Ядрени оръжия (или ядрени оръжия) - набор от ядрени оръжия, средства за тяхното доставяне до целта и средства за управление; се отнася до оръжия за масово унищожение заедно с биологични и химически оръжия. Ядрените боеприпаси са експлозивно оръжие, базирано на използването на ядрена енергия, освободена по време на ядрена верижна реакция на делене на тежки ядра и/или термоядрена реакциясинтез на леки ядра.
При взривяване на ядрено оръжие възниква ядрена експлозия, чиито увреждащи фактори са:
ударна вълна
светлинно излъчване
проникваща радиация
радиоактивно замърсяване
електромагнитен импулс (EMP)
рентгеново лъчение
Хората, директно изложени на увреждащи фактори ядрена експлозия, освен физически щети, те изпитват мощно психологическо въздействие от ужасяващата гледка на картината на експлозията и разрушението. Електромагнитният импулс не засяга пряко живите организми, но може да наруши работата на електронното оборудване.
отбранително военно ядрено оръжие
> История на развитието на ядрените оръжия
През 1905 г. Алберт Айнщайн публикува своята специална теория на относителността. Според тази теория връзката между масата и енергията се изразява с уравнението E = mc^2, което означава, че дадена маса (m) е свързана с количество енергия (E), равно на тази маса, умножена на скоростта на светлината (° С). Много малко количество материя е еквивалентно на голямо количество енергия. Например, 1 кг материя, превърната в енергия, би била еквивалентна на енергията, освободена при експлодиране на 22 мегатона тротил.
През 1938 г., в резултат на експериментите на немските химици Ото Хан и Фриц Щрасман (1902-80), те успяват да разделят атома на урана на две приблизително равни части чрез бомбардиране на урана с неутрони. Британският физик Ото Робърт Фриш (1904-79) обяснява как се отделя енергия, когато ядрото на атома се раздели.
В началото на 1939 г. френският физик Жолио-Кюри заключава, че е възможна верижна реакция, която да доведе до експлозия с чудовищна разрушителна сила и че уранът може да се превърне в енергиен източник, подобно на обикновен експлозив.
Това заключение беше тласък за разработването на ядрени оръжия. Европа беше в навечерието на Втората световна война и потенциалното притежание на такава мощно оръжиеподтикна милитаристките кръгове да го създадат възможно най-скоро, но проблемът с наличието на голямо количество уранова руда за мащабни изследвания се превърна в спирачка.
над творението атомни оръжияфизиците от Германия, Англия, САЩ, Япония са работили, осъзнавайки, че без достатъчно количество уранова руда е невъзможно да се работи. През септември 1940 г. САЩ закупуват голямо количество от необходимата руда от Белгия под фалшиви документи, което им позволява да работят с пълна сила върху създаването на ядрени оръжия.
Преди избухването на Втората световна война Алберт Айнщайн пише на президента на САЩ Франклин Рузвелт. Твърди се, че се отнася до опити нацистка Германияпречистват Уран-235, което може да ги накара да построят атомна бомба. Сега стана известно, че германските учени са били много далеч от провеждането на верижна реакция. Плановете им включват производството на "мръсна", силно радиоактивна бомба.
Както и да е, правителството на Съединените щати реши да създаде атомна бомба възможно най-скоро. Този проект влезе в историята като „Проектът Манхатън“. Водени от Лесли Гроувс. През следващите шест години, от 1939 до 1945 г., са изразходвани повече от два милиарда долара за проекта Манхатън. Огромна рафинерия за уран е построена в Оук Ридж, Тенеси. H.C. Юри и Ърнест О. Лорънс (изобретател на циклотрона) предложиха метод за пречистване, базиран на принципа дифузия на газпоследвано от магнитно разделяне на два изотопа. Газова центрофуга отделя лекия уран-235 от по-тежкия уран-238.
На територията на Съединените щати, в Лос Аламос, в пустинните простори на щата Ню Мексико, през 1942 г. е създаден американски ядрен център. Много учени са работили по проекта, но основният е Робърт Опенхаймер. Под негово ръководство са събрани най-добрите умове от онова време не само от САЩ и Англия, но и от почти цяла Западна Европа. Огромен екип работеше върху създаването на ядрени оръжия, включително 12 лауреати Нобелова награда. Работата в Лос Аламос, където се намираше лабораторията, не спря нито за минута.
Междувременно в Европа Втората Световна война, и Германия извърши масови бомбардировки над градовете на Англия, което застраши английския атомен проект „Tub Alloys“, а Англия доброволно прехвърли своите разработки и водещи учени на проекта в Съединените щати, което позволи на Съединените щати да заемат водеща позиция. позиция в развитието на ядрената физика (създаването на ядрени оръжия).
На 16 юли 1945 г., в 5:29:45 ч. местно време, ярка светкавица озари небето над платото в планините Джемез на север от Ню Мексико. Характерен облак от радиоактивен прах, наподобяващ гъба, се издигна на 30 000 фута. На мястото на експлозията са останали само фрагменти от зелено радиоактивно стъкло, в което се е превърнал пясъкът. Това беше началото на атомната ера.
До есента на 1944 г., когато работата по създаването на атомната бомба приключва, в Съединените щати е създаден 509-ти въздушен полк B-29 "летяща крепост", а за командир е назначен опитен пилот полковник Тибетс. Полкът започна редовни дълги тренировъчни полети над океана на височини 10-13 хиляди метра. До лятото на 1945 г. американците успяват да съберат две атомни бомби, наречени "Хлапе" и "Дебелия човек". Първата бомба тежеше 2722 кг и беше заредена с обогатен уран-235. "Fat Man" със заряд от плутоний-239 с капацитет над 20 kt имаше маса от 3175 kg.
Президентът на САЩ Г. Труман стана първият политически лидер, който реши да използва ядрени бомби. От военна гледна точка нямаше нужда от подобни бомбардировки на гъсто населени японски градове. Но политическите мотиви през този период надделяха над военните.
На 10 май 1945 г. в Пентагона се събира комисия, за да избере цели за първите ядрени удари. За победния край на Втората световна война беше необходимо да се победи Япония, съюзник на нацистка Германия. Началото на военните действия е насрочено за 10 август 1945 г. Съединените щати искаха да демонстрират на целия свят какви мощни оръжия притежават (за сплашване), така че първите цели за ядрени удари бяха японски градове (Хирошима, Нагасаки, Кокура, Ниигата), които не трябваше да бъдат подложени на конвенционален въздух бомбардировка от американските военновъздушни сили.
Сутринта на 6 август 1945 г. над Хирошима имаше ясно, безоблачно небе. Както и преди, приближаването от изток на два американски самолета (единият от тях се казваше Enola Gay) на височина 10-13 км не предизвика тревога (защото всеки ден те се появяваха в небето на Хирошима). Един от самолетите се гмурна и изпусна нещо, а след това и двата самолета се обърнаха и отлетяха. Падналият обект на парашут бавно се спусна и внезапно избухна на височина 600 м над земята. Това беше бомбата "Бебе".
На 9 август друга бомба е хвърлена над град Нагасаки. Общата загуба на човешки живот и мащабът на разрушенията от тези бомбардировки се характеризират със следните цифри: 300 хиляди души загинаха незабавно от топлинна радиация (температура около 5000 градуса С) и ударна вълна, други 200 хиляди бяха ранени, изгорени, облъчени. На площ от 12 кв. км, всички сгради са напълно разрушени. Само в Хирошима от 90 000 сгради 62 000 бяха разрушени. Тези бомбардировки шокираха целия свят.
Смята се, че това събитие бележи началото на надпреварата в ядрените въоръжавания и конфронтацията между двете политически системи от онова време на ново качествено ниво. От средата на 1945 до 1953 г. американското военно-политическо ръководство по въпросите на изграждането на стратегически ядрени сили (СЯС) изхожда от факта, че Съединените щати имат монопол върху ядрените оръжия и могат да постигнат световно господство чрез ликвидиране на СССР в хода на ядрена война.
Подготовката за такава война започва почти веднага след поражението на нацистка Германия. Това се доказва от директивата на Съвместния военен комитет за планиране от 14 декември 1945 г., която поставя задачата да подготви атомната бомбардировка на 20 съветски града - главните политически и индустриални центрове на Съветския съюз (Москва, Ленинград, Горки, Куйбишев). , Свердловск, Новосибирск, Омск, Саратов, Казан, Баку, Ташкент, Челябинск, Нижни Тагил, Магнитогорск, Перм, Тбилиси, Новокузнецк, Грозни, Иркутск, Ярославъл). В същото време беше планирано да се използва целият запас от атомни бомби, налични по това време (196 броя), които се носеха от модернизирани бомбардировачи B-29. Беше определен и методът на тяхното прилагане - внезапен атомен "първи удар", който трябва да постави съветското ръководство пред факта за безполезност на по-нататъшната съпротива.
До средата на 1948 г. Комитетът на началниците на щабовете изготвя план за ядрена война със СССР, който получава кодовото име Хариотир. В него се посочва, че войната трябва да започне „с концентрирани въздушни удари с атомни бомби срещу правителствени, политически и административни центрове, индустриални градове и избрани петролни рафинерии от бази в Западното полукълбо и Англия“. Само през първите 30 дни беше планирано да паднат 133 ядрени бомбиза 70 съветски града. Сред учените от Лос Алам, немският комунист Клаус Фукс работи върху създаването на атомната бомба. Благодарение на него СССР, само 4 години след американците, стана ядрената енергия. През 1945-1947 г. той четири пъти предава информация по практическите и теоретичните въпроси на създаването на атомни и водородни бомби, което ускорява появата им в СССР.
12 дни след сглобяването на първата атомна бомба в Лос Аламос, получихме описание на нейното устройство от Вашингтон и Ню Йорк. Първата телеграма пристига в Центъра на 13 юни, втората на 4 юли 1945 г. Подробен доклад от Фукс („Чарлз“) беше предоставен по дипломатическа поща, след като той се срещна на 19 септември с куриера си Хари Голд.
Сталин нарежда на Л. Берия да обмисли въпроса за създаването на свои собствени ядрени оръжия. Последният искаше да монополизира управлението на тези произведения и да ги концентрира в своя отдел. Сталин обаче не приема този план. По негово настояване на 20 август 1945 г. е създадена специална комисия по атомна енергия под ръководството на Л. Берия. За негов заместник е назначен народният комисар по боеприпасите Б.Л. Ванников. Комитетът включваше видни учени A.F. Йофе, П.Л. Капица и И.В. Курчатов.
През февруари 1945 г. в Буховско – в Родопите, България са заловени немски документи за висококачествени уранови запаси. Създава се съветско-българско миньорско дружество, което се занимава с добив на уран. Урановата руда от Бухово е използвана при пускането на първия съветски ядрен реактор. През 1946 г. в СССР са открити големи находища на по-висококачествен уран, които веднага започват да се разработват.
Съобщението, че съветски съюзовладя тайната на ядрените оръжия, събуди в управляващите среди на САЩ желание за започване на превантивна война възможно най-скоро. Разработен е Троянският план, който предвижда началото на военните действия на 1 януари 1950 г. По това време САЩ имаха 840 стратегически бомбардировача в бойни единици, 1350 в резерв и над 300 атомни бомби.
В близост до град Семипалатинск е изградена изпитателна площадка. Точно в 7:00 часа сутринта на 29 август 1949 г., първият съветски ядрено устройствопод кодовото име "RDS-1". Троянският план, според който атомни бомби трябваше да бъдат хвърлени върху 70 града на СССР, беше осуетен поради заплахата от ответен удар. Събитието, което се проведе на полигона в Семипалатинск, информира света за създаването на ядрени оръжия в СССР, което сложи край на американския монопол върху притежаването на оръжия, нови за човечеството.
Федерална агенция за образование
ТОМСКИЯ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ЗА СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ И РАДИОЕЛЕКТРОНИКА (ТУСУР)
Катедра по радиоелектронни технологии и мониторинг на околната среда (РЕТЕМ)
Курсова работа
По дисциплината "TG и V"
Студент гр.227
Толмачев М.И.
Ръководител
Преподавател в катедра RETEM,
Хорев И.Е.
Томск 2010г
абстрактно
Курсова работа ___ страници, 11 рисунки, 6 източника.
В този курсов проект се разглеждат ключови моменти от историята на създаването на ядрени оръжия. Показани са основните видове и характеристики на атомните снаряди.
Дадена е класификацията на ядрените експлозии. Разглеждат се различни форми на освобождаване на енергия по време на експлозия; видове разпространение и въздействие върху хората.
Изследвани са реакциите, протичащи във вътрешните черупки на ядрените снаряди. Описано подробно увреждащи факториядрени експлозии.
Курсовата работа е извършена в текстов редактор Microsoft Word 2003.
Съдържание
Въведение
2.1 Ядрено оръжие
2.2 Видове ядрени заряди
2.4.1 Ударна вълна
2.4.2 Светлинно излъчване
2.4.3 Проникваща радиация
2.4.4 Радиоактивно замърсяване
2.5 Видове ядрени експлозии
3.2 Структурата на ядрената бомба
3.4 Неутронна бомба
Заключение
литература
Въведение
Структурата на електронната обвивка е достатъчно проучена до края на 19 век, но има много малко знания за структурата на атомното ядро, а освен това те са противоречиви.
През 1896 г. е открито явление, което получава името радиоактивност (от латинската дума "radius" - лъч). Това откритие изигра важна роля за по-нататъшното излъчване на структурата на атомните ядра. Мария Склодовска-Кюри и Пиер
Семейство Кюри установи, че освен уран, торий, полоний и химични съединения на уран с торий също имат същата радиация като урана.
През 20-ти век науката предприема радикална стъпка в изучаването на радиоактивността и прилагането на радиоактивните свойства на материалите.
В момента 5 държави имат ядрени оръжия на въоръжение: САЩ, Русия, Великобритания, Франция, Китай и този списък ще бъде попълнен през следващите години.
Сега е трудно да се оцени ролята на ядрените оръжия. От една страна, това мощно средствосплашването, от друга страна, е най-ефективният инструмент за укрепване на мира и предотвратяване на военни конфликти между силите.
Предизвикателствата пред съвременното човечество - да се предотврати състезанието ядрени оръжияв крайна сметка научното познание може да служи и за хуманни, благородни цели.
1. История на създаването и развитието на ядрените оръжия
През 1905 г. Алберт Айнщайн публикува своята специална теория на относителността. Според тази теория връзката между масата и енергията се изразява с уравнението E = mc2, което означава, че дадена маса (m) е свързана с количество енергия (E), равно на тази маса, умножена на скоростта на светлината (c ). Много малко количество материя е еквивалентно на голямо количество енергия. Например, 1 кг материя, превърната в енергия, би била еквивалентна на енергията, освободена при експлодиране на 22 мегатона тротил.
През 1938 г., в резултат на експерименти на немските химици Ото Хан и Фриц Щрасман, уранов атом е разбит на две приблизително равни части чрез бомбардиране на уран с неутрони. Британският физик Робърт Фриш обясни как се отделя енергия при деленето на ядрото на атома.
В началото на 1939 г. френският физик Жолио-Кюри заключава, че е възможна верижна реакция, която да доведе до експлозия с чудовищна разрушителна сила и че уранът може да се превърне в енергиен източник, подобно на обикновен експлозив.
Това заключение беше тласък за разработването на ядрени оръжия. Европа беше в навечерието на Втората световна война и потенциалното притежание на толкова мощно оръжие тласна към най-бързото му създаване, но проблемът с наличието на голямо количество уранова руда за мащабни изследвания се превърна в спирачка.
Физиците от Германия, Англия, САЩ, Япония работиха върху създаването на атомни оръжия, осъзнавайки, че без достатъчно количество уранова руда е невъзможно да се работи. През септември 1940 г. САЩ закупуват голямо количество от необходимата руда от Белгия под фалшиви документи, което им позволява да работят с пълна сила върху създаването на ядрени оръжия.
снаряд за експлозия на ядрено оръжие
Преди избухването на Втората световна война Алберт Айнщайн пише писмо до президента на САЩ Франклин Рузвелт. Твърди се, че се говори за опитите на нацистка Германия да пречисти Уран-235, което може да ги накара да построят атомна бомба. Сега стана известно, че германските учени са били много далеч от провеждането на верижна реакция. Плановете им включват производството на "мръсна", силно радиоактивна бомба.
Както и да е, правителството на Съединените щати реши да създаде атомна бомба възможно най-скоро. Този проект влезе в историята като „Проектът Манхатън“. През следващите шест години, от 1939 до 1945 г., са изразходвани повече от два милиарда долара за проекта Манхатън. Огромна рафинерия за уран е построена в Оук Ридж, Тенеси. Предложен е процес на пречистване, при който газова центрофуга разделя по-лекия уран-235 от по-тежкия уран-238.
На територията на Съединените щати, в пустинните простори на щата Ню Мексико, през 1942 г. е създаден американски ядрен център. Много учени са работили по проекта, но основният е Робърт Опенхаймер. Под негово ръководство са събрани най-добрите умове от онова време не само от САЩ и Англия, но и от почти цяла Западна Европа. Огромен екип работеше върху създаването на ядрени оръжия, включително 12 носители на Нобелова награда. Работата в лабораторията не спря нито за минута.
Междувременно в Европа продължаваше Втората световна война и Германия извършва масови бомбардировки над градовете на Англия, което застрашава английския атомен проект „Tub Alloys“, а Англия доброволно прехвърля своите разработки и водещите учени на проекта в САЩ, което позволи на САЩ да заемат водеща позиция в развитието на ядрената физика (създаването на ядрени оръжия).
На 16 юли 1945 г. ярка светкавица озари небето над плато в планините Джемез на север от Ню Мексико. Характерен облак от радиоактивен прах, наподобяващ гъба, се издигна на 30 000 фута. На мястото на експлозията са останали само фрагменти от зелено радиоактивно стъкло, в което се е превърнал пясъкът. Това беше началото на атомната ера.
До лятото на 1945 г. американците успяват да съберат две атомни бомби, наречени "Хлапе" и "Дебелия човек". Първата бомба тежеше 2722 кг и беше заредена с обогатен уран-235. "Fat Man" със заряд от плутоний-239 с капацитет над 20 kt имаше маса от 3175 kg.
Сутринта на 6 август 1945 г. бомбата "Хлапето" е хвърлена над Хирошима. На 9 август друга бомба е хвърлена над град Нагасаки. Общата загуба на човешки живот и мащабът на разрушенията от тези бомбардировки се характеризират със следните цифри: 300 хиляди души загинаха незабавно от топлинна радиация (температура около 5000 градуса С) и ударна вълна, други 200 хиляди бяха ранени, изгорени, облъчени. Всички сгради са напълно разрушени на площ от 12 кв. км. Тези бомбардировки шокираха целия свят.
Смята се, че тези 2 събития са поставили началото на надпреварата в ядрените оръжия.
Но още през 1946 г. в СССР са открити големи находища на по-висококачествен уран, които веднага започват да се разработват. В близост до град Семипалатинск е изградена изпитателна площадка. И на 29 август 1949 г. на този полигон е взривено първото съветско ядрено устройство под кодовото име "RDS-1". Събитието, което се проведе на полигона в Семипалатинск, информира света за създаването на ядрени оръжия в СССР, което сложи край на американския монопол върху притежаването на оръжия, нови за човечеството.
2. Атомните оръжия са оръжия за масово унищожение
2.1 Ядрени оръжия
Ядрените или атомните оръжия са експлозивни оръжия, базирани на използването на ядрена енергия, освободена по време на верижна реакция на ядрено делене на тежки ядра или реакция на термоядрен синтез на леки ядра. Отнася се до оръжия за масово унищожение (ОМУ) заедно с биологични и химически оръжия.
Ядрената експлозия е процес на моментално освобождаване на голямо количество вътрешноядрена енергия в ограничен обем.
Центърът на ядрена експлозия е точката, в която се появява светкавица или се намира центърът на огненото кълбо, а епицентърът е проекцията на центъра на експлозията върху земната или водната повърхност.
Ядрените оръжия са най-мощният и опасен вид оръжия за масово унищожение, заплашващи цялото човечество с безпрецедентно унищожение и унищожение на милиони хора.
Ако експлозия се случи на земята или доста близо до нейната повърхност, тогава част от енергията на експлозията се прехвърля към земната повърхност под формата на сеизмични вибрации. Възниква явление, което по своите черти наподобява земетресение. В резултат на такава експлозия се образуват сеизмични вълни, които се разпространяват през дебелината на земята на много големи разстояния. Разрушителното въздействие на вълната е ограничено до радиус от няколкостотин метра.
В резултат на изключително високата температура на експлозията се получава ярка светкавица, чийто интензитет е стотици пъти по-голям от интензитета на падащите върху Земята слънчеви лъчи. Светкавицата отделя огромно количество топлина и светлина. Светлинната радиация причинява спонтанно запалване на запалими материали и изгаря кожата на хората в радиус от много километри.
Ядрената експлозия произвежда радиация. Той трае около минута и има толкова висока проникваща способност, че са необходими мощни и надеждни убежища за защита от него на близки разстояния.
Според двукратния носител на Нобелова награда Линус Полинг през 1964 г. общите запаси от ядрени оръжия възлизат на 320 милиона тона тротилов еквивалент, тоест около 100 тона тротил за всеки човек на земното кълбо. Оттогава тези резерви вероятно ще са се увеличили още повече.
Сега броят на бойните глави, според Бюлетина ядрени тестове":
Освен това данните за САЩ и Русия за 2002-2009 г. включват само боеприпаси на разположени стратегически носители; и двете държави притежават значително количество тактически ядрени оръжия, което е трудно да се оцени.
2.2 Видове ядрени заряди
Всички ядрени оръжия могат да бъдат разделени на категории:
1. Атомни заряди
Действието на атомните оръжия се основава на реакцията на делене на тежки ядра (уран-235, плутоний-239 и в някои случаи уран-233).
Уранът е много тежък, сребристо-бял, лъскав метал. В чиста форма той е малко по-мек от стоманата, ковък, гъвкав и има леки парамагнитни свойства.
Уран-235 се използва в ядрените оръжия, тъй като, за разлика от най-разпространения изотоп уран-238, е възможно самоподдържаща се верига ядрена реакция.
Плутоният е много тежък, сребрист метал, който блести като никел, когато е прясно рафиниран.
Това е изключително електроотрицателен, реактивен елемент. Поради своята радиоактивност плутоният е топъл на допир. Чистият изотоп на плутоний-239 е много по-горещ от човешкото тяло.
Плутоний-239 се нарича още „оръжеен плутоний“, тъй като той е предназначен за създаване на ядрени оръжия и съдържанието на изотопа 239Pu трябва да бъде най-малко 93,5%.
Плутониеви атоми се образуват в резултат на верига от атомни реакции, започващи с улавяне на неутрон от атом на уран-238. За да се получи плутоний в достатъчни количества, са необходими най-силните неутронни потоци. Те просто се създават в ядрени реактори. По принцип всеки реактор е източник на неутрони, но за промишленото производство на плутоний е естествено да се използват тези, специално предназначени за това.
Верижна реакция на делене не се развива в никакво количество делящ се материал, а само в маса, определена за всяко вещество. Най-малкото количество делящ се материал, в което е възможна саморазвиваща се ядрена верижна реакция, се нарича критична маса. Намаляване критична масаще се наблюдава с увеличаване на плътността на веществото.
Разделящата се материя в атомен заряд е в подкритично състояние. Според принципа на прехвърлянето му в свръхкритично състояние атомните заряди се делят на оръдни и имплозивни типове.
При оръдийни заряди две или повече части от делящия се материал, всяка от които има маса, по-малка от критичната маса, бързо се комбинират помежду си в свръхкритична маса в резултат на експлозията на конвенционален експлозив (изстрелване на една част в друг). При създаване на заряди по такава схема е трудно да се осигури висока свръхкритичност, в резултат на което нейната ефективност е ниска. Предимството на схемата от типа на оръдието е възможността за създаване на заряди с малък диаметър и висока устойчивост на механични натоварвания, което им позволява да се използват в артилерийски снаряди и мини.
При заряди от имплозивен тип делящият се материал, който при нормална плътност има маса, по-малка от критичната, се прехвърля в свръхкритично състояние чрез увеличаване на плътността му в резултат на компресия чрез експлозия на конвенционален експлозив. При такива заряди е възможно да се получи висока свръхкритичност и следователно висок коефициент полезна употребаделящ се материал.
Често боеприпасите от този тип се наричат еднофазни или едностепенни, т.к. При експлозия възниква само един вид ядрена реакция.
2. Термоядрени заряди
Разговорно често се нарича водородно оръжие. Основното енергийно освобождаване се случва по време на термоядрена реакция - синтез на тежки елементи от по-леки. Като предпазител за термоядрена реакция се използва конвенционален ядрен заряд. Експлозията му създава температура от няколко милиона градуса, при която започва реакцията на синтез. Литий-6 деутрид (твърдо съединение на литий-6 и деутерий) обикновено се използва като термоядрено гориво. Следователно реакцията на синтез се характеризира с колосално освобождаване на енергия водородно оръжиепревъзхожда ядрената енергия с около порядък.
3. Неутронни заряди
Неутронният заряд е специален видтермоядрен заряд с ниска мощност с повишено неутронно излъчване. Както е известно, по време на експлозията на ядрено оръжие ударната вълна носи около 50% от енергията, а проникващата радиация не надвишава 5%. Целта на ядрен заряд от неутронен тип е да преразпредели съотношението на увреждащите фактори в полза на проникващата радиация, или по-скоро неутронния поток. По-голямата част от енергията на експлозията при използването на неутронни оръжия се образува в резултат на ядрен синтез тежки изотопиводород (деутерий и тритий) с отделяне на поток от бързи неутрони в околното пространство.
Притежавайки голяма проникваща сила, неутронните оръжия са способни да поразят живата сила на противника на значително разстояние от епицентъра на ядрена експлозия и в убежища. В същото време в биологичните обекти настъпва йонизация на живата тъкан, което води до нарушаване на жизнената дейност на отделните системи и на организма като цяло и до развитие на лъчева болест.
Увреждащият ефект на неутронните оръжия върху военно оборудване възниква поради взаимодействието на неутрони и гама лъчение със структурни материали и електронно оборудване, което води до появата на "индуцирана" радиоактивност и в резултат на това до неизправност на оръжията и военното оборудване . Освен това, по време на експлозията на неутронен снаряд, ударната вълна и светлинното излъчване причиняват непрекъснато разрушаване в радиус от 200-300 m.
Технологията за създаване на неутронно оръжие е разработена в САЩ през 1981 г. Русия и Франция също имат възможност да създават такива оръжия.
2.3 Мощност на ядрените оръжия
Ядрените оръжия имат огромна мощност. при деленето на уран
маса от порядъка на килограм освобождава същото количество енергия като
при експлозията на тротил с тегло около 20 хиляди тона. Реакциите на термоядрен синтез са още по-енергийно интензивни.
Ядрените боеприпаси са боеприпаси, съдържащи ядрен заряд.
Ядрените оръжия са:
ядрени бойни глави на балистични, зенитни, крилати ракети и торпеда;
ядрени бомби;
артилерийски снаряди, мини и противопехотни мини.
Силата на експлозия на ядрените оръжия обикновено се измерва в единици тротилов еквивалент. Еквивалентът на TNT е масата на тринитротолуола, която би осигурила експлозия, еквивалентна по мощност на експлозията на дадено ядрено оръжие. Обикновено се измерва в килотони (kT) или мегатони (MgT). Еквивалентът на TNT е условен, тъй като разпределението на енергията на ядрена експлозия върху различни увреждащи фактори зависи значително от вида на боеприпасите и във всеки случай е много различно от химическата експлозия. Съвременните ядрени боеприпаси имат тротилов еквивалент от няколко десетки тона до няколко десетки милиона тона тротил.
В зависимост от мощността ядрените оръжия обикновено се разделят на 5 калибъра: свръхмалки (по-малко от 1 kT), малки (от 1 до 10 kT), средни (от 10 до 100 kT), големи (от 100 kT до 1 MgT ), изключително голям (над 1 MgT)
Термоядрените заряди са оборудвани с боеприпаси от свръхголям, голям и среден калибър; ядрени заряди - свръхмалък, малък и среден калибър, неутронните заряди са оборудвани с боеприпаси - свръхмалки и малки калибри.
2.4 Увреждащи фактори на ядрена експлозия
Ядрената експлозия е способна моментално да унищожи или обезвреди незащитени хора, открито стоящо оборудване, конструкции и различни материали. Основните увреждащи фактори на ядрена експлозия (PFYAV) са:
ударна вълна;
светлинно излъчване;
проникваща радиация;
радиоактивно замърсяване на района;
електромагнитен импулс (EMP).
При ядрена експлозия в атмосферата разпределението на освободената енергия между PNF е приблизително следното: около 50% за ударната вълна, 35% за дела на светлинната радиация, 10% за радиоактивно замърсяване и 5% за проникване радиация и ЕМИ.
2.4.1 Ударна вълна
Ударната вълна в повечето случаи е основният увреждащ фактор при ядрена експлозия. По своята същност той е подобен на ударната вълна на съвсем обикновена експлозия, но действа по-дълго време и има много по-голяма разрушителна сила. Ударната вълна на ядрена експлозия може да причини наранявания на хора, да разруши конструкции и да повреди военно оборудване на значително разстояние от центъра на експлозията.
Ударната вълна е зона на силно компресиране на въздуха, разпространяваща се с висока скорост във всички посоки от центъра на експлозията. Скоростта му на разпространение зависи от налягането на въздуха в предната част на ударната вълна; близо до центъра на експлозията, той превишава скоростта на звука няколко пъти, но намалява рязко с увеличаване на разстоянието от мястото на експлозията. За първите 2 сек. ударната вълна изминава около 1000 m, за 5 секунди - 2000 m, за 8 секунди. - около 3000 м.
Разрушителното въздействие на ударната вълна върху хората и разрушителното въздействие върху военното оборудване, инженерните конструкции и материалните средства се определят преди всичко от свръхналягането и скоростта на движение на въздуха в предната му част. Незащитените хора освен това могат да бъдат удивени от летящи с голяма скорост фрагменти от стъкло и фрагменти от разрушени сгради, падащи дървета, както и разпръснати части от военно оборудване, буци пръст, камъни и други предмети, пуснати в движение от високото скоростно налягане на ударната вълна. Най-големите непреки лезии ще се наблюдават при селищаи в гората; в тези случаи загубата на население може да бъде по-голяма, отколкото от прякото действие на ударната вълна. Нанесените поражения ударна вълна, подразделен на
1) бели дробове,
2) среден,
3) тежък и
4) изключително тежък.
RF свръхналягане, kPa Видове наранявания Последици20 - 40
(0,2-0,4) Леки Преходни нарушения на телесните функции (звънене в ушите, виене на свят, обща лека контузия, възможни са синини). 40-60
(0,4 - 0,6) Умерени Изкълчвания на крайници, контузия на мозъка, увреждане на органите на слуха, кървене от носа и ушите. 60-100
(0,6-1,0) Тежки Тежки сътресения на цялото тяло, мозъчно увреждане, тежко кървене, фрактури на крайници, възможно увреждане на вътрешните органи. Над 100
(1.0) Изключително тежко Счупени крайници, вътрешно кървене, сътресение, обикновено фатално
Степента на увреждане от ударна вълна зависи преди всичко от мощността и вида на ядрената експлозия. При въздушна експлозия с мощност 20 kT са възможни леки наранявания на хора на разстояния до 2,5 km, средни - до 2 km, тежки - до 1,5 km, изключително тежки - до 1,0 km от епицентъра на експлозия. С увеличаване на калибъра на ядреното оръжие, радиусите на увреждане от ударна вълна нарастват пропорционално на кубичния корен от силата на експлозията.
Гарантирана защита на хората от ударната вълна е осигурена чрез приютяването им в убежища. При липса на заслони се използват естествени заслони и терен.
В подземна експлозиявъзниква ударна вълна в земята, а под водата - във водата. Ударната вълна, разпространяваща се в земята, причинява повреди на подземни конструкции, канализация, водопроводи; при разпространението му във вода се наблюдават повреди в подводната част на корабите, дори и на значително разстояние от мястото на взрива.
По отношение на гражданските и промишлените сгради степента на разрушение се характеризира с 1) слаба,
2) среден,
3) силно и 4) пълно унищожение.
Слабото разрушаване е придружено от разрушаване на пълнежи за прозорци и врати и леки прегради, покривът е частично разрушен, възможни са пукнатини в стените на горните етажи. Избите и долните етажи са напълно запазени.
Средното разрушаване се проявява в разрушаване на покриви, вътрешни прегради, прозорци, срутване на тавански подове, пукнатини в стените. Възстановяване на сгради е възможно при основен ремонт.
Тежкото разрушаване се характеризира с разрушаване на носещи конструкции и тавани на горните етажи, появата на пукнатини в стените. Използването на сгради става невъзможно. Ремонтът и възстановяването на сгради става непрактично.
При пълно разрушаване всички основни елементи на сградата се срутват, включително носещите конструкции. Невъзможно е да се използват такива сгради и за да не представляват опасност, те са напълно срутени.
Необходимо е да се отбележи способността на ударната вълна. Той може, подобно на водата, да „изтича“ в затворени пространства не само през прозорци и врати, но и през малки дупки и дори пукнатини. Това води до разрушаване на прегради и оборудване вътре в сградата и поражението на хората в нея.
2.4.2 Светлинно излъчване
Светлинното излъчване на ядрена експлозия е поток от лъчиста енергия, включително ултравиолетова, видима и инфрачервена радиация. Източникът на светлинно излъчване е светеща зона, състояща се от горещи експлозивни продукти и горещ въздух. Яркостта на светлинното излъчване през първата секунда е няколко пъти по-голяма от яркостта на Слънцето. Максималната температура на светещата област е в диапазона от 8-10 хиляди °C.
Продължителността на излъчването на светлина зависи от силата и вида на експлозията и може да продължи до десетки секунди:
SV, s0.2 Изключително малък 1-2 Малък 2-5 Среден 5-10 Голям 20-40 Изключително голям
Увреждащият ефект на светлинното лъчение се характеризира със светлинен импулс. Светлинният импулс е съотношението на количеството светлинна енергия към площта на осветената повърхност, разположена перпендикулярно на разпространението на светлинните лъчи. Единицата за светлинен импулс е [J/m2] или [cal/cm2].
Погълнатата енергия на светлинното излъчване се трансформира в топлинна енергия, което води до нагряване на повърхностния слой на материала. Топлината може да бъде толкова интензивна, че горимият материал може да бъде овъглен или възпламенен, а негоримият материал да се напука или разтопи, което води до огромни пожари. В същото време ефектът от светлинното излъчване от ядрена експлозия е еквивалентен на масовата употреба на запалително оръжие.
Човешката кожа поглъща и енергията на светлинното излъчване, поради което може да се нагрее до висока температура и да се изгори.
На първо място, изгаряния се получават на открити участъци на тялото, обърнати към посоката на експлозията. Ако погледнете в посоката на експлозията с незащитени очи, тогава е възможно увреждане на очите, което води до пълна загуба на зрение.
Изгарянията, причинени от светлинно излъчване, не се различават от изгарянията, причинени от огън или вряща вода. Те са толкова по-силни, колкото по-малко е разстоянието до експлозията и толкова по-голяма е мощността на боеприпаса. При въздушна експлозия вредното въздействие на светлинното излъчване е по-голямо, отколкото при земна експлозия със същата мощност. В зависимост от възприеманата величина на светлинния импулс, изгарянията се разделят на четири степени:
Светлинен пулс, Степен на изгаряне Характеристика на проявите 80-160 () 1 Болезненост, зачервяване и подуване на кожата. 160-400 () 2 Образуване на мехурчета. 400-600 () 3 Кожна некроза с частично увреждане на зародишния лист. Повече от 600 () 4 Овъгляване на кожата и подкожната тъкан.
При мъгла, дъжд или снеговалеж вредният ефект на светлинната радиация е незначителен.
Различни предмети, които създават сянка, могат да служат като защита от светлинно излъчване, но най-добри резултати се постигат при използване на укрития и убежища.
2.4.3 Проникваща радиация
Проникващата радиация е поток от кванти и неутрони, излъчени от зоната на ядрена експлозия. квантите и неутроните се разпространяват във всички посоки от центъра на експлозията. С увеличаване на разстоянието от експлозията броят на гама квантите и неутроните, преминаващи през единична повърхност, намалява. По време на подземни и подводни ядрени експлозии ефектът на проникващата радиация се простира на разстояния, които са много по-къси, отколкото при наземни и въздушни експлозии, което се обяснява с поглъщането на неутронния поток и гама квантите от земята и водата.
Зоните на увреждане от проникваща радиация при експлозии на ядрени оръжия със средна и голяма мощност са малко по-малки от зоните на поражение от ударна вълна и светлинно излъчване, но за боеприпаси с малък тротилов еквивалент (1000 тона или по-малко), на напротив, зоните на увреждащо въздействие на проникващата радиация надвишават зоните на увреждане от ударна вълна и светлинно излъчване.
Увреждащият ефект на проникващата радиация се определя от способността на гама квантите и неутроните да йонизират атомите на средата, в която се разпространяват. Поради много силното поглъщане в атмосферата, проникващата радиация засяга хората само на разстояние 2-3 км от мястото на експлозията, дори при големи заряди.
Преминавайки през жива тъкан, гама квантите и неутроните йонизират атомите и молекулите, изграждащи клетките, което води до нарушаване на жизнените функции на отделните органи и системи. Под въздействието на йонизацията в организма протичат биологични процеси на клетъчна смърт и разлагане. В резултат на това засегнатите хора развиват специфично заболяване, наречено лъчева болест. Продължителността на действието на проникващата радиация не надвишава няколко секунди (10-15s).
За да се оцени йонизацията на атомите на средата и, следователно, вредния ефект на проникващата радиация върху жив организъм, се въвежда понятието радиационна доза (или радиационна доза), чиято единица е рентген (R). Доза на радиация от 1 рентген съответства на образуването на приблизително 2 милиарда двойки йони в един кубичен сантиметър въздух.
В зависимост от дозата на радиация се разграничават четири степени на лъчева болест:
Абсорбирана радиационна доза, rad Степен на лъчева болест Продължителност на латентния период 100 - 2001 - лека 2-3 седмици 200 - 3502 - средна седмица 350 - 6003 - тежка няколко часа Повече от 6004 - изключително тежка не (летална доза)
Защитата срещу проникваща радиация се осигурява от различни материали, които намаляват потока от гама и неутронно лъчение. Защитата се основава на физическата способност на различни материали да намаляват интензитета на радиоактивното излъчване. Колкото по-тежък е материалът и по-дебел е неговият слой, толкова по-надеждна защита. Така че проникващата радиация по време на ядрена експлозия може да бъде отслабена от 2 пъти слой стомана с дебелина 3,8 см, бетон - 15, почва - 19, вода - 38, сняг - 50 см, дърво - 58.
2.4.4 Радиоактивно замърсяване
Радиоактивно замърсяване на хора, военна техника, терен и различни обекти по време на ядрена експлозия се причинява от фрагменти на делене на зарядното вещество (Pu-239, U-235) и нереагиралата част от заряда, падаща от експлозивния облак, както и като радиоактивни изотопи, образувани в почвата и други материали под въздействието на неутрони - индуцирана активност. С течение на времето активността на фрагментите на делене бързо намалява, особено в първите часове след експлозията. Така, например, общата активност на фрагментите на делене при експлозия на ядрено оръжие с мощност 20 kT за един ден ще бъде няколко хиляди пъти по-малка от една минута след експлозията.
По време на експлозията на ядрено оръжие част от веществото на заряда не претърпява делене, а изпада в обичайната си форма; разпадането му е придружено от образуване на алфа частици. Индуцираната радиоактивност се дължи на радиоактивни изотопи (радионуклиди), образувани в почвата в резултат на нейното облъчване с неутрони, излъчени в момента на експлозията от ядрата на атомите химични елементивключени в почвата. Времето на полуразпад на повечето от получените радиоактивни изотопи е сравнително кратък – от една минута до час. В тази връзка предизвиканата активност може да бъде опасна само в първите часове след експлозията и само в района близо до епицентъра.
Повечето от дългоживеещите изотопи са концентрирани в радиоактивния облак, който се образува след експлозията. Височината на издигане на облака за боеприпас с мощност 10 kT е 6 km, за боеприпас с мощност 10 MgT е 25 km. При движение на облака от него изпадат първо най-големите частици, а след това все по-малки и по-малки частици, образувайки по пътя зона на радиоактивно замърсяване, така наречената облачна следа. Размерът на следата зависи главно от мощността на ядреното оръжие, както и от скоростта на вятъра и може да бъде няколкостотин километра дълга и няколко десетки километра широка.
Възникващите зони на радиоактивно замърсяване според степента на опасност обикновено се разделят на следните четири зони (фиг. 1): Фигура 1 - Следи от радиоактивен облак
I. Зона "G" - изключително опасна инфекция. Площта му е 2-3% от площта на следата на облака от експлозия. Нивото на радиация е 800 R/h.
II. Зона "В" - опасна инфекция. Той заема приблизително 8-10% от площта на следата на облака от експлозия; ниво на радиация 240 R/h.
III. Зона "В" - тежко замърсяване, което представлява приблизително 10% от площта на радиоактивната следа, нивото на радиация е 80 R / h.
IV. Зона "А" - умерено замърсяване с площ 70-80% от площта на цялата следа от експлозията. Нивото на радиация на външната граница на зоната 1 час след експлозията е 8 R/h.
Наранявания в резултат на вътрешно облъчване се появяват поради навлизането на радиоактивни вещества в тялото през дихателната система и стомашно-чревния тракт. В този случай радиоактивното излъчване влиза в пряк контакт с вътрешни органии може да причини тежка лъчева болест; естеството на заболяването ще зависи от количеството радиоактивни вещества, които са влезли в тялото.
Радиоактивните вещества не оказват вредно въздействие върху въоръжението, военното оборудване и инженерните конструкции.
2.4.5 Електромагнитен импулс
Ядрените експлозии в атмосферата и в по-високите слоеве водят до мощни електромагнитни полета. Дължината на вълната на електромагнитните полета може да бъде от 1 до 1000 м. Поради краткотрайното си съществуване тези полета обикновено се наричат електромагнитен импулс (ЕМП). Честотният диапазон на EMR е до 100 MHz, но енергията му се разпределя основно около средната честота (10-15 kHz).
Тъй като амплитудата на EMP намалява бързо с увеличаване на разстоянието, нейният разрушителен ефект е на няколко километра от епицентъра на експлозия с голям калибър.
EMR няма пряк ефект върху човек. Увреждащият ефект се дължи на възникването на напрежения и токове в проводници с различна дължина, разположени във въздуха, оборудването, на земята или върху други обекти. Ефектът на EMR се проявява предимно по отношение на електронното оборудване, където под въздействието на EMR се индуцират електрически токове и напрежения, които могат да причинят пробив на електрическата изолация, повреда на трансформаторите, изгаряне на искрови междини, повреда на полупроводникови устройства и други елементи на радиотехническите устройства. Комуникационните, сигналните и контролните линии са най-изложени на EMI. Силен електромагнитни полетаможе да повреди електрически вериги и да попречи на работата на неекранирано електрическо оборудване.
Експлозия на голяма надморска височина може да попречи на комуникациите на много големи площи. EMI защитата се постига чрез екраниране на захранващи линии и оборудване.
2.5 Видове ядрени експлозии
В зависимост от задачите, които се решават с ядрено оръжие, от вида и местоположението на обектите, срещу които се планират ядрени удари, както и от естеството на предстоящите военни действия, ядрените експлозии могат да се извършват във въздуха, близо до повърхността на земна (вода) и подземна (вода). В съответствие с това се разграничават следните видове ядрени експлозии:
§ въздух (висок и нисък);
§ голяма надморска височина (в разредени слоеве на атмосферата);
§ земя (повърхност)
§ под земята (под вода)
Въздушна ядрена експлозия е експлозия, произведена на височина до 10 km, когато светещата област не докосва земята (вода). Въздушните експлозии се делят на ниски и високи.
Силно радиоактивно замърсяване на района се образува само в близост до епицентрите на ниски въздушни експлозии. Заразяването на зоната по пътя на облака протича незначително и не оказва значително влияние върху живите организми. Ударната вълна, светлинното излъчване, проникващата радиация и ЕМП се проявяват най-пълно във въздушна ядрена експлозия.
Ядрената експлозия на голяма височина е експлозия, направена за унищожаване на ракети и самолети в полет на безопасна за наземни обекти височина (над 10 km). Увреждащите фактори на експлозия на голяма надморска височина са: ударна вълна, светлинно излъчване, проникваща радиация и електромагнитен импулс (ЕМИ).
Наземна (повърхностна) ядрена експлозия е експлозия, произведена на повърхността на земята (вода) или на малка височина над тази повърхност, при която светещата област докосва повърхността на земята (вода), а прахът (вода ) колона от момента на образуване е свързана с експлозивния облак (фиг.2.5.2).
Характерна особеност на наземната (повърхностна) ядрена експлозия е силното радиоактивно замърсяване на терена (водата) както в зоната на експлозията, така и по посока на експлозивния облак.
Увреждащите фактори на тази експлозия са ударната вълна, светлинното излъчване, проникващата радиация, радиоактивното замърсяване на района и ЕМИ.
Подземна (подводна) ядрена експлозия е експлозия, произведена под земята (под вода) и характеризираща се с отделяне на голямо количество почва (вода), смесено с ядрени експлозивни продукти (фрагменти от делене на уран-235 или плутоний-239).
Тази смес става радиоактивна и следователно ще представлява опасност за живите организми.
Увреждащият и разрушителен ефект на подземния ядрен взрив се обуславя главно от сеизмични експлозивни вълни (основен увреждащ фактор), образуването на фуния в земята и силното радиоактивно замърсяване на района. Светлинно излъчване и проникваща радиация липсват. Характерно за подводната експлозия е образуването на основна вълна, която се образува при срутване на воден стълб.
3 Конструкцията и принципът на действие на ядрените оръжия
3.1 Основни елементи на ядрените оръжия
Основните елементи на ядрените оръжия са:
b жилища,
b ядрен заряд,
l Система за автоматизация.
Корпусът е предназначен да побере ядрен заряд и система за автоматизация, да придаде на боеприпасите необходимата балистична форма, да ги предпази от механични и в някои случаи от термични ефекти, а също така служи за увеличаване на степента на използване на ядреното гориво.
Системата за автоматизация осигурява експлозия на ядрен заряд в даден момент от време и изключва неговото случайно или преждевременно действие. Включва:
блок за автоматизация,
Подкопаваща сензорна система,
система за защита,
система за аварийна детонация,
Източник на мощност.
Блокът за автоматизация се задейства от сигнали от детонационни сензори и е проектиран да генерира електрически импулс с високо напрежение за задействане на ядрен заряд.
Детонационните сензори (взривни устройства) са предназначени да подават сигнал за активиране на ядрен заряд. Те могат да бъдат контактни и дистанционни типове. Контактните сензори се задействат в момента, в който боеприпасите срещнат препятствие, а дистанционните сензори се задействат на определена височина (дълбочина) от повърхността на земята (вода).
Системата за безопасност елиминира възможността от случайна експлозия на ядрен заряд по време на рутинна поддръжка, съхранение на боеприпаси и по време на полета им по траектория.
Аварийната детонационна система служи за самоунищожаване на боеприпаса без ядрен взрив в случай, че той се отклони от дадена траектория.
Източниците на захранване на цялата електрическа система на боеприпаса са акумулаторни батерии от различни видове, които имат еднократно действие и се привеждат в работно състояние непосредствено преди бойното му използване.
3.2 Структурата на ядрената бомба
Взех го за прототип плутониева бомба„Дебелият човек“ (фиг. 2.) пуснат на 9 август 1945 г. върху японския град Нагасаки.
Фигура 2 - Атомна бомба"Дебелак"
Схемата на тази бомба (типична за плутониеви еднофазни боеприпаси) е приблизително следната:
1. Неутронен инициатор - берилиева топка с диаметър около 2 см, покрита с тънък слой от итриево-полониева сплав или метал полоний-210 - основният източник на неутрони за рязко намаляване на критичната маса и ускоряване на началото на реакцията. Той се запалва в момента на прехвърляне на бойното ядро в свръхкритично състояние (по време на компресия се получава смес от полоний и берилий с отделяне на голям брой неутрони). Понастоящем, в допълнение към този тип иницииране, по-често се среща термоядрено иницииране (TI). Термоядрен инициатор (TI). Той се намира в центъра на заряда (като NI), където е разположено малко количество термоядрен материал, чийто център се нагрява от сближаваща се ударна вълна и в процеса на термоядрена реакция на фона на температурите, които имат възникнали, се произвежда значително количество неутрони, достатъчно за неутронно иницииране на верижна реакция (фиг. 3.).
2. Плутоний. Използвайте най-чистия изотоп на плутоний-239, но за да увеличите стабилността физични свойства(плътност) и подобряване на свиваемостта на заряда плутоний се легира с малко количество галий.
3. Обвивка (обикновено направена от уран), която служи като неутронен отражател.
4. Компресираща обвивка от алуминий. Осигурява по-голяма равномерност на компресия от ударна вълна, като в същото време предпазва вътрешните части на заряда от директен контакт с експлозиви и горещи продукти от неговото разлагане.
5. Взривно вещество със сложна детонационна система, която осигурява синхронното взривяване на цялото взривно вещество. Синхронността е необходима за създаване на строго сферична компресивна (насочена вътре в топката) ударна вълна. Несферична вълна води до изхвърляне на материала на топката чрез нехомогенност и невъзможност за създаване на критична маса. Създаването на такава система за локализиране на експлозиви и детонация по едно време беше една от най-трудните задачи. Използва се комбинирана схема (система от лещи) от "бързи" и "бавни" експлозиви.
Фиг.6. Корпус от дуралуминиеви щамповани елементи - два сферични капака и колан, свързани с болтове Фигура 3. - Принцип на действие на плутониева бомба Фиг.
3.3 Устройство термоядрена бомба
Структурата на термоядрена бомба се вижда най-добре на диаграмата на Телер-Улам:
Самата идея водородна бомбаизключително просто. Последователността на процесите, протичащи по време на експлозията на водородна бомба, може да бъде представена, както следва:
Първо, зарядът вътре в черупката избухва - инициатор на термоядрена реакция - малка атомна бомба, в резултат на което възниква неутронна светкавица и се създава високата температура, необходима за започване на термоядрен синтез. Неутроните бомбардират литиево-деутериевата обвивка, която е контейнер с течен деутерий. Литият се разделя от неутрони на хелий и тритий. Плътността на материала на капсулата се увеличава десетки хиляди пъти. Урановата (плутониева) пръчка, разположена в центъра в резултат на силна ударна вълна, също се компресира няколко пъти и преминава в свръхкритично състояние. Бързите неутрони, образувани по време на експлозията на ядрен заряд, забавяйки се в литиев деутерий до термични скорости, водят до верижни реакции на делене на уран (плутоний), който действа като допълнителен предпазител, причинявайки допълнително повишаване на налягането и температурата. Температурата в резултат на термоядрена реакция се повишава до 300 милиона K, включвайки все повече и повече водород в синтеза.
Така атомният предпазител създава необходимите за синтеза материали директно в самата бомба.
Всички реакции, разбира се, протичат толкова бързо, че се възприемат като мигновени.
3.4 Неутронна бомба
Целта на създаването на неутронни оръжия през 60-70-те години беше да се получи тактическа бойна глава, основният увреждащ фактор, в който ще бъде потокът от бързи неутрони, излъчвани от зоната на експлозия.
Създаването на такива оръжия доведе до ниската ефективност на конвенционалните тактически ядрени заряди срещу бронирани цели, като танкове, бронирани превозни средства и др. Благодарение на наличието на брониран корпус и система за филтриране на въздуха, бронираните превозни средства са в състояние да издържат на всички увреждащи фактори на ядрена експлозия. Неутронният поток лесно преминава дори през дебела стоманена броня. При мощност от 1 kt, смъртоносна радиационна доза от 8000 rad, която води до незабавна и бърза смърт (минути), ще бъде получена от екипажа на танка на разстояние 700 м. На разстояние се достига животозастрашаващо ниво от 1100. Освен това, неутрони се създават в конструктивни материали (например броня на танка), предизвикана от радиоактивност.
Поради много силното поглъщане и разсейване на неутронното лъчение в атмосферата е непрактично да се правят мощни заряди с повишена радиационна мощност. Максимална силабойни глави е ~1 Kt. Въпреки че се твърди, че неутронните бомби оставят ценни предмети непокътнати, това не е съвсем вярно. В радиуса на неутронно увреждане (около 1 километър), ударната вълна може да унищожи или сериозно да повреди повечето сгради.
От конструктивните характеристики си струва да се отбележи липсата на плутониев запалителен прът. Поради малкото количество гориво за синтез и ниската температура на началото на реакцията няма нужда от това. Много вероятно е запалването на реакцията да се случи в центъра на капсулата, където в резултат на конвергенцията на ударната вълна, високо наляганеи температура.
Неутронният заряд е структурно конвенционален ядрен заряд с ниска мощност, към който се добавя блок, съдържащ малко количество термоядрено гориво (смес от деутерий и тритий с високо съдържание на последния, като източник на бързи неутрони). При взривяване основният ядрен заряд експлодира, чиято енергия се използва за започване на термоядрена реакция. В този случай неутроните не трябва да се абсорбират от материалите на бомбата и, което е особено важно, е необходимо да се предотврати тяхното улавяне от атомите на делящия се материал.
По-голямата част от енергията на експлозията по време на използването на неутронни оръжия се освобождава в резултат на задействана реакция на синтез. Конструкцията на заряда е такава, че до 80% от енергията на експлозията е енергията на потока от бързи неутрони, а само 20% се дължи на останалите увреждащи фактори (ударна вълна, електромагнитен импулс, светлинно излъчване).
Общото количество делящи се материали за 1-kt неутронна бомба е около 10 кг Енергиен добив от 750 тона от синтез означава наличието на 10 грама деутерий-тритиева смес.
Заключение
Хирошима и Нагасаки са предупреждение за бъдещето. AT съвременна епохане трябва да има място за инциденти при решаването на въпросите за войната и мира. Престъпна по отношение на цялото човечество, безсмислена за решаване на противоречиви международни проблеми и политически конфликти, термоядрената война беше само политика на национално самоубийство за онези, които биха се осмелили да я отприщят. При всякакъв изход светът щеше да бъде в неизмеримо по-лошо положение, отколкото преди него, така че съдбата на мъртвите може би ще бъде предмет на завист на оцелелите.
Според експерти нашата планета е опасно пренаситена с ядрени оръжия. Още в началото на 21-ви век светът е натрупал толкова огромни запаси от ядрени оръжия. Такива арсенали са изпълнени с огромна опасност за цялата планета, а именно планетата, а не за отделните страни. Създаването им поглъща огромни материални ресурси, които могат да се използват за борба с болестите, неграмотността и бедността.
Учените смятат, че с няколко мащабни ядрени експлозии, които доведоха до изгаряне на гори, градове, огромни слоеве дим, изгарянето ще се издигне до стратосферата, като по този начин блокира пътя на слънчевата радиация. Това явление се нарича "ядрена зима". Зимата ще продължи няколко години, може би дори само няколко месеца, но през това време озоновият слой на Земята ще бъде почти напълно унищожен. Потоци от ултравиолетови лъчи ще се втурнат към Земята. Моделирането на тази ситуация показва, че в резултат на експлозия с мощност 100 Kt температурата ще падне средно на земната повърхност с 10-20 градуса. След ядрена зима по-нататъшното естествено продължаване на живота на Земята ще бъде доста проблематично:
Краят на Студената война донякъде понижи международния политически климат. Подписани са редица договори за прекратяване на ядрените опити и ядрено разоръжаване.
За съжаление сега ситуацията в света ескалира поради войната в Ирак, но докато съществуват ООН и организациите за правата на човека, имаме надежда за предпазливост и спазване от страна на Съединените щати на всички законови резолюции.
Днес хората трябва да мислят за бъдещето си, за това в какъв свят ще живеят през следващите десетилетия.
литература
1. Ю.Г. Афанасиев, А.Г. Овчаренко и др. Безопасност на живота. - Бийск: Издателство на ASTU, 2003. - 169 с.
2. Интернет: http://rhbz.ru/nuclear-weapon.html - сайт, представящ оръжия за масово унищожение
3. Кукин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасност на живота: Учебник за ВУЗ. - М.: висше училище, 2002. - 319 с.
4. Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивни емисии в биосферата. - М.: Енергоатомиздат, 1991. - 256 с.
5. Интернет: http://www.nuclear-attack.com – визуални материали от тестови сайтове
6. Ю.В. Боровской, Е.П. Шубина и др.Гражданска защита. - М.: Просвещение. 1991. 223 с.
Хоствано на Allbest.ru
Подобни произведения:
- Организация на труда в инженерно-техническите войски. Вредните фактори и тяхното регулиране
Радиотехническите войски са оборудвани с голямо разнообразие от електронни устройства. Основните са радарните станции (RLS) и радиостанциите (RS). Предназначени са за откриване и проследяване на цели, както и за предаване на информация до командните пунктове и до войските за командване и управление. Те обаче са източници на радиация и представляват известна опасност при работа с тях, ако не се вземат подходящи предпазни мерки.
1.
Резюмета → - Ядрени оръжия: история на създаването, устройство и увреждащи фактори
Продължавайки изследванията си, през 1898 г. те изолират от урановата руда вещество няколко милиона пъти по-активно от урана и го наричат радий, което означава лъчист. Веществата, които излъчват радиация като уран или радий, се наричат радиоактивни, а самото явление се нарича радиоактивност.
2.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - История и перспективи за развитието на метрологичното осигуряване на оръжия и военна техника
В съвременния свят няма такава област на науката и технологиите, такава сфера на практическа дейност на хората, където измерванията не биха били един от решаващите фактори за прогреса. Увеличаването на ролята на измерванията в познавателната и икономическата дейност е естествен процес, тъй като човек се характеризира с ограничен материален, енергиен и информационен ред.
3.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Оръжие 3-то поколение
Ангажиментът с принципа за неразпространение на ядрено оръжие е един от основните принципи на руската външна политика. Според Концепцията за национална сигурност на Русия укрепването на режима за неразпространение на оръжия за масово унищожение (ОМУ) и средствата за тяхното доставяне е една от основните задачи в областта на осигуряването на националната сигурност.
4.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Модерни оръжия на Русия. Хеликоптери
Идеята за създаване на самолет, по-тежък от въздуха, в който подемната сила и транслационното движение се осигуряват от главния ротор, принадлежи на Леонардо да Винчи. От края на 15 век, когато е формулирана тази идея, до началото на 40-те години на миналия век са правени множество опити тази идея да бъде приложена на практика. И така, през 1754г. М. Ломоносов построява първия летящ модел на такъв апарат.
5.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Историята на създаването на подводници в света и в Русия
Изследването на Океана от човека започва от незапомнени времена, но, както винаги в човешката история, процесът на познание е насочен единствено към постигане на една цел - военно превъзходство над ближния. Ето защо историята на възникването и развитието на подводните апарати е неразривно свързана с формирането на сили за специални операции в морето и затова можем да отбележим актуалността на нашия доклад.
6.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Ядрената експлозия, нейните увреждащи фактори
ядрена експлозия - мощна експлозия, причинено от освобождаването на ядрена енергия: или с бързо развиваща се верижна реакция на делене на тежки ядра; - или по време на реакция на термоядрен синтез на хелиеви ядра от по-леки ядра. В зависимост от задачите, които се решават с използването на ядрено оръжие, ядрените експлозии могат да се извършват във въздуха, на повърхността на земята и водата, под земята и водата. Ядрената експлозия е придружена от освобождаване на огромно количество енергия, следователно по отношение на разрушителен и увреждащ ефект може да надхвърли експлозията стотици и хиляди пъти.
7.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Ядрено оръжие. Организиране на спасителни операции
Концепцията за ядрени оръжия включва експлозивни устройства, в които енергията на експлозията се генерира от деленето или сливането на ядрата. В тесен смисъл ядрените оръжия се разбират като експлозивни устройства, които използват енергията, освободена при деленето на тежки ядра. Устройствата, които използват енергията, освободена при сливането на светлинни ядра, се наричат термоядрени.
8.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Ядрените оръжия и тяхното смъртоносно действие
През 1945 г. САЩ са първите в света, които изпробват ядрени оръжия и ги използват срещу населението на японските градове Хирошима и Нагасаки. През 1952 г. САЩ са първите, които извършват термоядрена експлозия, а в средата на 50-те години на миналия век е пусната в експлоатация първата атомна подводница с балистични ракети с ядрено оръжие. В края на 60-те години започват да оборудват въоръжените си сили с междуконтинентални балистични ракети с множество ядрени бойни глави 6 август 1981 г., в деня на 36-8-ата годишнина от атомната бомба.
9.
Резюме → Военно дело и гражданска защита - Ядрени и бактериологични оръжия, увреждащи фактори
Източникът на светлинно излъчване е светещата зона на експлозията, която се състои от вещества от ядрено оръжие, въздух и почва, нагрята до висока температура (в случай на земна експлозия). Температурата на светещата област за известно време е сравнима с температурата на повърхността на слънцето (минимум 1800°C и максимум 8000-10000°C). Размерите на светещата област и нейната температура се променят бързо с времето.
10.
Резюме → Военно дело и гражданска защита
Ядрено оръжие- оръжия за масово унищожаване с експлозивно действие, основаващи се на използването на енергията на делене на тежки ядра на някои изотопи на уран и плутоний, или в реакции на термоядрен синтез на леки ядра на водородни изотопи на деутерий и тритий, в по-тежки ядра, напр. , ядра на изотопи на хелий.
Първото ядрено оръжие е разработено в края на Втората световна война, през 1944 г., като част от американския свръхсекретен "Проект Манхатън" под ръководството на Робърт Опенхаймер. Първата бомба е взривена в Съединените щати, в тестова поръчка, на 16 юли 1945 г. в Аламогордо, Ню Мексико. Устройството беше плутониева бомба, която използваше насочена експлозия, за да създаде критичност. Мощността на експлозията е около 20 kt. Вторият и третият бяха пуснати от американците през август същата година върху японските градове Хирошима (6 август) и Нагасаки (9 август) - това е първият и единствен случай в историята на човечеството бойно използванеядрени оръжия. В СССР експлозията на първото ядрено взривно устройство, подобно на американското, е извършено на 29 август 1949 г.
Бойни глави на ракети и торпеда, авиационни и дълбочинни бомби, артилерийски снаряди и мини могат да бъдат оборудвани с ядрени заряди. По мощност ядрените оръжия се разграничават като свръхмалки (по-малко от 1 kt), малки (1-10 kt), средни (10-100 kt), големи (100-1000 kt) и изключително големи (повече от 1000 kt). ). В зависимост от задачите, които трябва да бъдат решени, е възможно да се използват ядрени оръжия под формата на подземни, наземни, въздушни, подводни и надводни експлозии. Характеристиките на увреждащото въздействие на ядрените оръжия върху населението се определят не само от силата на боеприпаса и вида на взрива, но и от вида на ядреното устройство. В зависимост от заряда разграничават: атомни оръжия, които се основават на реакцията на делене; термоядрени оръжия - при използване на реакция на синтез; комбинирани такси; неутронни оръжия.
Единственият делящ се материал, открит в природата в значителни количества, е изотоп на урана с ядрена маса от 235 атомни масови единици (уран-235). Съдържанието на този изотоп в естествения уран е само 0,7%. Останалото е уран-238. Дотолкова доколкото Химични свойстваизотопите са абсолютно еднакви, за да се изолира уран-235 от естествен уран, е необходимо да се извърши доста сложен процес на разделяне на изотопи. Резултатът може да бъде силно обогатен уран, съдържащ около 94% уран-235, който е подходящ за използване в ядрени оръжия.
Разделящите се вещества могат да бъдат получени изкуствено, а най-малко трудно от практическа гледна точка е производството на плутоний-239, който се образува в резултат на улавянето на неутрон от ядрото на уран-238 (и последващата верига от радиоактивни разпад на междинни ядра). Подобен процес може да се проведе в ядрен реактор, работещ с естествен или нискообогатен уран. В бъдеще плутоният може да бъде отделен от отработеното гориво на реактора в процеса на химическа обработка на горивото, което е много по-просто от процеса на разделяне на изотопи, извършван при производството на оръжеен уран.
Други делящи се вещества също могат да се използват за създаване на ядрени експлозивни устройства, например уран-233, получен чрез облъчване на торий-232 в ядрен реактор. въпреки това практическа употребаоткриват само уран-235 и плутоний-239, главно поради относителната лекота на получаване на тези материали.
Възможност практическа употребаЕнергията, освободена при ядрено делене, се дължи на факта, че реакцията на делене може да има верижен, самоподдържащ се характер. При всяко събитие на делене се получават приблизително два вторични неутрона, които, като са уловени от ядрата на делящия се материал, могат да причинят тяхното делене, което от своя страна води до образуването на още повече неутрони. Когато се създадат специални условия, броят на неутроните, а оттам и броят на събитията на делене нараства от поколение на поколение.
Термоядрени оръжия.В термоядрените оръжия енергията на експлозията се генерира по време на реакциите на синтез на леки ядра, като деутерий, тритий, които са изотопи на водород или литий. Такива реакции могат да възникнат само при много високи температури, при които кинетичната енергия на ядрата е достатъчна, за да сближи ядрата на достатъчно малко разстояние.
Използването на реакции на синтез за увеличаване на силата на експлозията може да се извърши по различни начини. Първият начин е да поставите контейнер с деутерий или тритий (или литиев деутерид) вътре в конвенционално ядрено устройство. Високите температури, възникващи по време на експлозията, водят до факта, че ядрата на леките елементи влизат в реакция, поради което се отделя допълнителна енергия. Използвайки този метод, можете значително да увеличите силата на експлозията. В същото време мощността на такова взривно устройство все още е ограничена от крайното време на разширяване на делящия се материал.
Друг начин е създаването на многостепенни взривни устройства, при които поради специална конфигурация на взривното устройство енергията на конвенционален ядрен заряд (т.нар. първичен заряд) се използва за създаване на необходимите температури в отделно разположен "вторичен" термоядрен заряд, чиято енергия от своя страна може да се използва за взривяване на третия заряд и т.н. Първото изпитание на такова устройство - експлозията на Майк - е извършено в САЩ на 1 ноември 1952 г. В СССР такова устройство е изпробвано за първи път на 22 ноември 1955 г. Мощността на взривното устройство, проектирано по този начин може да бъде произволно голям. Най-мощната ядрена експлозия е произведена с помощта на многоетапно взривно устройство. Мощността на експлозията е 60 Mt, а мощността на устройството е използвана само от една трета.
неутронни оръжияе малък по размер термоядрен боеприпас с мощност до 10 kt, предназначен основно за унищожаване на живата сила на противника поради действието на неутронно лъчение. Неутронните оръжия се класифицират като тактически ядрени оръжия.
Край на работата -
Тази тема принадлежи към:
Семинар 1. Национална сигурност: ролята и мястото на Русия в световната общност
Уводна част ... Русия е на нов етап в своето историческо развитие Реформиране ... Модерна сценаСветовното развитие се характеризира с най-острите социално-икономически конфликти и политически...
Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:
Какво ще правим с получения материал:
Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запишете на страницата си в социалните мрежи:
| туитвам |
Всички теми в този раздел:
Актуални задачи за развитие на въоръжените сили на Руската федерация
Разбирането на основните национални интереси на Русия и основните инструменти за тяхното осигуряване е неразривно свързано със сегашното място на Русия в системата на глобалните военно-политически отношения. днес
Общността на независимите държави и Организацията на договора за колективна сигурност
Развитието на отношенията на двустранно и многостранно сътрудничество със страните-членки на Общността на независимите държави е приоритетна посока на външната политика на Русия. Ро
Стратегическо партньорство между Русия и САЩ
Русия ще се стреми да изгради равноправно и пълноценно стратегическо партньорство със Съединените американски щати на базата на съвпадащи интереси и отчитайки ключовото влияние на Русия
Подобряване на качеството на живот на руските граждани
Стратегическите цели за гарантиране на националната сигурност в областта на подобряването на качеството на живот на руските граждани са да се намали нивото на социалното и имущественото неравенство на населението, да се стабилизира
Икономическият растеж
Стратегическите цели за осигуряване на националната сигурност са влизането на Русия в първите пет водещи страни по брутен вътрешен продукт в средносрочен план, както и постигането
Развитие на науката, технологиите и образованието
Стратегическите цели за осигуряване на националната сигурност в областта на науката, технологиите и образованието са: развитие на държавни научни и научно-технически организации, способни да осигуряват
здравеопазване
Стратегическите цели за осигуряване на националната сигурност в областта на здравеопазването и здравето на нацията са: увеличаване на продължителността на живота, намаляване на инвалидността и смъртността; съвършенство
култура
Стратегическите цели за осигуряване на националната сигурност в областта на културата са: разширяване на достъпа на населението до най-добрите образци на родна и чужда култура и изкуство
Стратегическа стабилност и равноправно стратегическо партньорство
Постигане на приоритети за устойчиво развитие Руска федерациянасърчава активните външна политика, чиито усилия са насочени към намиране на съгласие и съвпадение на интереси с други държави
Основни характеристики на състоянието на националната сигурност
Основните показатели за състоянието на националната сигурност са предназначени за оценка на състоянието на националната сигурност и включват: ниво на безработица (процент от икономически активното население)
Развитие на националната отбрана на Руската федерация.
Стратегическите цели на подобряването на националната отбрана са предотвратяване на глобални и регионални войни и конфликти, както и прилагане на стратегически
Държавна и обществена сигурност.
Стратегическите цели за осигуряване на националната сигурност в областта на държавната и обществената сигурност са защитата на основите на конституционния ред на Руската федерация, основните права и
План на семинара
№ Въпроси за обучение Време (мин.) Уводна част
Влиянието на нивото на заплахите и факторите на несигурност върху развитието на военнополитическата и военностратегическата ситуация в света
Като фактори на несигурност се открояват следните: намаляване на ролята на Съвета за сигурност на ООН, формално и реално лишаване от неговите прерогативи за разрешаване на използването на военна силав света.
Основните характеристики на въоръжените конфликти от края на XX - началото на XXI век.
Черти на характерасъвременни военни конфликти: а) интегрирано използване на военна сила и сили и средства от невоенен характер; б) масовата употреба на оръжейни системи и военни
Военна организация на държавата
Защитата на националните интереси на Русия във военната сфера се решава преди всичко от военната организация на държавата. Военната организация на държавата е съвкупност от държавни и военни органи
План на семинара
№ Въпроси за обучение Време (мин.) Въведение Битка
Бойни характеристики на конвенционалните оръжия
Конвенционалните оръжия са всички огневи и ударни оръжия, артилерия, противовъздушни, самолетни, малки оръжия и инженерни боеприпаси в конвенционално оборудване, запалителни боеприпаси и огън
Прецизни оръжия, касетъчни и космически детониращи боеприпаси
Прецизното оръжие е оръжейна система, която интегрира системи за разузнаване, командване и контрол, доставка и сблъсък, които работят в реално време.
Характеристики на предоставянето на медицинска помощ.
Използването на конвенционални средства за унищожаване изисква предоставянето на предимно хирургична помощ. Масовият характер и едновременността на лезии на населението често води до невъзможност за предоставяне на спешна хирургия.
Последователността на събитията при ядрена експлозия.
Освобождаването на огромно количество енергия, което се случва по време на верижната реакция на делене, води до бързо нагряване на веществото на взривното устройство. При свръхвисоки температури веществото е
Комбинирани радиационни наранявания
Комбинираните радиационни наранявания (CRI) са наранявания, които се характеризират с комбинация от механично и (или) термично нараняване с ARS. Най-често те ще се появят по време на ядрено
Биологични оръжия. Характеристики на биологично увреждащи огнища. Организиране и прилагане на изолационни и ограничителни мерки
Човечеството е достигнало до този етап на прогрес, на който един-единствен интелигентен индивид може (със сигурност технически средства) направете химическа или биологична бомба
Биологичните оръжия (BW) са специални боеприпаси и бойни устройства с превозни средства за доставка, оборудвани с биологични агенти.
BW е оръжие за масово унищожение на хора, селскостопански животни и растения, чието действие се основава на използването на патогенните свойства на микроорганизмите и техните метаболитни продукти.
Комбинирано поражение от различни видове оръжия
Когато средствата за унищожение на противника са изложени на икономически обекти, населението може да бъде засегнато с или последователно от различни увреждащи фактори различни видовеоръжия. Възможно е наслагване
Гражданското оръжие включва оръжия, предназначени за използване от граждани на Руската федерация за самозащита, за спорт и лов. Гражданските огнестрелни оръжия трябва и
План на семинара
№ Въпроси за обучение Време (мин.) Въведение От
Въведение
Мобилизация (фр. mobilisation, от лат. mobilis - мобилен), активизация, концентрация на сили и средства за постигане на конкретна цел (TSB). Мобилизация - въоръжаване
Формиране и развитие на мобилизационно обучение в здравеопазването в Русия
Историята на възникването на мобилизацията е преминала през вековен път на развитие. Той има своите корени в период, когато интересите на организираната отбрана на държавата от заплахата от външна агресия изискват участие
Федерален конституционен закон от 30 януари 2002 г. № 1-FKZ "За военното положение".
Законът предвижда формулировката на военното положение като специален правен режим, въведен на територията на Руската федерация или в нейните отделни райони в съответствие с Конституцията на Руската федерация.
Федерален конституционен закон от 30 май 2001 г. № 3-FKZ "За извънредното положение".
Законът определя извънредното положение като специален правен режим за дейността на държавни органи, въведен на територията на Руската федерация или в нейните отделни райони.
Федерален закон от 31 май 1996 г. № 61-FZ "За отбраната".
Истински федералния законопределя основите и организацията на отбраната на Руската федерация, правомощията на органите държавна властРуската федерация, функциите на държавните органи на субекта
Федерален закон от 29 декември 1004 г. № 79-FZ "За държавния материален резерв".
Този закон установява основни принципиформиране, разполагане, съхранение, използване, попълване и опресняване на запасите от държавния материален резерв и урежда отношенията в тази
Федерален закон от 28 март 1998 г. № 53-FZ "За военната служба и военната служба".
Този закон предвижда правна регулацияв областта на военния дълг и военната служба, за да изпълнят конституционното задължение и задължение за защита на гражданите на Руската федерация от
Мобилизационно обучение на здравеопазването е
а) набор от мерки за осигуряване на жизнеспособност на лечебните заведения б) набор от мерки, извършвани в мирно време, за предварителна подготовка на медицинските власти
Федерална агенция за образование
ТОМСКИЯ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ЗА СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ И РАДИОЕЛЕКТРОНИКА (ТУСУР)
Катедра по радиоелектронни технологии и мониторинг на околната среда (РЕТЕМ)
По дисциплината "TG и V"
Ядрени оръжия: история на създаването, устройство и увреждащи фактори
Студент гр.227
Толмачев М.И.
Ръководител
Преподавател в катедра RETEM,
Хорев И.Е.
Томск 2010г
П., 11 рисунки, 6 източника.
В този курсов проект се разглеждат ключови моменти от историята на създаването на ядрени оръжия. Показани са основните видове и характеристики на атомните снаряди.
Дадена е класификацията на ядрените експлозии. Разглеждат се различни форми на освобождаване на енергия по време на експлозия; видове разпространение и въздействие върху хората.
Изследвани са реакциите, протичащи във вътрешните черупки на ядрените снаряди. Подробно са описани увреждащите фактори на ядрените експлозии.
направен в текстов редактор Microsoft Word 2003
2. Атомните оръжия са оръжия за масово унищожение
2.4 Увреждащи фактори на ядрена експлозия
2.4.4 Радиоактивно замърсяване
3.1 Основни елементи на ядрените оръжия
3.3 Устройство за термоядрена бомба
Въведение
Структурата на електронната обвивка е достатъчно проучена до края на 19 век, но има много малко знания за структурата на атомното ядро, а освен това те са противоречиви.
През 1896 г. е открито явление, което получава името радиоактивност (от латинската дума "radius" - лъч). Това откритие изигра важна роля за по-нататъшното излъчване на структурата на атомните ядра. Мария Склодовска-Кюри и Пиер
Семейство Кюри установи, че освен уран, торий, полоний и химични съединения на уран с торий също имат същата радиация като урана.
Продължавайки изследванията си, през 1898 г. те изолират от урановата руда вещество няколко милиона пъти по-активно от урана и го наричат радий, което означава лъчист. Веществата, които излъчват радиация като уран или радий, се наричат радиоактивни, а самото явление се нарича радиоактивност.
През 20-ти век науката предприема радикална стъпка в изучаването на радиоактивността и прилагането на радиоактивните свойства на материалите.
В момента 5 държави имат ядрени оръжия на въоръжение: САЩ, Русия, Великобритания, Франция, Китай и този списък ще бъде попълнен през следващите години.
Сега е трудно да се оцени ролята на ядрените оръжия. От една страна, това е мощен възпиращ фактор, от друга страна е най-ефективният инструмент за укрепване на мира и предотвратяване на военни конфликти между силите.
Задачите, които стоят пред съвременното човечество, са да предотврати надпреварата в ядрените въоръжавания, защото научното познание може да служи и на хуманни, благородни цели.
1. История на създаването и развитието на ядрените оръжия
През 1905 г. Алберт Айнщайн публикува своята специална теория на относителността. Според тази теория връзката между масата и енергията се изразява с уравнението E = mc2, което означава, че дадена маса (m) е свързана с количество енергия (E), равно на тази маса, умножена на скоростта на светлината (c ). Много малко количество материя е еквивалентно на голямо количество енергия. Например, 1 кг материя, превърната в енергия, би била еквивалентна на енергията, освободена при експлодиране на 22 мегатона тротил.
През 1938 г., в резултат на експерименти на немските химици Ото Хан и Фриц Щрасман, уранов атом е разбит на две приблизително равни части чрез бомбардиране на уран с неутрони. Британският физик Робърт Фриш обясни как се отделя енергия при деленето на ядрото на атома.
В началото на 1939 г. френският физик Жолио-Кюри заключава, че е възможна верижна реакция, която да доведе до експлозия с чудовищна разрушителна сила и че уранът може да се превърне в енергиен източник, подобно на обикновен експлозив.
Това заключение беше тласък за разработването на ядрени оръжия. Европа беше в навечерието на Втората световна война и потенциалното притежание на толкова мощно оръжие тласна към най-бързото му създаване, но проблемът с наличието на голямо количество уранова руда за мащабни изследвания се превърна в спирачка.
Физиците от Германия, Англия, САЩ, Япония работиха върху създаването на атомни оръжия, осъзнавайки, че без достатъчно количество уранова руда е невъзможно да се работи. През септември 1940 г. САЩ закупуват голямо количество от необходимата руда от Белгия под фалшиви документи, което им позволява да работят с пълна сила върху създаването на ядрени оръжия.
снаряд за експлозия на ядрено оръжие
Преди избухването на Втората световна война Алберт Айнщайн пише писмо до президента на САЩ Франклин Рузвелт. Твърди се, че се говори за опитите на нацистка Германия да пречисти Уран-235, което може да ги накара да построят атомна бомба. Сега стана известно, че германските учени са били много далеч от провеждането на верижна реакция. Плановете им включват производството на "мръсна", силно радиоактивна бомба.
Както и да е, правителството на Съединените щати реши да създаде атомна бомба възможно най-скоро. Този проект влезе в историята като „Проектът Манхатън“. През следващите шест години, от 1939 до 1945 г., са изразходвани повече от два милиарда долара за проекта Манхатън. Огромна рафинерия за уран е построена в Оук Ридж, Тенеси. Предложен е процес на пречистване, при който газова центрофуга разделя по-лекия уран-235 от по-тежкия уран-238.
На територията на Съединените щати, в пустинните простори на щата Ню Мексико, през 1942 г. е създаден американски ядрен център. Много учени са работили по проекта, но основният е Робърт Опенхаймер. Под негово ръководство са събрани най-добрите умове от онова време не само от САЩ и Англия, но и от почти цяла Западна Европа. Огромен екип работеше върху създаването на ядрени оръжия, включително 12 носители на Нобелова награда. Работата в лабораторията не спря нито за минута.
Междувременно в Европа продължаваше Втората световна война и Германия извършва масови бомбардировки над градовете на Англия, което застрашава английския атомен проект „Tub Alloys“, а Англия доброволно прехвърля своите разработки и водещите учени на проекта в САЩ, което позволи на САЩ да заемат водеща позиция в развитието на ядрената физика (създаването на ядрени оръжия).
На 16 юли 1945 г. ярка светкавица озари небето над плато в планините Джемез на север от Ню Мексико. Характерен облак от радиоактивен прах, наподобяващ гъба, се издигна на 30 000 фута. На мястото на експлозията са останали само фрагменти от зелено радиоактивно стъкло, в което се е превърнал пясъкът. Това беше началото на атомната ера.
До лятото на 1945 г. американците успяват да съберат две атомни бомби, наречени "Хлапе" и "Дебелия човек". Първата бомба тежеше 2722 кг и беше заредена с обогатен уран-235. "Fat Man" със заряд от плутоний-239 с капацитет над 20 kt имаше маса от 3175 kg.
Сутринта на 6 август 1945 г. бомбата "Хлапето" е хвърлена над Хирошима. На 9 август друга бомба е хвърлена над град Нагасаки. Общата загуба на човешки живот и мащабът на разрушенията от тези бомбардировки се характеризират със следните цифри: 300 хиляди души загинаха незабавно от топлинна радиация (температура около 5000 градуса С) и ударна вълна, други 200 хиляди бяха ранени, изгорени, облъчени. Всички сгради са напълно разрушени на площ от 12 кв. км. Тези бомбардировки шокираха целия свят.
Смята се, че тези 2 събития са поставили началото на надпреварата в ядрените оръжия.
Но още през 1946 г. в СССР са открити големи находища на по-висококачествен уран, които веднага започват да се разработват. В близост до град Семипалатинск е изградена изпитателна площадка. И на 29 август 1949 г. на този полигон е взривено първото съветско ядрено устройство под кодовото име "RDS-1". Събитието, което се проведе на полигона в Семипалатинск, информира света за създаването на ядрени оръжия в СССР, което сложи край на американския монопол върху притежаването на оръжия, нови за човечеството.
2. Атомните оръжия са оръжия за масово унищожение 2.1 Ядрени оръжия
Ядрените или атомните оръжия са експлозивни оръжия, базирани на използването на ядрена енергия, освободена по време на верижна реакция на ядрено делене на тежки ядра или реакция на термоядрен синтез на леки ядра. Отнася се до оръжия за масово унищожение (ОМУ) заедно с биологични и химически оръжия.
Ядрената експлозия е процес на моментално освобождаване на голямо количество вътрешноядрена енергия в ограничен обем.
Центърът на ядрена експлозия е точката, в която се появява светкавица или се намира центърът на огненото кълбо, а епицентърът е проекцията на центъра на експлозията върху земната или водната повърхност.
Ядрените оръжия са най-мощният и опасен вид оръжия за масово унищожение, заплашващи цялото човечество с безпрецедентно унищожение и унищожение на милиони хора.
Ако експлозия се случи на земята или доста близо до нейната повърхност, тогава част от енергията на експлозията се прехвърля към земната повърхност под формата на сеизмични вибрации. Възниква явление, което по своите черти наподобява земетресение. В резултат на такава експлозия се образуват сеизмични вълни, които се разпространяват през дебелината на земята на много големи разстояния. Разрушителното въздействие на вълната е ограничено до радиус от няколкостотин метра.
В резултат на изключително високата температура на експлозията се получава ярка светкавица, чийто интензитет е стотици пъти по-голям от интензитета на падащите върху Земята слънчеви лъчи. Светкавицата отделя огромно количество топлина и светлина. Светлинната радиация причинява спонтанно запалване на запалими материали и изгаря кожата на хората в радиус от много километри.
Ядрената експлозия произвежда радиация. Той трае около минута и има толкова висока проникваща способност, че са необходими мощни и надеждни убежища за защита от него на близки разстояния.
Според двукратния носител на Нобелова награда Линус Полинг през 1964 г. общите запаси от ядрени оръжия възлизат на 320 милиона тона тротилов еквивалент, тоест около 100 тона тротил за всеки човек на земното кълбо. Оттогава тези резерви вероятно ще са се увеличили още повече.
Сега броят на бойните глави според бюлетина за ядрени тестове:
Освен това данните за САЩ и Русия за 2002-2009 г. включват само боеприпаси на разположени стратегически носители; и двете държави притежават значително количество тактически ядрени оръжия, което е трудно да се оцени.
2.2 Видове ядрени заряди
Всички ядрени оръжия могат да бъдат разделени на категории:
1. Атомни заряди
Действието на атомните оръжия се основава на реакцията на делене на тежки ядра (уран-235, плутоний-239 и в някои случаи уран-233).
Уран- много тежък, сребристо-бял лъскав метал. В чиста форма той е малко по-мек от стоманата, ковък, гъвкав и има леки парамагнитни свойства.
Уран-235 се използва в ядрените оръжия, тъй като за разлика от по-разпространения изотоп уран-238, той може да проведе самоподдържаща се ядрена верижна реакция.
плутоний -много тежък сребрист метал, блестящ като никел, когато е прясно почистен.
Това е изключително електроотрицателен, реактивен елемент. Поради своята радиоактивност плутоният е топъл на допир. Чистият изотоп на плутоний-239 е много по-горещ от човешкото тяло.
Плутоний-239 се нарича още „оръжеен плутоний“, тъй като той е предназначен за създаване на ядрени оръжия и съдържанието на изотопа 239Pu трябва да бъде най-малко 93,5%.
Плутониеви атоми се образуват в резултат на верига от атомни реакции, започващи с улавяне на неутрон от атом на уран-238. За да се получи плутоний в достатъчни количества, са необходими най-силните неутронни потоци. Те просто се създават в ядрени реактори. По принцип всеки реактор е източник на неутрони, но за промишленото производство на плутоний е естествено да се използват тези, специално предназначени за това.
Верижна реакция на делене не се развива в никакво количество делящ се материал, а само в маса, определена за всяко вещество. Най-малкото количество делящ се материал, в което е възможна саморазвиваща се ядрена верижна реакция, се нарича критична маса. Намаляване на критичната маса ще се наблюдава с увеличаване на плътността на веществото.
Разделящата се материя в атомен заряд е в подкритично състояние. Според принципа на прехвърлянето му в свръхкритично състояние атомните заряди се делят на оръдни и имплозивни типове.
При оръдийни заряди две или повече части от делящия се материал, всяка от които има маса, по-малка от критичната маса, бързо се комбинират помежду си в свръхкритична маса в резултат на експлозията на конвенционален експлозив (изстрелване на една част в друг). При създаване на заряди по такава схема е трудно да се осигури висока свръхкритичност, в резултат на което нейната ефективност е ниска. Предимството на схемата от типа на оръдието е възможността за създаване на заряди с малък диаметър и висока устойчивост на механични натоварвания, което им позволява да се използват в артилерийски снаряди и мини.
При заряди от имплозивен тип делящият се материал, който при нормална плътност има маса, по-малка от критичната, се прехвърля в свръхкритично състояние чрез увеличаване на плътността му в резултат на компресия чрез експлозия на конвенционален експлозив. При такива заряди е възможно да се получи висока свръхкритичност и следователно висока ефективност на делящия се материал.
Често боеприпасите от този тип се наричат еднофазни или едностепенни, т.к. При експлозия възниква само един вид ядрена реакция.
2. Термоядрени заряди
Разговорно често се нарича водородно оръжие. Основното енергийно освобождаване се случва по време на термоядрена реакция - синтез на тежки елементи от по-леки. Като предпазител за термоядрена реакция се използва конвенционален ядрен заряд. Експлозията му създава температура от няколко милиона градуса, при която започва реакцията на синтез. Литий-6 деутрид (твърдо съединение на литий-6 и деутерий) обикновено се използва като термоядрено гориво. Реакцията на синтез се характеризира с колосално освобождаване на енергия, така че водородните оръжия са по-мощни от ядрените с около порядък.
3. Неутронни заряди
Неутронният заряд е специален вид термоядрен заряд с ниска мощност с повишено неутронно излъчване. Както е известно, по време на експлозията на ядрено оръжие ударната вълна носи около 50% от енергията, а проникващата радиация не надвишава 5%. Целта на ядрен заряд от неутронен тип е да преразпредели съотношението на увреждащите фактори в полза на проникващата радиация, или по-скоро неутронния поток. По-голямата част от енергията на експлозията при използването на неутронни оръжия се образува в резултат на ядрен синтез на тежки водородни изотопи (деутерий и тритий) с освобождаването на поток от бързи неутрони в околното пространство.
Притежавайки голяма проникваща сила, неутронните оръжия са способни да поразят живата сила на противника на значително разстояние от епицентъра на ядрена експлозия и в убежища. В същото време в биологичните обекти настъпва йонизация на живата тъкан, което води до нарушаване на жизнената дейност на отделните системи и на организма като цяло и до развитие на лъчева болест.
Увреждащият ефект на неутронните оръжия върху военно оборудване възниква поради взаимодействието на неутрони и гама лъчение със структурни материали и електронно оборудване, което води до появата на "индуцирана" радиоактивност и в резултат на това до неизправност на оръжията и военното оборудване . Освен това, по време на експлозията на неутронен снаряд, ударната вълна и светлинното излъчване причиняват непрекъснато разрушаване в радиус от 200-300 m.
Технологията за създаване на неутронно оръжие е разработена в САЩ през 1981 г. Русия и Франция също имат възможност да създават такива оръжия.
2.3 Мощност на ядрените оръжия
Ядрените оръжия имат огромна мощност. при деленето на уран
маса от порядъка на килограм освобождава същото количество енергия като
при експлозията на тротил с тегло около 20 хиляди тона. Реакциите на термоядрен синтез са още по-енергийно интензивни.
Ядрените боеприпаси са боеприпаси, съдържащи ядрен заряд.
Ядрените оръжия са:
ядрени бойни глави на балистични, зенитни, крилати ракети и торпеда;
ядрени бомби;
артилерийски снаряди, мини и противопехотни мини.
Силата на експлозия на ядрените оръжия обикновено се измерва в единици тротилов еквивалент. Еквивалентът на TNT е масата на тринитротолуола, която би осигурила експлозия, еквивалентна по мощност на експлозията на дадено ядрено оръжие. Обикновено се измерва в килотони (kT) или мегатони (MgT). Еквивалентът на TNT е условен, тъй като разпределението на енергията на ядрена експлозия върху различни увреждащи фактори зависи значително от вида на боеприпасите и във всеки случай е много различно от химическата експлозия. Съвременните ядрени боеприпаси имат тротилов еквивалент от няколко десетки тона до няколко десетки милиона тона тротил.
В зависимост от мощността ядрените оръжия обикновено се разделят на 5 калибъра: свръхмалки (по-малко от 1 kT), малки (от 1 до 10 kT), средни (от 10 до 100 kT), големи (от 100 kT до 1 MgT ), изключително голям (над 1 MgT)
Термоядрените заряди са оборудвани с боеприпаси от свръхголям, голям и среден калибър; ядрени заряди - свръхмалък, малък и среден калибър, неутронните заряди са оборудвани с боеприпаси - свръхмалки и малки калибри.
2.4 Увреждащи фактори на ядрена експлозия
Ядрената експлозия е способна моментално да унищожи или обезвреди незащитени хора, открито стоящо оборудване, конструкции и различни материали. Основните увреждащи фактори на ядрена експлозия (PFYAV) са:
ударна вълна;
светлинно излъчване;
проникваща радиация;
радиоактивно замърсяване на района;
електромагнитен импулс (EMP).
При ядрена експлозия в атмосферата разпределението на освободената енергия между PNF е приблизително следното: около 50% за ударната вълна, 35% за дела на светлинната радиация, 10% за радиоактивно замърсяване и 5% за проникване радиация и ЕМИ.
2.4.1 Ударна вълна
Ударната вълна в повечето случаи е основният увреждащ фактор при ядрена експлозия. По своята същност той е подобен на ударната вълна на съвсем обикновена експлозия, но действа по-дълго време и има много по-голяма разрушителна сила. Ударната вълна на ядрена експлозия може да причини наранявания на хора, да разруши конструкции и да повреди военно оборудване на значително разстояние от центъра на експлозията.
Ударната вълна е зона на силно компресиране на въздуха, разпространяваща се с висока скорост във всички посоки от центъра на експлозията. Скоростта му на разпространение зависи от налягането на въздуха в предната част на ударната вълна; близо до центъра на експлозията, той превишава скоростта на звука няколко пъти, но намалява рязко с увеличаване на разстоянието от мястото на експлозията. За първите 2 сек. ударната вълна изминава около 1000 m, за 5 секунди - 2000 m, за 8 секунди. - около 3000 м.
Разрушителното въздействие на ударната вълна върху хората и разрушителното въздействие върху военното оборудване, инженерните конструкции и материалните средства се определят преди всичко от свръхналягането и скоростта на движение на въздуха в предната му част. Незащитените хора освен това могат да бъдат удивени от летящи с голяма скорост фрагменти от стъкло и фрагменти от разрушени сгради, падащи дървета, както и разпръснати части от военно оборудване, буци пръст, камъни и други предмети, пуснати в движение от високото скоростно налягане на ударната вълна. Най-големи косвени щети ще се наблюдават в населените места и в гората; в тези случаи загубата на население може да бъде по-голяма, отколкото от прякото действие на ударната вълна. Щетите, причинени от ударната вълна, се разделят на
1) бели дробове,
2) среден,
3) тежък и
4) изключително тежък.
|
Свръхналягане DRF, kPa |
Видове наранявания | Ефекти |
| Бели дробове | Преходни нарушения на функциите на тялото (звънене в ушите, световъртеж, обща лека контузия, възможни са синини). | |
| Среден | Изкълчвания на крайниците, контузия на мозъка, увреждане на органите на слуха, кървене от носа и ушите. | |
| тежък | Тежки контузии на цялото тяло, мозъчни увреждания, тежко кървене, фрактури на крайници, възможни увреждания на вътрешни органи. | |
| Изключително тежък | Счупени крайници, вътрешно кървене, сътресение, обикновено фатално |
Степента на увреждане от ударна вълна зависи преди всичко от мощността и вида на ядрената експлозия. При въздушна експлозия с мощност 20 kT са възможни леки наранявания на хора на разстояния до 2,5 km, средни - до 2 km, тежки - до 1,5 km, изключително тежки - до 1,0 km от епицентъра на експлозия. С увеличаване на калибъра на ядреното оръжие, радиусите на увреждане от ударна вълна нарастват пропорционално на кубичния корен от силата на експлозията.
Гарантирана защита на хората от ударната вълна е осигурена чрез приютяването им в убежища. При липса на заслони се използват естествени заслони и терен.
При подземна експлозия се получава ударна вълна в земята, а при подводна експлозия във водата. Ударната вълна, разпространяваща се в земята, причинява повреди на подземни конструкции, канализация, водопроводи; при разпространението му във вода се наблюдават повреди в подводната част на корабите, дори и на значително разстояние от мястото на взрива.
По отношение на гражданските и промишлените сгради степента на разрушение се характеризира с 1) слаб,
2) среден,
3) силно и 4) пълно унищожение.
Слабото разрушаване е придружено от разрушаване на пълнежи за прозорци и врати и леки прегради, покривът е частично разрушен, възможни са пукнатини в стените на горните етажи. Избите и долните етажи са напълно запазени.
Средното разрушаване се проявява в разрушаване на покриви, вътрешни прегради, прозорци, срутване на тавански подове, пукнатини в стените. Възстановяване на сгради е възможно при основен ремонт.
Тежкото разрушаване се характеризира с разрушаване на носещи конструкции и тавани на горните етажи, появата на пукнатини в стените. Използването на сгради става невъзможно. Ремонтът и възстановяването на сгради става непрактично.
При пълно разрушаване всички основни елементи на сградата се срутват, включително носещите конструкции. Невъзможно е да се използват такива сгради и за да не представляват опасност, те са напълно срутени.
Необходимо е да се отбележи способността на ударната вълна. Той може, подобно на водата, да „изтича“ в затворени пространства не само през прозорци и врати, но и през малки дупки и дори пукнатини. Това води до разрушаване на прегради и оборудване вътре в сградата и поражението на хората в нея.
2.4.2 Светлинно излъчване
Светлинното излъчване на ядрена експлозия е поток от лъчиста енергия, включително ултравиолетова, видима и инфрачервена радиация. Източникът на светлинно излъчване е светеща зона, състояща се от горещи експлозивни продукти и горещ въздух. Яркостта на светлинното излъчване през първата секунда е няколко пъти по-голяма от яркостта на Слънцето. Максималната температура на светещата област е в диапазона от 8-10 хиляди °C.
Продължителността на излъчването на светлина зависи от силата и вида на експлозията и може да продължи до десетки секунди:
| 0.2 | Много малко |
| 1-2 | малък |
| 2-5 | Средното |
| 5-10 | голям |
| 20-40 | Много голям |
Увреждащият ефект на светлинното лъчение се характеризира със светлинен импулс. Светлинният импулс е съотношението на количеството светлинна енергия към площта на осветената повърхност, разположена перпендикулярно на разпространението на светлинните лъчи. Единицата за светлинен импулс е [J/m2] или [cal/cm2].
Погълнатата енергия на светлинното излъчване се трансформира в топлинна енергия, което води до нагряване на повърхностния слой на материала. Топлината може да бъде толкова интензивна, че горимият материал може да бъде овъглен или възпламенен, а негоримият материал да се напука или разтопи, което води до огромни пожари. В същото време ефектът от светлинното излъчване от ядрена експлозия е еквивалентен на масовата употреба на запалително оръжие.
Човешката кожа поглъща и енергията на светлинното излъчване, поради което може да се нагрее до висока температура и да се изгори.
На първо място, изгаряния се получават на открити участъци на тялото, обърнати към посоката на експлозията. Ако погледнете в посоката на експлозията с незащитени очи, тогава е възможно увреждане на очите, което води до пълна загуба на зрение.
Изгарянията, причинени от светлинно излъчване, не се различават от изгарянията, причинени от огън или вряща вода. Те са толкова по-силни, колкото по-малко е разстоянието до експлозията и толкова по-голяма е мощността на боеприпаса. При въздушна експлозия вредното въздействие на светлинното излъчване е по-голямо, отколкото при земна експлозия със същата мощност. В зависимост от възприеманата величина на светлинния импулс, изгарянията се разделят на четири степени:
|
светлинен импулс, |
Степен на изгаряне | Характеристики на проявите |
| 1 | Болезненост, зачервяване и подуване на кожата. | |
| 2 | Образуване на мехурчета. | |
| 3 | Некроза на кожата с частично увреждане на зародишния лист. | |
|
Над 600 () |
4 | Овъгленяване на кожата и подкожната тъкан. |
При мъгла, дъжд или снеговалеж вредният ефект на светлинната радиация е незначителен.
Различни предмети, които създават сянка, могат да служат като защита от светлинно излъчване, но най-добри резултати се постигат при използване на укрития и убежища.
2.4.3 Проникваща радиация
Проникващата радиация е поток от g кванти и неутрони, излъчени от зоната на ядрена експлозия. g квантите и неутроните се разпространяват във всички посоки от центъра на експлозията. С увеличаване на разстоянието от експлозията броят на гама квантите и неутроните, преминаващи през единична повърхност, намалява. По време на подземни и подводни ядрени експлозии ефектът на проникващата радиация се простира на разстояния, които са много по-къси, отколкото при наземни и въздушни експлозии, което се обяснява с поглъщането на неутронния поток и гама квантите от земята и водата.
Зоните на увреждане от проникваща радиация при експлозии на ядрени оръжия със средна и голяма мощност са малко по-малки от зоните на поражение от ударна вълна и светлинно излъчване, но за боеприпаси с малък тротилов еквивалент (1000 тона или по-малко), на напротив, зоните на увреждащо въздействие на проникващата радиация надвишават зоните на увреждане от ударна вълна и светлинно излъчване.
Увреждащият ефект на проникващата радиация се определя от способността на гама квантите и неутроните да йонизират атомите на средата, в която се разпространяват. Поради много силното поглъщане в атмосферата, проникващата радиация засяга хората само на разстояние 2-3 км от мястото на експлозията, дори при големи заряди.
Преминавайки през жива тъкан, гама квантите и неутроните йонизират атомите и молекулите, изграждащи клетките, което води до нарушаване на жизнените функции на отделните органи и системи. Под въздействието на йонизацията в организма протичат биологични процеси на клетъчна смърт и разлагане. В резултат на това засегнатите хора развиват специфично заболяване, наречено лъчева болест. Продължителността на действието на проникващата радиация не надвишава няколко секунди (» 10-15 s).
За да се оцени йонизацията на атомите на средата и, следователно, вредния ефект на проникващата радиация върху жив организъм, се въвежда понятието радиационна доза (или радиационна доза), чиято единица е рентген (R). Доза на радиация от 1 рентген съответства на образуването на приблизително 2 милиарда двойки йони в един кубичен сантиметър въздух.
В зависимост от дозата на радиация се разграничават четири степени на лъчева болест:
| Погълната доза радиация, рад | Степента на лъчева болест | Продължителността на скрития период |
| 100 - 200 | 1 - светлина | 2-3 седмици |
| 200 - 350 | 2 - среден | седмица |
| 350 - 600 | 3 - тежък | няколко часа |
| Над 600 | 4 - изключително трудно | не (смъртоносна доза) |
Защитата срещу проникваща радиация се осигурява от различни материали, които намаляват потока от гама и неутронно лъчение. Защитата се основава на физическата способност на различни материали да намаляват интензитета на радиоактивното излъчване. Колкото по-тежък е материалът и по-дебел е неговият слой, толкова по-надеждна е защитата. Така че проникващата радиация по време на ядрена експлозия може да бъде отслабена от 2 пъти слой стомана с дебелина 3,8 см, бетон - 15, почва - 19, вода - 38, сняг - 50 см, дърво - 58.
2.4.4 Радиоактивно замърсяване
Радиоактивно замърсяване на хора, военна техника, терен и различни обекти по време на ядрена експлозия се причинява от фрагменти на делене на зарядното вещество (Pu-239, U-235) и нереагиралата част от заряда, падаща от експлозивния облак, както и като радиоактивни изотопи, образувани в почвата и други материали под въздействието на неутрони - индуцирана активност. С течение на времето активността на фрагментите на делене бързо намалява, особено в първите часове след експлозията. Така, например, общата активност на фрагментите на делене при експлозия на ядрено оръжие с мощност 20 kT за един ден ще бъде няколко хиляди пъти по-малка от една минута след експлозията.
По време на експлозията на ядрено оръжие част от веществото на заряда не претърпява делене, а изпада в обичайната си форма; разпадането му е придружено от образуване на алфа частици. Индуцираната радиоактивност се дължи на радиоактивни изотопи (радионуклиди), образувани в почвата в резултат на нейното облъчване с неутрони, излъчени в момента на експлозията от ядрата на атомите на химическите елементи, които изграждат почвата. Времето на полуразпад на повечето от получените радиоактивни изотопи е сравнително кратък – от една минута до час. В тази връзка предизвиканата активност може да бъде опасна само в първите часове след експлозията и само в района близо до епицентъра.
Повечето от дългоживеещите изотопи са концентрирани в радиоактивния облак, който се образува след експлозията. Височината на издигане на облака за боеприпас с мощност 10 kT е 6 km, за боеприпас с мощност 10 MgT е 25 km. При движение на облака от него изпадат първо най-големите частици, а след това все по-малки и по-малки частици, образувайки по пътя зона на радиоактивно замърсяване, така наречената облачна следа. Размерът на следата зависи главно от мощността на ядреното оръжие, както и от скоростта на вятъра и може да бъде няколкостотин километра дълга и няколко десетки километра широка.
Възникващите зони на радиоактивно замърсяване според степента на опасност обикновено се разделят на следните четири зони (фиг. 1):
Фигура 1 - Следа от радиоактивен облак
I. Зона "G" - изключително опасна инфекция. Площта му е 2-3% от площта на следата на облака от експлозия. Нивото на радиация е 800 R/h.
II. Зона "В" - опасна инфекция. Той заема приблизително 8-10% от площта на следата на облака от експлозия; ниво на радиация 240 R/h.
III. Зона "В" - тежко замърсяване, което представлява приблизително 10% от площта на радиоактивната следа, нивото на радиация е 80 R / h.
IV. Зона "А" - умерено замърсяване с площ 70-80% от площта на цялата следа от експлозията. Нивото на радиация на външната граница на зоната 1 час след експлозията е 8 R/h.
Наранявания в резултат на вътрешно облъчване се появяват поради навлизането на радиоактивни вещества в тялото през дихателната система и стомашно-чревния тракт. В този случай радиоактивното излъчване влиза в пряк контакт с вътрешните органи и може да причини тежка лъчева болест; естеството на заболяването ще зависи от количеството радиоактивни вещества, които са влезли в тялото.
Радиоактивните вещества не оказват вредно въздействие върху въоръжението, военното оборудване и инженерните конструкции.
2.4.5 Електромагнитен импулс
Ядрените експлозии в атмосферата и в по-високите слоеве водят до мощни електромагнитни полета. Дължината на вълната на електромагнитните полета може да бъде от 1 до 1000 м. Поради краткотрайното си съществуване тези полета обикновено се наричат електромагнитен импулс (ЕМП). Честотният диапазон на EMR е до 100 MHz, но енергията му се разпределя основно около средната честота (10-15 kHz).
Тъй като амплитудата на EMP намалява бързо с увеличаване на разстоянието, нейният разрушителен ефект е на няколко километра от епицентъра на експлозия с голям калибър.
EMR няма пряк ефект върху човек. Увреждащият ефект се дължи на възникването на напрежения и токове в проводници с различна дължина, разположени във въздуха, оборудването, на земята или върху други обекти. Ефектът на EMR се проявява предимно по отношение на електронното оборудване, където под въздействието на EMR се индуцират електрически токове и напрежения, които могат да причинят пробив на електрическата изолация, повреда на трансформаторите, изгаряне на искрови междини, повреда на полупроводникови устройства и други елементи на радиотехническите устройства. Комуникационните, сигналните и контролните линии са най-изложени на EMI. Силните електромагнитни полета могат да повредят електрически вериги и да попречат на работата на неекранирано електрическо оборудване.
Експлозия на голяма надморска височина може да попречи на комуникациите на много големи площи. EMI защитата се постига чрез екраниране на захранващи линии и оборудване.
2.5 Видове ядрени експлозии
В зависимост от задачите, които се решават с ядрено оръжие, от вида и местоположението на обектите, срещу които се планират ядрени удари, както и от естеството на предстоящите военни действия, ядрените експлозии могат да се извършват във въздуха, близо до повърхността на земна (вода) и подземна (вода). В съответствие с това се разграничават следните видове ядрени експлозии:
Въздух (висок и нисък);
Надморска височина (в разредени слоеве на атмосферата);
земя (повърхност)
Под земята (под вода)
Въздушна ядрена експлозия е експлозия, произведена на височина до 10 km, когато светещата област не докосва земята (вода). Въздушните експлозии се делят на ниски и високи.
Силно радиоактивно замърсяване на района се образува само в близост до епицентрите на ниски въздушни експлозии. Заразяването на зоната по пътя на облака протича незначително и не оказва значително влияние върху живите организми. Ударната вълна, светлинното излъчване, проникващата радиация и ЕМП се проявяват най-пълно във въздушна ядрена експлозия.
Ядрената експлозия на голяма височина е експлозия, направена за унищожаване на ракети и самолети в полет на безопасна за наземни обекти височина (над 10 km). Увреждащите фактори на експлозия на голяма надморска височина са: ударна вълна, светлинно излъчване, проникваща радиация и електромагнитен импулс (ЕМИ).
Наземна (повърхностна) ядрена експлозия е експлозия, произведена на повърхността на земята (вода) или на малка височина над тази повърхност, при която светещата област докосва повърхността на земята (вода), а прахът (вода ) колона от момента на образуване е свързана с експлозивния облак (фиг.2.5.2).
Характерна особеност на наземната (повърхностна) ядрена експлозия е силното радиоактивно замърсяване на терена (водата) както в зоната на експлозията, така и по посока на експлозивния облак.
Увреждащите фактори на тази експлозия са ударната вълна, светлинното излъчване, проникващата радиация, радиоактивното замърсяване на района и ЕМИ.
Подземна (подводна) ядрена експлозия е експлозия, произведена под земята (под вода) и характеризираща се с отделяне на голямо количество почва (вода), смесено с ядрени експлозивни продукти (фрагменти от делене на уран-235 или плутоний-239).
Тази смес става радиоактивна и следователно ще представлява опасност за живите организми.
Увреждащият и разрушителен ефект на подземния ядрен взрив се обуславя главно от сеизмични експлозивни вълни (основен увреждащ фактор), образуването на фуния в земята и силното радиоактивно замърсяване на района. Светлинно излъчване и проникваща радиация липсват. Характерно за подводната експлозия е образуването на основна вълна, която се образува при срутване на воден стълб.
3 Конструкцията и принципът на действие на ядрените оръжия 3.1 Основните елементи на ядрените оръжия
Основните елементи на ядрените оръжия са:
ü корпус,
ü ядрен заряд,
ü Система за автоматизация.
Корпусът е предназначен да побере ядрен заряд и система за автоматизация, да придаде на боеприпасите необходимата балистична форма, да ги предпази от механични и в някои случаи от термични ефекти, а също така служи за увеличаване на степента на използване на ядреното гориво.
Системата за автоматизация осигурява експлозия на ядрен заряд в даден момент от време и изключва неговото случайно или преждевременно действие. Включва:
блок за автоматизация,
Подкопаваща сензорна система,
система за защита,
система за аварийна детонация,
Източник на мощност.
Блок за автоматизациясе задейства от сигнали от детонационни сензори и е проектиран да генерира електрически импулс с високо напрежение за задействане на ядрен заряд.
Подкопаване на сензори(взривни устройства) са предназначени да сигнализират за задействане на ядрен заряд. Те могат да бъдат контактни и дистанционни типове. Контактните сензори се задействат в момента, в който боеприпасите срещнат препятствие, а дистанционните сензори се задействат на определена височина (дълбочина) от повърхността на земята (вода).
Система за защитаелиминира възможността от случайна експлозия на ядрен заряд по време на рутинна поддръжка, съхранение на боеприпаси и по време на полета му по траектория.
Аварийна детонационна системаслужи за самоунищожение на боеприпаси без ядрен взрив при отклонение от дадена траектория.
Източници на захранванецялата електрическа система на боеприпаса са акумулаторни батерии от различни видове, които имат еднократно действие и се привеждат в работно състояние непосредствено преди бойното му използване.
3.2 Структурата на ядрената бомба
Като прототип взех плутониевата бомба на Fat Man (фиг. 2.), хвърлена на 9 август 1945 г. върху японския град Нагасаки.
Фигура 2 - Атомна бомба "Дебелия човек"
Схемата на тази бомба (типична за плутониеви еднофазни боеприпаси) е приблизително следната:
1. Неутронен инициатор - берилиева топка с диаметър около 2 см, покрита с тънък слой от итриево-полониева сплав или метал полоний-210 - основният източник на неутрони за рязко намаляване на критичната маса и ускоряване на началото на реакцията. Той се запалва в момента на прехвърляне на бойното ядро в свръхкритично състояние (по време на компресия се получава смес от полоний и берилий с отделяне на голям брой неутрони). Понастоящем, в допълнение към този тип иницииране, по-често се среща термоядрено иницииране (TI). Термоядрен инициатор (TI). Той се намира в центъра на заряда (като NI), където е разположено малко количество термоядрен материал, чийто център се нагрява от сближаваща се ударна вълна и в процеса на термоядрена реакция на фона на температурите, които имат възникнали, се произвежда значително количество неутрони, достатъчно за неутронно иницииране на верижна реакция (фиг. 3.).
2. Плутоний. Използва се най-чистият плутоний-239 изотоп, въпреки че за повишаване на стабилността на физичните свойства (плътност) и подобряване на свиваемостта на заряда плутоният се легира с малко количество галий.
3. Обвивка (обикновено направена от уран), която служи като неутронен отражател.
4. Компресираща обвивка от алуминий. Осигурява повече
