Солтүстік Корея АҚШ-ты Тынық мұхитында өте қуатты сутегі бомбасын сынаймыз деп қорқытты. Сынақтардың салдарынан зардап шегуі мүмкін Жапония Солтүстік Кореяның жоспарларын мүлдем қабылданбайды деп атады. Президенттер Дональд Трамп пен Ким Чен Ын сұхбаттарында ашық әскери қақтығыстар туралы айтады. Ядролық қаруды түсінбейтін, бірақ білгісі келетіндер үшін The Futurist нұсқаулық құрастырды.
Ядролық қару қалай жұмыс істейді?
Кәдімгі динамит таяқшасы сияқты, ядролық бомба энергияны пайдаланады. Тек ол қарапайым химиялық реакция кезінде емес, күрделі ядролық процестерде бөлінеді. Атомнан ядролық энергияны алудың екі негізгі жолы бар. IN ядролық бөліну атомның ядросы нейтронмен екі кішірек фрагментке ыдырайды. Ядролық синтез – Күннің энергия өндіру процесі – үлкенірек атомды құру үшін екі кіші атомның қосылуын қамтиды. Кез келген процесте бөліну немесе синтез, жылу энергиясы мен сәулеленудің көп мөлшері бөлінеді. Ядролық бөліну немесе синтез қолданылуына байланысты бомбалар бөлінеді ядролық (атомдық) Және термоядролық .
Сіз маған ядролық ыдырау туралы көбірек айта аласыз ба?
Хиросимадағы атом бомбасының жарылуы (1945)
Естеріңізде болса, атом субатомдық бөлшектердің үш түрінен тұрады: протондар, нейтрондар және электрондар. Атомның орталығы деп аталады негізгі , протондар мен нейтрондардан тұрады. Протондар оң зарядталған, электрондар теріс зарядталған, ал нейтрондар мүлде зарядсыз. Протон-электрондардың қатынасы әрқашан бір-біріне тең, сондықтан атомның жалпы заряды бейтарап болады. Мысалы, көміртегі атомында алты протон және алты электрон бар. Бөлшектерді негізгі күш біріктіреді - күшті ядролық күш .
Атомның қасиеттері оның құрамында қанша түрлі бөлшектердің болуына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Егер сіз протондардың санын өзгертсеңіз, сізде басқа химиялық элемент болады. Егер сіз нейтрондардың санын өзгертсеңіз, сіз аласыз изотоп сіздің қолыңызда бар бірдей элемент. Мысалы, көміртектің үш изотопы бар: 1) көміртегі-12 (алты протон + алты нейтрон), ол элементтің тұрақты және кең таралған түрі, 2) тұрақты, бірақ сирек кездесетін көміртегі-13 (алты протон + жеті нейтрон) , және 3) көміртек -14 (алты протон + сегіз нейтрон), бұл сирек және тұрақсыз (немесе радиоактивті).
Атом ядроларының көпшілігі тұрақты, бірақ кейбіреулері тұрақсыз (радиоактивті). Бұл ядролар ғалымдар радиация деп атайтын бөлшектерді өздігінен шығарады. Бұл процесс деп аталады радиоактивті ыдырау . Ыдыраудың үш түрі бар:
Альфа ыдырауы : Ядро альфа-бөлшегін шығарады - екі протон және екі нейтрон бір-бірімен байланысқан. Бета ыдырауы : Нейтрон протонға, электронға және антинейтриноға айналады. Шығарылған электрон бета бөлшек болып табылады. Спонтанды бөліну: ядро бірнеше бөліктерге ыдырап, нейтрондар шығарады, сонымен қатар электромагниттік энергияның импульсін - гамма сәулесін шығарады. Бұл ядролық бомбада қолданылатын ыдыраудың соңғы түрі. Бөліну нәтижесінде шығарылатын бос нейтрондар басталады тізбекті реакция , ол энергияның үлкен мөлшерін шығарады.
Ядролық бомбалар неден жасалады?
Оларды уран-235 және плутоний-239-дан жасауға болады. Уран табиғатта үш изотоптың қоспасы ретінде кездеседі: 238 U (табиғи уранның 99,2745%), 235 U (0,72%) және 234 U (0,0055%). Ең көп таралған 238 U тізбекті реакцияны қолдамайды: бұл тек 235 U қабілетті. Максималды жарылыс қуатына жету үшін бомбаның «толтыруында» 235 U мазмұны кем дегенде 80% болуы керек. Сондықтан уран жасанды жолмен өндіріледі байыту . Ол үшін уран изотоптарының қоспасы екі бөлікке бөлінеді, осылайша олардың бірінде 235 U астам болады.
Әдетте, изотоптарды бөлу тізбекті реакцияға түсе алмайтын көптеген таусылған уранды қалдырады, бірақ мұны істеудің жолы бар. Өйткені, плутоний-239 табиғатта кездеспейді. Бірақ оны нейтрондармен 238 U бомбалау арқылы алуға болады.
Олардың күші қалай өлшенеді?
Ядролық және термоядролық зарядтың қуаты тротил эквивалентінде өлшенеді - ұқсас нәтиже алу үшін жарылуы керек тринитротолуол мөлшері. Ол килотоннамен (кт) және мегатонмен (Мт) өлшенеді. Өте шағын ядролық қарулардың өнімділігі 1 кт-тан аз, ал өте қуатты бомбалардың өнімділігі 1 миллионнан астам.
Кеңестік «Патша бомбасының» қуаты, әртүрлі дереккөздерге сәйкес, тротил эквивалентінде 57-ден 58,6 мегатоннаға дейін, ал қыркүйек айының басында КХДР сынаған термоядролық бомбаның қуаты шамамен 100 килотонна болды.
Ядролық қаруды кім жасады?
Америкалық физик Роберт Оппенгеймер және генерал Лесли Гроувз
1930 жылдары итальян физигі Энрико Ферми нейтрондармен бомбаланған элементтердің жаңа элементтерге айналуы мүмкін екенін көрсетті. Бұл жұмыстың нәтижесі жаңалық болды баяу нейтрондар , сонымен қатар периодтық жүйеде көрсетілмеген жаңа элементтердің ашылуы. Ферми ашқаннан кейін көп ұзамай неміс ғалымдары Отто Хан Және Фриц Страсман уранды нейтрондармен бомбалады, нәтижесінде барийдің радиоактивті изотопы пайда болды. Олар төмен жылдамдықтағы нейтрондар уран ядросының екі кішірек бөлікке ыдырауына себеп болады деген қорытындыға келді.
Бұл жұмыс бүкіл әлемнің санасын толғандырды. Принстон университетінде Нильс Бор бірге жұмыс істеді Джон Уилер бөліну процесінің гипотетикалық моделін жасау. Олар уран-235 ыдырауға ұшырайды деген болжам жасады. Шамамен сол уақытта басқа ғалымдар бөліну процесі одан да көп нейтрондар шығаратынын анықтады. Бұл Бор мен Уилерге маңызды сұрақ қоюға итермеледі: бөліну нәтижесінде пайда болған бос нейтрондар орасан зор энергия бөлетін тізбекті реакцияны бастай ала ма? Егер солай болса, онда елестете алмайтын күшті қару жасауға болады. Олардың жорамалдарын француз физигі растады Фредерик Жолио-Кюри . Оның қорытындысы ядролық қару жасау саласындағы дамуға түрткі болды.
Германия, Англия, АҚШ және Жапонияның физиктері атом қаруын жасаумен айналысты. Екінші дүниежүзілік соғыс басталғанға дейін Альберт Эйнштейн АҚШ президентіне хат жазды Франклин Рузвельт нацистік Германия уран-235-ті тазартып, атом бомбасын жасауды жоспарлап отыр. Енді Германияның тізбекті реакцияны жүзеге асырудан алыс екені белгілі болды: олар «лас», жоғары радиоактивті бомбамен жұмыс істеген. Қалай болғанда да, АҚШ үкіметі мүмкіндігінше тезірек атом бомбасын жасауға бар күшін салды. Америкалық физик басқарған Манхэттен жобасы іске қосылды Роберт Оппенгеймер және жалпы Лесли Гроувз . Оған Еуропадан қоныс аударған көрнекті ғалымдар қатысты. 1945 жылдың жазына қарай атомдық қару ыдырайтын материалдың екі түріне – уран-235 және плутоний-239 негізінде жасалды. Бір бомба, плутоний «Зат» сынақ кезінде жарылған, тағы екеуі, уран «Бала» және плутоний «Семіз адам» Жапонияның Хиросима мен Нагасаки қалаларына тасталды.
Термоядролық бомба қалай жұмыс істейді және оны кім ойлап тапты?
Термоядролық бомба реакцияға негізделген ядролық синтез . Өздігінен немесе еріксіз пайда болуы мүмкін ядролық ыдыраудан айырмашылығы, ядролық синтез сыртқы энергиясыз мүмкін емес. Атом ядролары оң зарядты - сондықтан олар бір-бірін итереді. Бұл жағдай кулондық тосқауыл деп аталады. Итеруді жеңу үшін бұл бөлшектерді ессіз жылдамдыққа дейін жеделдету керек. Мұны өте жоғары температурада жасауға болады - бірнеше миллион Кельвин тәртібі бойынша (осыдан атауы). Термоядролық реакциялардың үш түрі бар: өздігінен жүретін (жұлдыздардың тереңдігінде жүреді), басқарылатын және бақыланбайтын немесе жарылғыш - олар сутегі бомбаларында қолданылады.
Атом зарядынан туындаған термоядролық синтезі бар бомба идеясын Энрико Ферми әріптесіне ұсынды. Эдвард Теллер сонау 1941 жылы, Манхэттен жобасының ең басында. Алайда бұл идея ол кезде сұранысқа ие болмады. Теллердің әзірлемелері жетілдірілді Станислав Улам , термоядролық бомба идеясын іс жүзінде жүзеге асыруға мүмкіндік береді. 1952 жылы Айви Майк операциясы кезінде Эневетак атоллында бірінші термоядролық жарылғыш құрылғы сынақтан өтті. Алайда, бұл ұрысқа жарамсыз зертханалық үлгі болды. Бір жылдан кейін Кеңес Одағы физиктердің жобасы бойынша құрастырылған әлемдегі бірінші термоядролық бомбаны жарды. Андрей Сахаров Және Юлия Харитона . Құрылғы қабат тортына ұқсады, сондықтан керемет қару «Пуф» деген лақап атқа ие болды. Әрі қарай даму барысында жердегі ең қуатты бомба - «Царь Бомба» немесе «Кузканың анасы» дүниеге келді. 1961 жылдың қазан айында Новая Земля архипелагында сынақтан өтті.
Термоядролық бомбалар неден жасалады?
Егер сіз солай ойласаңыз сутегі ал термоядролық бомбалар басқа нәрсе, сіз қателескенсіз. Бұл сөздер синоним. Бұл термоядролық реакцияны жүргізу үшін қажет сутегі (дәлірек айтқанда, оның изотоптары - дейтерий және тритий). Дегенмен, қиындығы бар: сутегі бомбасын жару үшін алдымен кәдімгі ядролық жарылыс кезінде жоғары температураны алу керек - содан кейін ғана атом ядролары әрекет ете бастайды. Сондықтан термоядролық бомба жағдайында дизайн үлкен рөл атқарады.
Екі схема кеңінен танымал. Біріншісі - Сахаровтың «қатты қамыры». Ортасында тритий араласқан литий дейтерид қабаттарымен қоршалған ядролық детонатор болды, олар байытылған уран қабаттарымен қиылысады. Бұл дизайн 1 Мт шегінде қуатқа қол жеткізуге мүмкіндік берді. Екіншісі - ядролық бомба мен сутегі изотоптары бөлек орналасқан американдық Теллер-Улам схемасы. Бұл келесідей болды: астында сұйық дейтерий мен тритий қоспасы бар контейнер болды, оның ортасында «ұшқын» - плутоний таяқшасы, ал жоғарғы жағында - кәдімгі ядролық заряд, және мұның бәрі ауыр металдың қабығы (мысалы, таусылған уран). Жарылыс кезінде пайда болған жылдам нейтрондар уран қабығында атомдық бөліну реакцияларын тудырады және жарылыстың жалпы энергиясына энергия қосады. Литий уран-238 дейтеридінің қосымша қабаттарын қосу шексіз қуатты снарядтарды жасауға мүмкіндік береді. 1953 жылы кеңес физигі Виктор Давиденко кездейсоқ Теллер-Улам идеясын қайталады және оның негізінде Сахаров бұрын-соңды болмаған қуатты қару жасауға мүмкіндік беретін көп сатылы схеманы ойлап тапты. «Кузканың анасы» дәл осы схема бойынша жұмыс істеді.
Тағы қандай бомбалар бар?
Нейтрондар да бар, бірақ бұл әдетте қорқынышты. Негізінде, нейтрондық бомба - қуаттылығы аз термоядролық бомба, оның жарылыс энергиясының 80%-ы радиация (нейтрондық сәулелену) болып табылады. Бұл кәдімгі төмен қуатты ядролық зарядқа ұқсайды, оған бериллий изотопы бар блок – нейтрондар көзі қосылды. Ядролық заряд жарылғанда термоядролық реакция басталады. Қарудың бұл түрін американдық физик жасаған Сэмюэл Коэн . Нейтрондық қару барлық тірі заттарды, тіпті баспаналарда да жояды деп есептелді, бірақ мұндай қарулардың жойылу ауқымы аз, өйткені атмосфера жылдам нейтрондардың ағындарын шашыратады, ал соққы толқыны үлкен қашықтықта күштірек.
Кобальт бомбасы ше?
Жоқ, балам, бұл керемет. Ресми түрде ешбір елде кобальт бомбасы жоқ. Теориялық тұрғыдан бұл кобальт қабығы бар термоядролық бомба, ол салыстырмалы түрде әлсіз ядролық жарылыс кезінде де аймақтың күшті радиоактивті ластануын қамтамасыз етеді. 510 тонна кобальт Жердің бүкіл бетін жұқтыруы және планетадағы барлық тіршілікті жоюы мүмкін. Физик Лео Шиярд 1950 жылы бұл гипотетикалық дизайнды сипаттаған , оны «Қиямет күні машинасы» деп атады.
Қандай салқын: ядролық бомба немесе термоядролық бомба?
«Бомба патшасының» толық масштабты үлгісі
Сутегі бомбасы атомға қарағанда әлдеқайда жетілдірілген және технологиялық жағынан дамыған. Оның жарылғыш қуаты атомдық қуаттан әлдеқайда асып түседі және тек қол жетімді компоненттер санымен шектеледі. Термоядролық реакцияда әрбір нуклонға (құрамдас ядролар, протондар мен нейтрондар деп аталатын) ядролық реакцияға қарағанда әлдеқайда көп энергия бөлінеді. Мысалы, уран ядросының ыдырауы кезінде бір нуклонға 0,9 МэВ (мегаэлектронвольт), ал гелий ядросының сутегі ядроларынан қосылуы 6 МэВ энергия бөледі.
Бомбалар сияқты жеткізумақсатқа?
Басында олар ұшақтардан түсірілді, бірақ әуе шабуылына қарсы қорғаныс жүйелері үнемі жетілдіріліп отырды және ядролық қаруды осылай жеткізу ақылға қонымсыз болып шықты. Зымыран өндірісінің өсуімен ядролық қаруды жеткізудің барлық құқықтары әртүрлі базалардың баллистикалық және қанатты зымырандарына берілді. Сондықтан қазір бомба бомба емес, оқтұмсық дегенді білдіреді.
Солтүстік Кореяның сутегі бомбасы зымыранға орнату үшін тым үлкен деп есептеледі - сондықтан егер КХДР қауіпті жүзеге асыруға шешім қабылдаса, оны кемемен жарылыс болған жерге жеткізеді.
Ядролық соғыстың салдары қандай?
Хиросима мен Нагасаки - ықтимал апокалипсистің кішкене бөлігі ғана. Мысалы, американдық астрофизик Карл Саган мен кеңес геофизигі Георгий Голицын ұсынған «ядролық қыс» гипотезасы белгілі. Бірнеше ядролық оқтұмсықтардың жарылуы (шөлде немесе суда емес, елді мекендерде) көптеген өрттерді тудырады және атмосфераға көп мөлшерде түтін мен күйе төгіледі, бұл жаһандық салқындатуға әкеледі. Гипотеза әсерді климатқа аз әсер ететін жанартаулық белсенділікпен салыстыру арқылы сынға алынды. Сонымен қатар, кейбір ғалымдар жаһандық жылыну салқындатудан гөрі көбірек болатынын атап өтті, бірақ екі тарап біз ешқашан білмейміз деп үміттенеді.
Ядролық қаруға рұқсат етілген бе?
20 ғасырдағы қарулану жарысынан кейін елдер есін жиып, ядролық қаруды қолдануды шектеу туралы шешім қабылдады. БҰҰ ядролық қаруды таратпау және ядролық сынақтарға тыйым салу туралы келісімдерді қабылдады (соңғысына жас ядролық державалар Үндістан, Пәкістан және КХДР қол қойған жоқ). 2017 жылдың шілдесінде ядролық қаруға тыйым салу туралы жаңа шарт қабылданды.
Шарттың бірінші бабында: «Әрбір Қатысушы мемлекет ешқашан ядролық қаруды немесе басқа да ядролық жарылғыш құрылғыларды әзірлеуге, сынауға, өндіруге, өндіруге, басқа жолмен сатып алуға, иеленуге немесе жинақтауға міндеттеме алмайды» делінген.
Алайда құжат 50 мемлекет ратификацияламайынша күшіне енбейді.
Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін антигитлерлік коалиция елдері күштірек ядролық бомба жасауда бір-бірінен тез озып кетуге тырысты.
Америкалықтар Жапониядағы нақты объектілерде жүргізген бірінші сынақ КСРО мен АҚШ арасындағы жағдайды шегіне дейін қыздырды. Жапон қалаларында күркіреп, олардағы барлық тіршілікті іс жүзінде жойған күшті жарылыстар Сталинді әлемдік аренадағы көптеген талаптардан бас тартуға мәжбүр етті. Кеңестік физиктердің көпшілігі шұғыл түрде ядролық қаруды жасауға «лақтырылды».
Ядролық қару қашан және қалай пайда болды?
1896 жылды атом бомбасының туған жылы деп санауға болады. Дәл сол кезде француз химигі А.Беккерель уранның радиоактивті екенін анықтады. Уранның тізбекті реакциясы қорқынышты жарылыс үшін негіз болатын қуатты энергияны тудырады. Беккерель өзінің ашылуы бүкіл әлемдегі ең қорқынышты қару - ядролық қаруды жасауға әкеледі деп елестетуі екіталай.
19 ғасырдың соңы мен 20 ғасырдың басы ядролық қаруды ойлап табу тарихындағы бетбұрысты кезең болды. Дәл осы уақыт аралығында бүкіл әлем ғалымдары келесі заңдарды, сәулелерді және элементтерді аша алды:
- Альфа, гамма және бета сәулелері;
- Радиоактивті қасиеттері бар химиялық элементтердің көптеген изотоптары ашылды;
- Зерттелетін үлгідегі радиоактивті атомдардың санына байланысты радиоактивті ыдырау қарқындылығының уақыт пен сандық тәуелділігін анықтайтын радиоактивті ыдырау заңы ашылды;
- Ядролық изометрия дүниеге келді.
1930 жылдары олар нейтрондарды сіңіру арқылы бірінші рет уранның атом ядросын бөле алды. Сонымен бірге позитрондар мен нейрондар ашылды. Осының барлығы атом энергиясын пайдаланатын қару-жарақтың дамуына қуатты серпін берді. 1939 жылы әлемдегі алғашқы атом бомбасының дизайны патенттелді. Мұны француз физигі Фредерик Жолио-Кюри жасады.
Осы саладағы одан әрі зерттеулер мен әзірлемелердің нәтижесінде ядролық бомба дүниеге келді. Заманауи атом бомбаларының күші мен жойылу ауқымы соншалық, ядролық әлеуеті бар ел іс жүзінде қуатты армияны қажет етпейді, өйткені бір атом бомбасы бүкіл мемлекетті жоюы мүмкін.
Атом бомбасы қалай жұмыс істейді?
Атом бомбасы көптеген элементтерден тұрады, олардың негізгілері:
- Атом бомбасының денесі;
- Жарылыс процесін басқаратын автоматтандыру жүйесі;
- Ядролық заряд немесе оқтұмсық.
Автоматтандыру жүйесі ядролық зарядпен бірге атом бомбасының корпусында орналасқан. Корпустың конструкциясы оқтұмсықты әртүрлі сыртқы факторлар мен әсерлерден қорғау үшін жеткілікті сенімді болуы керек. Мысалы, әртүрлі механикалық, температуралық немесе ұқсас әсерлер, бұл айналадағы барлық нәрсені бұзатын үлкен қуаттың жоспардан тыс жарылуына әкелуі мүмкін.
Автоматтандырудың міндеті - жарылыстың дұрыс уақытта болуын қамтамасыз етуді толық бақылау, сондықтан жүйе келесі элементтерден тұрады:
- Төтенше жарылыс үшін жауапты құрылғы;
- Автоматтандыру жүйесін электрмен жабдықтау;
- Детонация сенсорының жүйесі;
- Сорғыш құрылғы;
- Қауіпсіздік құрылғысы.
Алғашқы сынақтар жүргізілген кезде зардап шеккен аймақты тастап үлгерген ұшақтарға ядролық бомбалар жеткізілді. Заманауи атом бомбаларының қуаттылығы сонша, оларды тек қана қанатты, баллистикалық немесе кем дегенде зениттік зымырандар арқылы жеткізуге болады.
Атом бомбалары әртүрлі жару жүйелерін пайдаланады. Олардың ең қарапайымы – снаряд нысанаға тиген кезде іске қосылатын кәдімгі құрылғы.
Ядролық бомбалар мен зымырандардың негізгі сипаттамаларының бірі олардың калибрлерге бөлінуі болып табылады, олар үш түрге бөлінеді:
- Кішкентай, осы калибрдегі атом бомбаларының қуаты бірнеше мың тонна тротилге тең;
- Орташа (жарылыс қуаты – бірнеше ондаған мың тонна тротил);
- Зарядтау қуаты миллиондаған тонна тротилмен өлшенетін үлкен.
Бір қызығы, барлық ядролық бомбалардың қуаты көбінесе тротил эквивалентінде дәл өлшенеді, өйткені атомдық қарудың жарылыс қуатын өлшеуге арналған өзіндік шкаласы жоқ.
Ядролық бомбалардың жұмыс істеу алгоритмдері
Кез келген атом бомбасы ядролық реакция кезінде бөлінетін ядролық энергияны пайдалану принципі бойынша жұмыс істейді. Бұл процедура ауыр ядролардың бөлінуіне немесе жеңіл ядролардың синтезіне негізделген. Өйткені бұл реакция кезінде энергияның үлкен мөлшері шығарылады және ең қысқа уақыт ішінде ядролық бомбаның жойылу радиусы өте әсерлі. Осы қасиетіне байланысты ядролық қару жаппай қырып-жоятын қаруға жатады.
Атом бомбасының жарылуынан туындайтын процесте екі негізгі нүкте бар:
- Бұл ядролық реакция жүретін жарылыстың тікелей орталығы;
- Жарылыс ошағы бомба жарылған жерде орналасқан.
Атом бомбасының жарылысы кезінде бөлінетін ядролық энергияның күштілігі сонша, жер бетінде сейсмикалық дүмпулер басталады. Сонымен қатар, бұл жер асты дүмпулері тек бірнеше жүз метр қашықтықта тікелей қиратуға әкеледі (бірақ егер сіз бомбаның жарылу күшін ескерсеңіз, бұл дүмпулер енді ештеңеге әсер етпейді).
Ядролық жарылыс кезіндегі зақымдану факторлары
Ядролық бомбаның жарылуы тек қорқынышты лезде жойылуға әкеліп соқтырмайды. Бұл жарылыс салдарын зардап шеккен аймақта ұсталған адамдар ғана емес, атом жарылысынан кейін туған балалары да сезінеді. Атом қаруымен жою түрлері келесі топтарға бөлінеді:
- Жарылыс кезінде тікелей пайда болатын жарық сәулеленуі;
- Жарылыстан кейін бірден бомба таратқан соққы толқыны;
- Электромагниттік импульс;
- Өтпелі сәулелену;
- Ондаған жылдарға созылуы мүмкін радиоактивті ластану.
Бір қарағанда жарық жарқылы ең аз қауіп төндіретін болып көрінгенімен, бұл шын мәнінде жылу мен жарық энергиясының орасан зор мөлшерін шығарудың нәтижесі. Оның күші мен күші күн сәулелерінің күшінен әлдеқайда асып түседі, сондықтан жарық пен жылудың зақымдануы бірнеше шақырым қашықтықта өлімге әкелуі мүмкін.
Жарылыс кезінде бөлінетін радиация да өте қауіпті. Ол ұзақ әрекет етпесе де, айналадағының бәрін жұқтырады, өйткені оның ену қабілеті керемет жоғары.
Атомдық жарылыс кезіндегі соққы толқыны кәдімгі жарылыстар кезінде бірдей толқынға ұқсас әрекет етеді, тек оның күші мен жойылу радиусы әлдеқайда үлкен. Бірнеше секунд ішінде ол адамдарға ғана емес, сонымен қатар жабдықтарға, ғимараттарға және қоршаған ортаға орны толмас зиян келтіреді.
Еніп кететін сәуле радиациялық аурудың дамуын тудырады, ал электромагниттік импульс тек жабдыққа қауіп төндіреді. Барлық осы факторлардың қосындысы, сонымен қатар жарылыстың күші атом бомбасын әлемдегі ең қауіпті қару етеді.
Әлемдегі алғашқы ядролық қару сынақтары
Ядролық қаруды жасап, сынаған бірінші ел Америка Құрама Штаттары болды. Жаңа перспективалы қаруларды әзірлеуге үлкен қаржылық субсидиялар бөлген АҚШ үкіметі болды. 1941 жылдың аяғында Америка Құрама Штаттарына атомды дамыту саласындағы көптеген көрнекті ғалымдар шақырылды, олар 1945 жылға қарай сынаққа жарамды атом бомбасының прототипін ұсына алды.
Жарылғыш құрылғымен жабдықталған атом бомбасының әлемдегі алғашқы сынақтары Нью-Мексикодағы шөл далада жүргізілді. «Гаджет» деп аталатын бомба 1945 жылы 16 шілдеде жарылған. Әскерилер ядролық бомбаны нақты ұрыс жағдайында сынақтан өткізуді талап еткенімен, сынақ нәтижесі оң болды.
Фашистік коалицияның жеңісіне бір-ақ қадам қалғанын, мұндай мүмкіндіктің енді туындамауы мүмкін екенін көрген Пентагон Гитлерлік Германияның соңғы одақтасы – Жапонияға ядролық соққы беруді ұйғарды. Сонымен қатар, ядролық бомбаны қолдану бірден бірнеше мәселені шешуі керек еді:
- АҚШ әскерлері Императорлық жапон жеріне аяқ басқан жағдайда сөзсіз орын алатын қажетсіз қантөгісті болдырмау үшін;
- Бір соққымен көнбейтін жапондарды тізе бүктір, оларды Америка Құрама Штаттарына қолайлы шарттарды қабылдауға мәжбүрле;
- КСРО-ға (болашақта ықтимал бәсекелес ретінде) АҚШ армиясының кез келген қаланы жер бетінен жоюға қабілетті бірегей қаруы бар екенін көрсету;
- Және, әрине, нақты ұрыс жағдайында ядролық қарудың қандай қабілетті екенін іс жүзінде көру.
1945 жылы 6 тамызда Жапонияның Хиросима қаласына әскери қимылдарға қолданылған әлемдегі алғашқы атом бомбасы тасталды. Бұл бомба салмағы 4 тонна болғандықтан «Балақай» деп аталды. Бомбаны тастау мұқият жоспарланған және ол жоспарланған жерге дәл тиді. Жарылыс толқынынан қирамаған үйлер өртеніп кетті, өйткені үйлерге құлаған пештер өрт ұшқынына ұшырап, бүкіл қала жалынға оранды.
Жарқын жарқыл 4 шақырым радиуста бүкіл тіршілікті өртеп жіберген ыстық толқынға ұласты, ал кейінгі соққы толқыны ғимараттардың көпшілігін қиратты.
800 метр радиуста аптап ыстықтан зардап шеккендер тірідей өртенді. Жарылыс толқыны көптің күйген терісін жұлып әкетті. Бір-екі минуттан кейін бу мен күлден тұратын біртүрлі қара жаңбыр жауа бастады. Қара жаңбырға түскендердің терілері жазылмас күйіктен зардап шекті.
Тірі қалу бақытына ие болғандар сол кезде тек зерттелмеген, сонымен қатар мүлдем белгісіз болған сәуле ауруымен ауырды. Адамдарда қызба, құсу, жүрек айнуы және әлсіздік ұстамалары пайда болды.
1945 жылы 9 тамызда Нагасаки қаласына «Семіз адам» деп аталатын екінші американдық бомба тасталды. Бұл бомбаның қуаты шамамен біріншісі сияқты болды және оның жарылуының салдары дәл сондай жойқын болды, бірақ адамдардың жартысы қайтыс болды.
Жапон қалаларына тасталған екі атом бомбасы әлемде атом қаруын қолданудың алғашқы және жалғыз оқиғасы болды. Жарылыстан кейінгі алғашқы күндерде 300 мыңнан астам адам қаза тапты. Тағы 150 мыңға жуық адам сәуле ауруынан қайтыс болды.
Жапон қалаларын ядролық бомбалаудан кейін Сталин нағыз күйзеліске ұшырады. Кеңестік Ресейде ядролық қару жасау мәселесі бүкіл ел үшін қауіпсіздік мәселесі екені оған түсінікті болды. 1945 жылы 20 тамызда Атом энергетикасы мәселелері бойынша шұғыл түрде И.Сталин құрған арнайы комитет жұмыс істей бастады.
Ядролық физика бойынша зерттеулерді сонау Патшалық Ресейде бір топ энтузиастар жүргізгенімен, Кеңес Одағы кезінде оған тиісті көңіл бөлінбеді. 1938 жылы бұл бағыттағы барлық зерттеулер толығымен тоқтатылып, көптеген ядролық ғалымдар халық жауы ретінде қуғын-сүргінге ұшырады. Жапониядағы ядролық жарылыстардан кейін Кеңес үкіметі елдегі атом өнеркәсібін күрт қалпына келтіре бастады.
Ядролық қаруды жасау нацистік Германияда жүргізілгені туралы деректер бар және американдық «шикі» атом бомбасын өзгерткен неміс ғалымдары болды, сондықтан АҚШ үкіметі Германиядан барлық ядролық мамандарды және ядролық қаруды дамытуға қатысты барлық құжаттарды алып тастады. қару-жарақ.
Соғыс кезінде барлық шетелдік барлау қызметтерін айналып өте алған кеңестік барлау мектебі ядролық қаруды жасауға қатысты құпия құжаттарды сонау 1943 жылы КСРО-ға берген. Бұл ретте кеңес агенттері американдық ядролық зерттеулердің барлық ірі орталықтарына еніп кетті.
Осы шаралардың барлығының нәтижесінде 1946 жылы екі кеңестік ядролық бомбаны өндіруге арналған техникалық шарттар дайын болды:
- RDS-1 (плутоний зарядымен);
- RDS-2 (уран зарядының екі бөлігімен).
«RDS» аббревиатурасы «Ресей мұны өзі жасайды» дегенді білдіреді, бұл дерлік шындық болды.
КСРО-ның ядролық қаруын шығаруға дайын екендігі туралы хабар АҚШ үкіметін түбегейлі шаралар қабылдауға мәжбүр етті. 1949 жылы трояндық жоспар жасалды, оған сәйкес КСРО-ның 70 ірі қаласына атом бомбасын тастау жоспарланды. Бұл жоспардың жүзеге асуына жауап ереуіл болады деген қорқыныш қана кедергі болды.
Кеңестік барлаушылардан келген бұл үрейлі ақпарат ғалымдарды төтенше жағдайда жұмыс істеуге мәжбүр етті. 1949 жылдың тамызында КСРО-да жасалған алғашқы атом бомбасының сынақтары өтті. Америка Құрама Штаттары бұл сынақтар туралы білгенде, трояндық жоспар белгісіз уақытқа кейінге қалдырылды. Тарихта қырғи-қабақ соғыс деген атпен белгілі екі алпауыт державаның қарсыласу дәуірі басталды.
Әлемдегі ең қуатты ядролық бомба патша Бомба деп аталады, әсіресе қырғи-қабақ соғыс кезеңіне жатады. КСРО ғалымдары адамзат тарихындағы ең қуатты бомбаны жасады. Оның қуаты 60 мегатонна болды, бірақ 100 килотонналық бомба жасау жоспарланған. Бұл бомба 1961 жылдың қазан айында сыналған. Жарылыс кезіндегі отты шардың диаметрі 10 шақырымды құрап, жарылыс толқыны жер шарын үш рет айналып өтті. Дәл осы сынақ әлемнің көптеген елдерін тек жер атмосферасында ғана емес, тіпті ғарышта да ядролық сынақтарды тоқтату туралы келісімге қол қоюға мәжбүр етті.
Атом қаруы агрессивті елдерді қорқытудың тамаша құралы болғанымен, екінші жағынан олар кез келген әскери қақтығыстарды жоюға қабілетті, өйткені атомдық жарылыс қақтығысқа қатысушы барлық тараптарды жоюы мүмкін.
Кешіріңіз, хаттар көп болады.
- Атом бомбасыбөлінетін заттардың ыдырау принципі бойынша жұмыс істейді. Нейтрон соғуы ауыратомның ядросы оны ыдыратады және басқа нәрселермен қатар көрші атомдардың ядроларына соқтығысқаннан кейін бірнеше нейтрондарды шығарады. Бұл «тізбекті реакция» деп аталады. Қалған ядро фрагменттерінің энергиясы негізінен (шамамен 80%) жылуға айналады.
Егер ыдырау кезінде нейтрондар аз болса ( нейтрондардың көбейту коэффициентібірліктен аз), реакция бірте-бірте өшеді. Егер көп болса, ол күшейеді.
Бөлінетін материал аз болса (аз сыни масса), содан кейін нейтрондар ядроларға сирек соғылып, ғарышқа ұшып кетеді, реакция қайтадан ыдырайды.
Егер екеуі де жеткілікті болса, онда тізбекті реакция өздігінен жүреді, ал егер көбейту коэффициенті бірден үлкен болса, онда ол басқарылмайтын болады. Бір сәтте босатылған энергия бомбаның қалдықтарын жоғары температуралы плазманың ұйығына айналдырады. Атомдық жарылыс болады.
Атомдық жарылыстың күші бөлінетін энергия мөлшерімен, яғни ыдырауға қабілетті заттың массасымен шектеледі. Сондықтан сыни массасынан әлдеқайда үлкен бөлінетін материалдың массасы бар атом бомбалары мүмкін емес; реакцияға түспеген уран өз орнында құм айналатын плазмаға айналады, ал құм әлдеқайда арзан.
- Сутегі бомбасы, термоядролық бомба деп те аталадыыдырау бойынша емес, синтез бойынша басқа принцип бойынша жұмыс істейді. Кейбір өкпежоғары қысымда және жоғары температурада (яғни кинетикалық энергиясы жоғары) ядролар өздерінің протондарын итеретін энергияны жеңіп, біріктіреді, осылайша басқа элементтің ядросын жасайды. Тізбекті реакция жоқ, соқтығысқан ядролар басқа ядроларды біріктіруге мәжбүр етпейді. Бірақ синтез кезінде бұл ядроларды біріктіріп, біріктіруге мәжбүрлеу үшін қажет болғаннан әлдеқайда көп энергия бөлінеді.
Іс жүзінде жоғары қысым мен температураны тудыратын бастапқы тұтандырғыш әдетте іс жүзінде қызмет етеді атом бомбасы.
Литий-6 дейтериді жеңіл ядролардың көзі ретінде пайдаланылады, ол сақтандырғыштың нейтрондарының (және плутоний таяқшасының) арқасында дейтерий мен тритийге ыдырайды, олар өз кезегінде гелий ядроларына қосылады. Бұл өте тез жүреді, сондықтан жарылыс қуатын арттыру арқылы іс жүзінде әрекет етуге болады. кез келгенлитий-6 дейтеридінің мөлшері, яғни теориялық тұрғыдан жарылыс күші шексіз. Бұған дәлел бар, мысалы, осы принцип бойынша (дейтеридпен емес, сутегімен болса да) Күн жұмыс істейді, ол кез келген жұлдыз сияқты шын мәнінде үздіксіз термоядролық жарылыс болып табылады.
- Ақыр соңында ядролық бомбабұл жай ғана атомдық және термоядролық бомбаларға қатысты термин, өйткені екеуі де атом энергиясын пайдаланады. өзектер.
Дәл солай, бірақ қысқа және қарапайым:
Ядролық – барлығына ортақ атау.
Атомдық. Энергия атом ядроларының (уран, плутоний) ыдырау процесінен алынады.
Сутегі (мысалы, термоядролық). Энергия атом ядроларының қосылу процесінен алынады (шамамен Күндегі және басқа жұлдыздардағыдай). Бұл реакцияны сутегі бомбасының ішінде бастау үшін алдымен атом заряды «сақтандырғыш» ретінде жарылады.
Сутегі бомбалары атом бомбаларынан әлдеқайда күшті болуы мүмкін. Салыстыру үшін бір-екі атақты жарылыс: Хиросимаға тасталған «Кішкентай» атом бомбасы – жарылыстың қуаты 15 килотонна тротилге тең; Новая Земляда сыналған сутегі «Царь бомбасы» - қуаты 58 мегатонна, яғни. дерлік 4000 есе күшті.
Жауап
Түсініктеме
Уран мен плутонийдің кейбір изотоптарының ауыр ядроларының ыдырауының тізбекті реакциялары кезінде немесе сутегі изотоптарының (дейтерий және тритий) ауырларына, мысалы, гелий изотоптарының ядроларына қосылуының термоядролық реакциялары кезінде бөлінетін ядроішілік энергияны пайдалануға негізделген жарылыс әрекеті . Термоядролық реакциялар бөліну реакцияларына қарағанда (ядролардың массасы бірдей) 5 есе көп энергия бөледі.
Ядролық қаруға әртүрлі ядролық қарулар, оларды нысанаға (тасымалдаушыларға) жеткізу құралдары және басқару құралдары жатады.
Ядролық энергияны алу тәсіліне қарай оқ-дәрілер ядролық (бөлу реакцияларын қолдану арқылы), термоядролық (біріктіру реакцияларын қолдану арқылы) және аралас (бұл жерде энергия «бөліну- синтездеу» схемасы бойынша алынады) болып бөлінеді. Ядролық қарудың қуаты тротил эквивалентімен өлшенеді, яғни. жарылғыш тротил массасы, оның жарылысы берілген ядролық бомбаның жарылуымен бірдей энергия мөлшерін бөледі. TNT баламасы тоннамен, килотонмен (кт), мегатонмен (Мт) өлшенеді.
Қуаттылығы 100 кт-қа дейінгі оқ-дәрілер бөліну реакцияларымен, ал 100-ден 1000 кт (1 Мт) термоядролық реакциялар арқылы жасалады. Біріктірілген оқ-дәрілердің өнімділігі 1 миллионнан астам болуы мүмкін. Қуатына қарай ядролық қару ультра ұсақ (1 кг-ға дейін), кіші (1-10 кт), орташа (10-100 кт) және аса ірі (1 Мт-тан астам) болып бөлінеді.
Ядролық қаруды қолдану мақсатына қарай ядролық жарылыстар биіктікте (10 км-ден жоғары), әуеде (10 км-ден жоғары емес), жер үсті (жер үсті), жер асты (су астында) болуы мүмкін.
Ядролық жарылыстың зақымдаушы факторлары
Ядролық жарылыстың негізгі зақымдаушы факторлары: соққы толқыны, ядролық жарылыстың жарық сәулесі, еніп кететін сәуле, аймақтың радиоактивті ластануы және электромагниттік импульс.
Соққы толқыны
Соққы толқыны (БҚ)- жарылыс орталығынан дыбыстан жоғары жылдамдықпен барлық бағытта таралатын күрт сығылған ауа аймағы.
Ыстық булар мен газдар кеңеюге тырысып, ауаның қоршаған қабаттарына қатты соққы береді, оларды жоғары қысымдар мен тығыздықтарға қысады және жоғары температураға дейін қыздырады (бірнеше ондаған мың градус). Сығылған ауаның бұл қабаты соққы толқынын білдіреді. Сығылған ауа қабатының алдыңғы шекарасы соққы толқынының фронты деп аталады. Соққы фронтынан кейін қысым атмосфералық деңгейден төмен болатын сиректеу аймағы келеді. Жарылыс орталығына жақын жерде соққы толқындарының таралу жылдамдығы дыбыс жылдамдығынан бірнеше есе жоғары. Жарылыстан қашықтық ұлғайған сайын толқынның таралу жылдамдығы тез төмендейді. Үлкен қашықтықта оның жылдамдығы ауадағы дыбыс жылдамдығына жақындайды.
Орташа қуатты оқ-дәрілердің соққы толқыны жүреді: бірінші километр 1,4 с; екіншісі - 4 секундта; бесінші - 12 с.
Көмірсутектердің адамдарға, жабдықтарға, ғимараттар мен құрылыстарға зиянды әсері сипатталады: жылдамдық қысымы; соққы толқыны қозғалысының алдыңғы жағындағы артық қысым және оның объектіге әсер ету уақыты (қысу фазасы).
Көмірсутектердің адамға әсері тікелей және жанама болуы мүмкін. Тікелей әсер ету кезінде жарақаттың себебі ауа қысымының бірден жоғарылауы болып табылады, ол өткір соққы ретінде қабылданады, бұл сынықтарға, ішкі органдардың зақымдалуына және қан тамырларының жарылуына әкеледі. Жанама әсер ету кезінде адамдарға ғимараттар мен құрылыстардың, тастар, ағаштар, сынған әйнек және басқа заттардың ұшатын қалдықтары әсер етеді. Жанама әсер барлық зақымданудың 80% жетеді.
20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2) артық қысыммен қорғалмаған адамдар жеңіл жарақаттар (жеңіл көгеру және контузия) алуы мүмкін. Көмірсутектердің 40-60 кПа артық қысыммен әсер етуі орташа зақымдануға әкеледі: есін жоғалту, есту мүшелерінің зақымдануы, аяқ-қолдардың қатты шығуы, ішкі ағзалардың зақымдалуы. 100 кПа жоғары артық қысымда өте ауыр жарақаттар байқалады, көбінесе өліммен аяқталады.
Соққы толқынының әртүрлі объектілердің зақымдану дәрежесі жарылыс күші мен түріне, механикалық беріктігіне (объектінің тұрақтылығына), сонымен қатар жарылыс болған қашықтыққа, жер бедері мен заттардың жердегі орналасуына байланысты.
Көмірсутектердің әсерінен қорғау үшін мыналарды қолдану керек: траншеялар, жарықтар және траншеялар, бұл әсерді 1,5-2 есе азайтады; блиндаждар - 2-3 рет; баспаналар - 3-5 есе; үйлердің (ғимараттардың) жертөлелері; жер бедері (орман, жыралар, ойпаңдар, т.б.).
Жарық сәулелену
Жарық сәулеленуультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелерді қамтитын сәулелі энергия ағыны болып табылады.
Оның көзі ыстық жарылыс өнімдері мен ыстық ауадан пайда болатын жарық аймағы болып табылады. Жарық сәулелену дерлік лезде таралады және ядролық жарылыс қуатына байланысты 20 с дейін созылады. Дегенмен, оның беріктігі соншалық, қысқа уақытқа қарамастан, терінің (терінің) күйіп қалуына, адамдардың көру мүшелерінің зақымдалуына (тұрақты немесе уақытша) және заттардың жанғыш материалдарының өртенуіне әкелуі мүмкін. Жарқыраған аймақтың пайда болу сәтінде оның бетіндегі температура ондаған мың градусқа жетеді. Жарық сәулеленуінің негізгі зақымдаушы факторы – жарық импульсі.
Жарық импульсі - бүкіл жарық уақытында сәулелену бағытына перпендикуляр беттің бірлік ауданына түсетін калориядағы энергия мөлшері.
Жарық радиациясының әлсіреуі оны атмосфералық бұлттармен, тегіс емес жер бедерімен, өсімдіктер мен жергілікті объектілермен, қар жауып немесе түтінмен скринингке байланысты мүмкін. Осылайша, қалың жарық жарық импульсін А-9 есе, сирек - 2-4 есе, ал түтін (аэрозоль) перделері - 10 есе әлсіретеді.
Халықты жарық сәулеленуінен қорғау үшін қорғаныс құрылыстарын, үйлер мен ғимараттардың жертөлелерін және аумақтың қорғаныш қасиеттерін пайдалану қажет. Көлеңке жасай алатын кез келген тосқауыл жарық сәулесінің тікелей әсерінен қорғайды және күйіп қалудан сақтайды.
Өтетін сәуле
Өтетін сәуле- ядролық жарылыс аймағынан шығарылатын гамма-сәулелердің және нейтрондардың ноталары. Оның ұзақтығы 10-15 с, қашықтығы жарылыс орталығынан 2-3 км.
Кәдімгі ядролық жарылыстарда нейтрондар шамамен 30% құрайды, ал нейтрондық қарулардың жарылуында - 70-80% у-радиация.
Еніп кететін сәулеленудің зақымдаушы әсері тірі ағзаның жасушаларының (молекулаларының) ионизациясына негізделген, бұл өлімге әкеледі. Нейтрондар, сонымен қатар, кейбір материалдар атомдарының ядроларымен әрекеттеседі және металдар мен технологияда индукциялық белсенділікті тудыруы мүмкін.
Еніп өтетін сәулеленуді сипаттайтын негізгі параметр: y-сәулелену үшін – доза және сәулелену дозасының жылдамдығы, ал нейтрондар үшін – ағын мен ағынның тығыздығы.
Соғыс уақытында халыққа сәулеленудің рұқсат етілген дозалары: бір реттік – 4 тәулікке 50 Р; бірнеше рет - 10-30 күн ішінде 100 рубль; тоқсан ішінде - 200 рубль; жыл бойы - 300 рубль.
Қоршаған орта материалдары арқылы радиацияның өтуі нәтижесінде сәулелену қарқындылығы төмендейді. Әлсіреу әсері әдетте жартылай әлсіреу қабатымен сипатталады, яғни. радиация 2 есе азаятын материалдың осындай қалыңдығы. Мысалы, у-сәулелерінің қарқындылығы 2 есе азаяды: болат қалыңдығы 2,8 см, бетон - 10 см, топырақ - 14 см, ағаш - 30 см.
Еніп кететін сәулеленуден қорғаныс ретінде оның әсерін 200-ден 5000 есеге дейін әлсірететін қорғаныс құрылымдары қолданылады. 1,5 м фунт қабаты еніп кететін радиациядан толығымен дерлік қорғайды.
Радиоактивті ластану (ластану)
Ауаның, жердің, акваторияның және оларда орналасқан объектілердің радиоактивті ластануы ядролық жарылыс бұлтынан радиоактивті заттардың (РЗ) түсуі нәтижесінде болады.
Шамамен 1700 °C температурада ядролық жарылыстың жарық аймағының жарқырауы тоқтап, қара бұлтқа айналады, оған қарай шаң бағанасы көтеріледі (сондықтан бұлт саңырауқұлақ пішініне ие). Бұл бұлт жел бағытымен қозғалады, одан радиоактивті заттар түседі.
Бұлттағы радиоактивті заттардың көздері болып ядролық отынның (уран, плутоний) ыдырау өнімдері, ядролық отынның әрекеттеспеген бөлігі және жер бетіндегі нейтрондардың әрекеті нәтижесінде түзілетін радиоактивті изотоптар (индукциялық белсенділік) табылады. Бұл радиоактивті заттар ластанған объектілерде орналасқан кезде ыдырайды, иондаушы сәулелер шығарады, бұл шын мәнінде зақымдаушы фактор болып табылады.
Радиоактивті ластанудың параметрлері болып сәулелену дозасы (адамдарға әсер ету негізінде) және сәулелену дозасының жылдамдығы – сәулелену деңгейі (ауданның және әртүрлі объектілердің ластану дәрежесіне негізделген) табылады. Бұл көрсеткіштер зақымдаушы факторлардың сандық сипаттамасы болып табылады: радиоактивті заттардың бөлінуімен авария кезіндегі радиоактивті ластану, сондай-ақ ядролық жарылыс кезіндегі радиоактивті ластану және енетін сәулелер.
Ядролық жарылыс кезінде радиоактивті ластануға ұшыраған аймақта екі аймақ қалыптасады: жарылыс аймағы және бұлт ізі.
Жарылыс бұлтынан кейінгі ластанған аумақ қауіптілік дәрежесі бойынша әдетте төрт аймаққа бөлінеді (1-сурет):
А аймағы- орташа инфекция аймағы. Ол аймақтың сыртқы шекарасында – 40 рад және ішкі – 400 рад радиоактивті заттардың толық ыдырауына дейін сәулелену дозасымен сипатталады. А аймағының ауданы бүкіл жолдың 70-80% құрайды.
В аймағы- ауыр инфекция аймағы. Шекаралардағы сәулелену дозалары сәйкесінше 400 рад және 1200 рад. В аймағының ауданы радиоактивті іздің шамамен 10% құрайды.
В аймағы— қауіпті ластану аймағы. Ол 1200 рад және 4000 рад шекарасында сәулелену дозаларымен сипатталады.
G аймағы- өте қауіпті инфекция аймағы. 4000 рад және 7000 рад шекарасындағы дозалар.
Күріш. 1. Ядролық жарылыс аймағындағы және бұлт қозғалысының ізі бойындағы аумақтың радиоактивті ластану схемасы
Жарылыстан кейін 1 сағаттан кейін осы аймақтардың сыртқы шекараларында радиация деңгейі сәйкесінше 8, 80, 240, 800 рад/сағ.
Ауданның радиоактивті ластануын тудыратын радиоактивті ағынның көп бөлігі ядролық жарылыстан кейін 10-20 сағаттан кейін бұлттан түседі.
Электромагниттік импульс
Электромагниттік импульс (ЭМП)гамма-сәулелену әсерінен орта атомдарының иондалуы нәтижесінде пайда болатын электр және магнит өрістерінің жиынтығы. Оның әрекет ету ұзақтығы бірнеше миллисекундтар.
ЭМР негізгі параметрлері сымдар мен кабельдік желілерде индукцияланған токтар мен кернеулер болып табылады, олар электронды жабдықтың бұзылуына және істен шығуына, кейде жабдықпен жұмыс істейтін адамдардың зақымдалуына әкелуі мүмкін.
Жердегі және әуедегі жарылыстарда электромагниттік импульстің зақымдаушы әсері ядролық жарылыс орталығынан бірнеше километр қашықтықта байқалады.
Электромагниттік импульстерден ең тиімді қорғаныс электрмен жабдықтау және басқару желілерін, сондай-ақ радио және электр жабдықтарын экрандау болып табылады.
Ядролық қаруды жою аймақтарында қолдану кезінде туындайтын жағдай.
Ядролық жою ошағы – ядролық қаруды қолдану нәтижесінде адамдардың, ауылшаруашылық жануарлары мен өсімдіктерінің жаппай қырылуы мен қырылуы, ғимараттар мен құрылыстардың, коммуналдық, энергетикалық және технологиялық желілердің қирауы мен зақымдануы орын алған аумақ. және желілер, көлік коммуникациялары және басқа объектілер.
Ядролық жарылыс аймақтары
Мүмкін болатын қирау сипатын, авариялық-құтқару және басқа да кезек күттірмейтін жұмыстарды жүргізудің көлемі мен шарттарын анықтау үшін ядролық зақымдану көзі шартты түрде төрт аймаққа бөлінеді: толық, ауыр, орташа және әлсіз жойылу.
Толық қирау аймағышекарада 50 кПа соққы толқыны фронтында артық қысымға ие және қорғалмаған халық арасында жаппай қалпына келмейтін шығындармен (100% дейін), ғимараттар мен құрылыстардың толық бұзылуымен, инженерлік, энергетикалық және технологиялық желілердің бұзылуымен және зақымдануымен сипатталады. және линиялары, сондай-ақ азаматтық қорғаныс паналарының бөліктері, елді мекендерде үздіксіз үйінділердің қалыптасуы. Орман толығымен жойылды.
Қатты қирау аймағы 30-дан 50 кПа-ға дейінгі соққы толқыны фронтындағы артық қысыммен сипатталады: қорғалмаған халық арасында жаппай қалпына келтірілмейтін шығындар (90% дейін), ғимараттар мен құрылыстардың толық және қатты бұзылуы, инженерлік, энергетикалық және технологиялық желілер мен желілердің зақымдануы. , елді мекендер мен ормандарда жергілікті және үздіксіз бөгеттерді қалыптастыру, баспаналарды және жертөле түріндегі радиацияға қарсы паналардың көпшілігін сақтау.
Орташа зақымдану аймағы 20-дан 30 кПа-ға дейінгі артық қысыммен халық арасында орны толмас шығындармен (20%-ға дейін), ғимараттар мен құрылыстардың орташа және ауыр бұзылуымен, жергілікті және ошақты қоқыстардың пайда болуымен, үздіксіз өрттермен, инженерлік және энергетикалық желілердің сақталуымен сипатталады; баспаналар және радиацияға қарсы паналардың көпшілігі.
Жеңіл зақымдану аймағыартық қысыммен 10-нан 20 кПа-ға дейін ғимараттар мен құрылыстардың әлсіз және орташа бұзылуымен сипатталады.
Қайтыс болғандар мен зардап шеккендер саны бойынша залал көзі жер сілкінісі кезіндегі зақымдану көзімен салыстыруға немесе одан да көп болуы мүмкін. Осылайша, 1945 жылы 6 тамызда Хиросима қаласын бомбалау кезінде (бомба қуаты 20 кт дейін) оның көп бөлігі (60%) жойылды, ал қаза тапқандар саны 140 000 адамға дейін жетті.
Шаруашылық объектілерінің персоналы және радиоактивті ластану аймақтарына түсетін тұрғындар радиациялық ауруды тудыратын иондаушы сәулеленуге ұшырайды. Аурудың ауырлық дәрежесі алынған сәулелену (экспозиция) дозасына байланысты. Сәулелік ауру дәрежесінің сәулелену дозасына тәуелділігі кестеде келтірілген. 2.
Кесте 2. Сәулелік ауру дәрежесінің сәулелену дозасына тәуелділігі
Ядролық қаруды қолданумен әскери іс-қимылдар жағдайында кең аумақтар радиоактивті ластану аймақтарында болуы мүмкін және адамдардың сәулеленуі кең етек алуы мүмкін. Осындай жағдайларда объектінің персоналының және халықтың шамадан тыс әсер етуіне жол бермеу және соғыс уақытындағы радиоактивті ластану жағдайында халық шаруашылығы объектілерінің жұмыс істеу тұрақтылығын арттыру үшін сәулеленудің рұқсат етілген дозалары белгіленеді. Олар:
- бір рет сәулелендірумен (4 күнге дейін) - 50 рад;
- қайталап сәулелендіру: а) 30 күнге дейін – 100 рад; б) 90 күн - 200 рад;
- жүйелі сәулелену (жыл бойы) 300 рад.
Ядролық қаруды қолданудан туындаған, ең күрделі. Оларды жою үшін бейбіт уақыттағы төтенше жағдайларды жоюға қарағанда пропорционалды түрде көбірек күштер мен құралдар қажет.
Алғашқы кеңестік атом бомбасының сыналғанына 70 жыл толу күні «Известия» Семей полигонында болған оқиғаның куәгерлерінің бірегей фотосуреттері мен естеліктерін жариялайды.Жаңа материалдар ғалымдардың ядролық құрылғы жасаған ортасына жарық түсірді - атап айтқанда, Игорь Курчатовтың өзен жағасында жасырын жиналыстар өткізетіні белгілі болды. Сондай-ақ қару-жарақ плутонийін өндіруге арналған алғашқы реакторлардың құрылысының егжей-тегжейлері өте қызықты. Кеңестік ядролық жобаны жеделдетуде барлаудың рөлін атап өтуге болмайды.
Жас, бірақ болашағы зор
Кеңестік ядролық қаруды жылдам жасау қажеттілігі 1942 жылы барлау есептері АҚШ ғалымдарының ядролық зерттеулерде үлкен жетістіктерге жеткенін анықтаған кезде айқын болды.Бұған сонау 1940 жылы осы тақырыптағы ғылыми басылымдардың толық тоқтауы жанама түрде көрсетілді. Барлығы әлемдегі ең қуатты бомбаны жасау жұмыстарының қарқынды жүріп жатқанын көрсетті.
1942 жылы 28 қыркүйекте Сталин «Уран бойынша жұмыстарды ұйымдастыру туралы» құпия құжатқа қол қойды.
Кеңестік атом жобасын басқару жас және жігерлі физик Игорь Курчатовқа тапсырылды., ол кейінірек оның досы және әріптесі академик Анатолий Александров еске алғандай, «ұзақ уақыт бойы ядролық физика саласындағы барлық жұмыстардың ұйымдастырушысы және үйлестірушісі ретінде қабылданады». Дегенмен, ғалым атап өткен жұмыстың ауқымдылығы ол кезде әлі шағын еді – ол кезде КСРО-да, 1943 жылы арнайы құрылған №2 зертханада (қазіргі Курчатов институты) ядролық қаруды жасауға небәрі 100 адам тартылса, АҚШ-та осыған ұқсас жобада 50 мыңға жуық маман жұмыс істеді.
Сондықтан №2 зертханада жұмыс жедел қарқынмен жүргізілді, бұл соңғы материалдар мен жабдықтарды жеткізуді және жасауды (және бұл соғыс уақытында!), сондай-ақ кейбір мәліметтерді алуға мүмкіндік беретін барлау мәліметтерін зерттеуді талап етті. американдық зерттеулер туралы.
Курчатов институты ғылыми-зерттеу орталығы директорының кеңесшісі Андрей Гагаринский: «Барлау жұмысты жылдамдатуға және біздің күш-жігерімізді шамамен бір жылға азайтуға көмектесті», - деді.- Курчатовтың барлау материалдарына «шолуларында» Игорь Васильевич барлаушыларға ғалымдардың нақты не білгісі келетіні туралы тапсырмалар берді.
Табиғатта жоқ
№2 зертхананың ғалымдары жаңадан азат етілген Ленинградтан циклотронды тасымалдады, ол сонау 1937 жылы ұшырылды - содан кейін ол Еуропада бірінші болды. Бұл қондырғы уранның нейтрондық сәулеленуі үшін қажет болды.Осылайша табиғатта жоқ плутонийдің бастапқы мөлшерін жинақтауға мүмкіндік туды, кейінірек ол РДС-1 алғашқы кеңестік атом бомбасының негізгі материалына айналды.
Содан кейін бұл элементтің өндірісі уран-графит блоктары негізіндегі Еуразиядағы бірінші ядролық реактор F-1 арқылы жолға қойылды, ол №2 зертханада қысқа мерзімде (бар болғаны 16 айда) салынып, желтоқсанда іске қосылды. 1946 жылы 25 Игорь Курчатовтың басшылығымен.
Челябі облысының Озерск қаласында (ғалымдар оны «Аннушка» деп те атаған) А әрпімен реактор салынғаннан кейін физиктер плутоний өндірісінің өнеркәсіптік көлеміне қол жеткізді.- қондырғы 1948 жылы 22 маусымда өзінің жобалық қуатына жетті, бұл ядролық зарядты құру жобасын өте жақындатты.
Компрессия саласында
Бірінші кеңестік атом бомбасында плутоний заряды 20 килотонна болды, ол бір-бірінен бөлінген екі жарты шарда орналасқан.Олардың ішінде бериллий мен полонийден жасалған тізбекті реакция инициаторы болды, олар біріктірілген кезде тізбекті реакцияны тудыратын нейтрондарды шығарады. Барлық осы компоненттерді күшті қысу үшін плутоний зарядын қоршап тұрған жарылғыш заттардың дөңгелек қабығының жарылуынан кейін пайда болған сфералық соққы толқыны қолданылды. Алынған өнімнің сыртқы денесі көз жасы тәрізді болды және оның жалпы массасы 4,7 тонна болды.
Олар жарылыстың алуан түрлі ғимараттарға, жабдықтарға, тіпті жануарларға әсерін бағалау үшін арнайы жабдықталған Семей полигонында бомбаны сынауды ұйғарды.
Фото: RFNC-VNIIEF ядролық қару мұражайы
–– Оқу-жаттығу алаңының ортасында биік темір мұнара болды, оның айналасында сан алуан ғимараттар мен құрылыстар саңырауқұлақтай өсті: кірпіштен, бетоннан және төбесі әртүрлі ағаш үйлер, машиналар, танктер, кеме мылтық мұнаралары, теміржол көпірі, тіпті бассейні де бар, - дейді сол оқиғаларға қатысушы Николай Власов өзінің «Алғашқы сынақтар» қолжазбасын жазды. – Демек, нысандардың алуан түрлілігі жағынан сынақ алаңы жәрмеңкеге ұқсайтын – тек мұнда көрінбейтін адамдарсыз (жабдықтарды орнатуды аяқтап жатқан сирек жалғыз тұлғаларды қоспағанда).
Сондай-ақ аумақта биологиялық сектор болды, онда тәжірибелік жануарлар бар қоралар мен торлар болды.
Жағалаудағы кездесулер
Власовтың тестілеу кезеңінде топтың жоба менеджеріне деген көзқарасы туралы естеліктер де бар.
«Ол кезде Курчатовтың сақал лақап аты нық тұрды (ол 1942 жылы сыртқы түрін өзгертті) және оның танымалдығы барлық мамандықтардың ғылыми бауырластығына ғана емес, офицерлер мен сарбаздарға да тарады», - деп жазады куәгер. –– Топ басшылары онымен кездескенін мақтанышпен айтты.
Курчатов бейресми жағдайда өте құпия сұхбаттар жүргізді - мысалы, өзен жағасында, дұрыс адамды суға шомылуға шақырды.
Мәскеуде биыл 75 жылдығын атап өтетін Курчатов институтының тарихына арналған фотокөрме ашылды. Қарапайым қызметкерлердің де, ең танымал физик Игорь Курчатовтың да жұмысын бейнелейтін бірегей мұрағаттық кадрлардың таңдауы - портал веб-сайтының галереясында
Физик Игорь Курчатов КСРО-да алғашқылардың бірі болып атом ядросының физикасын зерттей бастады, оны атом бомбасының атасы деп те атайды. Суретте: Ленинградтағы физика-техникалық институтының ғалымы, 1930 ж
Фото: «Курчатов институты» ұлттық ғылыми орталығының мұрағаты
Курчатов институты 1943 жылы құрылды. Алдымен ол КСРО Ғылым академиясының №2 зертханасы деп аталды, оның қызметкерлері ядролық қару жасаумен айналысты. Кейінірек зертхана И.В. атындағы Атом энергиясы институты болып өзгертілді. Курчатовқа, ал 1991 жылы Ұлттық ғылыми орталыққа
Фото: «Курчатов институты» ұлттық ғылыми орталығының мұрағаты
Бүгінгі таңда Курчатов институты Ресейдегі ең ірі ғылыми орталықтардың бірі болып табылады. Оның мамандары атом энергетикасын қауіпсіз дамыту саласындағы зерттеулермен айналысады. Суретте: «Факел» үдеткіші
Фото: «Курчатов институты» ұлттық ғылыми орталығының мұрағаты
Монополияның аяқталуы
Ғалымдар сынақтардың нақты уақытын жел жарылыс нәтижесінде пайда болған радиоактивті бұлтты халық аз қоныстанған аудандарға апаруы үшін есептеді., ал зиянды жауын-шашынның адамдар мен малға әсері аз болды. Осындай есептеулердің нәтижесінде тарихи жарылыс 1949 жылдың 29 тамызында таңертең болады деп жоспарланған.
«Оңтүстікте жарқырау пайда болды және күннің шығысына ұқсас қызыл жарты шеңбер пайда болды», - деп еске алады Николай Власов. –– Жарқырау сөніп, бұлт таң алдындағы тұманға ерігеннен кейін үш минуттан кейін біз күшті найзағайдың алыстағы найзағайына ұқсайтын жарылыстың дүмпуін естідік.
RDS-1 детонациясының орнына келгеннен кейін (анықтаманы қараңыз) ғалымдар кейінгі барлық қирауды бағалай алды.Олардың айтуынша, орталық мұнарадан із қалмаған, жақын маңдағы үйлердің қабырғалары опырылып, жоғары температурадан бассейндегі су толығымен буланған.
Бірақ бұл қираулар, парадоксальды түрде, әлемде жаһандық тепе-теңдікті орнатуға көмектесті. Бірінші кеңестік атом бомбасын жасау АҚШ-тың ядролық қаруға монополиясын тоқтатты.Бұл стратегиялық қару-жарақ теңдігін орнатуға мүмкіндік берді, бұл әлі күнге дейін елдерге тұтас өркениетті жоюға қабілетті қаруды қолдануға жол бермейді.
Александр Колдобский, MEPhI Ұлттық зерттеу ядролық университеті халықаралық қатынастар институты директорының орынбасары, атом энергетикасы және өнеркәсіп ардагері:
Ядролық қарудың тәжірибелік үлгілеріне қатысты RDS аббревиатурасы алғаш рет КСРО Министрлер Кеңесінің 1946 жылғы 21 маусымдағы қаулысында «Реактивті қозғалтқыш С» сөзінің аббревиатурасы ретінде пайда болды. Кейіннен ресми құжаттардағы бұл белгі кем дегенде 1955 жылдың соңына дейін ядролық зарядтардың барлық тәжірибелік жобаларына берілді. Қатаң айтқанда, РДС-1 дәл бомба емес, бұл ядролық жарылғыш құрылғы, ядролық заряд. Кейінірек RDS-1 зарядтау үшін Ту-4 бомбалаушысына бейімделген әуе бомбасының баллистикалық корпусы («өнім 501») жасалды. РДС-1 негізіндегі ядролық қарудың алғашқы өндірістік үлгілері 1950 жылы жасалды. Алайда, бұл өнімдер баллистикалық корпуста сынақтан өтпеген, әскерге пайдалануға қабылданбаған және бөлшектелген күйінде сақталған. Ту-4 ұшағынан атом бомбасын тастаумен алғашқы сынақ 1951 жылы 18 қазанда ғана болды. Ол әлдеқайда жетілдірілген басқа зарядты пайдаланды.
Жүктелуде...
