Cum arată o bombă nucleară? Bomba nucleară este o armă puternică și o forță capabilă să rezolve conflictele militare
Istoria creării bombei atomice, și în special a armelor, începe în 1939, odată cu descoperirea făcută de Joliot Curie. Din acest moment oamenii de știință și-au dat seama că reacția în lanț a uraniului ar putea deveni nu numai o sursă de energie enormă, ci și o armă teribilă. Și astfel, proiectarea unei bombe atomice se bazează pe utilizarea energiei nucleare, care este eliberată în timpul unei reacții nucleare în lanț.
Acesta din urmă implică procesul de fisiune a nucleelor grele sau de fuziune a nucleelor uşoare. Ca urmare, o bombă atomică este o armă de distrugere în masă, datorită faptului că, în cea mai scurtă perioadă de timp, o cantitate imensă de energie intranucleară este eliberată într-un spațiu mic. La intrarea în acest proces, se obișnuiește să evidențiezi două locuri cheie.
În primul rând, acesta este centrul unei explozii nucleare, unde acest proces are loc direct. Și, în al doilea rând, acesta este epicentrul, care reprezintă în mod inerent proiecția procesului însuși pe suprafață (pământ sau apă). De asemenea, o explozie nucleară eliberează o astfel de cantitate de energie încât atunci când este proiectată pe pământ apar tremurături seismice. Iar raza de propagare a unor astfel de vibrații este incredibil de mare, deși provoacă daune semnificative mediului doar la o distanță de doar câteva sute de metri.
În plus, merită remarcat faptul că o explozie nucleară este însoțită de eliberarea unei cantități mari de căldură și lumină, care creează un fulger strălucitor. Mai mult, puterea sa depășește de multe ori puterea razelor solare. Astfel, daunele cauzate de lumină și căldură pot apărea chiar și la o distanță de câțiva kilometri.
Dar un tip extrem de periculos de daune de la o bombă atomică este radiația care este produsă în timpul unei explozii nucleare. Durata expunerii la acest fenomen este scurtă, cu o medie de 60 de secunde, dar capacitatea de penetrare a acestui val este uimitoare.
În ceea ce privește proiectarea unei bombe atomice, aceasta include o serie de componente diferite. De regulă, există două elemente principale ale acestui tip de armă: corpul și sistemul de automatizare.
Carcasa conține o sarcină nucleară și o automatizare, iar aceasta îndeplinește o funcție de protecție în raport cu diferite tipuri de influență (mecanică, termică și așa mai departe). Iar rolul sistemului de automatizare este de a se asigura că explozia are loc la un moment clar definit, și nu mai devreme sau mai târziu. Sistemul de automatizare este format din sisteme precum: detonare de urgență; protectie si armare; alimentare electrică; Senzori de detonare și detonare de încărcare.
Dar bombele atomice sunt livrate folosind rachete balistice, de croazieră și antiaeriene. Acestea. armele nucleare pot fi un element al unei bombe aeriene, torpile, mine terestre și așa mai departe.
Și chiar și sistemele de detonare pentru o bombă atomică pot fi diferite. Unul dintre cele mai simple sisteme este sistemul de injecție, când impulsul pentru o explozie nucleară este atunci când un proiectil lovește ținta, urmat de formarea unei mase supercritice. Acest tip de bombă atomică a fost detonată pentru prima dată peste Hiroshima în 1945, conţinând uraniu. În schimb, bomba aruncată asupra Nagasaki în același an a fost plutoniu.
După o demonstrație atât de vie a puterii și puterii armelor atomice, acestea au intrat instantaneu în categoria celor mai periculoase mijloace de distrugere în masă. Vorbind despre tipurile de arme atomice, trebuie menționat că acestea sunt determinate de mărimea calibrului. Deci, în acest moment există trei calibre principale pentru această armă: mic, mare și mediu. Puterea exploziei este cel mai adesea caracterizată de echivalentul TNT. De exemplu, o armă atomică de calibru mic implică o putere de încărcare egală cu câteva mii de tone de TNT. Și armele atomice mai puternice, mai precis de calibru mediu, se ridică deja la zeci de mii de tone de TNT, iar, în sfârșit, acesta din urmă este deja măsurat în milioane. Dar, în același timp, nu trebuie confundate conceptele de arme atomice și cu hidrogen, care în general sunt numite arme nucleare. Principala diferență dintre armele atomice și armele cu hidrogen este reacția de fisiune a nucleelor unui număr de elemente grele, cum ar fi plutoniul și uraniul. Iar armele cu hidrogen implică procesul de sinteză a nucleelor atomilor unui element în altul, adică. heliu din hidrogen.
Primul test cu bombă atomică
Primul test al unei arme atomice a fost efectuat de armata americană pe 16 iulie 1945 într-un loc numit Almogordo, arătând întreaga putere a energiei atomice. După care, bombele atomice disponibile forțelor americane au fost încărcate pe o navă de război și trimise pe țărmurile Japoniei. Refuzul guvernului japonez de a se angaja într-un dialog pașnic a făcut posibilă demonstrarea în acțiune a întregii puteri a armelor atomice, ale căror victime au fost mai întâi orașul Hiroshima, iar puțin mai târziu Nagasaki. Astfel, la 6 august 1945, pentru prima dată au fost folosite arme atomice asupra civililor, în urma cărora orașul a fost practic șters de undele de șoc. Mai mult de jumătate dintre locuitorii orașului au murit în primele zile ale atacului atomic, iar în total erau aproximativ două sute patruzeci de mii de oameni. Și doar patru zile mai târziu, două avioane cu încărcătură periculoasă la bord au părăsit baza militară americană deodată, ale căror ținte erau Kokura și Nagasaki. Și dacă Kokura, cuprinsă de fum impenetrabil, era o țintă dificilă, atunci în Nagasaki ținta a fost lovită. În cele din urmă, bomba atomică din Nagasaki a ucis în primele zile 73 de mii de oameni din cauza rănilor și radiațiilor; la aceste victime a fost adăugată o listă de treizeci și cinci de mii de oameni. Mai mult, moartea ultimelor victime a fost destul de dureroasă, deoarece efectele radiațiilor sunt incredibil de distructive.
Factorii de distrugere a armelor atomice
Astfel, armele atomice au mai multe tipuri de distrugere; lumină, radioactivă, unde de șoc, radiații penetrante și puls electromagnetic. Când radiația luminoasă este generată după explozia unei arme nucleare, care ulterior se transformă în căldură distructivă. Urmează rândul contaminării radioactive, care este periculoasă doar în primele ore după explozie. Unda de șoc este considerată a fi cea mai periculoasă etapă a unei explozii nucleare, deoarece provoacă daune enorme diferitelor clădiri, echipamente și oameni în câteva secunde. Dar radiațiile penetrante sunt foarte periculoase pentru corpul uman și adesea provoacă boala radiațiilor. Un impuls electromagnetic lovește echipamentul. Luate împreună, toate acestea fac ca armele atomice să fie foarte periculoase.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
postat pe http://www.allbest.ru/
Ministerul Științei și Educației din Ucraina
Universitatea Națională din Odesa numită după I.I. Mechnikov
pe tema: „Arme nucleare. Tipuri de arme nucleare"
Elevii anul II, grupa a II-a
Sotsenko Irina
Odesa 2014
Introducere
1. Arme nucleare
2. Tipuri de arme nucleare
3. Principiul de funcționare
4. Factori dăunători
Bibliografie
Introducere
Se numesc armele a căror acțiune se bazează pe utilizarea energiei nucleare (atomice). arme nucleare sau atomice. Denumirea de „arma nucleară” înseamnă că vorbim despre arme care se bazează pe utilizarea energiei eliberate în timpul transformării nucleelor atomice. Deci, acest nume are un sens general, eliminat. Armele termonucleare sunt arme bazate pe reacții termonucleare, adică. asupra reacțiilor de combinare a nucleelor atomice ușoare la temperaturi foarte ridicate. Armele cu hidrogen se bazează pe o reacție termonucleară, care implică hidrogen greu - deuteriu și hidrogen supergreu - tritiu. Armele atomice sunt denumite în mod obișnuit arme care conțin în principal explozibili nucleari, cum ar fi uraniu-233, uraniu-235 sau plutoniu-239. Cu toate acestea, acum principalul tip de armă este cel în care, în timpul unei explozii, au loc diferite reacții nucleare într-un raport sau altul. Prin urmare, putem presupune că denumirea de „arma nucleară” poate fi extinsă la toate tipurile de arme în care explozia este cauzată de reacții nucleare. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial s-a pus întrebarea cu privire la posibilitatea utilizării unor substanțe radioactive pre-preparate ca arme ofensive, adică problema așa-numitului război radiologic. Ideea principală a acestui război a fost că contaminarea radioactivă a zonei, a întreprinderilor industriale și a echipamentelor ar face utilizarea lor fie imposibilă, fie foarte periculoasă, iar o astfel de contaminare nu va fi însoțită de distrugerea bunurilor materiale. Pentru a fi mai eficiente, armele folosite ca substanțe radioactive trebuie să emită raze gamma și să aibă un timp de înjumătățire de câteva săptămâni sau luni. Izotopii radioactivi cu timpi de înjumătățire lungi emit raze de intensități diferite și trebuie utilizați în cantități foarte mari pentru a fi eficienți. Izotopii cu timpi de înjumătățire scurt se descompun prea repede și, prin urmare, este posibil să nu-și manifeste efectele nocive pentru o perioadă lungă de timp. Chiar dacă ar fi posibilă selectarea unui izotop radioactiv cu proprietățile necesare și o tehnologie de producție ușoară, ca substanță radioactivă militară, rezolvarea problemei de producere, circulație și livrare a acestui izotop, care se caracterizează prin radiații gamma intense, ar reprezenta o dificultate semnificativă. În plus, se pune problema stocării stocurilor de substanțe radioactive: ca urmare a degradarii naturale, va exista o pierdere continuă a activității acestora. Situația s-a schimbat ca urmare a dezvoltării armelor nucleare, care produc cantități mari de produse de fisiune la explozie. Odată cu descoperirea armelor nucleare explozive, nu a mai fost nevoie să se producă și să depoziteze în avans arme de război radiologic; substanțele radioactive se formează ca urmare a fisiunii în momentul unei explozii nucleare. Armele nucleare sunt semnificativ mai distructive decât armele convenționale. Acest lucru se explică nu numai prin faptul că energia unei explozii nucleare depășește o explozie convențională de multe mii și milioane de ori, ci și prin faptul că armele nucleare, spre deosebire de cele convenționale, sunt caracterizate nu de unul, ci de mai mulți factori dăunători. .
1. Arme nucleare
eumgazonarmă -- un set de arme nucleare, mijloace de livrare la țintă și mijloace de control. Se referă la armele de distrugere în masă împreună cu armele biologice și chimice. Muniția nucleară este o armă explozivă bazată pe utilizarea energiei nucleare eliberată ca rezultat al unei reacții nucleare în lanț asemănătoare avalanșelor de fisiune a nucleelor grele și/sau reacției de fuziune termonucleară a nucleelor ușoare. Armele nucleare au apărut pentru prima dată în 1945 în aviație sub formă de bombe nucleare. Testarea primei bombe atomice, efectuată la 16 iulie 1945 în deșertul Alamogordo (New Mexico, SUA), a confirmat posibilitatea practică a creării și producției industriale ulterioare de arme atomice. Ambele bombe detonate deasupra orașelor japoneze au folosit procese de fisiune nucleară. Bomba aruncată pe Hiroshima - cu numele de cod „Thin” - folosea uraniu-235 ca exploziv (0,7% din uraniu natural), în timp ce bomba aruncată asupra Nagasaki era făcută din plutoniu (un element artificial) - ea a fost numită „Fat” . Dezvoltarea în continuare a armelor nucleare a dus la apariția lor în forțele terestre și în marina. Toate tipurile de arme nucleare explozive se bazează pe principii fizice utilizate pentru prima dată la crearea bombelor atomice și cu hidrogen. Prin urmare, familiarizarea cu aceste bombe va face posibilă înțelegerea efectelor altor tipuri de arme nucleare. O explozie nucleară se realizează prin transferul unei sarcini dintr-o stare critică într-o stare critică, sau mai precis într-o stare supercritică. Iată una dintre opțiunile pentru proiectarea unui dispozitiv de încărcare atomică. Până la momentul exploziei, încărcarea totală a bombei poate fi împărțită în două sau mai multe părți; dimensiunea fiecărei părți este mai mică decât critică, ceea ce elimină o explozie prematură în fiecare dintre ele separat. Pentru a efectua o explozie, trebuie să conectați toate părțile încărcăturii într-un singur întreg. Convergența părților trebuie să se producă foarte repede, astfel încât, din cauza energiei degajate la începutul reacției nucleare, părțile încă reacționate ale încărcăturii să nu aibă timp să se împrăștie. Numărul de nuclee separate ca urmare a unei reacții nucleare în lanț și, prin urmare, puterea exploziei, depinde de aceasta. Când masele unei sarcini nucleare se apropie una de cealaltă, reacția în lanț începe nu în momentul ciocnirii lor, ci în momentul în care sunt încă separate de un mic spațiu. Când masele se apropie încet una de cealaltă din cauza supraîncălzirii, se pot prăbuși și se pot zbura în direcții diferite - bomba se va prăbuși fără a exploda. Prin urmare, este necesar să se scurteze perioada de apropiere, transferând viteză mai mare maselor elementelor conectate. Acțiunea de detonare a unui exploziv convențional poate fi utilizată pentru a conecta părțile de încărcare dintr-o bombă. Pentru a crește gradul de utilizare a materialului fisionabil în timpul unei explozii nucleare, acesta este înconjurat de un generator de neutroni și plasat într-o carcasă din material durabil. O altă modalitate de a face o masă critică sau supercritică este atunci când un înveliș sferic subțire de uraniu sau plutoniu este comprimat într-o bilă. Pentru a face acest lucru, un exploziv convențional este plasat în jurul unei carcase sferice subțiri de uraniu sau plutoniu, care explodează la momentul potrivit. Ca urmare a expunerii la gaze, învelișul de uraniu sau plutoniu este comprimat într-o bilă, formând o masă supercritică în care începe o reacție în lanț, care se termină cu o explozie a materialului care este divizat. Energia de explozie a încărcăturilor nucleare (bazată pe fisiunea nucleară) poate fi diferită. Echivalentul lor TNT poate varia de la 50 de tone la 200 de tone.Limita inferioară este determinată de factorul de utilizare a fisionului. Limita superioară este determinată de faptul că greutatea părților individuale ale sarcinii nu poate fi crescută la infinit, deoarece masa lor trebuie să fie mai mică decât masa critică. explozie de arme nucleare cu neutroni
2. Tipuri de arme nucleare
1. Bombă atomică
Toată lumea a auzit că există o anumită masă critică care trebuie atinsă pentru a începe o reacție nucleară în lanț. Dar pentru ca o adevărată explozie nucleară să aibă loc, o masă critică în sine nu este suficientă - reacția se va opri aproape instantaneu, înainte ca energia vizibilă să aibă timp să fie eliberată. Pentru o explozie la scară largă de câteva kilotone sau zeci de kilotone, două sau trei, sau mai bine încă patru sau cinci, mase critice trebuie colectate simultan. Pare evident că trebuie să faceți două sau mai multe părți din uraniu sau plutoniu și să le conectați la momentul necesar. Pentru a fi corect, trebuie spus că fizicienii au gândit același lucru atunci când s-au asumat construirea unei bombe nucleare. Dar realitatea și-a făcut propriile ajustări. Ideea este că dacă am avea uraniu-235 sau plutoniu-239 foarte pur, atunci am putea face acest lucru, dar oamenii de știință trebuiau să se ocupe de metale reale. Prin îmbogățirea uraniului natural, puteți face un amestec care conține 90% uraniu-235 și 10% uraniu-238; încercările de a scăpa de restul de uraniu-238 duc la o creștere foarte rapidă a prețului acestui material (se numește foarte mare). uraniu îmbogăţit). Plutoniul 239, care se obține într-un reactor nuclear din uraniu 238 prin fisiunea uraniului 235, conține în mod necesar un amestec de plutoniu 240. Izotopii uraniu 235 și plutoniu 239 sunt numiți pare-impari, deoarece nucleele atomilor lor conțin un număr par de protoni (92 pentru uraniu și 94 pentru plutoniu) și un număr impar de neutroni (143 și, respectiv, 145). Toate nucleele pare-impare ale elementelor grele au o proprietate comună: rareori se fisiază spontan (oamenii de știință spun: „spontan”), dar se fisiunea cu ușurință atunci când un neutron lovește nucleul. Uraniul-238 și plutoniul-240 sunt pare-pare. Ei, dimpotrivă, practic nu se fisionează cu neutroni de energii joase și moderate, care zboară din nucleele fisionabile, ci se fisiază spontan de sute sau zeci de mii de ori mai des, formând un fundal de neutroni. Acest fundal face foarte dificilă crearea de arme nucleare, deoarece face ca reacția să înceapă prematur înainte ca cele două părți ale încărcăturii să se întâlnească. Din această cauză, într-un dispozitiv pregătit pentru explozie, părțile masei critice trebuie să fie amplasate suficient de departe unele de altele și conectate la viteză mare.
Bombă cu tun
Cu toate acestea, bomba aruncată pe Hiroshima pe 6 august 1945 a fost realizată exact după schema descrisă mai sus. Două dintre părțile sale, ținta și glonțul, erau făcute din uraniu foarte îmbogățit. Ținta era un cilindru cu diametrul de 16 cm și înălțimea de 16 cm.În centrul său era o gaură cu diametrul de 10 cm.Glonțul a fost făcut în conformitate cu această gaură. În total, bomba conținea 64 kg de uraniu și era înconjurată de o carcasă, al cărei strat interior era din carbură de tungsten, stratul exterior din oțel. Scopul obuzei a fost dublu: să țină glonțul atunci când a intrat în țintă și să reflecte cel puțin o parte din neutronii care scapă din spatele uraniului. Luând în considerare reflectorul de neutroni, 64 kg au reprezentat 2,3 mase critice. Cum a funcționat acest lucru, deoarece fiecare dintre piese a fost subcritică? Faptul este că, prin îndepărtarea părții de mijloc din cilindru, îi reducem densitatea medie și valoarea masei critice crește. Astfel, masa acestei piese poate depăși masa critică pentru o bucată solidă de metal. Dar este imposibil să crești masa glonțului în acest fel, deoarece acesta trebuie să fie solid. Atât ținta, cât și glonțul au fost asamblate din bucăți: ținta din mai multe inele de înălțime mică și glonțul din șase șaibe. Motivul este simplu - țaglele de uraniu trebuiau să aibă dimensiuni mici, deoarece în timpul fabricării (turnării, presarii) țaglei, cantitatea totală de uraniu nu ar trebui să se apropie de masa critică. Glonțul a fost învelit într-o jachetă din oțel inoxidabil cu pereți subțiri, cu un capac din carbură de tungsten similar cu o jachetă țintă. Pentru a direcționa glonțul spre centrul țintei, au decis să folosească țeava unui tun antiaerian convențional de 76,2 mm. Acesta este motivul pentru care acest tip de bombă este uneori numit o bombă asamblată cu tun. Butoiul a fost plictisit din interior până la 100 mm pentru a găzdui un proiectil atât de neobișnuit. Lungimea țevii era de 180 cm. În camera sa de încărcare era încărcată praf de pușcă obișnuit fără fum, care a tras un glonț cu o viteză de aproximativ 300 m/s. Și celălalt capăt al țevii a fost presat într-o gaură din carcasa țintă. Acest design avea o mulțime de dezavantaje Era monstruos de periculos: după ce praful de pușcă era încărcat în camera de încărcare, orice accident care ar putea să o aprindă ducea la explodarea bombei la putere maximă. Din această cauză, piroxilina a fost încărcată deja în aer când avionul a zburat până la țintă.În cazul unui accident de avion, părțile de uraniu se puteau aduna fără praf de pușcă, pur și simplu dintr-un impact puternic asupra solului. Pentru a evita acest lucru, diametrul glonțului era cu o fracțiune de milimetru mai mare decât diametrul orificiului țevii. Dacă bomba a căzut în apă, atunci datorită moderației neutronilor în apă, reacția ar putea începe chiar și fără a conecta părțile. Adevărat, în acest caz o explozie nucleară este puțin probabilă, dar ar avea loc o explozie termică, cu pulverizarea uraniului pe o suprafață mare și contaminare radioactivă. Lungimea unei bombe cu acest design a depășit doi metri, iar acest lucru este practic de netrecut. La urma urmei, s-a atins o stare critică, iar reacția a început când mai era o jumătate de metru bun înainte ca glonțul să se oprească! În cele din urmă, această bombă a fost foarte risipitoare: mai puțin de 1% din uraniul din ea a avut timp să reacționeze!Tunul bomba avea exact un avantaj: nu putea să nu funcționeze. Nici nu aveau de gând s-o testeze! Dar americanii au trebuit să testeze bomba cu plutoniu: designul ei era prea nou și complex.
2. Bombă H
Termoyamrahat țipândmîn viaţă(alias Bombă H) - un tip de armă nucleară, a cărei putere distructivă se bazează pe utilizarea energiei reacției de fuziune nucleară a elementelor ușoare în altele mai grele (de exemplu, sinteza unui nucleu al unui atom de heliu din două nuclee de atomi de deuteriu), care eliberează o cantitate colosală de energie.
Având aceiași factori distructivi ca și armele nucleare, armele termonucleare au o putere posibilă de explozie mult mai mare (teoretic, este limitată doar de numărul de componente disponibile). Trebuie remarcat faptul că afirmația adesea citată conform căreia contaminarea radioactivă dintr-o explozie termonucleară este mult mai slabă decât dintr-o explozie atomică se aplică reacțiilor de fuziune, care sunt utilizate numai împreună cu reacții de fisiune mult mai „murdare”. Termenul „pistol curat”, care a apărut în literatura de limbă engleză, a căzut din uz la sfârșitul anilor 1970. De fapt, totul depinde de tipul selectat de reacție utilizat într-un anumit produs. Astfel, includerea elementelor din uraniu-238 într-o sarcină termonucleară (în acest caz, uraniul-238 utilizat este împărțit sub influența neutronilor rapizi și produce fragmente radioactive. Neutronii înșiși produc radioactivitate indusă) permite în mod semnificativ (până la de cinci ori) crește puterea totală a exploziei, dar și semnificativ (de 5-10 ori) crește cantitatea de precipitații radioactive.
3. Arme cu neutroni
Un tip de armă nucleară în care proporția energiei de explozie este crescută, eliberată sub formă de radiații neutronice pentru a distruge forța de muncă, armele inamice și contaminarea radioactivă a zonei cu efecte dăunătoare limitate ale undei de șoc și radiației luminoase. Datorită absorbției rapide a neutronilor de către atmosferă, munițiile cu neutroni de mare putere sunt ineficiente; Puterea focoaselor cu neutroni nu depășește de obicei câteva kilotone de echivalent TNT și sunt clasificate ca arme nucleare tactice. Armele cu neutroni, ca și alte tipuri de arme nucleare, sunt arme nediscriminatorii de distrugere în masă. Un flux puternic de neutroni nu este oprit de armura obișnuită din oțel și pătrunde în bariere mult mai puternic decât razele X sau radiațiile gamma, ca să nu mai vorbim de particulele alfa și beta. În special, 150 mm de oțel blindat blochează până la 90% din radiația gamma și doar 20% din neutronii rapizi. Se credea că, datorită acestui fapt, armele cu neutroni sunt capabile să lovească personalul inamic la o distanță considerabilă de epicentrul exploziei și în vehiculele blindate, unde este asigurată o protecție fiabilă împotriva factorilor dăunători ai unei explozii nucleare convenționale. Cele mai puternice proprietăți de protecție sunt deținute de materialele care conțin hidrogen - de exemplu, apă, parafină, polietilenă, polipropilenă etc. Din motive structurale și economice, protecția se face adesea din beton, sol umed - 25-35 cm din aceste materiale slăbesc fluxul de neutroni rapidi de 10 ori și 50 cm - de până la 100 de ori, astfel încât fortificațiile staționare oferă protecție fiabilă atât împotriva armelor nucleare convenționale, cât și a celor cu neutroni.
3 . Principiul de funcționare
Armele nucleare se bazează pe reacții în lanț necontrolate de fisiune a nucleelor grele și reacții de fuziune termonucleară. Pentru a efectua reacția în lanț de fisiune, se folosește fie uraniu-235, fie plutoniu-239, fie, în unele cazuri, uraniu-233. Uraniul se găsește în natură sub formă de doi izotopi principali - uraniu-235 (0,72% din uraniul natural) și uraniu-238 - orice altceva (99,2745%). De obicei se găsește și o impuritate de uraniu-234 (0,0055%) formată prin degradarea uraniului-238. Cu toate acestea, numai uraniul-235 poate fi folosit ca material fisionabil. În uraniu-238, dezvoltarea independentă a unei reacții nucleare în lanț este imposibilă (de aceea este larg răspândită în natură). Pentru a asigura „operabilitatea” unei bombe nucleare, conținutul de uraniu-235 trebuie să fie de cel puțin 80%. Prin urmare, în producția de combustibil nuclear, pentru a crește ponderea uraniului-235, se utilizează un proces complex și extrem de costisitor de îmbogățire a uraniului. În SUA, gradul de îmbogățire a uraniului de calitate pentru arme (proporția izotopului 235) depășește 93% și ajunge uneori la 97,5%. O alternativă la procesul de îmbogățire a uraniului este crearea unei „bombe cu plutoniu” bazată pe izotopul plutoniu-239, care este de obicei dopat cu o cantitate mică de galiu pentru a crește stabilitatea proprietăților fizice și pentru a îmbunătăți compresibilitatea sarcinii. Plutoniul este produs în reactoarele nucleare în timpul iradierii pe termen lung a uraniului-238 cu neutroni. În mod similar, uraniul-233 se obține prin iradierea toriului cu neutroni. În Statele Unite, armele nucleare sunt încărcate cu aliaj 25 sau Oraloy, al cărui nume provine de la Oak Ridge (instalație de îmbogățire a uraniului) și aliaj (aliaj). Acest aliaj conține 25% uraniu-235 și 75% plutoniu-239.
4 . Factori dăunători ai unei explozii nucleare
În timpul unei explozii nucleare la sol, aproximativ 50% din energie este destinată formării unei unde de șoc și a unui crater în pământ, 30-40% la radiația luminoasă, până la 5% la radiația penetrantă și radiația electromagnetică și până la până la 15% la contaminarea radioactivă a zonei. În timpul exploziei în aer a unei muniții cu neutroni, cotele de energie sunt distribuite într-un mod unic: undă de șoc până la 10%, radiația luminoasă 5-8% și aproximativ 85% din energie trece în radiația penetrantă (radiație neutronică și gamma). Unda de șoc și radiația luminoasă sunt similare cu factorii dăunători ai explozivilor tradiționali, dar radiația luminoasă în cazul unei explozii nucleare este mult mai puternică. Unda de șoc distruge clădirile și echipamentele, rănește oamenii și are un efect de retragere cu o scădere rapidă a presiunii și presiune a aerului de mare viteză. Rarefacția (scăderea presiunii aerului) care urmează valului și mișcarea inversă a maselor de aer către ciuperca nucleară în curs de dezvoltare poate provoca, de asemenea, unele daune. Radiațiile luminoase afectează numai obiectele neprotejate, adică obiectele care nu sunt acoperite de nimic dintr-o explozie și pot provoca aprinderea materialelor inflamabile și incendii, precum și arsuri și deteriorarea vederii oamenilor și animalelor. Radiația penetrantă are un efect ionizant și distructiv asupra moleculelor de țesut uman și provoacă boala radiațiilor. Este deosebit de important în timpul exploziei muniției cu neutroni. Subsolurile din piatră cu mai multe etaje și clădiri din beton armat, adăposturile subterane cu o adâncime de 2 metri (o pivniță, de exemplu, sau orice adăpost de clasa 3-4 și mai mare) pot fi protejate de radiațiile penetrante; vehiculele blindate au o anumită protecție. Contaminare radioactivă - în timpul unei explozii de aer a sarcinilor termonucleare relativ „pure” (fiziune-fuziune), acest factor dăunător este redus la minimum. Și invers, în cazul unei explozii de versiuni „murdare” de încărcături termonucleare, dispuse conform principiului fisiunii-fuziune-fisiunii, o explozie la sol, îngropată, în care are loc activarea neutronică a substanțelor conținute în pământ și cu atât mai mult explozia unei așa-zise „bombe murdare” poate avea un sens decisiv. Un impuls electromagnetic dezactivează echipamentele electrice și electronice și întrerupe comunicațiile radio. În funcție de tipul de încărcare și de condițiile exploziei, energia exploziei este distribuită diferit. De exemplu, în timpul exploziei unei sarcini nucleare convenționale fără un randament crescut de radiație neutronică sau contaminare radioactivă, poate exista următorul raport al cotelor randamentului energetic la diferite altitudini.
concluzii
Acumularea stocurilor de arme nucleare a atins o magnitudine terifiantă: în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, toate țările care au luat parte la acesta au cheltuit aproximativ 5 milioane de tone de explozibili convenționali - stocurile de arme nucleare acumulate acum pe planeta noastră sunt de zeci de mii de de ori mai mare această valoare. Complexul de factori dăunători ai unei explozii nucleare face din armele atomice un tip de armă deosebit de distructiv, periculos pentru umanitate și natură, așa cum nu au fost niciodată cunoscute în istorie. Și nu este o coincidență că un cunoscut avocat indian la sfârșitul anilor 50, în cartea sa „Armele nucleare și dreptul internațional”, a dat următoarea caracterizare a acestor arme de distrugere în masă: „Armele nucleare sunt ilegale nu numai din cauza radioactivei. otravă, dar și datorită elementului inerent al terorii; bombele termonucleare super-puternice resping vechiul concept de „obiect militar” și pun în locul lui o „populație” sau „obiect uman”, transformând mijloacele de război într-un instrument. de teroare.În consecință, toate legile războiului terestru, maritim și aerian sunt anulate, precum și normele care reglementează tratamentul bolnavilor, răniților și prizonierilor de război.Spiritul umanității care pătrunde în prevederile Convenției din 1948 privind Interzicerea genocidului și principiile Cartei Tribunalului Militar Internațional, care a recunoscut distrugerea populației civile drept crimă de război, ar fi încălcate prin utilizarea acestor arme inumane de distrugere în masă”. Apropo, când au fost scrise aceste rânduri, lumea nu știa încă în întregime despre planurile mizantropice ale designerilor de arme cu neutroni.
Literatură
1. V.A.Mikhailov, I.A.Naumenko. Fizică nucleară și arme nucleare
2. V.S.Emelyanov. Bombă cu neutroni - o amenințare la adresa umanității (despre pericolul special al armelor nucleare cu neutroni)
3. S.Petrov. Arme nucleare
4. https://ru.wikipedia.org/wiki
Postat pe Allbest.ru
...Documente similare
Dezvoltarea principiilor fizice pentru efectuarea unei explozii nucleare. Caracteristicile armelor nucleare. Dispozitivul unei bombe atomice. Factori dăunători ai unei explozii nucleare: undă de aer (șoc), radiații penetrante, radiații luminoase, contaminare radioactivă.
prezentare, adaugat 02.12.2014
Ce sunt armele nucleare, istoria creării lor. Caracteristicile exploziilor nucleare. Proprietățile de luptă ale armelor nucleare, tipurile de explozii nucleare, factorii lor dăunători. Ce este o sursă de daune nucleare, o zonă de contaminare radioactivă. Dezvoltarea armelor nucleare.
prezentare, adaugat 25.06.2010
Factorii dăunători ai armelor nucleare. Tipuri atomice, termonucleare și combinate de arme nucleare. Tipuri de explozii nucleare. Modalități de a proteja oamenii de influența armelor nucleare. Utilizarea de către populație a echipamentelor de protecție colectivă și individuală.
lucrare curs, adaugat 25.10.2011
O scurtă istorie a creării bombei atomice, caracteristicile designului acesteia. Primele teste ale armelor nucleare, factorii distrugerii lor. Bombardele atomice de la Hiroshima si Nagasaki sunt singurul exemplu din istoria omenirii de folosire in lupta a armelor nucleare.
prezentare, adaugat 05.06.2014
Rolul armelor nucleare în securitatea Rusiei. Istoria dezvoltării armelor nucleare și cu neutroni în Statele Unite. Prima explozie a unui încărcător cu neutroni. Crearea armelor nucleare de a treia generație - Super-EMP cu emisie îmbunătățită de radiații electromagnetice.
rezumat, adăugat 04.03.2011
Conceptul și principiul de funcționare a armelor nucleare, componentele acestora și procedura de punere în funcțiune a acestora. Caracteristicile părților de arme nucleare și factorii lor dăunători. Consecințele războiului nuclear asupra mediului și asupra oamenilor afectați de acesta.
rezumat, adăugat 22.04.2010
O armă nucleară este un dispozitiv exploziv în care sursa de energie este o reacție nucleară; diferențele sale față de armele termonucleare. Clasificarea armelor nucleare ca mijloace de distrugere în masă. Formarea unei ciuperci atomice, factori dăunători ai exploziei.
prezentare, adaugat 25.02.2011
Efectul dăunător al unei explozii nucleare, dependența acesteia de puterea muniției, tipul, tipul de încărcare nucleară. Caracteristicile a cinci factori dăunători (undă de șoc, radiații luminoase, contaminare radioactivă, radiații penetrante și puls electromagnetic).
rezumat, adăugat 10.11.2014
Armele nucleare, caracteristicile sursei de distrugere nucleară. Factori dăunători ai unei explozii nucleare. Expunerea la undele de șoc ale aerului și radiațiile penetrante. Armele chimice și biologice și posibilele consecințe ale utilizării lor. Mijloace convenționale de distrugere.
prezentare, adaugat 24.06.2012
Scurtă descriere a armelor nucleare, impactul acestora asupra obiectelor și oamenilor. Factori dăunători ai unei explozii nucleare: radiații luminoase, radiații penetrante. Patru grade de radiații. Reguli de comportament și acțiuni ale populației în sursa distrugerii nucleare.
După sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, țările coaliției anti-Hitler au încercat rapid să se devanseze în dezvoltarea unei bombe nucleare mai puternice.
Primul test, efectuat de americani pe obiecte reale din Japonia, a încălzit până la limită situația dintre URSS și SUA. Exploziile puternice care au tunat prin orașele japoneze și au distrus practic toată viața din ele l-au forțat pe Stalin să renunțe la multe pretenții pe scena mondială. Majoritatea fizicienilor sovietici au fost „aruncați” urgent în dezvoltarea armelor nucleare.
Când și cum au apărut armele nucleare?
Anul 1896 poate fi considerat anul nașterii bombei atomice. Atunci chimistul francez A. Becquerel a descoperit că uraniul este radioactiv. Reacția în lanț a uraniului creează energie puternică, care servește drept bază pentru o explozie teribilă. Este puțin probabil ca Becquerel să-și imagineze că descoperirea sa va duce la crearea de arme nucleare - cea mai teribilă armă din întreaga lume.
Sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea a fost un punct de cotitură în istoria invenției armelor nucleare. În această perioadă, oamenii de știință din întreaga lume au putut descoperi următoarele legi, raze și elemente:
- Raze alfa, gamma și beta;
- Au fost descoperiți mulți izotopi ai elementelor chimice cu proprietăți radioactive;
- A fost descoperită legea dezintegrarii radioactive, care determină timpul și dependența cantitativă a intensității dezintegrarii radioactive, în funcție de numărul de atomi radioactivi din proba de testat;
- S-a născut izometria nucleară.
În anii 1930, ei au reușit să despartă pentru prima dată nucleul atomic al uraniului prin absorbția neutronilor. În același timp, au fost descoperiți și pozitroni și neuroni. Toate acestea au dat un impuls puternic dezvoltării armelor care foloseau energia atomică. În 1939, a fost brevetat primul proiect de bombă atomică din lume. Acest lucru a fost făcut de un fizician din Franța, Frederic Joliot-Curie.
Ca urmare a cercetărilor și dezvoltării ulterioare în acest domeniu, s-a născut o bombă nucleară. Puterea și gama de distrugere a bombelor atomice moderne este atât de mare încât o țară care are potențial nuclear practic nu are nevoie de o armată puternică, deoarece o bombă atomică poate distruge un întreg stat.
Cum funcționează o bombă atomică?
O bombă atomică este formată din mai multe elemente, principalele fiind:
- Corpul bombei atomice;
- Sistem de automatizare care controlează procesul de explozie;
- Sarcină nucleară sau focos.
Sistemul de automatizare este situat în corpul bombei atomice, împreună cu încărcătura nucleară. Designul carcasei trebuie să fie suficient de fiabil pentru a proteja focosul de diferiți factori și influențe externe. De exemplu, diverse influențe mecanice, de temperatură sau similare, care pot duce la o explozie neplanificată de o putere enormă care poate distruge totul în jur.
Sarcina automatizării este controlul deplin asupra asigurării faptului că explozia are loc la momentul potrivit, astfel încât sistemul constă din următoarele elemente:
- Un dispozitiv responsabil pentru detonarea de urgență;
- Alimentarea sistemului de automatizare;
- Sistem senzor de detonare;
- Dispozitiv de armare;
- Dispozitiv de siguranta.
Când au fost efectuate primele teste, bombe nucleare au fost livrate pe avioane care au reușit să părăsească zona afectată. Bombele atomice moderne sunt atât de puternice încât pot fi livrate numai folosind rachete de croazieră, balistice sau cel puțin antiaeriene.
Bombele atomice folosesc diverse sisteme de detonare. Cel mai simplu dintre ele este un dispozitiv convențional care se declanșează atunci când un proiectil lovește o țintă.
Una dintre principalele caracteristici ale bombelor și rachetelor nucleare este împărțirea lor în calibre, care sunt de trei tipuri:
- Mic, puterea bombelor atomice de acest calibru este echivalentă cu câteva mii de tone de TNT;
- Medie (putere de explozie – câteva zeci de mii de tone de TNT);
- Mare, a cărui putere de încărcare este măsurată în milioane de tone de TNT.
Este interesant că cel mai adesea puterea tuturor bombelor nucleare este măsurată cu precizie în echivalent TNT, deoarece armele atomice nu au propria lor scară pentru măsurarea puterii exploziei.
Algoritmi pentru funcționarea bombelor nucleare
Orice bombă atomică funcționează pe principiul utilizării energiei nucleare, care este eliberată în timpul unei reacții nucleare. Această procedură se bazează fie pe divizarea nucleelor grele, fie pe sinteza celor ușoare. Deoarece în timpul acestei reacții se eliberează o cantitate imensă de energie și în cel mai scurt timp posibil, raza de distrugere a unei bombe nucleare este foarte impresionantă. Din cauza acestei caracteristici, armele nucleare sunt clasificate drept arme de distrugere în masă.
În timpul procesului care este declanșat de explozia unei bombe atomice, există două puncte principale:
- Acesta este centrul imediat al exploziei, unde are loc reacția nucleară;
- Epicentrul exploziei, care este situat la locul unde bomba a explodat.
Energia nucleară eliberată în timpul exploziei unei bombe atomice este atât de puternică încât pe pământ încep tremurături seismice. În același timp, aceste tremurături provoacă distrugeri directe doar la o distanță de câteva sute de metri (deși dacă țineți cont de forța exploziei bombei în sine, aceste tremurături nu mai afectează nimic).
Factorii de deteriorare în timpul unei explozii nucleare
Explozia unei bombe nucleare nu provoacă numai distrugeri instantanee teribile. Consecințele acestei explozii vor fi resimțite nu doar de persoanele prinse în zona afectată, ci și de copiii lor născuți în urma exploziei atomice. Tipurile de distrugere prin arme atomice sunt împărțite în următoarele grupuri:
- Radiația luminoasă care apare direct în timpul unei explozii;
- Unda de șoc propagată de bombă imediat după explozie;
- Impuls electromagnetic;
- radiații penetrante;
- Contaminare radioactivă care poate dura zeci de ani.
Deși la prima vedere un fulger de lumină pare a fi cel mai puțin amenințător, este de fapt rezultatul eliberării de cantități enorme de căldură și energie luminoasă. Puterea și puterea sa depășesc cu mult puterea razelor soarelui, așa că daunele cauzate de lumină și căldură pot fi fatale la o distanță de câțiva kilometri.
Radiația eliberată în timpul unei explozii este, de asemenea, foarte periculoasă. Deși nu acționează mult timp, reușește să infecteze totul în jur, deoarece puterea sa de penetrare este incredibil de mare.
Unda de șoc în timpul unei explozii atomice acționează similar cu aceeași undă în timpul exploziilor convenționale, doar puterea și raza de distrugere a acesteia sunt mult mai mari. În câteva secunde, provoacă daune ireparabile nu numai oamenilor, ci și echipamentelor, clădirilor și mediului înconjurător.
Radiațiile penetrante provoacă dezvoltarea bolii radiațiilor, iar pulsul electromagnetic reprezintă un pericol numai pentru echipament. Combinația tuturor acestor factori, plus puterea exploziei, face din bomba atomică cea mai periculoasă armă din lume.
Primele teste de arme nucleare din lume
Prima țară care a dezvoltat și testat arme nucleare au fost Statele Unite ale Americii. Guvernul SUA a alocat subvenții financiare uriașe pentru dezvoltarea de noi arme promițătoare. Până la sfârșitul anului 1941, mulți oameni de știință remarcabili în domeniul dezvoltării atomice au fost invitați în Statele Unite, care până în 1945 au fost capabili să prezinte un prototip de bombă atomică potrivit pentru testare.
Primele teste din lume ale unei bombe atomice echipate cu un dispozitiv exploziv au fost efectuate în deșertul din New Mexico. Bomba, numită „Gadget”, a fost detonată pe 16 iulie 1945. Rezultatul testului a fost pozitiv, deși armata a cerut ca bomba nucleară să fie testată în condiții reale de luptă.
Văzând că mai rămăsese un singur pas înainte de victoria coaliției naziste și că s-ar putea să nu mai apară o astfel de oportunitate, Pentagonul a decis să lanseze o lovitură nucleară asupra ultimului aliat al Germaniei hitleriste - Japonia. În plus, utilizarea unei bombe nucleare trebuia să rezolve mai multe probleme simultan:
- Pentru a evita vărsarea de sânge inutilă care ar avea loc în mod inevitabil dacă trupele americane ar pune piciorul pe pământul imperial japonez;
- Cu o singură lovitură, îngenunchează-i pe japonezii neînduplecați, forțându-i să accepte condiții favorabile Statelor Unite;
- Arătați URSS (ca posibil rival în viitor) că armata SUA are o armă unică capabilă să ștergă orice oraș de pe fața pământului;
- Și, desigur, să vedem în practică de ce sunt capabile armele nucleare în condiții reale de luptă.
La 6 august 1945, prima bombă atomică din lume, care a fost folosită în operațiuni militare, a fost aruncată asupra orașului japonez Hiroshima. Această bombă a fost numită „Baby” deoarece cântărea 4 tone. Aruncarea bombei a fost planificată cu atenție și a lovit exact acolo unde era planificată. Acele case care nu au fost distruse de valul de explozie au ars, în timp ce sobele care au căzut în case au stârnit incendii, iar întreg orașul a fost cuprins de flăcări.
Blițul strălucitor a fost urmat de un val de căldură care a ars toată viața pe o rază de 4 kilometri, iar unda de șoc ulterioară a distrus majoritatea clădirilor.
Cei care au suferit un insolație pe o rază de 800 de metri au fost arși de vii. Valul de explozie a smuls pielea arsă a multora. Câteva minute mai târziu a început să cadă o ploaie neagră ciudată, constând din abur și cenușă. Cei prinși de ploaia neagră au suferit arsuri incurabile la nivelul pielii.
Acei puțini care au avut norocul să supraviețuiască au suferit de radiații, care la acea vreme nu era doar nestudiată, ci și complet necunoscută. Oamenii au început să dezvolte febră, vărsături, greață și atacuri de slăbiciune.
Pe 9 august 1945, a doua bombă americană, numită „Fat Man”, a fost aruncată asupra orașului Nagasaki. Această bombă avea aproximativ aceeași putere ca prima, iar consecințele exploziei sale au fost la fel de distructive, deși jumătate din mai mulți oameni au murit.
Cele două bombe atomice aruncate asupra orașelor japoneze au fost primele și singurele cazuri din lume de utilizare a armelor atomice. Peste 300.000 de oameni au murit în primele zile după bombardament. Încă aproximativ 150 de mii au murit din cauza radiațiilor.
După bombardarea nucleară a orașelor japoneze, Stalin a primit un adevărat șoc. I-a devenit clar că problema dezvoltării armelor nucleare în Rusia sovietică era o chestiune de securitate pentru întreaga țară. Deja pe 20 august 1945 a început să lucreze un comitet special pentru problemele de energie atomică, care a fost creat de urgență de I. Stalin.
Deși cercetările în fizica nucleară au fost efectuate de un grup de entuziaști în Rusia țaristă, nu i s-a acordat atenția cuvenită în perioada sovietică. În 1938, toate cercetările în acest domeniu au fost complet oprite, iar mulți oameni de știință nucleari au fost reprimați ca dușmani ai poporului. După exploziile nucleare din Japonia, guvernul sovietic a început brusc să restabilească industria nucleară din țară.
Există dovezi că dezvoltarea armelor nucleare a fost realizată în Germania nazistă, iar oamenii de știință germani au fost cei care au modificat bomba atomică americană „brută”, astfel încât guvernul SUA a scos din Germania toți specialiștii nucleari și toate documentele legate de dezvoltarea nucleară. arme.
Școala de informații sovietică, care în timpul războiului a reușit să ocolească toate serviciile de informații străine, a transferat documente secrete legate de dezvoltarea armelor nucleare către URSS încă din 1943. În același timp, agenții sovietici au fost infiltrați în toate centrele de cercetare nucleară majore americane.
Ca urmare a tuturor acestor măsuri, deja în 1946, specificațiile tehnice pentru producția a două bombe nucleare de fabricație sovietică erau gata:
- RDS-1 (cu sarcină de plutoniu);
- RDS-2 (cu două părți de sarcină de uraniu).
Abrevierea „RDS” înseamnă „Rusia face ea însăși”, ceea ce era aproape complet adevărat.
Vestea că URSS era pregătită să-și elibereze armele nucleare a forțat guvernul SUA să ia măsuri drastice. În 1949, a fost elaborat planul troian, conform căruia era planificată aruncarea bombelor atomice asupra a 70 dintre cele mai mari orașe ale URSS. Numai temerile de o grevă de răzbunare au împiedicat acest plan să devină realitate.
Aceste informații alarmante venite de la ofițerii de informații sovietici i-au forțat pe oamenii de știință să lucreze în regim de urgență. Deja în august 1949 au avut loc testele primei bombe atomice produse în URSS. Când Statele Unite au aflat despre aceste teste, planul troian a fost amânat pe termen nelimitat. A început epoca confruntării dintre două superputeri, cunoscută în istorie drept Războiul Rece.
Cea mai puternică bombă nucleară din lume, cunoscută sub numele de Tsar Bomba, aparține în mod special perioadei Războiului Rece. Oamenii de știință din URSS au creat cea mai puternică bombă din istoria omenirii. Puterea sa a fost de 60 de megatone, deși era planificat să creeze o bombă cu o putere de 100 de kilotone. Această bombă a fost testată în octombrie 1961. Diametrul mingii de foc în timpul exploziei a fost de 10 kilometri, iar valul de explozie a înconjurat globul de trei ori. Acest test a fost cel care a forțat majoritatea țărilor lumii să semneze un acord pentru a opri testele nucleare nu numai în atmosfera pământului, ci chiar și în spațiu.
Deși armele atomice sunt un mijloc excelent de intimidare a țărilor agresive, pe de altă parte, ele sunt capabile să elimine orice conflict militar din răsputeri, deoarece o explozie atomică poate distruge toate părțile în conflict.
Factorii dăunători ai armelor nucleare. - 20 de minute.
Armele de distrugere în masă sunt arme capabile să provoace distrugere în masă a populației (formând centre de distrugere în masă – centre de pierderi sanitare în masă) într-un timp scurt sau simultan. Armele de distrugere în masă includ: arme nucleare, chimice și bacteriologice (biologice). Din 1998, Federația Rusă a desemnat un tip independent de armă de distrugere în masă. armă cu toxină.
Arme nucleare – muniție, al cărei efect distructiv se bazează pe utilizarea energiei intranucleare eliberate în timpul reacțiilor nucleare explozive (fisiunea, fuziunea, fisiunea și fuziunea simultan).
Armele nucleare au fost create ca urmare a progreselor din fizica nucleară, care au făcut posibilă, deja la sfârșitul anilor 30 ai secolului trecut, să se concluzioneze despre posibilitatea unei reacții în lanț de fisiune a uraniului, însoțită de eliberarea unui uriaș cantitatea de energie.
În URSS, calculul reacției în lanț a fost efectuat de Ya.B. Zeldovich și Yu.B. Kharitonov în 1939-40. Dezvoltarea armelor nucleare a fost realizată simultan în mai multe țări. În decembrie 1942 sub conducerea fizicianului italian E. Fermi, a fost efectuată pentru prima dată o reacție controlată în lanț de fisiune a uraniului (primul reactor a fost lansat).
Problema armelor nucleare a fost studiată și în Germania nazistă, dar nu a reușit să o creeze până la sfârșitul războiului.
În SUA, un grup de oameni de știință condus de R. Oppenheimer a dezvoltat proiectarea unei bombe atomice și până la jumătatea anului 1945. S-au făcut primele 3 probe. 16 iunie 1945 în statul New Mexico, lângă Alamogorda, a avut loc o explozie de probă a primei bombe atomice, apoi au fost folosite arme nucleare de Statele Unite în Japonia: 6 august 1945. O bombă a fost aruncată pe Hirashima, iar 3 zile mai târziu pe Nagasaki, în urma căreia aceste orașe au fost aproape complet distruse. Au fost afectate 215.000 de persoane (aproximativ 43% din populație), dintre care 110.000 au murit (22% din populație).
În URSS, lucrări științifice legate de problema atomică, incl. și crearea bombei atomice, din 1943 condusă de I.V.Kurchatov. Primele teste ale bombei atomice au fost efectuate în august 1949.
Distinge muniție atomică, termonucleară și neutronică. În funcție de puterea muniției(energia unei explozii nucleare în echivalent TNT (kilotone, megatone)), se disting: ultra-mic (până la 1 kt), mic (1-10 kt), mediu (10-100 kt), mare (100 kt-). 1 mt) și arme nucleare super-mari (peste 1 mt).
După natura utilizării armelor nucleare aloca (Diapozitivul nr. 2/1 ORP):explozii la sol, subteran, subacvatice, de suprafață, aer și la mare altitudine.
Factorii dăunători ai unei explozii la sol de referință includ ( Slide Nr. 2/2 ORP): radiații luminoase(30-35% din energia unei explozii nucleare este folosită pentru formare), undă de șoc (50%), radiatii penetrante (5%:), contaminarea radioactivă a zonei și a aerului,impuls electromagnetic, precum și un factor psihologic, i.e. impactul moral al unei explozii nucleare asupra personalului.
Unda de soc - cel mai puternic factor dăunător al unei explozii nucleare. Aproximativ 50% din energia totală a exploziei este cheltuită pentru formarea acesteia în timpul exploziilor de muniție de calibru mediu și mare. Într-o explozie nucleară la sol (asupra apei), este o zonă de compresie ascuțită a aerului, care se răspândește în toate direcțiile din centrul exploziei cu viteză supersonică. Pe măsură ce distanța crește, viteza scade rapid și valul slăbește. Sursa undei de șoc este presiunea ridicată din centrul exploziei, ajungând la miliarde de atmosfere. Cea mai mare presiune are loc la limita frontală a zonei de compresie, care se numește în mod obișnuit frontul undei de șoc. Efectul dăunător al unei unde de șoc este determinat de presiunea excesivă, adică diferența dintre presiunea atmosferică normală și presiunea maximă din frontul undei de șoc. O undă de șoc este o energie mecanică transformată care poate provoca leziuni traumatice, comoții cerebrale sau poate provoca moartea persoanelor neprotejate. Daunele pot fi directe sau indirecte.
arme nucleare, arme nucleare ruseștiArme nucleare(sau arme atomice) - un set de arme nucleare, mijloace de predare la țintă și mijloace de control. Se referă la armele de distrugere în masă împreună cu armele biologice și chimice. Muniția nucleară este o armă explozivă bazată pe utilizarea energiei nucleare eliberată ca urmare a unei reacții nucleare în lanț asemănătoare avalanșei de fisiune a nucleelor grele și/sau reacției de fuziune termonucleară a nucleelor ușoare.
- 1 Principiul de funcționare
- 2 Tipuri de explozii nucleare
- 3 Factori dăunători
- 4 Clasificarea armelor nucleare
- 5 Opțiuni de detonare nucleară
- 5.1 Schema tunului
- 5.2 Circuit imploziv
- 5.3 Design de lebădă
- 5.4 Muniții termonucleare
- 6 Vehicule de livrare a armelor nucleare
- 7 Istoria armelor nucleare
- 7.1 Calea către crearea unei bombe atomice
- 7.2 Îmbunătățiri postbelice ale armelor nucleare
- 8 Clubul Nuclear
- 9 Stocuri de arme nucleare în lume
- 10 Dezarmarea nucleară
- 10.1 Principiul neproliferării
- 10.2 Tratatul de interzicere a testelor nucleare
- 10.3 Tratate ruso-americane
- 11 Vezi de asemenea
- 12 note
- 13 Literatură
- 14 legături
Principiul de funcționare
Armele nucleare se bazează pe o reacție în lanț necontrolată de fisiune a nucleelor grele și reacții de fuziune termonucleară.
Pentru a efectua reacția în lanț de fisiune, se folosește fie uraniu-235, fie plutoniu-239, fie, în unele cazuri, uraniu-233. Uraniul se găsește în natură sub formă de doi izotopi principali - uraniu-235 (0,72% din uraniul natural) și uraniu-238 - orice altceva (99,2745%). De obicei se găsește și o impuritate de uraniu-234 (0,0055%) formată prin degradarea uraniului-238. Cu toate acestea, numai uraniul-235 poate fi folosit ca material fisionabil. Pentru uraniul-238, dezvoltarea independentă a unei reacții nucleare în lanț este imposibilă (de aceea este larg răspândită în natură). Pentru a asigura „operabilitatea” unei bombe nucleare, conținutul de uraniu-235 trebuie să fie de cel puțin 80%. Prin urmare, în producția de combustibil nuclear, pentru a crește ponderea uraniului-235, se utilizează un proces complex și extrem de costisitor de îmbogățire a uraniului. În SUA, gradul de îmbogățire a uraniului de calitate pentru arme (proporția izotopului 235) depășește 93% și ajunge uneori la 97,5%.
O alternativă la procesul de îmbogățire a uraniului este crearea unei „bombe cu plutoniu” bazată pe izotopul plutoniu-239, care este de obicei dopat cu o cantitate mică de galiu pentru a crește stabilitatea proprietăților fizice și pentru a îmbunătăți compresibilitatea sarcinii. Plutoniul este produs în reactoarele nucleare în timpul iradierii pe termen lung a uraniului-238 cu neutroni. În mod similar, uraniul-233 se obține prin iradierea toriului cu neutroni. Armele nucleare americane sunt umplute cu aliaj 25 sau Oraloy, al cărui nume provine de la Oak Ridge (instalație de îmbogățire a uraniului) și aliaj (aliaj). compoziția acestui aliaj include 25% uraniu-235 și 75% plutoniu-239.
Tipuri de explozii nucleare
Exploziile nucleare pot fi de următoarele tipuri:
- explozii la mare altitudine și aer (în aer și în spațiu)
- explozie la sol (aproape de sol)
- explozie subterană (sub suprafața pământului)
- suprafata (aproape de suprafata apei)
- sub apă (sub apă)
Factori dăunători
Arme de distrugere în masă | |
---|---|
Tip | |
Nuclear Chimic biologic | |
Radiologice ipotetice Climatice Geofizic |
|
După țară | |
Australia Albania Algeria Argentina Bulgaria Brazilia Marea Britanie Germania Egipt Israel India Irak Iran Canada Kazahstan China Coreea de Nord Mexic Myanmar Țările de Jos Norvegia Pakistan Rusia România Arabia Saudită Siria URSS SUA Taiwan Franța Suedia Africa de Sud Japonia | |
Șablon: vizualizați editarea discuției |
Când o armă nucleară este detonată, are loc o explozie nucleară, ai cărei factori dăunători sunt:
- undă de șoc
- radiații luminoase
- radiatii penetrante
- contaminare radioactivă
- impuls electromagnetic (EMP)
Oamenii expuși direct la factorii dăunători ai unei explozii nucleare, pe lângă daune fizice, experimentează un impact psihologic puternic de la vederea terifiantă a exploziei și distrugerii. Un impuls electromagnetic nu are un efect direct asupra organismelor vii, dar poate perturba funcționarea echipamentelor electronice.
Clasificarea armelor nucleare
Toate armele nucleare pot fi împărțite în două categorii principale:
- „Atomic” - dispozitive explozive monofazate sau cu o singură etapă în care energia principală provine din reacția nucleară de fisiune a nucleelor grele (uraniu-235 sau plutoniu) cu formarea de elemente mai ușoare.
- Armele termonucleare (de asemenea „hidrogen”) sunt dispozitive explozive în două faze sau în două etape în care două procese fizice, localizate în zone diferite ale spațiului, sunt dezvoltate succesiv: în prima etapă, principala sursă de energie este reacția de fisiune a nuclee grele, iar în al doilea, reacțiile de fisiune și fuziune termonucleară sunt utilizate în proporții variabile, în funcție de tipul și configurația muniției.
Reacția de fuziune termonucleară, de regulă, se dezvoltă în interiorul unui ansamblu fisionabil și servește ca o sursă puternică de neutroni suplimentari. Numai dispozitivele nucleare timpurii din anii 40 ai secolului XX, câteva bombe asamblate cu tun în anii 1950, unele obuze de artilerie nucleară, precum și produse din țările subdezvoltate din punct de vedere nuclear (Africa de Sud, Pakistan, Coreea de Nord) nu folosesc termonucleare. fuziunea ca amplificator de putere explozie nucleară. Spre deosebire de stereotipul persistent, în muniția termonucleară (adică în două faze), cea mai mare parte a energiei (până la 85%) este eliberată din cauza fisiunii nucleelor de uraniu-235/plutoniu-239 și/sau uraniu-238. A doua etapă a oricărui astfel de dispozitiv poate fi echipată cu un tamper din uraniu-238, care este separat efectiv de neutronii rapizi ai reacției de fuziune. Acest lucru are ca rezultat o creștere multiplă a puterii exploziei și o creștere monstruoasă a cantității de precipitații radioactive. Cu mâna ușoară a lui R. Jung, autorul celebrei cărți „Brighter than a Thousand Suns”, scrisă în 1958 în urmărirea fierbinte a Proiectului Manhattan, acest tip de muniție „murdar” se numește de obicei FFF (fusion-fission- fuziune) sau trifazat. Cu toate acestea, acest termen nu este în întregime corect. Aproape toate „FFF” sunt clasificate ca fiind în două faze și diferă numai în materialul de manipulare, care în muniția „pură” poate fi făcută din plumb, wolfram etc. Excepție fac dispozitive precum „Sloyka” a lui Saharov, care ar trebui clasificate. ca monofazic, deși au structura stratificată a explozivului (miez de plutoniu - strat de deuterură de litiu-6 - strat de uraniu 238). În SUA, un astfel de dispozitiv se numește Ceas cu alarmă. Schema de alternanță secvențială a reacțiilor de fisiune și fuziune este implementată în muniție în două faze, în care se pot număra până la 6 straturi la o putere foarte „moderată”. Un exemplu este focosul relativ modern W88, în care prima secțiune (primară) conține două straturi, a doua secțiune (secundară) are trei straturi, iar un alt strat este o carcasă comună de uraniu-238 pentru cele două secțiuni (vezi figura).
- Uneori, armele cu neutroni sunt clasificate într-o categorie separată - muniție cu două faze de putere mică (de la 1 kt la 25 kt), în care 50-75% din energie este obținută prin fuziune termonucleară. Deoarece principalul purtător de energie în timpul fuziunii sunt neutronii rapizi, în timpul exploziei unei astfel de muniții, randamentul de neutroni poate fi de câteva ori mai mare decât randamentul de neutroni în timpul exploziilor dispozitivelor explozive nucleare monofazate de putere comparabilă. Datorită acestui fapt, se realizează o pondere semnificativ mai mare a factorilor dăunători - radiația neutronică și radioactivitatea indusă (până la 30% din producția totală de energie), care poate fi importantă din punctul de vedere al sarcinii de reducere a precipitațiilor radioactive și de reducere a distrugerii. la sol cu randament ridicat de utilizare împotriva tancurilor și a forței de muncă. Trebuie remarcat faptul că natura mitică a ideii că armele cu neutroni afectează doar oamenii și lasă clădirile intacte. Impactul distructiv al unei explozii a unei muniții cu neutroni este de sute de ori mai mare decât cel al oricărei muniții nenucleare.
Energie nucleara măsurată în echivalent TNT - cantitatea de trinitrotoluen care trebuie explodat pentru a produce aceeași energie. Acesta este de obicei exprimat în kilotone (kt) și megatone (Mt). Echivalentul TNT este condiționat: în primul rând, distribuția energiei unei explozii nucleare între diverși factori dăunători depinde în mod semnificativ de tipul de muniție și, în orice caz, este foarte diferită de o explozie chimică. În al doilea rând, este pur și simplu imposibil să se realizeze arderea completă a cantității adecvate de exploziv chimic.
Se obișnuiește să se împartă armele nucleare în cinci grupuri în funcție de puterea lor:
- ultra-mic (mai puțin de 1 ct);
- mic (1 - 10 kt);
- mediu (10 - 100 kt);
- mare (putere mare) (100 kt - 1 Mt);
- extra-mare (putere foarte mare) (peste 1 Mt).
Opțiuni de detonare nucleară
Există două scheme principale pentru detonarea unei încărcături fisionabile: tunul, altfel numit balistic și imploziv.
Schema de tun
Blocul de sus arată principiul de funcționare schema de tun. Al doilea și al treilea arată posibilitatea dezvoltării premature a unei reacții în lanț înainte ca blocurile să fie complet conectate.„Designul tunului” a fost folosit în unele arme nucleare de prima generație. Esența circuitului de tun este de a trage o încărcătură de praf de pușcă dintr-un bloc de material fisionabil de masă subcritică („glonț”) într-un altul staționar („țintă”). Blocurile sunt proiectate astfel încât atunci când sunt conectate, masa lor totală devine supercritică.
Această metodă de detonare este posibilă numai în muniția cu uraniu, deoarece plutoniul are un fond de neutroni cu două ordine de mărime mai mare, ceea ce crește considerabil probabilitatea dezvoltării premature a unei reacții în lanț înainte ca blocurile să fie conectate. Aceasta duce la o eliberare incompletă de energie (așa-numitul „fizzle”, fizzle în engleză). Pentru a implementa un circuit de tun în muniția cu plutoniu, este necesar să creșteți viteza de conectare a pieselor de încărcare la un nivel de neatins din punct de vedere tehnic. În plus, uraniul poate rezista la suprasarcinile mecanice mai bine decât plutoniul.
Diagrama structurii interne a muniției L-11 „Little Boy”.
Un exemplu clasic de astfel de schemă este bomba „Little Boy”, aruncată pe Hiroshima la 6 august 1945. Uraniul pentru producția sa a fost extras în Congo Belgian (acum Republica Democrată Congo), în Canada (Great Bear). Lake) și în SUA (Colorado). Bomba „Little Boy” folosea o țeavă de tun naval de calibrul 16,4 cm scurtată la 1,8 m în acest scop, în timp ce „ținta” cu uraniu era un cilindru cu un diametru de 100 mm și o masă de 25,6 kg, pe care se deplasa când „ împușcat” un „glonț” cilindric cu o greutate de 38,5 kg cu un canal intern corespunzător. Acest design „intuitiv de neînțeles” a fost ales pentru a reduce fondul neutronic al țintei: în el nu era aproape, ci la o distanță de 59 mm de reflectorul de neutroni („tamper”). Ca rezultat, riscul declanșării premature a unei reacții în lanț de fisiune cu eliberare incompletă de energie a fost redus la câteva procente.
Mai târziu, pe baza acestui design, americanii au produs 240 de obuze de artilerie în trei serii de producție. Aceste obuze au fost trase dintr-un tun convențional. Până la sfârșitul anilor 60, toate aceste încărcături au fost distruse, din cauza probabilității mari de autodetonare nucleară.
Circuit imploziv
Această schemă de detonare presupune atingerea unei stări supercritice prin comprimarea materialului fisionabil cu o undă de șoc focalizată creată de explozia unui exploziv chimic. Pentru focalizarea undei de șoc se folosesc așa-numitele lentile explozive, iar detonarea se efectuează simultan în multe puncte cu precizie de precizie. Crearea unui astfel de sistem pentru plasarea explozibililor și detonarea a fost la un moment dat una dintre cele mai dificile sarcini. Formarea unei unde de șoc convergente a fost asigurată prin utilizarea lentilelor explozive din explozivi „rapidi” și „lenti” - TATV (Triaminotrinitrobenzene) și baratol (un amestec de trinitrotoluen cu azotat de bariu) și unii aditivi) (vezi animația).
Principiul de funcționare circuit de implozie detonare - încărcăturile explozive convenționale explodează de-a lungul perimetrului substanței fisionabile, care creează o undă de explozie care „comprimă” substanța în centru și inițiază o reacție în lanț.
Prima încărcătură nucleară (dispozitiv nuclear „Gadget” (gadget englezesc)) a fost executată conform acestei scheme, detonată pe turn în scopuri de testare în timpul testelor cu numele expresiv „Trinity” („Trinity”) la 16 iulie 1945 la un Locul de testare din apropiere din orașul Alamogordo din New Mexico) și a doua bombă atomică folosită în scopuri militare - „Fat Man”, aruncată pe Nagasaki la 9 august 1945. De fapt, Gadget a fost un prototip demontat al bombei Fat Man. În această primă bombă atomică, așa-numitul „arici” (arici englezesc) a fost folosit ca inițiator de neutroni. (Pentru detalii tehnice, vezi articolul „Fat Man.”) Ulterior, această schemă a fost recunoscută ca ineficientă, iar tipul necontrolat de inițiere a neutronilor nu a fost aproape niciodată folosit în viitor.
În încărcăturile nucleare bazate pe fisiune, o cantitate mică de combustibil de fuziune (deuteriu și tritiu) este de obicei plasată în centrul unui ansamblu gol, care este încălzit și comprimat în timpul fisiunii ansamblului într-o astfel de stare încât începe o reacție de fuziune termonucleară. Acest amestec de gaze trebuie reînnoit continuu pentru a compensa degradarea spontană continuă a nucleelor de tritiu. Neutronii suplimentari eliberați în acest caz inițiază noi reacții în lanț în ansamblu și compensează pierderea de neutroni care părăsesc miezul, ceea ce duce la o creștere multiplă a producției de energie din explozie și la o utilizare mai eficientă a materialului fisionabil. Variind conținutul amestecului de gaze din încărcătură, se obține muniție cu o putere de explozie larg reglabilă.
Design de lebădă
Redați fișierul media Formular de asamblare a armelor nucleareTrebuie remarcat faptul că schema descrisă a imploziei sferice este arhaică și a fost cu greu folosită de la mijlocul anilor 1950. Principiul de funcționare al designului de tip „Lebădă” (lebădă engleză - lebădă) se bazează pe utilizarea unui ansamblu fisionabil de formă specială, care, în procesul de implozie inițiat într-un punct de o siguranță, este comprimat în direcție longitudinală și se transformă într-o sferă supercritică. Carcasa în sine constă din mai multe straturi de exploziv cu viteze diferite de detonare, care este realizată pe baza unui aliaj de hexogen și plastic în proporția necesară și a unui umplutură - spumă de polistiren, astfel încât între acesta și ansamblul nuclear situat în interior să rămână. un spațiu umplut cu spumă de polistiren. Acest spațiu introduce întârzierea necesară datorită faptului că viteza de detonare a explozivului depășește viteza undei de șoc în spuma de polistiren. Forma încărcăturii depinde puternic de viteza de detonare a straturilor de înveliș și de viteza de propagare a undei de explozie în polistiren, care este hipersonic în aceste condiții. Unda de șoc din stratul exterior de exploziv ajunge simultan în stratul sferic interior pe întreaga suprafață. O manipulare semnificativ mai ușoară nu este făcută din uraniu-238, ci din beriliu, care reflectă bine neutronii. Se poate presupune că numele neobișnuit al acestui design - „Lebădă” (primul test - Inca în 1956) a fost sugerat de forma gâtului lebedei. Astfel, s-a dovedit a fi posibil să se abandoneze implozia sferică și, prin urmare, să se rezolve problema extrem de dificilă a sincronizării submicrosecunde a siguranțelor pe un ansamblu sferic și astfel să se simplifice și să se reducă diametrul armei nucleare implozive de la 2 m pentru Fat Man. bombă la 30 cm sau mai puțin. În cazul activării accidentale a detonatorului, există mai multe măsuri preventive pentru a preveni comprimarea uniformă a ansamblului și distrugerea acestuia fără o explozie nucleară.
Muniție termonucleară
Articolul principal: Arme termonuclearePuterea unei sarcini nucleare care funcționează exclusiv pe principiul fisiunii elementelor grele este limitată la zeci de kilotone. Randamentul energetic al unei muniții monofazate îmbunătățită cu combustibil termonuclear în interiorul unui ansamblu fisionabil (armă cu fisiune amplificată (engleză) rusă) poate ajunge la sute de kilotone. Este aproape imposibil să se creeze un dispozitiv monofazat din clasa megatonii; creșterea masei de material fisionabil nu rezolvă problema. Cert este că energia eliberată ca urmare a reacției în lanț umflă ansamblul cu o viteză de aproximativ 1000 km/s, deci devine rapid subcritică și cea mai mare parte a materialului fisionabil nu are timp să reacționeze. De exemplu, în bomba „Fat Man” aruncată asupra orașului Nagasaki, nu mai mult de 20% din cele 6,2 kg de încărcătură de plutoniu au reușit să reacționeze, iar în bomba „Little Boy” cu un ansamblu de tun care a distrus Hiroshima, doar 1,4% din cele 64 kg îmbogățite cu aproximativ 80% uraniu degradat. Cea mai puternică muniție monofazată (britanic) din istorie, detonată în timpul testelor Orange Herald din 1957, a atins un randament de 720 kt.
Munițiile cu două faze pot crește puterea exploziilor nucleare la zeci de megatone. Cu toate acestea, rachetele cu focoase multiple, precizia ridicată a sistemelor moderne de livrare și recunoașterea prin satelit au făcut ca dispozitivele de clasa megaton să fie practic inutile. În plus, transportatorii de muniție grea sunt mai vulnerabili la sistemele de apărare antirachetă și aeriană.
Într-un dispozitiv cu două faze, prima etapă a procesului fizic ( primar) este folosit pentru a începe a doua etapă ( secundar), timp în care cea mai mare parte a energiei este eliberată. Această schemă este de obicei numită design Teller-Ulam.
Energia de la detonarea sarcinii primare este transferată printr-un canal special („interstage”) în procesul de difuzie a radiației cuante de raze X și asigură detonarea sarcinii secundare prin implozia de radiație a elementului pilot de plutoniu sau uraniu. . Acesta din urmă servește și ca sursă suplimentară de energie împreună cu un reflector de neutroni din uraniu-235 sau uraniu-238 și împreună pot furniza până la 85% din producția totală de energie a unei explozii nucleare. În acest caz, fuziunea termonucleară servește într-o mai mare măsură ca sursă de neutroni pentru fisiunea nucleelor grele, iar sub influența neutronilor din fisiunea în nucleele Li, tritiul se formează în compoziția deuteridei de litiu, care intră imediat într-un reacție de fuziune termonucleară cu deuteriu.
Primul dispozitiv experimental în două faze al lui Ivy Mike (10,5 Mt într-un test din 1952) a folosit deuteriu și tritiu lichefiat în loc de deuterură de litiu, dar ulterior tritiu pur extrem de scump nu a fost folosit direct în a doua etapă a reacției de fuziune. Este interesant de remarcat că numai fuziunea termonucleară a furnizat 97% din producția principală de energie a „bombei țarului” sovietice experimentale (alias „Mama lui Kuzka”), care a explodat în 1961, cu o producție de energie absolut record de aproximativ 58 Mt. Cea mai eficientă muniție în două faze în ceea ce privește raportul putere/greutate a fost „monstrul” american Mark 41 cu o putere de 25 Mt, care a fost produs în serie pentru desfășurare pe bombardiere B-47, B-52 și într-o versiune monobloc. pentru ICBM Titan-2. Reflectorul de neutroni al bombei a fost fabricat din uraniu-238, așa că nu a fost niciodată testat la scară completă pentru a evita contaminarea cu radiații la scară largă. Când a fost înlocuit cu plumb, puterea acestui dispozitiv a fost redusă la 3 Mt.
Design Teller-Ulam pentru o muniție în două faze („bombă de fuziune”).
Proiectarea propusă a unui focos W88 în două faze desfășurat pe trident SLBM în anii 90. Design Teller-Ulam. Putere de explozie 475 Kt.
Vehicule de livrare a armelor nucleare
Aproape orice armă grea poate fi folosită pentru a livra arme nucleare către o țintă. În special, armele nucleare tactice există încă din anii 1950 sub formă de obuze și mine de artilerie - muniție pentru artileria nucleară. Armele nucleare pot fi transportate de rachete MLRS, dar până acum nu există rachete nucleare pentru MLRS. Cu toate acestea, dimensiunile multor rachete MLRS moderne le permit să găzduiască o încărcătură nucleară similară cu cea utilizată de artileria cu tun, în timp ce unele MLRS, de exemplu Smerch-ul rusesc, sunt aproape egale ca rază de acțiune cu rachetele tactice, în timp ce altele (de exemplu, Sistemul american MLRS) sunt capabili să lanseze rachete tactice din instalațiile lor. Rachetele tactice și cu rază mai lungă de acțiune sunt purtătoare de arme nucleare. Tratatele de limitare a armelor consideră rachetele balistice, rachetele de croazieră și aeronavele drept mijloace de livrare a armelor nucleare. Din punct de vedere istoric, avioanele au fost primul mijloc de livrare a armelor nucleare și singurul lucru din istorie a fost realizat cu ajutorul avioanelor. bombardament nuclear viu:
- Într-un oraș japonez Hiroshima 6 august 1945. 08:15 ora locală, o aeronavă B-29 „Enola Gay” aflată sub comanda colonelului Paul Tibbetts, la o altitudine de peste 9 km, a aruncat bomba atomică „Little Boy” în centrul orașului Hiroshima. Siguranța a fost instalată la o înălțime de 600 de metri deasupra suprafeței; explozia, echivalentul a 13 până la 18 kilotone de TNT, a avut loc la 45 de secunde după eliberare.
- Într-un oraș japonez Nagasaki 9 august 1945. 10:56 B-29 Bockscar, sub comanda pilotului Charles, a aruncat bomba Fat Man asupra Nagasaki. Explozia a avut loc la ora locală 11:02, la o altitudine de aproximativ 500 de metri. Puterea exploziei a fost de 21 de kilotone.
Dezvoltarea sistemelor de apărare aeriană și a armelor antirachete a adus rachetele în prim-plan.
Tratatul START I a împărțit toate rachetele balistice după rază de acțiune în:
- Intercontinental (ICBM) cu o autonomie de peste 5500 km;
- Rachete cu rază medie de acțiune (de la 1000 la 5500 km);
- Rachete cu rază mai mică de acțiune (mai puțin de 1000 km).
Tratatul INF, deși a eliminat rachetele cu rază medie și mai scurtă (de la 500 la 1000 km), în general a exclus din reglementare rachetele cu o rază de acțiune de până la 500 km. Toate rachetele tactice se încadrează în această clasă, iar în acest moment astfel de vehicule de livrare sunt dezvoltate în mod activ.
Atât rachetele balistice, cât și rachetele de croazieră pot fi transportate pe submarine, de obicei cu propulsie nucleară. În acest caz, submarinul se numește, respectiv, SSBN și SSGN. În plus, submarinele de atac pot transporta torpile nucleare. Torpilele nucleare pot fi folosite pentru a ataca atât ținte navale, cât și coastele inamice. Astfel, academicianul Saharov a propus un proiect pentru o torpilă T-15 cu o încărcare de ~100 de megatone.
Pe lângă încărcăturile nucleare livrate de transportatorii tehnici, există muniție de rucsac cu putere redusă, transportată de o persoană și destinată utilizării de către grupurile de sabotaj.
După scop Vehiculele de livrare a armelor nucleare sunt împărțite în:
- tactice, concepute pentru a distruge personalul și echipamentul militar inamic în față și în spatele imediat. Armele nucleare tactice includ de obicei mijloace de distrugere a țintelor maritime, aeriene și spațiale;
- operațional-tactic - pentru a distruge ținte inamice în adâncimea operațională;
- strategic - pentru distrugerea centrelor administrative, industriale și a altor ținte strategice din spatele liniilor inamice.
Lansarea unui Trident II SLBM dintr-o poziție scufundată. Racheta poate fi echipată cu 8 focoase W88
Sistemul de rachete feroviare de luptă BZHRK 15P961 „Molodets” cu o rachetă intercontinentală cu un focos nuclear. Scos din serviciu în anii '90.
Istoria armelor nucleare
Articolul principal: Istoria armelor nucleareCalea spre crearea unei bombe atomice
- În 1896, chimistul francez Antoine Henri Becquerel a descoperit radioactivitatea uraniului.
- În 1899, Ernest Rutherford descoperă razele alfa și beta. 1900 A fost descoperită radiația gamma.
- În acești ani, au fost descoperiți mulți izotopi radioactivi ai elementelor chimice: în 1898, poloniul și radiul au fost descoperite de Pierre Curie și Marie Curie, radonul a fost descoperit de Rutherford în 1899, iar actiniul a fost descoperit de Debierne.
- În 1903, Rutherford și Frederick Soddy au publicat legea dezintegrarii radioactive.
- În 1921, Otto Hahn a descoperit de fapt izomeria nucleară.
- În 1932, James Chadwick a descoperit neutronul, iar Carl D. Anderson a descoperit pozitronul.
- În același 1932, în SUA, Ernest Lawrence a lansat primul ciclotron, iar în Anglia, Ernest Walton și John Cockcroft au împărțit pentru prima dată nucleul unui atom: au distrus nucleul de litiu trăgând cu protoni în el cu un accelerator. În același timp, un astfel de experiment a fost efectuat în URSS.
- În 1934, Frédéric Joliot-Curie a descoperit radioactivitatea artificială, iar Enrico Fermi a dezvoltat o tehnică de moderare a neutronilor. În 1936 a descoperit absorbția selectivă a neutronilor.
- În 1934, fizicianul maghiar Leo Szilard a brevetat o bombă atomică cu beriliu în Anglia.
- În 1938, Otto Hahn, Fritz Strassmann și Lise Meitner au descoperit fisiunea nucleului de uraniu atunci când acesta absoarbe neutroni. Aici începe dezvoltarea armelor nucleare.
- În 1939, Frédéric Joliot-Curie a brevetat proiectarea unei bombe cu uraniu.
- În 1940, G. N. Flerov și K. A. Petrzhak, lucrând la LPTI, au descoperit fisiunea spontană a unui nucleu de uraniu.
- În iunie 1940, Comitetul de Cercetare pentru Apărare Națională a fost format în Statele Unite, iar Comitetul pentru Uraniu a devenit parte din acesta ca subcomitet.
- În primăvara anului 1941, Fermi a finalizat dezvoltarea teoriei reacției nucleare în lanț.
- La 20 septembrie 1941, la o întâlnire din Anglia, Comitetul șefilor de stat major a luat decizia de a începe imediat construcția unei fabrici pentru producția de bombe atomice.
- Pe 6 decembrie 1941, Statele Unite au decis să aloce fonduri și resurse pentru crearea de arme nucleare.
- Primul trimestru al anului 1942 - Cabinetul de război britanic se ocupă de organizarea producției de bombe cu uraniu.
- În iunie 1942, Fermi și G. Anderson, în cursul experimentelor, au obținut un factor de multiplicare a neutronilor mai mare decât unu, ceea ce a deschis calea spre crearea unui reactor nuclear.
- La 2 decembrie 1942, primul reactor nuclear din lume a început să funcționeze în Statele Unite și a avut loc prima reacție nucleară în lanț auto-susținută.
- Pe 17 septembrie 1943 a început Proiectul Manhattan.
- La 16 iulie 1945, primul dispozitiv exploziv nuclear „Gadget” (cu o singură etapă, pe bază de plutoniu) a fost testat în deșertul de lângă Alamogordo (New Mexico) din Statele Unite.
- În august 1945, americanii au aruncat primele bombe atomice „Little” (6 august, Hiroshima) și „Fat Man” (9 august, Nagasaki) asupra orașelor japoneze. Vezi bombardamentele atomice de la Hiroshima și Nagasaki.
Îmbunătățiri postbelice ale armelor nucleare
- Iulie 1946 Statele Unite desfășoară Operațiunea Crossroads la Bikini Atoll: a 4-a și a 5-a explozie atomică din istoria omenirii.
- În primăvara anului 1948, americanii au efectuat Operațiunea Gresie. Pregătirile pentru aceasta au început în vara anului 1947. În timpul operațiunii, au fost testate 3 bombe atomice îmbunătățite.
- La 29 august 1949, URSS și-a testat bomba atomică RDS-1, rupând monopolul nuclear al SUA.
- La sfârșitul lunii ianuarie - începutul lunii februarie 1951, Statele Unite au deschis situl de testare nucleară din Nevada și au desfășurat acolo Operațiunea Ranger, constând din 5 explozii nucleare.
- În aprilie - mai 1951, Statele Unite au condus Operațiunea Greenhouse).
- În octombrie - noiembrie 1951, Statele Unite au desfășurat operațiunea Buster Jungle pe terenul de antrenament din Nevada.
- La 1 noiembrie 1952, Statele Unite au efectuat primul test al unui dispozitiv termonuclear de clasă megatoni, Ivy Mike, la atolul Eniwetak.
- În 1953, URSS a testat primul dispozitiv termonuclear transportabil.
- La 1 martie 1954, Castle Bravo, cea mai puternică încărcătură detonată de Statele Unite, a fost testată pe atolul Bikini. Puterea exploziei a ajuns la 15 megatone, de 2,5 ori mai mare decât cea calculată. Consecința exploziei a fost incidentul cu vasul de pescuit japonez Fukuryu Maru, care a provocat un punct de cotitură în percepția publicului asupra armelor nucleare.
- În octombrie 1961, URSS a testat Bomba Țarului, cea mai puternică armă termonucleară din istorie.
Clubul Nuclear
Articolul principal: Clubul Nuclear« Clubul Nuclear„ este numele neoficial pentru un grup de țări care au arme nucleare. include SUA (din 1945), Rusia (inițial Uniunea Sovietică: din 1949), Marea Britanie (1952), Franța (1960), China (1964), India (1974), Pakistan (1998) și RPDC (2006). ). Se consideră că Israelul are și arme nucleare.
„Vechile” puteri nucleare SUA, Rusia, Marea Britanie, Franța și China sunt așa-numitele. nuclear cinci - adică state care sunt considerate puteri nucleare „legitime” conform Tratatului de neproliferare a armelor nucleare. Restul țărilor cu arme nucleare sunt numite puteri nucleare „tinere”.
În plus, armele nucleare ale SUA sunt sau pot fi situate pe teritoriul mai multor state membre ale NATO și ale altor aliați. Unii experți consideră că aceste țări l-ar putea folosi în anumite circumstanțe.
Testul unei bombe termonucleare pe atolul Bikini, 1954. Puterea de explozie 11 Mt, din care 7 Mt au fost eliberate din fisiunea unui tamper din uraniu-238
STATELE UNITE ALE AMERICII a efectuat prima explozie nucleară din istorie cu un randament de 20 de kilotone la 16 iulie 1945. Pe 6 și 9 august 1945, bombe nucleare au fost aruncate asupra orașelor japoneze Hiroshima și, respectiv, Nagasaki. Primul test al unui dispozitiv termonuclear a fost efectuat la 1 noiembrie 1952 la atolul Eniwetak.
Explozia primului dispozitiv nuclear sovietic la locul de testare de la Semipalatinsk pe 29 august 1949, ora 10:05.
URSS a testat primul său dispozitiv nuclear cu un randament de 22 de kilotone la 29 august 1949 la locul de testare de la Semipalatinsk. Testul primei bombe termonucleare din lume - acolo pe 12 august 1953. Rusia a devenit singurul moștenitor recunoscut internațional al arsenalului nuclear al Uniunii Sovietice.
Marea Britanie a produs prima explozie nucleară de suprafață cu un randament de aproximativ 25 de kilotone la 3 octombrie 1952 în zona insulelor Monte Bello (nord-vestul Australiei). Test termonuclear - 15 mai 1957 pe Insula Crăciunului din Polinezia.
Franţa a efectuat teste la sol ale unui dispozitiv nuclear de 20 de kilotone la 13 februarie 1960, la oaza Reggane din Algeria. Test termonuclear - 24 august 1968 la atolul Mururoa.
China a detonat o bombă nucleară cu un randament de 20 de kilotone la 16 octombrie 1964 în zona lacului Lop Nor. Acolo a fost testată și o bombă termonucleară pe 17 iunie 1967.
India a efectuat primul test al unei arme nucleare de 20 de kilotone pe 18 mai 1974 la locul de testare Pokharan din Rajasthan, dar nu s-a recunoscut oficial ca posesor de arme nucleare. Acest lucru a fost făcut numai după testele subterane a cinci dispozitive explozive nucleare, inclusiv o bombă termonucleară de 32 de kilotone, care au avut loc la locul de testare Pokharan în perioada 11-13 mai 1998.
Pakistan a efectuat teste subterane cu șase arme nucleare pe 28 și 30 mai 1998 la locul de testare Chagai Hills din provincia Baluchistan, ca răspuns simetric la testele nucleare din India din 1974 și 1998.
RPDC a anunțat dezvoltarea armelor nucleare la jumătatea anului 2005 și a efectuat primul test subteran al unei bombe nucleare cu un randament estimat de aproximativ 1 kilotonă pe 9 octombrie 2006 (aparent o explozie cu eliberare incompletă de energie) și un al doilea cu un randament de aproximativ 12 kilotone la 25 mai 2009. Pe 12 februarie 2013 a fost testată o bombă cu un randament de 6-7 kilotone.
Israel nu comentează informațiile despre prezența armelor nucleare, cu toate acestea, conform opiniei unanime a tuturor experților, el deține focoase nucleare de design propriu de la sfârșitul anilor 1960 - începutul anilor 1970.
Africa de Sud avea un arsenal nuclear mic, dar toate cele șase focoase nucleare colectate au fost distruse în mod voluntar în timpul desființării regimului de apartheid la începutul anilor 1990. Se crede că Africa de Sud a efectuat propriile teste nucleare sau împreună cu Israelul în zona insulei Bouvet în 1979. Africa de Sud este singura țară care a dezvoltat independent arme nucleare și, în același timp, le-a abandonat în mod voluntar.
Ucraina, Belarus și Kazahstan, pe teritoriul cărora se aflau unele dintre armele nucleare ale URSS, după semnarea Protocolului de la Lisabona în 1992, au fost declarate țări fără arme nucleare, iar în 1994-1996 au transferat toate armele nucleare Federației Ruse.
Din diverse motive, Brazilia, Argentina și Libia și-au abandonat în mod voluntar programele nucleare (în diferite etape; niciunul dintre aceste programe nu a fost finalizat). Programul nuclear al Irakului a fost oprit involuntar (de forța militară israeliană). De-a lungul anilor, s-a bănuit că mai multe țări ar putea dezvolta arme nucleare. În prezent, se presupune că Iranul este cel mai aproape de a-și crea propriile arme nucleare. De asemenea, potrivit multor experți, unele țări (de exemplu, Japonia și Germania) care nu dețin arme nucleare, datorită capacităților lor științifice și de producție, sunt capabile să le creeze în scurt timp după luarea unei decizii politice și finanțare.
Din punct de vedere istoric, Germania nazistă a avut potențialul de a crea arme nucleare pe locul doi sau chiar pe primul loc. Cu toate acestea, Proiectul Uraniu nu a fost finalizat înainte de înfrângerea celui de-al Treilea Reich din mai multe motive.
Stocurile de arme nucleare din lume
Număr de focoase (active și în rezervă)
1947 | 1952 | 1957 | 1962 | 1967 | 1972 | 1977 | 1982 | 1987 | 1989 | 1992 | 2002 | 2010 | 2015 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
STATELE UNITE ALE AMERICII | 32 | 1005 | 6444 | ≈26000 | >31255 | ≈27000 | ≈25000 | ≈23000 | ≈23500 | 22217 | ≈12000 | ≈10600 | ≈8500 | ≈7200 |
URSS/Rusia | - | 50 | 660 | ≈4000 | 8339 | ≈15000 | ≈25000 | ≈34000 | ≈38000 | ≈25000 | ≈16000 | ≈11000 | ≈7500 | |
Marea Britanie | - | - | 20 | 270 | 512 | ≈225 | 215 | |||||||
Franţa | - | - | - | 36 | 384 | ≈350 | 300 | |||||||
China | - | - | - | - | 25 | ≈400 | ≈400 | 250 | ||||||
Israel | - | - | - | - | - | ≈200 | ≈150 | 80 | ||||||
India | - | - | - | - | - | - | ≈100 | ≈100 | ≈100 | |||||
Pakistan | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ≈100 | ≈110 | ≈110 |
RPDC | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ≈5-10 | <10 |
Africa de Sud | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 6 | - | - | - | - |
Total | 32 | 1055 | 7124 | ≈30000 | >39925 | ≈42000 | ≈50000 | ≈57000 | 63484 | <40000 | <28300 | <20850 | ≈15700 |
Notă: Datele pentru Rusia din 1991 și pentru Statele Unite din 2002 includ doar focoase strategice; ambele state au, de asemenea, o cantitate semnificativă de arme nucleare tactice, care sunt greu de evaluat.
Dezarmare nucleară
Conștientizarea importanței amenințării armelor nucleare la adresa umanității și civilizației a condus la dezvoltarea unui număr de măsuri internaționale pentru a minimiza riscul proliferării și utilizării acestora.
Principiul neproliferării
Articolul principal: Tratatul privind neproliferarea armelor nuclearePrincipiile fizice ale construcției armelor nucleare sunt disponibile publicului. De asemenea, principiile generale pentru proiectarea diferitelor tipuri de taxe nu sunt secrete. Cu toate acestea, soluțiile tehnologice specifice pentru creșterea eficienței încărcărilor, proiectarea muniției și metodele de obținere a materialelor cu proprietățile necesare nu sunt de cele mai multe ori disponibile public.
La baza principiului neproliferării armelor nucleare se află complexitatea și costul dezvoltării, care rezultă din amploarea sarcinilor științifice și industriale: achiziționarea de materiale fisionabile; dezvoltarea, construcția și exploatarea instalațiilor de îmbogățire a uraniului și a reactoarelor pentru producerea plutoniului pentru arme; testarea incarcarii; formarea pe scară largă a oamenilor de știință și specialiștilor; dezvoltarea și construcția vehiculelor de livrare a muniției etc. Este aproape imposibil să ascundem o astfel de muncă, care se desfășoară de o perioadă considerabilă de timp. Prin urmare, țările cu tehnologii nucleare au convenit să interzică proliferarea necontrolată a materialelor și echipamentelor pentru crearea de arme, componente de arme și arme în sine.
Tratatul de interzicere a testelor nucleare
Ca parte a principiului neproliferării, a fost adoptat un tratat de interzicere a testelor de arme nucleare.
tratate ruso-americane
Pentru a limita acumularea de arme, a reduce amenințarea utilizării lor accidentale și a menține paritatea nucleară, URSS și SUA au dezvoltat o serie de acorduri, oficializate sub formă de tratate:
- Tratatele strategice de limitare a armelor din 1972 și 1979 (SALT I și SALT II).
- O serie de tratate privind limitarea armelor strategice ofensive (START I (1991), START II (1993), START (2002) și START III (2010)).
- Tratatul privind forțele nucleare cu rază intermediară (1987).
- Tratatul privind limitarea sistemelor de rachete antibalistice (1972).
Vezi si
- Strategia nucleară
- Forțele nucleare strategice ale Federației Ruse
- Arsenalul nuclear american
- Iarnă nucleară
- Mină nucleară
- Valisa nucleara
- Bombă țarului
- Zona Zero
- Tratatul privind neproliferarea armelor nucleare
- Tratatul de interzicere completă a testelor nucleare
- AIEA
- Arme radiologice
- Arme termonucleare
- Arme cu neutroni
- Grupul de furnizori nucleari
- Testarea nucleară atmosferică din SUA
- Tren alb
- Arme nucleare direcționale
- Izomeria nucleelor atomice, bomba cu hafniu
Note
- Tipuri de explozii nucleare // Arme de distrugere în masă - Nano-Planet.org, 12.05.2014.
- Vehicule de livrare a armelor nucleare. Principalele caracteristici. Factorii care influențează eficacitatea acestora
- Documente legate de Tratatul START II
- Tratatul dintre Uniunea Republicilor Sovietice Socialiste și Statele Unite ale Americii pentru eliminarea rachetelor lor cu rază intermediară și rază mai scurtă de acțiune
- Puterile nucleare neoficiale ale Europei
- Forțele nucleare strategice ale URSS și Rusiei
- Țări care au avut sau au programe de arme nucleare
- „Buletinul Testelor Nucleare” și Federația Oamenilor de Știință Americani: Statutul Forțelor Nucleare Mondiale. fas.org. Consultat la 4 mai 2010. Arhivat din original la 28 mai 2012. cu excepția cazului în care se menționează altfel.
- 1 2 Pentagonul a publicat date despre dimensiunea arsenalului nuclear american
- Marea Britanie a dezvăluit date despre arsenalul său nuclear, Lenta.Ru (26.05.2010). Preluat la 26 mai 2010.
- Marea Britanie va fi „mai deschisă” cu privire la nivelurile focoaselor nucleare, BBC News (26.05.2010).
- Tratatul privind neproliferarea armelor nucleare
- ASPECTE JURIDICE ALE NEPROLIFERĂRII NUCLARE
Literatură
- Flacără atomică // Ardashev A. N. Aruncător de flăcări și arme incendiare: o carte de referință ilustrată. - Aginskoye, Balashikha: AST: Astrel, 2001. - Ch. 5. - 288 p. - (Echipament militar). - 10.100 de exemplare. - ISBN 5-17-008790-X.
- Bombă atomică // Ponomarev L. I. Sub semnul cuantiei / Leonid Ivanovich Ponomarev. - 1984, 1989, 2007.
- Notă către populație privind protecția împotriva armelor atomice. - Ed. a II-a. - Moscova, 1954.
- Jung R. Mai strălucitor decât o mie de sori / Robert Jung. - M., 1960.
- Mania X. Istoria bombei atomice / Hubert Mania. - Moscova: Text, 2012. - 352 p. - (Curs scurt). - 3.000 de exemplare. - ISBN 978-5-7516-1005-0.
- Yablokov A.V. Legătura inevitabilă dintre energia nucleară și armele atomice: raport. - Bellona, 2005.
- „Cronicile lui Amber”. Cărți în ordine. Recenzii. Roger Zelazny „Cronicile lui Amber Roger Zelazny Cei nouă prinți ai chihlimbarului a continuat
- Ciupercă de orez: beneficii și daune
- Energia umană: cum să vă aflați potențialul energetic Energia vitală umană după data nașterii
- Semne zodiacale pe elemente - Horoscop