Descoperirea de către Albert Einstein a capacității substanțelor de a elibera cantități mari de energie la nivel atomic a marcat începutul fizicii nucleare. În anii 1930, cercetătorii au simulat o explozie nucleară în aer în laborator, dar experiența a căpătat viața pașnică în pericol pe Pământ.
Principiul de funcționare
Pentru o explozie nucleară aeriană, trebuie să creați anumite condiții care să provoace o detonare. De obicei, TNT sau RDX sunt folosite ca detonatoare, sub influența cărora o substanță radioactivă (de obicei uraniu sau plutoniu) este comprimată la o masă critică în 10 secunde, apoi are loc o eliberare puternică de energie. Dacă bomba este termonucleară, atunci în ea are loc procesul de transformare a elementelor ușoare în altele mai grele. Energia eliberată în acest caz poartă cu ea o explozie și mai puternică.
Un reactor nuclear poate fi folosit și în scopuri pașnice, deoarece fisiunea poate fi controlată. Pentru aceasta se folosesc dispozitive care absorb neutronii. Procesele care au loc într-o astfel de instalație sunt întotdeauna în echilibru. Chiardacă există modificări minore ale parametrilor, sistemul le stinge în timp și revine la modul de funcționare. În situații de urgență, elementele sunt resetate automat pentru a opri reacția în lanț.
Prima experiență
Descoperit de Einstein și studiat în continuare de fizicienii nucleari, eliberarea de energie i-a interesat nu numai pe oameni de știință, ci și pe militari. Posibilitatea de a obține noi arme care ar putea crea explozii puternice dintr-o cantitate mică de material a condus la experimente cu elemente radioactive.
Din punct de vedere fizic, posibilitatea unei explozii cu un efect dăunător semnificativ a fost dovedită de omul de știință francez Joliot-Curie. A descoperit o reacție în lanț, care a devenit o sursă puternică de energie. În plus, el a plănuit să efectueze experimente cu oxid de deuteriu, dar în condițiile celui de-al Doilea Război Mondial a fost imposibil de făcut în Franța, așa că în viitor, oamenii de știință britanici s-au apucat de dezvoltarea armelor atomice.
Primul dispozitiv exploziv a fost testat în vara anului 1945 în America. După standardele de astăzi, bomba avea puțină putere, dar la acel moment efectul rezultat a depășit toate așteptările. Forța exploziei și impactul asupra zonei înconjurătoare au fost enorme.
Rezultate
Au fost efectuate teste pentru a determina caracteristicile unei explozii aer-nucleare. Cei prezenți au descris ulterior ceea ce au văzut. Ei au observat un punct luminos luminos la o distanță de câteva sute de kilometri. Apoi s-a transformat într-o minge uriașă, s-a auzit un sunet foarte puternic și timp de kilometriunda de șoc s-a răsturnat. Balonul a explodat, lăsând în urmă un nor de doisprezece kilometri în formă de ciupercă. La locul exploziei a rămas un crater, extinzându-se pe zeci de metri în adâncime și lățime. Pământul din jurul lui pe câteva sute de metri s-a transformat într-un pământ fără viață, cu gropi.
Temperatura aerului în timpul exploziei nucleare a crescut semnificativ, iar atmosfera în sine părea să devină mai densă. Acest lucru a fost simțit chiar și de martorii oculari care erau departe de epicentrul adăpostului. Amploarea a ceea ce au văzut a fost uimitoare, pentru că nimeni nu și-a imaginat cu ce putere se vor confrunta. S-a ajuns la concluzia că testele au avut succes.
Factorii dăunători ai unei explozii nucleare aeriene
Armata și-a dat seama imediat că o nouă armă ar putea decide rezultatul oricărui război. Dar la acel moment nimeni nu se gândea la impactul factorilor dăunători ai unei explozii nucleare. Oamenii de știință au acordat atenție doar celor mai evidente dintre ele:
- undă de șoc;
- emisie de lumină.
La acea vreme nimeni nu știa despre contaminarea radioactivă și radiațiile ionizante, deși mai târziu radiația penetrantă s-a dovedit a fi cea mai periculoasă. Deci, dacă devastarea și distrugerea au fost localizate la o distanță de câteva sute de metri de epicentrul unei explozii nucleare aeriene, atunci zona de dispersie a produselor de degradare a radiațiilor s-a extins pe sute de kilometri. O persoană a primit prima expunere, care a fost ulterior agravată de radiațiile din zonele din apropiere.
De asemenea, oamenii de știință nu știau încă asta sub influențăUnda de șoc aerian a unei explozii nucleare generează un impuls electromagnetic care poate dezactiva toate componentele electronice la o distanță de sute de kilometri. Astfel, primii testatori nici nu și-au putut imagina cât de puternică a fost creată arma și cât de catastrofale ar putea fi consecințele utilizării acesteia.
Tipuri de explozii
Exploziile nucleare aeriene au loc la înălțimea troposferei, adică la 10 km deasupra suprafeței terestre. Dar, pe lângă ele, există și alte tipuri, de exemplu:
- Terestru sau deasupra apei condus pe suprafața pământului sau respectiv a apei. O minge de foc care se extinde dintr-un fulger, în timp ce arată ca soarele răsărind din spatele orizontului.
- La mare altitudine, condus în atmosferă. În același timp, blițul luminos are o dimensiune foarte mare, atârnă în aer și nu atinge pământul sau suprafețele apei.
- Subteran sau subacvatic apar în grosimea scoarței terestre sau la adâncime. De obicei, nu există flash.
- Spațiu. Acestea apar la sute de kilometri de glob, în afara spațiului circumplanetar și sunt însoțite de un nor de molecule luminoase.
Diferitele tipuri diferă nu numai prin flash, ci și prin alte caracteristici externe, precum și prin factorii dăunători, intensitatea exploziei, rezultatele și consecințele acesteia.
Testări la sol
Primele bombe au fost testate direct pe suprafața pământului. Aceste tipuri de explozii sunt însoțite de un nor distinct de ciuperciaer și un crater care se întinde pe câteva zeci sau chiar sute de metri în sol. O explozie a solului pare cea mai înfricoșătoare, deoarece un nor care plutește jos deasupra solului atrage nu numai praf, ci și o parte semnificativă a solului, ceea ce îl face aproape negru. Particulele de sol se amestecă cu elemente chimice și apoi cad pe pământ, ceea ce face ca zona să fie contaminată radioactiv și să fie complet nelocuită. În scopuri militare, aceasta poate fi folosită pentru a distruge clădiri sau obiecte puternice, pentru a infecta teritorii vaste. Efectul distructiv este cel mai puternic.
Explozii la suprafață
Testele se efectuează și deasupra suprafeței apei. În acest caz, norul va fi format din praf de apă, care reduce intensitatea radiației luminoase, dar transportă particule radioactive pe distanțe mari, drept urmare ele pot cădea împreună cu precipitații la o mie de kilometri de locul de testare.
În scopuri militare, aceasta poate fi folosită pentru a distruge baze navale, porturi și nave sau pentru a contamina apele și coastele.
Explozii aeriene
Această specie poate fi produsă la distanță mare de sol (caz în care se numește în altă) sau la distanță mică (jos). Cu cât explozia este mai mare, cu atât norul care se ridică are mai puține asemănări cu forma unei ciuperci, deoarece coloana de praf din pământ nu ajunge la ea.
Blițul în această formă este foarte luminos, așa că poate fi văzut la sute de kilometri de epicentru. O minge de foc explodând din ea cu o temperatură măsurată înmilioane de grade Celsius, se ridică și emite radiații luminoase puternice. Toate acestea sunt însoțite de un sunet puternic, care amintește vag de tunet.
Pe măsură ce mingea se răcește, se transformă într-un nor, care creează un curent de aer care preia praful de la suprafață. Stâlpul rezultat poate ajunge în nor dacă nu este foarte sus deasupra solului. Pe măsură ce norul începe să se disipeze, fluxul de aer slăbește.
Ca urmare a unei astfel de explozii, obiectele din aer, structurile și oamenii din vecinătatea ei pot fi lovite.
Utilizare în luptă
Hiroshima și Nagasaki sunt singurele orașe împotriva cărora au fost folosite arme nucleare. Tragedia care a avut loc acolo a fost de neegalat.
Rezidenții au experimentat efectul unei explozii nucleare aeropurtate inițiată la mică distanță de suprafața pământului și clasificată drept scăzută. În același timp, infrastructura a fost complet distrusă, aproximativ 200 de mii de oameni au murit. Două treimi dintre ei au murit pe loc. Cei care erau în epicentru, s-au dezintegrat în molecule de la temperaturile monstruoase. Emisia de lumină de la ele a lăsat umbre pe pereți.
Oameni care se aflau mai departe de epicentru au murit din cauza undelor de șoc și a radiațiilor gamma ale unei explozii nucleare. Unii dintre supraviețuitori au primit o doză letală de radiații, dar medicii nu știau încă despre boala de radiații, așa că nimeni nu a înțeles de ce, după semne imaginare de recuperare, starea pacienților s-a deteriorat. Medicii au luat-o în consideraredizenterie, dar în 3-8 săptămâni, pacienții care au dezvoltat vărsături severe au murit. Boala ciudată a supraviețuitorilor bombardamentelor atomice de la Hiroshima și Nagasaki a fost impulsul pentru începerea cercetărilor în domeniul medicinei nucleare.
Explozii la mare altitudine
După bombardarea orașelor japoneze, armele nucleare nu au fost folosite în scopuri de luptă, dar cercetările asupra capacităților lor au continuat în diferite locuri. Exercițiile atmosferice au făcut posibil să înțelegem ce se întâmplă atunci când o explozie are loc la înălțime. S-a dovedit că atunci când centrul este situat la 10 km de suprafața pământului, apare o undă relativ mică de explozie nucleară, dar lumina și radiația cresc în același timp. Cu cât explozia a fost mai mare, cu atât ionizarea crește mai puternică, care este însoțită de defecțiunea echipamentelor radio.
De la suprafață, totul arată ca o strălucire mare, urmată de un nor de molecule de hidrogen, carbon și azot care se evaporă. Fluxul de aer nu ajunge la sol, deci nu există coloană de praf. De asemenea, practic nu există nicio contaminare a teritoriului, deoarece masele de aer se mișcă slab la altitudine mare, astfel încât scopul unei astfel de explozii nucleare poate fi distrugerea aeronavelor, rachetelor sau sateliților.
Teste subterane
Recent, a existat un acord între țări care reglementează testele nucleare și impune ca acestea să fie efectuate numai în subteran, ceea ce reduce la minimum poluarea și zonele nelocuibile formate în jurul locurilor de testare.
Testele subterane sunt considerate cele mai puțin periculoase, de la acțiunetoți factorii dăunători contează rasa. În același timp, este imposibil să vezi fulgerări luminoase sau un nor de ciuperci, din el rămâne doar o coloană de praf. Dar unda de șoc duce la un cutremur și prăbușirea solului. De obicei este folosit în scopuri pașnice, pentru rezolvarea problemelor economice naționale. De exemplu, în acest fel puteți distruge lanțuri muntoase sau puteți forma rezervoare artificiale.
Testări subacvatice
Exploziile sub apă au consecințe mai grave. Mai întâi, apare o coloană de spray, care se ridică într-un nor de ceață radioactivă. În același timp, la suprafața apei se formează valuri de un metru lungime, distrugând nave și structuri subacvatice. Apoi, teritoriile adiacente sunt contaminate din cauza unui nor care se împrăștie și plouă radioactiv.
Măsuri de protecție
O explozie nucleară ucide totul în calea ei și distruge toate obiectele materiale. Oamenii prinși în epicentrul lui nu au cum să scape, ard instantaneu până la pământ. Adăpostul anti-bombă este absolut inutil, deoarece va fi distrus imediat.
Numai cei care sunt suficient de departe de explozie pot scăpa. La o distanță mai mare de 1-3 km de epicentru, este posibil să se evite impactul undei de șoc, dar pentru aceasta este necesar să se găsească rapid un adăpost de încredere de îndată ce apare un fulger strălucitor. O persoană are de la 2 la 8 secunde pentru a face acest lucru, în funcție de distanță. În adăpost, nu va avea loc o lovitură directă a radiațiilor gamma, dar există totuși o probabilitate foarte mare de contaminare radioactivă. Puteți reduce riscul de îmbolnăvire prin radiații prin utilizarea echipamentului personal de protecție și evitând contactul cuorice articole de pe teritoriu.
Armele nucleare sunt una dintre cele mai teribile invenții ale omenirii. Folosit în scopuri pașnice, poate fi de mare beneficiu, dar utilizarea sa militară este o amenințare teribilă pentru viața de pe pământ. Reacția în lanț care a început nu poate fi oprită, așa că există un tratat de dezarmare nucleară menit să protejeze planeta de catastrofe.
