белязан от конфронтацията между блока на СССР и съюзниците със САЩ и НАТО. През 40-те години на миналия век американците сериозно обмислят възможността да атакуват Съветския съюз. За да се овладее бившият съюзник, работата по създаването на бомбата трябваше да се ускори и още през 1949 г., на 29 август, монополът на САЩ в ядрените оръжия беше прекратен. По време на надпреварата във въоръжаването най-голямо внимание заслужават два ядрени опита.

Bikini Atoll, най-известен със своите несериозни бански костюми, през 1954 г буквалногръмна по целия свят във връзка с изпитанията на ядрен заряд със специална мощност.

Американците, решили да изпробват нов дизайн на атомно оръжие, не изчислиха заряда. В резултат на това експлозията се оказа 2,5 пъти по-мощна от планираната. Жителите на близките островчета, както и вездесъщите японски рибари бяха подложени на атака.

Но това не беше най-мощната американска бомба. През 1960 г. е приета ядрената бомба B41, която поради мощността си не преминава пълноценни тестове. Силата на заряда е изчислена теоретично, поради страх от детонация на такъв опасно оръжие.

Съветският съюз, който обичаше да бъде първият във всичко, го тества през 1961 г., наречен „майката на Кузкина“.

В отговор на ядрения шантаж на Америка съветските учени създадоха най-много мощна бомбав света. Тестван на Нова Земля, той остави своя отпечатък в почти всяко кътче на земното кълбо. По спомени в най-отдалечените кътчета по време на взрива е усетено леко земетресение.

Взривната вълна, разбира се, след като загуби цялата разрушителна сила, успя да обиколи Земята. Днес това е най-мощната ядрена бомба в света, създадена и изпитана от човечеството. Разбира се, ако ръцете му бяха развързани, ядрената бомба на Ким Чен-ун би била по-мощна, но той няма Нова Земя, която да я тества.

Устройство за атомна бомба

Помислете за едно много примитивно, чисто за разбиране, устройство за атомна бомба. Има много класове атомни бомби, но ще разгледаме три основни:

уран, базиран на уран 235, взривен за първи път над Хирошима;
плутоний, базиран на плутоний 239, взривен за първи път над Нагасаки;
термоядрен, понякога наричан водород, на основата на тежка вода с деутерий и тритий, за щастие, не е бил използван срещу населението.

Първите две бомби се основават на ефекта на делене на тежки ядра на по-малки от неконтролирано ядрена реакцияс освобождаване на огромно количество енергия. Третият се основава на сливането на водородни ядра (или по-скоро неговите изотопи деутерий и тритий) с образуването на хелий, който е по-тежък от водорода. При същото тегло на бомба разрушителният потенциал на водородната бомба е 20 пъти по-голям.

Ако за урана и плутония е достатъчно да се събере маса, по-голяма от критичната (при която започва верижна реакция), то за водорода това не е достатъчно.

За надеждно комбиниране на няколко парчета уран в едно се използва ефект на оръдие, при който по-малки парчета уран се изстрелват в по-големи. Може да се използва и барут, но за надеждност се използват взривни вещества с малка мощност.

В плутониева бомба, за да се създадат необходимите условия за верижна реакция, експлозиви се поставят около блокове с плутоний. Поради кумулативния ефект, както и разположен в самия център на инициатора на неутрони (берилий с няколко милиграма полоний) необходимите условиясе постигат.

Има главен заряд, който сам по себе си не може да избухне по никакъв начин и предпазител. За да създадем условия за сливане на ядра на деутерий и тритий, ни трябват невъобразими налягания и температури поне в една точка. Освен това ще настъпи верижна реакция.

За да създаде такива параметри, бомбата включва конвенционален, но с ниска мощност ядрен заряд, който е предпазителят. Подкопаването му създава условия за започване на термоядрена реакция.

За оценка на мощността на атомна бомба се използва т. нар. "тротилов еквивалент". Експлозията е освобождаване на енергия, най-известната в света. експлозивно- TNT (TNT - trinitrotoluene), и всички нови видове експлозиви са приравнени към него. Бомба "Хлапе" - 13 килотона тротил. Тоест се равнява на 13 000.

Бомба "Дебелия човек" - 21 килотона, "Цар бомба" - 58 мегатона тротил. Страшно е да си помислиш за 58 милиона тона експлозиви, концентрирани в маса от 26,5 тона, ето колко е забавна тази бомба.

Опасности от ядрена война и атомни бедствия

Възникнали в разгара на най-лошата война на 20-ти век, ядрените оръжия се превърнаха в най-голямата заплаха за човечеството. Веднага след Втората световна война започва Студената война, която няколко пъти почти ескалира в пълноценен ядрен конфликт. Заплахата от използването на поне една страна на ядрени бомби и ракети започва да се обсъжда още през 50-те години на миналия век.

Всички разбраха и разбират, че в тази война не може да има победители.

Много учени и политици са правили и полагат усилия да го овладеят. Чикагският университет, използвайки мнението на гостуващи ядрени учени, включително нобелови лауреати, настройва часовника на Страшния съд няколко минути преди полунощ. Полунощ бележи ядрен катаклизъм, началото на нова световна война и унищожаването на стария свят. През годините стрелките на часовника варираха от 17 до 2 минути до полунощ.

Известни са и няколко големи аварии в атомни електроцентрали. Тези бедствия са косвено свързани с оръжията, атомните електроцентрали все още се различават от ядрените бомби, но показват най-добри резултати от използването на атома за военни цели. Най-големите от тях са:

1957 г., авария в Кищим, поради повреда в системата за съхранение, възникна експлозия близо до Кищим;
1957, Великобритания, Северозападна Англия не са наблюдавани за сигурност;
1979 г., САЩ, възникна експлозия и изпускане от атомна електроцентрала поради ненавременно открит теч;
1986 г., трагедия в Чернобил, експлозия на 4-ти енергоблок;
2011 г., инцидент на гара Фукушима, Япония.

Всяка една от тези трагедии остави тежък отпечатък върху съдбата на стотици хиляди хора и превърна цели райони в нежилищни райони със специален контрол.

Имаше инциденти, които едва не струваха началото на атомна катастрофа. Съветските атомни подводници многократно са имали на борда аварии, свързани с реактори. Американците хвърлиха бомбардировача Superfortress с две ядрени бомби Mark 39 на борда, с мощност от 3,8 мегатона. Но задействаната "система за безопасност" не позволи на зарядите да се взривят и катастрофата е избегната.

Ядрени оръжия в миналото и настоящето

Днес това е ясно на всеки ядрена войнаще унищожи съвременното човечество. Междувременно желанието да притежавате ядрено оръжие и да влезете в ядрения клуб, или по-скоро да нахлуете в него, събаряйки вратата, все още вълнува умовете на някои държавни лидери.

Индия и Пакистан произволно създадоха ядрени оръжия, израелците крият наличието на бомба.

За някои притежаването на ядрена бомба е начин да докажат значението си на международната арена. За други това е гаранция за ненамеса на крилата демокрация или други външни фактори. Но основното е, че тези резерви не влизат в бизнес, за който наистина са създадени.

Видео

Поразителни фактори на ядрените оръжия. - 20 минути.

оръжие масово унищожениесе нарича оръжие, способно да предизвика масово унищожение на населението (да образува огнища на масово унищожение - огнища на масови санитарни загуби) за кратко време или наведнъж. Оръжията за масово унищожение включват: ядрени, химически и бактериологични (биологични) оръжия. От 1998 г. в Руската федерация е разпределен независим вид оръжие за масово унищожение токсинно оръжие.

Ядрено оръжие – боеприпаси, чийто увреждащ ефект се основава на използването на вътрешноядрена енергия, освободена по време на експлозивни ядрени реакции (едновременно делене, синтез, делене и синтез).

Ядрените оръжия са създадени в резултат на постиженията на ядрената физика, което позволи в края на 30-те години на миналия век да се направи заключение за възможността за верижна реакция на делене на уран, придружена от освобождаване на огромно количество енергия.

В СССР изчисляването на верижната реакция е извършено от Я. Б. Зелдович и Ю. Б. Харитонов през 1939-40 г. Разработването на ядрени оръжия се извършва едновременно в няколко страни. През декември 1942г. Под ръководството на италианския физик Е. Ферми за първи път е проведена контролирана верижна реакция на делене на уран (първият реактор е пуснат в експлоатация).

Проблемът с ядрените оръжия е изследван и в нацистка Германия, но до края на войната тя не успява да създаде такова.

В САЩ група учени, водени от Р. Опенхаймер, разработват дизайна на атомната бомба и до средата на 1945г. са направени първите 3 проби. 16 юни 1945г в щата Ню Мексико, близо до Аламогорд, беше извършена пробна експлозия на първата атомна бомба, след което ядрените оръжия бяха използвани от Съединените щати в Япония: 6 август 1945 г. е хвърлена бомба върху Хирашима, а след 3 дни - и върху Нагасаки, в резултат на което тези градове са почти напълно разрушени. Засегнати са 215 000 души (около 43% от населението), от които 110 000 души са починали (22% от населението).

В СССР научните работи, свързани с атомния проблем, вкл. и създаването на атомната бомба от 1943 г. под ръководството на И. В. Курчатов. Първите изпитания на атомната бомба са извършени през август 1949 г.

Разграничаване атомни, термоядрени и неутронни боеприпаси. В зависимост от мощността на боеприпаса(енергия ядрена експлозияв тротилов еквивалент (килотона, мегатона)), разграничаване на: ултра-малък (до 1 kt), малък (1-10 kt), среден (10-100 kt), голям (100 kt-1 mt) и супер голям (над 1 mt) ядрени боеприпаси.

По естеството на използването на ядрени оръжияразпределете (Слайд №2 / 1 ORP):наземни, подземни, подводни, повърхностни, въздушни и експлозии на голяма надморска височина.

Увреждащите фактори на референтната земна експлозия включват ( пързалка№ 2/2 ORP): светлинно излъчване(30-35% от енергията на ядрена експлозия се изразходва за образуването), ударна вълна (50%), проникваща радиация (5%:), радиоактивно замърсяване на терен и въздух,електромагнитен импулс, както и психологическият фактор, т.е. моралното въздействие на ядрена експлозия върху персонала.

Ударна вълна - най-мощният увреждащ фактор на ядрена експлозия. Около 50% от цялата енергия на експлозията се изразходва за нейното образуване при експлозии на боеприпаси от среден и голям калибър. При наземна (повърхностна) ядрена експлозия това е зона на рязко компресиране на въздух, разпространяващ се във всички посоки от центъра на експлозията със свръхзвукова скорост. С увеличаване на разстоянието скоростта намалява бързо и вълната отслабва. Източникът на ударната вълна е високо наляганев центъра на експлозията, достигайки милиарди атмосфери. Най-голямото налягане възниква на предната граница на зоната на компресия, която обикновено се нарича ударен фронт. Увреждащият ефект на ударната вълна се определя от излишното налягане, тоест разликата между нормалното атмосферно наляганеи максималното налягане в предната част на удара. Ударната вълна е трансформирана механична енергия, която може да причини травматични наранявания, сътресения или смърт на незащитени хора. Пораженията могат да бъдат преки или косвени.

Концепция ядрено оръжиекомбинира взривни устройства, в които енергията на експлозията се генерира от делене или сливане на ядра. В тесен смисъл, под ядрени оръжияразбират експлозивни устройства, които използват енергията, освободена от деленето на тежки ядра. Устройствата, които използват енергията, освободена при синтеза на светлинни ядра, се наричат термоядрен.

Ядрено оръжие

Ядрената реакция, чиято енергия се използва в ядрени експлозивни устройства, се състои в деленето на ядрото в резултат на улавянето на неутрон от това ядро. Абсорбцията на неутрон може да доведе до делене на почти всяко ядро, но за по-голямата част от елементите реакцията на делене е възможна само ако неутронът, преди да бъде погълнат от ядрото му, е имал енергия, надвишаваща определена прагова стойност. Възможността за практическо използване на ядрената енергия в ядрени взривни устройства или в ядрени реактори се дължи на съществуването на елементи, чиито ядра се делят под въздействието на неутрони с всякаква енергия, включително произволно малка. Веществата с подобно свойство се наричат делящи се вещества.

Единственият делящ се материал, открит в природата в забележими количества, е изотопът на урана с маса на ядрото от 235 единици атомна маса (уран-235). Съдържанието на този изотоп в естествения уран е само 0,7%. Останалото е уран-238. Дотолкова доколкото Химични свойстваизотопите са абсолютно еднакви, за отделянето на уран-235 от естествения уран е необходимо да се извърши доста сложен процес на отделяне на изотопи. Резултатът може да се получи силно обогатен урансъдържащ около 94% уран-235, който е подходящ за използване в ядрени оръжия.

Разделящите се вещества могат да се получат изкуствено и най-малко трудно от практическа гледна точка е да се получат плутоний-239образуван в резултат на улавянето на неутрон от ядрото на уран-238 (и последващата верига от радиоактивни разпада на междинни ядра). Подобен процес може да се извърши с помощта на естествен или нискообогатен уран. В бъдеще плутоният може да бъде отделен от отработеното гориво на реактора в процеса химическа обработкагориво, което е много по-просто от процеса на разделяне на изотопи, извършван при производството на оръжеен уран.

За създаване на ядрени експлозивни устройства могат да се използват и други делящи се вещества, например уран-233получени при облъчване в ядрен реакторторий-232. Но, практическа употребаоткриват само уран-235 и плутоний-239, главно поради относителната лекота на получаване на тези материали.

Възможността за практическо използване на енергията, освободена при ядрено делене, се дължи на факта, че реакцията на делене може да има верижен, самоподдържащ се характер. При всяко събитие на делене се образуват приблизително два вторични неутрона, които, като са уловени от ядрата на делящата се материя, могат да причинят тяхното делене, което от своя страна води до образуването на още повече неутрони. Докато създавате специални условия, броят на неутроните, а оттам и броят на събитията на делене, расте от поколение на поколение.

Времевата зависимост на броя на събитията на делене може да бъде описана с помощта на така наречения коефициент на умножение на неутроните k, който е равен на разликата между броя на неутроните, произведени при едно събитие на делене, и броя на неутроните, загубени поради абсорбция, която не водят до делене или поради бягство от масата на делящата се материя ... Следователно параметърът k съответства на броя на събитията на делене, които причиняват разпадането на едно ядро. Ако параметърът k е по-малък от един, тогава реакцията на делене няма верижен характер, тъй като броят на неутроните, способни да причинят делене, се оказва по-малък от първоначалния им брой. Когато се достигне стойността k = 1, броят на неутроните, причиняващи делене и следователно събития на разпад, не се променя от поколение на поколение. Реакцията на делене придобива самоподдържащ се верижен характер. Състоянието на материята, в което се реализира верижна реакцияделение с k = 1 се нарича критичен... При k> 1 се говори за свръхкритично състояние.

Времевата зависимост на броя на деленията може да се представи по следния начин:

N = N o * exp ((k-1) * t / T)

нТова е общият брой събития на делене, настъпили по време на тот началото на реакцията,
N 0Броят на ядрата, претърпели делене в първото поколение, k е коефициентът на размножаване на неутроните,
Т е времето на „смяна на поколенията“, т.е. средното време между последователни действия на разделяне, характерно значениекоето е 10-8 сек.

Ако приемем, че верижната реакция започва с един акт на делене и стойността на коефициента на умножение е 2, тогава е лесно да се оцени броят на поколенията, необходими за освобождаване на енергия, еквивалентна на експлозия от 1 килотон TNT (10 12 калории или 4,1910 12 J). Тъй като всяко събитие на делене освобождава енергия от около 180 MeV (2,910 -11 J), трябва да възникнат 1,4510 23 събития на разпад (което съответства на делене на около 57 g деляща се материя). Подобен брой разпади ще се случи за около 53 поколения делящи се ядра. Целият процес ще отнеме около 0,5 микросекунди, като по-голямата част от енергията, освободена през последните няколко поколения. Удължаването на процеса само с няколко поколения ще доведе до значително увеличение на освободената енергия. Така че, за да се увеличи енергията на експлозия 10 пъти (до 100 kt), са необходими само пет допълнителни поколения.

Основният параметър, който определя възможността за верижна реакция на делене и скоростта на освобождаване на енергия в хода на тази реакция, е коефициентът на размножаване на неутроните. Този коефициент зависи както от свойствата на делящите се ядра, като броя на вторичните неутрони, напречните сечения за реакции на делене и улавяне, така и от външни факториопределяне на загубата на неутрони, причинена от тяхното излизане от масата на делящата се материя. Вероятността за изпускане на неутрони зависи от геометричната форма на пробата и се увеличава с увеличаване на нейната повърхност. Вероятността за улавяне на неутрон е пропорционална на концентрацията на ядрата на делящия се материал и дължината на пътя, който неутронът изминава в пробата. Ако вземем проба под формата на сфера, тогава с увеличаване на масата на пробата, вероятността за улавяне на неутрони, водещо до делене, нараства по-бързо от вероятността за нейното бягство, което води до увеличаване на коефициента на умножение. Масата, при която такава проба достига критичното състояние (k = 1), се нарича критична масаделяща се материя. За силно обогатен уран критичната маса е около 52 кг, за оръжейния плутоний - 11 кг. Критичната маса може да бъде приблизително наполовина, като се обгради делящата се проба със слой от неутроноотразяващ материал, като берилий или естествен уран.

Верижна реакция е възможна дори в присъствието на по-малко количество делящ се материал. Тъй като вероятността за улавяне е пропорционална на концентрацията на ядрата, увеличаването на плътността на пробата, например, в резултат на нейното компресиране, може да доведе до появата на критично състояние в пробата. Именно този метод се използва в ядрени взривни устройства, при които масата на делящия се материал, който е в подкритично състояние, се превръща в свръхкритична с помощта на насочена експлозия, подлагайки заряда на силна степен на компресия . Минималното количество делящ се материал, необходимо за верижна реакция, зависи главно от коефициента на компресия, постижим на практика.

Степента и скоростта на компресиране на масата на делящото се вещество определят не само количеството делящ се материал, необходимо за създаване на взривно устройство, но и мощност на експлозия... Причината за това е фактът, че енергията, освободена по време на верижната реакция, води до бързо нагряване на масата деляща се материя и в резултат на това до разширяване на тази маса. След известно време зарядът губи своята критичност и верижната реакция спира. Тъй като общата енергия на експлозията зависи от броя на ядрата, които са имали време да претърпят делене през времето, през което зарядът е бил в критично състояние, за да се получи достатъчно висока мощност на експлозия, е необходимо да се запази масата на деляща се материя в критично състояние възможно най-дълго. На практика това се постига чрез бързо компресиране на заряда с помощта на насочена експлозия, така че в началото на верижната реакция масата на делящия се материал има много голяма граница на критичност.

Тъй като зарядът е в критично състояние по време на процеса на компресия, е необходимо да се елиминират външни източници на неутрони, които могат да предизвикат верижна реакция дори преди зарядът да достигне необходимата степен на критичност. Преждевременното начало на верижна реакция ще доведе, първо, до намаляване на скоростта на освобождаване на енергия и, второ, до по-ранно разширяване на заряда и загуба на критичност. След като масата на делящото се вещество е в критично състояние, началото на верижна реакция може да бъде предизвикано от актове на спонтанно делене на ядра на уран или плутоний. Интензивността на спонтанното делене обаче се оказва недостатъчна, за да осигури необходимата степен на синхронизация на момента на началото на верижната реакция с процеса на компресия на веществото и да осигури достатъчно Голям бройнеутрони в първото поколение. За решаването на този проблем се използват ядрени експлозивни устройства специален източникнеутрони, което осигурява "инжектирането" на неутрони в масата на делящата се материя. Моментът на "инжектиране" на неутрони трябва внимателно да се синхронизира с процеса на компресия, тъй като твърде ранното начало на верижна реакция ще доведе до бързо начало на разсейване на делящата се материя и следователно до значително намаляване на енергията на експлозията.

Първото ядрено взривно устройство е взривено от Съединените щати на 16 юли 1945 г. в Аламогордо, Ню Мексико. Устройството беше плутониева бомба, която използва насочена експлозия, за да създаде критичност. Мощността на експлозията беше около 20 kt. В СССР експлозията на първото ядрено взривно устройство, подобно на американското, е направено на 29 август 1949 г.

Термоядрено оръжие

V термоядрени оръжияенергията на експлозията се образува по време на реакциите на сливане на леки ядра, като деутерий, тритий, които са изотопи на водород или литий. Такива реакции могат да възникнат само при много високи температури, при които кинетичната енергия на ядрата е достатъчна, за да приближи ядрата на достатъчно малко разстояние. Въпросните температури са около 10 7 -10 8 К.

Използването на реакции на синтез за увеличаване на силата на експлозията може да се извърши по различни начини. Първият е да поставите контейнер с деутерий или тритий (или литиев деутерид) вътре в конвенционално ядрено устройство. Високите температури, възникващи по време на експлозията, водят до факта, че ядрата на леките елементи влизат в реакция, поради което се отделя допълнителна енергия. Използвайки този метод, можете значително да увеличите силата на експлозията. В същото време мощността на такова взривно устройство все още е ограничена от крайното време на разширяване на делящия се материал.

Друг метод е създаването на многостепенни взривни устройства, при които поради специалната конфигурация на взривното устройство енергията на конвенционален ядрен заряд (т.нар. първичен заряд) се използва за създаване на необходимите температури в отделно разположен " вторичен" термоядрен заряд, чиято енергия от своя страна може да се използва за взривяване на трети заряд и т.н. Първото изпитание на такова устройство, експлозията на Майк, е извършено в САЩ на 1 ноември 1952 г. В СССР подобно устройство е изпробвано за първи път на 22 ноември 1955 г. Силата на взривно устройство, конструирано по този начин може да бъде произволно голям. Най-мощната ядрена експлозия е произведена именно с помощта на многостепенно взривно устройство. Мощността на експлозията е 60 Mt, а мощността на устройството е използвана само от една трета.

Последователността на събитията при ядрена експлозия

Освобождаването на огромно количество енергия, което се получава в хода на верижната реакция на делене, води до бързо нагряване на експлозивното вещество до температури от порядъка на 10 7 К. При такива температури веществото е интензивно излъчваща йонизирана плазма. На този етап около 80% от енергията на експлозията се освобождава под формата на енергия на електромагнитно излъчване. Максималната енергия на това излъчване, наречена първична, пада върху рентгеновия диапазон на спектъра. По-нататъшният ход на събитията при ядрена експлозия се определя главно от естеството на взаимодействието на първичната топлинна радиация със средата около епицентъра на експлозията, както и от свойствата на тази среда.

Ако експлозията е направена на малка надморска височина в атмосферата, първичната радиация на експлозията се поглъща от въздуха на разстояния от порядъка на няколко метра. Поглъщането на рентгеново лъчение води до образуването на експлозивен облак, характеризиращ се с много висока температура. На първия етап този облак нараства по размер поради радиационното пренасяне на енергия от горещата вътрешна част на облака към студената му среда. Температурата на газа в облака е приблизително постоянна в целия му обем и намалява с увеличаването му. В момента, когато температурата на облака падне до около 300 хиляди градуса, скоростта на предната част на облака намалява до стойности, сравними със скоростта на звука. В този момент, ударна вълна, чиято предна част се "откъсва" от границата на експлозивния облак. За експлозия с мощност 20 kt това събитие се случва приблизително 0,1 ms след експлозията. Радиусът на експлозивния облак в този момент е около 12 метра.

Интензитетът на топлинното излъчване на експлозивния облак се определя изцяло от видимата температура на неговата повърхност. За известно време загрятият в резултат на преминаването на взривната вълна въздух маскира експлозивния облак, поглъщайки излъчваната от него радиация, така че температурата на видимата повърхност на експлозивния облак съответства на температурата на въздуха зад шок отпред, който намалява с увеличаването на размера на предната част. Приблизително 10 милисекунди след началото на експлозията температурата в предната част пада до 3000°С и тя отново става прозрачна за излъчване от експлозивния облак. Температурата на видимата повърхност на експлозивния облак започва да се повишава отново и за около 0,1 s след началото на експлозията достига около 8000 ° C (за експлозия с мощност 20 kt). В този момент радиационната мощност на експлозивния облак е максимална. След това температурата на видимата повърхност на облака и съответно енергията, излъчвана от него, бързо намалява. В резултат на това по-голямата част от радиационната енергия се излъчва за по-малко от една секунда.

Образуването на импулс от топлинно излъчване и образуването на ударна вълна се случва в най-ранните етапи от съществуването на експлозивния облак. Тъй като вътрешността на облака съдържа по-голямата част от радиоактивните вещества, образувани по време на експлозията, по-нататъшната му еволюция определя образуването на следата от радиоактивни упадъци. След като експлозивният облак изстине толкова много, че вече не излъчва във видимата област на спектъра, процесът на увеличаване на размера му продължава поради термично разширение и той започва да се издига нагоре. В процеса на изкачване облакът носи със себе си значителна маса въздух и почва. За минути облакът достига височина от няколко километра и може да достигне стратосферата. Скоростта на радиоактивни утайки зависи от размера на твърдите частици, върху които те кондензират. Ако в процеса на образуването си експлозивният облак достигне повърхността, количеството почва, увлечено по време на издигането на облака, ще бъде достатъчно голямо и радиоактивните вещества се утаяват главно върху повърхността на почвените частици, чийто размер може да достигне няколко милиметри. Такива частици падат на повърхността в относителна близост до епицентъра на експлозията и по време на изпадането тяхната радиоактивност практически не намалява.

Ако експлозивният облак не докосне повърхността, съдържащите се в него радиоактивни вещества се кондензират в много по-малки частици с характерен размер 0,01-20 микрона. Тъй като такива частици могат да съществуват дълго време в горни слоевеатмосфера, те се разпръскват на много голяма площ и за времето, изминало преди да паднат на повърхността, успяват да загубят значителна част от своята радиоактивност. В такъв случай радиоактивен отпечатъкпрактически не се наблюдава. Минималната височина, на която взривът не води до образуване на радиоактивна следа, зависи от силата на взрива и е около 200 метра за експлозия с мощност 20 kt и около 1 km за експлозия с мощност от 1 Mt.

Ударната вълна, която се образува в ранните етапи на експлозивния облак, е един от основните увреждащи фактори на атмосферната ядрена експлозия. Основните характеристики на ударната вълна са пиковото свръхналягане и динамичното налягане в предната част на вълната. Способността на обектите да издържат на въздействието на ударна вълна зависи от много фактори, като например наличието на носещи елементи, строителен материал, ориентация спрямо предната част. Свръхналягане от 1 атм (15 psi), генерирано на 2,5 км от земна експлозия от 1 Mt, може да унищожи многоетажна стоманобетонна сграда. За да издържат на въздействието на ударна вълна, военните съоръжения, особено силозите за балистични ракети, са проектирани по такъв начин, че да могат да издържат на прекомерно налягане от стотици атмосфери. Радиусът на зоната, в която експлозия от 1 Mt създава такова налягане, е около 200 метра. Съответно, за поразяване на закалени цели, точността на атаката на балистични ракети играе специална роля.

В началните етапи на съществуването на ударна вълна нейният фронт е сфера, центрирана в точката на експлозия. След като фронтът достигне повърхността, се образува отразена вълна. Тъй като отразената вълна се разпространява в средата, през която е преминала директната вълна, скоростта на нейното разпространение се оказва малко по-висока. В резултат на това на известно разстояние от епицентъра две вълни се сливат близо до повърхността, образувайки фронт, характеризиращ се с приблизително два пъти по-голямо свръхналягане. Тъй като за експлозия с дадена мощност разстоянието, на което се образува такъв фронт, зависи от височината на експлозията, височината на експлозията може да бъде избрана, за да се получат максималните стойности на свръхналягането в определена област. Ако целта на взрива е унищожаване на укрепени военни съоръжения, оптималната височина на експлозията е много ниска, което неизбежно води до образуване на значително количество радиоактивни отпадъци.

Друг вреден фактор на ядрените оръжия е проникващ, което представлява поток от високоенергийни неутрони и гама-кванти, генерирани както директно по време на експлозията, така и в резултат на разпадането на продуктите на делене. Наред с неутроните и гама квантите в хода на ядрените реакции се образуват и алфа и бета частици, чието влияние може да се пренебрегне поради факта, че те се задържат много ефективно на разстояния от порядъка на няколко метра. Неутроните и гама-квантите продължават да се отделят доста дълго време след експлозията, оказвайки влияние върху радиационната среда. Действително проникващата радиация обикновено включва неутрони и гама кванти, които се появяват в рамките на първата минута след експлозията. Тази дефиниция се дължи на факта, че за време от около една минута експлозивният облак успява да се издигне на височина, достатъчна, за да стане потокът на радиация на повърхността практически невидим.

Интензитетът на проникващия поток и разстоянието, на което действието му може да причини значителни щети, зависят от мощността на взривното устройство и неговата конструкция. получена на разстояние около 3 км от епицентъра термоядрена експлозияс капацитет от 1 Mt е достатъчен, за да причини сериозни биологични променив човешкото тяло. Ядрено взривно устройство може да бъде специално проектирано по такъв начин, че да увеличи щетите, причинени от проникваща радиация в сравнение с щетите, причинени от други увреждащи фактори (т.нар. неутронно оръжие).

Процесите, протичащи по време на експлозия на значителна надморска височина, където плътността на въздуха е ниска, са малко по-различни от тези, протичащи при експлозия на малка надморска височина. На първо място, поради ниската плътност на въздуха, поглъщането на първичната топлинна радиация се случва на много по-големи разстояния и размерът на експлозивния облак може да достигне десетки километри. Процесите на взаимодействие на йонизирани частици от облака с магнитно полеЗемята. Йонизираните частици, образувани по време на експлозията, също имат забележим ефект върху състоянието на йоносферата, което затруднява, а понякога и невъзможно разпространението на радиовълни (този ефект може да се използва за заслепяване на радарни станции).

Един от резултатите от експлозия на голяма надморска височина е появата на мощна електромагнитен импулсразпространяващ се на много голяма площ. Електромагнитен импулсвъзниква в резултат на експлозия на ниска надморска височина, но напрежението електромагнитно полев този случай тя бързо намалява с отдалечаване от епицентъра. В случай на експлозия на голяма надморска височина зоната на действие на електромагнитния импулс обхваща почти цялата повърхност на Земята, видима от точката на експлозията.

Ако експлозията е направена под земята, в началния етап на експлозията, поглъщането на първична топлинна радиация от околната среда води до образуване на кухина, налягането в която се повишава до няколко милиона атмосфери за по-малко от микросекунда. Освен това в рамките на част от секундата в заобикалящата скала се образува ударна вълна, чиято предна част изпреварва разпространението на експлозивната кухина. Ударната вълна причинява разрушаване на скалата в непосредствена близост до епицентъра и, отслабвайки при движението й, поражда серия от сеизмични импулси, съпровождащи подземния взрив. Кухината на експлозията продължава да се разширява с малко по-ниска скорост, отколкото в началото, като в крайна сметка достига значителни размери. И така, радиусът на кухината, образувана от експлозия с мощност 150 kt, може да достигне 50 метра. На този етап стените на кухината са разтопена скала. На третия етап газът вътре в кухината се охлажда и разтопената скала се втвърдява на дъното.

По време на следващия етап, който може да продължи от няколко секунди до няколко часа, налягането на газовете в кухината пада, така че те вече не могат да издържат на натоварването на горните слоеве на скалата, които се срутват надолу. Резултатът е вертикална структура с форма на пура, пълна със скални отломки. Размерът на тази структура зависи от естеството на скалата, в която е станала експлозията. В горния край на тази структура остава кухина, пълна с радиоактивни газове. Ако експлозията е настъпила на недостатъчно дълбока дълбочина, част от газовете може да излязат на повърхността.

Това е най-разрушителното от всички съществуващи видовеоръжия. Броят на запасите от ядрени оръжия на Земята достига такива размери, че ще бъде достатъчно да унищожи планетата ни няколко пъти.

Федерална агенция за образование

ТОМСКИЯ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ЗА СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ И РАДИОЕЛЕКТРОНИКА (ТУСУР)

катедра Радиоелектронни технологии и мониторинг на околната среда(RETEM)

Курсова работа

В дисциплината "ТГ и Б"

Ядрено оръжие: история на създаване, устройство и увреждащи фактори

Студентска група 227

Толмачев М.И.

Ръководител

Преподавател в катедра RETEM,

И. Е. Хорев

Томск 2010г

Курсова работа ___ страници, 11 фигури, 6 източника.

Този курсов проект обхваща ключови точкив историята на създаването на ядрени оръжия. Показани са основните видове и характеристики на атомните обвивки.

Представена е класификацията на ядрените експлозии. Разглеждат се различни форми на освобождаване на енергия по време на експлозия; видове разпространение и въздействие върху хората.

Изследвани са реакциите, протичащи във вътрешните черупки на ядрените снаряди. Подробно са описани увреждащите фактори на ядрените експлозии.

Курсовата работа е извършена в текстов редактор Microsoft Word 2003

2.4 Увреждащи фактори на ядрена експлозия

2.4.4 Радиоактивно замърсяване

3.1 Основни елементи на ядрените оръжия

3.3 Устройство за термоядрена бомба

Въведение

Структурата на електронната обвивка е достатъчно проучена до края на 19 век, но има много малко знания за структурата на атомното ядро и освен това те са противоречиви.

През 1896 г. е открито явление, което получава името радиоактивност (от латинската дума "radius" - лъч). Това откритие изигра важна роля за по-нататъшното излъчване на структурата на атомните ядра. Мария Склодовска-Кюри и Пиер

Кюри установи, че освен урана, торий, полоний и химични съединения на уран с торий имат същото излъчване като урана.

Продължавайки изследванията си, през 1898 г. те изолират вещество от уранова руда, няколко милиона пъти по-активно от урана, и го нарекоха радий, което означава лъчист. Вещества с радиация като уран или радий бяха наречени радиоактивни, а самото явление започна да се нарича радиоактивност.

През 20-ти век науката предприема радикална стъпка в изучаването на радиоактивността и използването на радиоактивните свойства на материалите.

В момента 5 държави имат ядрени оръжия на въоръжение: САЩ, Русия, Великобритания, Франция, Китай и този списък ще бъде попълнен през следващите години.

Сега е трудно да се оцени ролята на ядрените оръжия. От една страна, това е мощен възпиращ фактор, от друга, е най-силният ефективен инструментукрепване на мира и предотвратяване на военни конфликти между силите.

Предизвикателството, пред което е изправено съвременното човечество, е да се предотврати надпреварата в ядрените оръжия, защото научното познание може да служи на хуманни, благородни цели.

1. Историята на създаването и развитието на ядрените оръжия

През 1905 г. Алберт Айнщайн публикува своята специална теория на относителността. Според тази теория връзката между масата и енергията се изразява с уравнението E = mc 2, което означава, че дадена маса (m) е свързана с количеството енергия (E), равно на тази маса, умножено на квадрата на скоростта на светлина (в). Много малко количество материя е еквивалентно на голямо количество енергия. Например, 1 кг материя, превърната в енергия, би била еквивалентна на енергията, освободена от експлозия от 22 мегатона тротил.

През 1938 г. в резултат на експерименти немските химици Ото Хан и Фриц Щрасман успяват да разбият уранов атом на две приблизително равни части чрез бомбардиране на уран с неутрони. Британският физик Робърт Фриш обясни как се отделя енергия, когато ядрото на атома се раздели.

В началото на 1939 г. френският физик Жолио-Кюри заключава, че е възможна верижна реакция, която ще доведе до експлозия на чудовищна разрушителна сила и че уранът може да се превърне в енергиен източник, подобно на обикновеното взривно вещество.

Това заключение беше тласък за разработването на ядрени оръжия. Европа беше в навечерието на Втората световна война и потенциалното притежание на такава мощно оръжиенастоя за най-бързото му създаване, но проблемът с наличието на голямо количество уранова руда за мащабни изследвания се превърна в спирачка.

Физици от Германия, Англия, САЩ, Япония работиха върху създаването на атомни оръжия, осъзнавайки, че е невъзможно да се извърши работа без достатъчно количество уранова руда. През септември 1940 г. САЩ закупуват голямо количество от необходимата руда по фалшиви документи от Белгия, което им позволява да работят с пълна сила върху създаването на ядрени оръжия.

снаряд за експлозия на ядрено оръжие

Преди избухването на Втората световна война Алберт Айнщайн пише писмо до президента на САЩ Франклин Рузвелт. Твърди се, че се говори за опитите на нацистка Германия да прочисти Уран-235, което може да ги накара да създадат атомна бомба. Сега стана известно, че германските учени са много далеч от извършването на верижна реакция. Плановете им включват създаване на "мръсна", силно радиоактивна бомба.

Както и да е, правителството на Съединените щати реши да създаде атомна бомба възможно най-скоро. Този проект влезе в историята като „Проектът Манхатън“. През следващите шест години, от 1939 до 1945 г., са изразходвани повече от два милиарда долара за проекта в Манхатън. Огромна инсталация за пречистване на уран е построена в Оук Ридж, Тенеси. Предложен е метод за пречистване, при който газова центрофуга разделя лекия уран-235 от по-тежкия уран-238.

На територията на Съединените щати, в пустинните простори на щата Ню Мексико, през 1942 г. е създаден американски ядрен център. Много учени работиха по проекта, главният беше Робърт Опенхаймер. Под негово ръководство най-добрите умове от онова време са събрани не само от Съединените щати и Англия, но практически от цяла Западна Европа. Огромен екип работеше върху създаването на ядрени оръжия, включително 12 лауреати Нобелова награда... Работата в лабораторията не спря нито за минута.

Междувременно в Европа продължава Втората световна война и Германия извършва масирани бомбардировки над градовете на Англия, което застрашава англичаните атомен проект Tub Alloys и Англия доброволно дариха своите разработки и водещи учени за проекта, което позволи на Съединените щати да заемат водеща позиция в развитието на ядрената физика (създаването на ядрени оръжия).

На 16 юли 1945 г. ярка светкавица осветява небето над плато в планините Джемез на север от Ню Мексико. Отличителен облак от радиоактивен прах, подобен на гъби, се издигна на 30 000 фута. На мястото на експлозията останали само фрагменти от зелено радиоактивно стъкло, което се превърнало в пясък. Това беше началото на атомната ера.

До лятото на 1945 г. американците успяват да съберат две атомни бомби, наречени "Хлапе" и "Дебелия човек". Първата бомба тежеше 2722 кг и беше заредена с обогатен уран-235. "Fat Man" със заряд от плутоний-239 с капацитет над 20 kt имаше маса от 3175 kg.

Сутринта на 6 август 1945 г. бомбата Малиш е хвърлена над Хирошима На 9 август друга бомба е хвърлена над град Нагасаки. Общите човешки загуби и мащабът на разрушенията от тези бомбардировки се характеризират със следните цифри: мигновено загинали от топлинна радиация (температура около 5000 градуса С) и ударна вълна - 300 хиляди души, други 200 хиляди бяха ранени, изгорени, облъчени. Всички сгради са напълно разрушени на площ от 12 кв. км. Тези бомбардировки шокираха целия свят.

Смята се, че тези 2 събития са поставили началото на надпреварата в ядрените въоръжавания.

Но още през 1946 г. в СССР те бяха открити и веднага започнаха да се разработват големи депозитиуран с по-високо качество. В близост до град Семипалатинск е изградена изпитателна площадка. И на 29 август 1949 г. първият съветски ядрено устройствопод кодовото име "RDS-1". Събитието, което се проведе на полигона в Семипалатинск, информира света за създаването на ядрени оръжия в СССР, което сложи край на американския монопол върху притежаването на оръжия, нови за човечеството.

2. Ядрени оръжия – оръжия за масово унищожение

2.1 Ядрени оръжия

Ядрено или атомно оръжие- експлозивно оръжие, базирано на използването на ядрена енергия, освободена от верижна реакция на ядрено делене на тежки ядра или реакция на термоядрен синтез на леки ядра. Отнася се до оръжия за масово унищожение (ОМУ), заедно с биологични и химически.

Ядрената експлозия е процес на моментално освобождаване на голямо количество вътрешноядрена енергия в ограничен обем.

Центърът на ядрена експлозия е точката, в която възниква избухването или се намира центърът на огненото кълбо, а епицентърът е проекцията на центъра на експлозията върху земната или водната повърхност.

Ядрените оръжия са най-мощните и опасни видовеоръжия за масово унищожение, заплашващи цялото човечество с безпрецедентно унищожение и унищожение на милиони хора.

Ако експлозия се случи на земята или по-скоро близо до нейната повърхност, тогава част от енергията на експлозията се прехвърля към земната повърхност под формата на сеизмични вибрации. Възниква явление, което по своите характеристики наподобява земетресение. В резултат на такава експлозия се образуват сеизмични вълни, които се разпространяват през земята на много големи разстояния. Разрушителното въздействие на вълната е ограничено до радиус от няколкостотин метра.

Изключително високата температура на експлозията води до ярка светкавица, чийто интензитет е стотици пъти по-голям от интензитета слънчеви лъчипадащи на Земята. Светкавицата генерира огромно количество топлина и светлина. Светлинната радиация причинява спонтанно запалване на запалими материали и изгаряния на кожата при хора в радиус от много километри.

Съвременни средства за водене на война и техните увреждащи фактори, мерки за защита на населението

Оръжията се появяват в историята на човечеството в примитивното общество. Праисторическите воини са били въоръжени с тояги, дървени копия с връх от кост или камък, лъкове, каменни брадви... Тогава имаше бронзови и железни мечове, копия с метални накрайници. С откриването на барута бяха изобретени огнестрелни оръжия. Един от първите примери за такива оръжия се счита за modf (метална тръба), прикрепена към вала. Тя е стреляла с кръгли метални гюлла и е била използвана от арабите през XII-XIII век. През XIV век. се появиха огнестрелни оръжия Западна Европаи в Русия. От самото му създаване се наблюдава непрекъснато подобрение. огнестрелни оръжиякато най-много ефективно средство за защитапоражение на врага. През XVI век. са създадени първите образци нарезно оръжие(пищял, монтаж). През втората половина на XIX век. бързострелни, а след това се появиха автоматични оръжия и минохвъргачки. По време на Първата световна война започват да се използват авиация и дълбочинни бомби. По време на Втората световна война за първи път са използвани ракетни установки, самолети с управляеми ракети (V-1) и балистични ракети (V-2).

Ерата на големите открития в ядрената физика (края на 19 - началото на 20 век) доведе до ново оръжие с огромна разрушителна сила, базирано на използването на вътрешноядрена енергия, освободена по време на верижните реакции на делене на тежки ядра на някои изотопи на уран и плутоний. Първото изпитание на новото оръжие е проведено от Съединените американски щати на 16 юли 1945 г. в щата Ню Мексико на специален полигон. Тези оръжия са използвани от Съединените щати в края на Втората световна война срещу японските градове Хирошима и Нагасаки. Хирошима претърпя атомна бомбардировка 6 август 1945 г. и Нагасаки - 9 август 1945 г. В резултат на тези бомбардировки значителна част от Хирошима е разрушена, повече от 140 хиляди души са убити и ранени, в Нагасаки са разрушени почти една трета от сградите и конструкциите, загинаха и ранени около 75. хиляди жители.

В момента от всички съществуващи оръжия се разграничават оръжия за масово унищожение (ядрени, химически и бактериологични) и конвенционални оръжия според степента на тяхното въздействие върху живата сила, техниката и въоръжението на противника.

Ядрено оръжие е оръжие, чийто разрушителен ефект се основава на използването на вътрешноядрена енергия, освободена по време на верижна реакция на делене на тежки ядра на някои изотопи на уран и плутоний или по време на термоядрени реакции на сливане на ядра на леки изотопи на водород.

Тя включва различни ядрени оръжия, средства за доставка до целта (носители) и средства за управление. Ядрените оръжия включват бойни глави на ракети и торпеда, бомби, артилерийски снаряди, дълбочинни бомби, мини (пехотни мини). Носители на ядрени оръжия са самолети, надводни кораби и подводници, оборудвани с ядрени оръжия и доставящи ги до мястото на изстрелване (изстрел). Има и носители на ядрени заряди (ракети, торпеда, снаряди, самолети и дълбочинни бомби), които ги доставят директно до целите. Силата на ядреното оръжие се характеризира с TNT еквивалент,което е равно на масата на тротил, чиято енергия на експлозия е равна на енергията на експлозия на дадено ядрено оръжие. По отношение на тротилов еквивалент ядрените боеприпаси се подразделят на 5 групи: свръхмалки (до 1 kt), малки (1-10 kt), средни (10-100 kt), големи (100 kt - 1 Mt), супер -голям (над 1 Mt).

От ядрените увреждащи факториексплозияса ударна вълна, светлинно излъчване, проникваща радиация, радиоактивно замърсяване и електромагнитен импулс.

Ударна вълна- основният увреждащ фактор на ядрена експлозия, тъй като по-голямата част от разрушенията и повредите на конструкции и сгради, както и щетите на хората, обикновено се причиняват от нейното въздействие. Това е област на рязко компресиране на средата, разпространяваща се във всички посоки от мястото на експлозията със свръхзвукова скорост. Предната граница на слоя сгъстен въздух се нарича отпредударна вълна. Увреждащият ефект на ударната вълна се характеризира с големината на свръхналягането - разликата между максималното налягане в предната част на ударната вълна и нормалното атмосферно налягане пред нея. При свръхналягане от 20–40 kPa незащитените хора могат да получат леки наранявания (синини и контузии). Излагането на ударна вълна със свръхналягане 40-60 kPa води до умерени наранявания (загуба на съзнание, увреждане на органите на слуха, тежка дислокация на крайниците, кървене от носа и ушите). Тежките наранявания възникват, когато свръхналягането е над 60 kPa. Изключително тежки лезии се наблюдават при свръхналягане над 100 kPa.

Светлинно излъчване- поток от лъчиста енергия, включително ултравиолетови и инфрачервени лъчи. Неговият източник е светеща зона, образувана от горещи експлозивни продукти и въздух. Това излъчване се разпространява почти мигновено и продължава, в зависимост от мощността на ядрената експлозия, до 20 s. Силата му е такава, че може да причини изгаряния. кожаи увреждане (постоянно или временно) на зрителните органи на хората, както и възпламеняване на горими материали и предмети. Светлинната радиация не прониква в непрозрачни материали, следователно всяко препятствие, което може да създаде сянка, предпазва от пряко действие на светлинното лъчение и изключва нараняване. Прашният (опушен) въздух, мъгла, дъжд, снеговалеж значително отслабват светлинната радиация.

Проникваща радиацияе поток от гама лъчи и неутрони. Продължава 10-15 секунди. Преминавайки през жива тъкан, тази радиация йонизира молекулите, които изграждат клетките. Под въздействието на йонизацията в организма възникват биологични процеси, водещи до нарушаване на жизнените функции на отделните органи и развитие на лъчева болест. В резултат на преминаването на йонизиращо лъчение през материали заобикаляща средаинтензивността им намалява. Обичайно е отслабващият ефект на материалите да се характеризира със слой от половин отслабване, тоест такава дебелина, преминаваща през която интензитетът на излъчване намалява с коефициент 2. Например, интензитетът на гама лъчите се намалява наполовина от слой стомана с дебелина 2,8 см, бетон - 10 см, почва - 14 см, дърво - 30 см. Отворените и особено блокирани пролуки значително намаляват ефекта на проникваща радиация и напълно защитават от него.

Радиоактивно замърсяванетерен, повърхностния слой на атмосферата, въздушното пространство, водата и други обекти възниква в резултат на изпадане на радиоактивни вещества от облака на ядрена експлозия. В същото време може да се наблюдава високо ниво на радиация не само в района, съседен на мястото на експлозията, но и на разстояние от десетки и дори стотици километри от него. Радиоактивното замърсяване на района може да бъде опасно няколко седмици след експлозия.

Електромагнитен импулс- Това е краткотрайно електромагнитно поле, което възниква по време на експлозия на ядрено оръжие в резултат на взаимодействието на излъчваните гама лъчи и неутрони с атомите на околната среда. Последица от неговото въздействие може да бъде изгаряне и повреди на отделни елементи на електронно и електрическо оборудване.

Най-надеждните средства за защита срещу всички увреждащи фактори на ядрена експлозия са защитни конструкции.В открит терен и в полето за прикритие могат да се използват силни местни предмети, обратни наклони и теренни гънки.

При работа в замърсени зони трябва да се използват специални защитни средства за защита на дихателната система, очите и отворените части на тялото от радиоактивни вещества.