Kärnkraftsexplosion- en okontrollerad process för att frigöra en stor mängd värme- och strålningsenergi som ett resultat av en kärnklyvningskedjereaktion eller en termonukleär fusionsreaktion på mycket kort tid. Genom sitt ursprung är kärnexplosioner antingen en produkt av mänsklig aktivitet på jorden och i yttre rymden nära jorden, eller naturliga processer på vissa typer av stjärnor. Konstgjorda kärnvapenexplosioner är kraftfulla vapen utformade för att förstöra stora mark- och skyddade underjordiska militära anläggningar, koncentrationer av fientliga trupper och utrustning (främst taktisk kärnvapen), såväl som fullständigt undertryckande och förstörelse av den motsatta sidan: förstörelsen av stora och små bosättningar med civila och strategisk industri (strategiska kärnvapen).

En kärnvapenexplosion kan ha fredlig användning:

Flytta stora massor av jord under konstruktion;

Kollaps av hinder i bergen;

krossning av malm;

Ökad oljeutvinning från oljefält;

Avstängning av olje- och gasbrunnar för nödsituationer;

Sök efter mineraler genom seismisk sondning av jordskorpan;

Drivkraften för nukleära och termonukleära pulsade rymdfarkoster,

Till exempel det orealiserade projektet med Orion-rymdfarkosten och projektet med interstellar

Automatisk sond "Daedalus");

Vetenskaplig forskning: seismologi, jordens inre struktur, plasmafysik och mycket mer.

PÅ senare tid möjligheten att förstöra eller ändra omloppsbanan för en av de asteroider som hotar en kollision med jorden övervägs med hjälp av en kärnvapenexplosion i dess närhet.

[Fysik]

fissionskedjereaktion

Atomkärnor i vissa isotoper kemiska grundämnen med en stor atommassa (till exempel uran eller plutonium), när de bestrålas med neutroner av en viss energi, förlorar de sin stabilitet och sönderfaller när energi frigörs till två mindre och ungefär lika stora fragment - en fissionsreaktion av atomkärnan uppstår. I det här fallet, tillsammans med fragment med hög kinetisk energi, frigörs flera neutroner, som kan orsaka en liknande process i närliggande liknande atomer. I sin tur kan neutronerna som bildas under deras klyvning leda till klyvning av ytterligare ett antal klyvbara materialatomer - reaktionen blir en kedja, får en kaskadkaraktär. Beroende på de yttre förhållandena, mängden och renheten hos det klyvbara materialet, kan dess flöde ske på olika sätt. Om antalet klyvda kärnor i det efterföljande steget av kedjereaktionen är mindre än i det föregående, på grund av att neutroner strömmar ut från klyvningszonen eller deras absorption av atomkärnor utan efterföljande klyvning, sönderfaller det. Med lika många delade kärnor i båda stegen blir kedjereaktionen självuppehållande, och om antalet delade kärnor överskrids i varje efterföljande steg är fler och fler atomer av det klyvbara ämnet inblandade i reaktionen. Om ett sådant överskott är multipelt, så bildas i en begränsad volym ett stort antal kärnor från atomklyvningsfragment, elektroner, neutroner och elektromagnetisk strålningskvanter med mycket hög kinetisk energi på mycket kort tid. Den enda möjliga formen av deras existens är tillståndet för aggregering av högtemperaturplasma, till en koagel som allt klyvbart material och alla andra ämnen i dess närhet förvandlas. Denna koagel kan inte hållas i sin ursprungliga volym och tenderar att flytta till ett jämviktstillstånd genom att expandera till miljön och utbyta värme med den. Eftersom hastigheten för den ordnade rörelsen av partiklarna som utgör massan är mycket högre än ljudets hastighet både i den och i dess omgivning (om det inte är ett vakuum), kan expansionen inte vara jämn och åtföljs av bildningen av en stötvåg - det vill säga den har karaktären av en explosion.

Termonukleär fusion

Till skillnad från atomklyvningsreaktioner är fusionsreaktioner med energifrisättning endast möjliga bland element med en liten atommassa, som inte överstiger ungefär järnets atommassa. De har ingen kedjekaraktär och är endast möjliga vid höga temperaturer, när den kinetiska energin hos kolliderande atomkärnor är tillräcklig för att övervinna Coulomb-avstötningsbarriären mellan dem, eller för en märkbar sannolikhet för att de smälter samman på grund av kvantmekanikens tunneleffekt. . För att göra en sådan process möjlig är det nödvändigt att göra arbete för att accelerera de ursprungliga atomkärnorna till höga hastigheter, men om de smälter samman till en ny kärna, kommer den energi som frigörs i detta fall att vara större än den energi som spenderas. Uppkomsten av en ny kärna som ett resultat av termonukleär fusion åtföljs vanligtvis av bildandet av olika typer av elementarpartiklar och högenergikvanta av elektromagnetisk strålning. Tillsammans med den nybildade kärnan har de alla en stor kinetisk energi, det vill säga i den termonukleära fusionsreaktionen omvandlas den starka interaktionens intranukleära energi till termisk energi. Som en konsekvens är slutresultatet detsamma som i fallet med en klyvningskedjereaktion - ett gäng högtemperaturplasma bildas i en begränsad volym, vars expansion i det omgivande täta mediet har karaktären av en explosion.

[ Klassificering av kärnvapenexplosioner ]

Konstgjorda kärnvapenexplosioner klassificeras vanligtvis enligt två kriterier: kraften hos den laddning som initierade explosionen, och platsen för den punkt där laddningen befann sig vid detonationsögonblicket (centrum för kärnvapenexplosionen). Projektionen av denna punkt på jordens yta kallas epicentrum för en kärnvapenexplosion. Kraften hos en kärnvapenexplosion mäts i den så kallade TNT-ekvivalenten - massan av trinitrotoluen, vid en kemisk explosion av vilken samma mängd energi frigörs som i en uppskattad kärnkraftsexplosion. De vanligaste enheterna för att mäta utbytet av en kärnvapenexplosion är 1 kiloton (kt) eller 1 megaton (Mt) TNT.

Effektklassificering

Ultraliten (mindre än 1 kt);

Liten (från 1 till 10 kt) - i den rörliga bilden till höger (ca 10 kt);

Medium (från 10 till 100 kt);

Stor (från 100 kt till 1 Mt);

Extra stor (mer än 1 Mt);

En explosion med en kraft på 20 kt ger en zon av fullständig förstörelse med en radie på cirka 1 km, 20 Mt - redan 10 km. Enligt beräkningar, med en explosion med en kapacitet på 100 Mt, kommer zonen för fullständig förstörelse att ha en radie på cirka 35 km, stark förstörelse - cirka 50 km, på ett avstånd av cirka 80 km, kommer oskyddade människor att få tredje graden brännskador. Nästan en sådan explosion kan fullständigt förstöra alla de största städerna på jorden.

Den mest kraftfulla artificiella kärnvapenexplosionen var en atmosfärisk explosion i ytskiktet av den sovjetiska 58 megaton AN602 termonukleära bomben, med smeknamnet Tsar Bomba, vid testplatsen på Novaja Zemlja. Dessutom testades den på partiell effekt, i den så kallade renversionen. Den fulla designkapaciteten med en uran-neutronreflekterande beklädnad kan vara i storleksordningen 100 megaton TNT-ekvivalent.

Klassificering genom att hitta explosionens centrum

Laddningens reducerade höjd (djup) i meter per ton TNT (inom parentes är ett exempel på en explosion med en kapacitet på 1 megaton) [lit. 1] (s. 146, 232, 247, 522, 751):

rymd, exoatmosfärisk eller magnetosfärisk: över 100 km

atmosfärisk:

hög höjd: mer än 10-15 km, men oftare övervägd på höjder av 40-100 km

hög luft: över 15-20 m/t1/3 när blixten är nära sfärisk (över 1,5-2 km)

låg luft: från 3,5 till 15-20 m/t1/3 - den eldiga sfären berör marken och är stympad underifrån (350-1500 m)

mark: 0-3,5 m / t1 / 3, - blixten har formen av en halvklot (0-350 m)

mark med bildandet av en nedsänkt tratt utan betydande utstötning av jord: under 0,5 m/t1/3 (under 50 m)

markkontakt: 0-0,3 m/t1/3 - när jorden kastas ut från tratten och kommer in i det ljusa området (0-30 m)

under jord: på ett djup av mer än 1,5 m/t0,3 [lit. 2] (s. 276) (djupare än 12 m)(?)

för utstötning (utkastning av jord och en krater är många gånger större än vid en markexplosion)

lossande explosion - en hålighet eller kollapskolonn bildas i djupet, och på ytan finns ett ringformigt jordfall (svällande kulle), i mitten av vilken det finns en misslyckad tratt

kamouflage: djupare än 7-10 m / t1 / 3 - en sluten (panna) hålighet eller kollapskolonn förblir i djupet; om kollapskolonnen når ytan, bildas en feltratt utan en svällande kulle (djupare än 700-1000 m)

overhead - vatten avdunstar

under vattnet:

på grunt djup: mindre än 0,3 m/t1/3 - vatten avdunstar till ytan och ingen vattenpelare (explosiv plym) bildas (mindre än 30 m)

med bildandet av en explosiv plym och plymmoln: 0,25-2,2 m/t1/3 (25-220 m)

djupt vatten: djupare än 2,5 m/t1/3 - när den resulterande bubblan kommer till ytan utan att det bildas ett sultanmoln.

[Fenomen i en kärnvapenexplosion]

Endast specifikt för en kärnvapenexplosion

De fenomen som följer med en kärnvapenexplosion varierar beroende på platsen för dess centrum. Nedan behandlar vi fallet med en atmosfärisk kärnvapenexplosion i ytskiktet, vilket var det vanligaste före förbudet mot kärnvapenprov på land, under vatten, i atmosfären och i rymden. Efter initieringen av en fissions- eller fusionsreaktion frigörs en enorm mängd strålnings- och termisk energi i en begränsad volym på mycket kort tid av storleksordningen bråkdelar av mikrosekunder. Reaktionen slutar vanligtvis efter avdunstning och expansion av strukturen hos den explosiva anordningen på grund av den enorma temperaturen (upp till 107 K) och trycket (upp till 109 atm.) vid explosionspunkten. Visuellt från ett stort avstånd uppfattas denna fas som en mycket ljus lysande punkt.

Under reaktionen börjar det lätta trycket från elektromagnetisk strålning att värmas upp och förskjuta den omgivande luften från explosionspunkten - ett eldklot bildas och ett tryckhopp börjar bildas mellan den luft som komprimeras av strålningen och den ostörda, eftersom värmefrontens hastighet överstiger initialt många gånger ljudhastigheten i mediet. Efter sönderfallet av kärnreaktionen stannar energiutsläppet och ytterligare expansion sker inte längre på grund av lätt tryck, utan på grund av skillnaden i temperaturer och tryck i epicentrets område och i luften som omger det. Denna fas kännetecknas av omvandlingen av en lysande punkt till ett eldklot som växer i storlek och gradvis förlorar sin ljusstyrka.

De kärnreaktioner som sker i laddningen fungerar som en källa för olika strålningar: elektromagnetisk i ett brett spektrum från radiovågor till högenergiska gammakvanta, snabba elektroner, neutroner, atomkärnor. Denna strålning, som kallas penetrerande strålning, ger upphov till ett antal konsekvenser som bara är karakteristiska för en kärnvapenexplosion. Neutroner och högenergi-gammakvanter, som interagerar med atomerna i den omgivande materien, omvandlar deras stabila former till instabila radioaktiva isotoper med olika sönderfallsvägar och halvperioder - de skapar den så kallade inducerade strålningen. Tillsammans med fragment av atomkärnor av ett klyvbart ämne eller termonukleära fusionsprodukter som blir över från en explosiv anordning, stiger nybildade radioaktiva ämnen högt upp i atmosfären och kan spridas över ett stort område och bilda en radioaktiv kontaminering av området efter en kärnvapen. explosion. Spektrum av instabila isotoper som bildas under en kärnvapenexplosion är sådant att radioaktiv förorening av området kan pågå i årtusenden, även om strålningsintensiteten minskar med tiden.

Högenergiska gammakvantor från en kärnexplosion, som passerar genom miljön, joniserar dess atomer, slår ut elektroner från dem och ger dem tillräckligt med energi för att kaskadjonisera andra atomer, upp till 30 000 joniseringar per gammakvantum. Som ett resultat av detta finns en "fläck" av positivt laddade joner kvar under epicentrum av en kärnvapenexplosion, som omges av en gigantisk mängd elektrongas; en sådan tidsvarierande konfiguration av elektriska laddningsbärare skapar ett mycket starkt elektromagnetiskt fält, som försvinner efter explosionen tillsammans med rekombinationen av joniserade atomer. I processen med rekombination, stark elektriska strömmar fungerar som en extra källa för elektromagnetisk strålning. Hela detta komplex av fenomen kallas för en elektromagnetisk puls, och även om den tar mindre än en tredjedel av en tiomiljarddel av energin från en explosion inträffar den på mycket kort tid och den kraft som frigörs under denna kan nå 100 GW.

jord kärnkraftsexplosion till skillnad från det vanliga har också sina egna egenskaper. Under en kemisk explosion är temperaturen på marken som gränsar till laddningen och som är involverad i rörelsen relativt låg. Vid en kärnvapenexplosion stiger jordens temperatur till tiotals miljoner grader och det mesta av värmeenergin strålar ut i luften i de allra första ögonblicken och går dessutom till bildandet av värmestrålning och en stötvåg, som inte inträffa i en konventionell explosion.Därav den skarpa skillnaden i påverkan på ytan och jordmassan: en markexplosion av ett kemiskt sprängämne överför upp till hälften av sin energi till marken och en kärnkraft - några procent. Följaktligen är trattens dimensioner och energin för seismiska vibrationer från en kärnexplosion flera gånger mindre än de från en explosion med samma kraft. Men när laddningarna begravs utjämnas detta förhållande, eftersom energin hos överhettad plasma kommer ut i luften mindre och går till arbete på marken.

Undervattensexplosion på 27 meters djup:

Undervattensexplosion på 660 m djup:

Underjordisk explosion på grunt djup:

Krater efter en underjordisk explosion på grunt djup:

Ytans sättningar efter underjordiska explosioner på stora djup:

Explosion på 400 km höjd:

Explosion, processen att frigöra en stor mängd energi i en begränsad volym på kort tid. Som ett resultat av V., ett ämne som fyller volymen där energi frigörs ...

Kärnenergi, atomenergi, den inre energin i atomkärnan som frigörs vid kärnreaktioner. Energin som måste förbrukas för att dela upp kärnan i dess beståndsdelar...

Atombomb, luftbomb med kärnladdning. Den första A. b. tillverkades i USA i slutet av andra världskriget. Vid explosion And. en enorm mängd kärnenergi frigörs. I juli 1945...

Hiroshima, en stad i Japan, i sydväst. handla om. Khonshu, i flodens delta. Ota. Huvudstaden i Hiroshima Prefecture. 787,6 tusen invånare (1974). Ett stort industricentrum i Chugoku ekonomiska region...

Nagasaki, en stad i Japan, i västra delen av ön Kyushu, nära Nagasakibukten. Huvudstaden i Nagasaki Prefecture. 421,1 tusen invånare (1973). Stor kommersiell hamn och passagerarhamn; havsfiskebas i...

Kärnvapen, vapen i vilka förstörelsemedlet är en kärnladdning; är ett komplex som inkluderar kärnvapen, ett sätt att leverera det till målet (raket, torped, flygplan ...

TNT-ekvivalent, massan av en konventionell laddning av ett kemiskt sprängämne (trinitrotoluen), vars explosiva nedbrytningsenergi är lika med energin som frigörs vid en given kärnexplosion. T. öh...

Kärnkedjereaktioner, kärnreaktioner där partiklarna som orsakar dem bildas som produkter av dessa reaktioner. Hittills har den enda kända Ya. c. R. - klyvningsreaktionen av uran och en del transuran ...

Termonukleära reaktioner, kärnreaktioner mellan lätta atomkärnor, som sker vid mycket höga temperaturer (i storleksordningen 107 K och däröver). Höga temperaturer, det vill säga tillräckligt stora relativt ...

Massdefekt, skillnaden mellan massan av en atom i en given isotop, uttryckt i atommassaenheter, och ett masstal lika med antalet nukleoner i kärnan i en given isotop. D. m. är associerad med bindningsenergin hos nukleoner i ...

Kritisk massa, den minsta massan av klyvbart material vid vilken en självuppehållande kedjereaktion av klyvning av atomkärnor kan inträffa; kännetecknas av omvandling till koefficientens enhet ...

Deuterium (lat. Deuterium, från grekiska d & uteros - andra), D, 2H, tungt väte, en stabil isotop av väte med masstalet 2. Kärnan i atomen D. är en deuteron. En stor skillnad i massorna av D och 1H orsakar ...

Tritium (lat. Tritium), T (eller 3H), en radioaktiv isotop av väte med massatalet 3 (därav namnet: från grekiskans tritos - tredje). Upptäcktes 1934 av de engelska forskarna E. Rutherford, M. L. Oliphant och P...

En chockvåg, en chockvåg, ett tunt övergångsområde som fortplantar sig med överljudshastighet, där det finns en kraftig ökning av materiens densitet, tryck och hastighet. U. i...

Arkimedes lag, lagen om statik för vätskor och gaser, enligt vilken varje kropp som är nedsänkt i en vätska (eller gas) påverkas av denna vätska (gas) av en stödkraft lika med vikten ...

Jordbävningsmagnitud (lat. magnitudo - magnitud, från magnus - stor), ett villkorligt värde som kännetecknar den totala energin hos elastiska vibrationer orsakade av jordbävningar eller explosioner; proportionell...

En kärnvapenexplosion, en explosion, storslagen i sin omfattning och destruktiva kraft, orsakad av frigörandet av kärnenergi. Fysiker kom nära möjligheten att bemästra kärnenergi i början av andra världskriget 1939-45. Den första så kallade atombomben skapades i USA genom de kombinerade ansträngningarna av en stor grupp toppforskare, av vilka många emigrerade från Europa för att undkomma nazistregimen. Det första testet I. in. producerades 16 juli 1945 nära Alamogordo (New Mexico, USA); Den 6 och 9 augusti 1945 släpptes två amerikanska atombomber över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki (se Kärnvapen) . Energin hos det första I. in. uppskattas till cirka 1021 erg (1014 j), vilket motsvarar frigörandet av energi under en explosion på cirka 20 tusen år. t(kt) TNT (energin i Ya. v. kännetecknas vanligtvis av dess TNT-ekvivalent) . I Sovjetunionen genomfördes den första atomexplosionen i augusti 1949, och den 12 augusti 1953, det första testet av en mycket kraftfullare vätebomb. Ytterligare kärnvapenmakter producerade testet Ya. med energier upp till tiotals miljoner t(Mt) TNT-motsvarighet.

Till Ya in kan leda antingen till en kärnkedjereaktion av fission av tunga kärnor (till exempel 235U och 239Pu), eller en termonukleär reaktion av fusion av heliumkärnor från lättare kärnor. Kärnorna 235U och 239Pu delas vid infångning av en neutron i två fragmenteringskärnor med medelatommassa; detta producerar också flera neutroner (vanligtvis två eller tre). Summan av massorna av alla dotterpartiklar är mindre än massan av den initiala kärnan med värdet D m kallas massdefekten. Massdefekten, enligt A. Einsteins relation, motsvarar energin DE = D m× c2(med - ljushastighet), vilket är bindningsenergin för klyvningsprodukterna i den ursprungliga kärnan. Frigörandet av denna energi under en snabbt utvecklande kärnklyvningskedjereaktion leder till en explosion. För en klyvbar kärna är energin DE cirka 200 Mev. I 1 kg 235U eller 239Pu innehåller 2,5 × 1024 kärnor. Klyvningen av alla dessa kärnor frigör en enorm energi, lika med ungefär 1021 erg.

Möjligheten att en klyvningskedjereaktion inträffar beror på att mer än en neutron produceras vid klyvning. Var och en av dem kan också producera kärnklyvning. Nästa generation neutroner klyver andra kärnor, etc. Till exempel, om två neutroner av varje generation producerar klyvning, kommer efter 80 generationer reaktionen som började med en neutron att leda till sönderfall av alla kärnor 1 kg klyvbart material. Vanligtvis orsakar inte alla neutroner kärnklyvning, några av dem går förlorade. Om förlusterna är för stora kan kedjereaktionen inte utvecklas. Sannolikheten att förlora en enskild neutron är ju högre, desto mindre linjära dimensioner och massa av det klyvbara materialet. De begränsande villkoren när en kedjereaktion kan utvecklas i ett ämne kallas kritiska. De kännetecknas av densitet, geometri, massa av materia (till exempel finns det en kritisk massa) . Det klyvbara materialet i kärnladdningen är anordnat så att det befinner sig i subkritiska förhållanden (till exempel så att massan sprids). I rätt ögonblick realiseras superkritiska förhållanden (hela massan samlas ihop), och sedan initieras en kedjereaktion. Det är nödvändigt att samla hela massan mycket snabbt så att reaktionen fortskrider med högsta möjliga grad av superkritik och före expansionen av upphettningsämnet skulle största möjliga del av det hinna reagera. Möjligheterna att öka kraften hos kärnklyvning, baserat på kedjereaktionen av kärnklyvning, är praktiskt taget begränsade, eftersom det är mycket svårt att snabbt förvandla en stor massa klyvbart material, initialt lokaliserat i en subkritisk form, till en superkritisk. tillräckligt.

Jag är i. hög effekt med motsvarande miljoner och tiotals miljoner. t TNT är baserade på användningen av termonukleär fusion. Huvudreaktionen här är omvandlingen av två kärnor tunga isotoper väte (deuterium 2H och tritium 3H) till en heliumkärna 4He och en neutron. Energi frigörs i en akt 17.6 mev. Med full förvandling 1 kg tungt väte frigör energi ungefär 4 gånger energin från fission 1 kg 235U eller 239Pu. För att de positivt laddade kärnorna 2H och 3H ska kollidera och genomgå en transformation måste de övervinna de elektriska repulsiva krafterna som verkar mellan dem, d.v.s. ha en betydande hastighet (kinetisk energi). Därför fortsätter den termonukleära reaktionen som används i vätebomben vid mycket höga temperaturer - i storleksordningen tiotals miljoner grader, vilket uppnås med kärnkraft. atombomb används som en "säkring" i en vätebomb. Eftersom väte i sitt normala tillstånd är en gas, används fasta vätehaltiga ämnen 6Li 2H, 6Li 3H vid genomförandet av en termonukleär explosion. Litiumkärnor själva deltar i termonukleär reaktion, vilket ökar energiutbytet av en termonukleär explosion.

Omedelbart efter slutförandet av kärnreaktionen vid tidpunkten 10-7 sek, räknat från dess början, är den frigjorda energin koncentrerad till en mycket begränsad massa och volym (i storleksordningen 1 t och 1 m 3). temperaturen och trycket når samtidigt kolossala värden i storleksordningen 10 miljoner grader och en miljard atmosfärer. En betydande del av energin emitteras av detta uppvärmda ämne i form av mjuk röntgenstrålning, som dock kan fortplanta sig över långa avstånd endast med kärnstrålning. i en extremt sällsynt atmosfär - på höjder av storleksordningen 100 km och högre. I alla andra fall - under explosioner i luften på inte särskilt höga höjder, under jord, under vatten - går nästan all energi från explosionen in i mediet som direkt omger ämnet kärnladdning: luft, jord, vatten. Under påverkan högt tryck en kraftig stötvåg genereras i miljön. Jag är i. genererar också penetrerande strålning - strömmar av gammakvanta och neutroner, som bär bort några procent av explosionens totala energi och fortplantar sig i luft vid atmosfärstryck i många hundra m.

Luft i stötvågen I. in. värms upp till hundratusentals grader och börjar lysa starkt, ett så kallat eldklot dyker upp. Inledningsvis sammanfaller eldklotets yta med fronten av stötvågen, och tillsammans expanderar de i hög hastighet. Till exempel när I. in., motsvarande 20 kt, i luften atmosfärstryck i 10-4 sek eldklotets radie är ungefär 14 m; efter 0,01 sek - 100 m. I detta skede lossnar chockvågen från eldbollens gräns. Stötvågen, som inte längre orsakar en glöd, går långt fram; expansionen av eldklotet saktar ner och stannar sedan helt. Genom 0,1 sek eldbollens radie når sitt maximala värde - cirka 150 m; glödtemperaturen i detta skede är cirka 8000 K. Efter 1 sek ljusstyrkan på glöden börjar falla, och efter 2-3 sek glöden slutar nästan. Totalt står ljusstrålning för ungefär en tredjedel av explosionens totala energi. Denna strålning, som är ljusare än solens strålning, har en mycket stark skadlig effekt och orsakar även på ett avstånd av 2 km bränder, brinnande föremål, brännskador på människor och djur. Efter 10 sek stötvåg går till ett avstånd på 3,7 km från centrum av Ya. Stark destruktiv effekt på hus, industribyggnader, militär utrustning stötvåg I. in. i 20 ktåterges på ett avstånd av upp till 1 km.

Den uppvärmda luften från eldklotet efter att glöden upphört, som är mindre tät än den omgivande luften, stiger under inverkan av den arkimedeiska styrkan (se Arkimedes lag). I processen att stiga expanderar den uppvärmda luften och kyls, och vattenånga kondenserar i den. Det är så ett karakteristiskt virvlande moln av Ya bildas. över hundratals m. På en minut når den en höjd av 4 km, efter 10 min - 10 km. I framtiden bärs detta moln, som innehåller produkter från kärnreaktioner, av vindar och luftströmmar över avstånd på tiotals och hundratals. km. Kärnklyvningsprodukter är radioaktiva, de avger g-kvanter och elektroner. Under påverkan av radioaktivitet och som ett resultat av radioaktivt nedfall sker radioaktiv förorening av området i området för molnspåret, vilket är en av de farligaste konsekvenserna av kärnstrålning, som orsakar strålningssjuka hos människor och djur. Särskilt farligt i förhållande till Yas radioaktiva verkan. på låg höjd, när eldklotet, när det expanderar, vidrör jordens yta, stiger en enorm pelare av damm och jord uppåt, och radioaktiva produkter faller därefter ut med dammet. Stötvågens radie är ungefär proportionell mot kubroten av värdet på den energi som frigörs under explosionen. Till exempel radien för en mycket stark destruktiv verkan av I. in. i 20 Mt cirka 10 gånger mer än för I. c. i 20 kt dvs cirka 10 km. En sådan explosion kan förstöra Storstad.

När jag. på mycket höga höjder, över 100-200 km, uppstår också en chockvåg och ett eldklot, men en mycket mindre del av kärnenergins energi övergår i ljusstrålning, eftersom luften på grund av den starka sällsyntheten avger ljus mycket svagare. En av stora konsekvenser höghus I. in. är uppkomsten av stora regioner med ökad jonisering med en radie på tiotals och till och med hundratals km och atmosfärisk störning. Jonisering orsakas av inverkan av röntgen- och g-strålning (liksom neutroner) och leder till allvarliga störningar i driften av radar och radiokommunikation. Höghöjdsradiostationer utförda i USA 1958-62 visade att stabil radiokommunikation kunde avbrytas i tiotals minuter.

Vid en undervattensexplosion finns ungefär hälften av all energi i den primära stötvågen, som producerar den huvudsakliga förstörelsen. En undervattensexplosion kännetecknas av att det bildas en stor bubbla runt explosionens mitt, som gör pulserande rörelser som avtar med tiden. Sekundära vågor som emitteras på grund av bubbelpulseringar har en mycket mindre effekt än den primära stötvågen. Radien för en stark destruktiv handling, vilket leder till notationen av fartyg (med Ya. århundradet i 20 kt på ett grunt djup), är ~ 0,5 km. Under vattnet Ya. en "sultan" visas - en enorm kolonn ovanför vattenytan, bestående av vattendamm och spray. Starka ytvågor uppstår också som fortplantar sig över många km(med en explosion vid 20 kt på ett avstånd av 3 km från explosionens epicentrum når vågtoppens höjd 3 m).

Med underjordiska Ya. förstörelse produceras också av stötvågen. Som vid en undervattensexplosion dyker en högtrycksgasbubbla upp i mitten. Med en ytlig explosion bildas en enorm tratt, en pelare av damm och jord stiger upp i luften. Underjordiska Ya's orsakar en chock, i sin verkan som liknar en jordbävning. Genom sin energi I. in. i 20 kt kan jämföras med en jordbävning med en kraft på 5 M(magnitud) på Richterskalan (se Jordbävningens magnitud). Jag är i. H-bomb vid 20 Mt motsvarar en jordbävning med en kraft på 7 M. Seismiska vågor av underjordiska Ya. registreras på tusentals avstånd km från platsen för explosionen.

Yu. P. Reiser.

Underjordiska Ya's användes för fredliga ändamål för storskalig gruvdrift, gruvdrift, etc. Distinguish begravd Ya. utomhus och under jord (kamouflage), när radien för den destruktiva åtgärden inte når jordens yta. Jag är i. yttre åtgärder, med hjälp av vilken det är möjligt att flytta enorma massor av stenar på ett riktat sätt (för att öppna mineralfyndigheter, bygga kanaler, banvallsdammar, reservoarer, konstgjorda hamnar etc.), kräver skapandet av kärntekniska anordningar och metoder för deras detonation, vilket garanterar frånvaron av radioaktiv kontamineringsatmosfär och fullständig säkerhet för biosfären. Kamouflage I. in. utförs när laddningen fördjupas till flera km. Dessa explosioner intensifierar utvecklingen av utarmade olje- och gasfyndigheter, skapar (i plaststenar) lagringstankar (för naturgas, oljeprodukter, avfallshantering etc.), tillåter krossning av starka malmkroppar (för deras utvinning), eliminerar nödgas och oljefontäner.

Belyst.:Åtgärd av kärnvapen, trans. från English, M., 1960; Zel'dovich Ya. B., Raiser Yu. P., Physics of shock waves and high-temperatur hydrodynamic phenomenas, 2nd ed., M., 1966; Cole R., Undervattensexplosioner, övers. från engelska, M., 1950; Underjordiska kärnvapenexplosioner, trans. från English, M., 1962; Kärnvapenexplosion i rymden, på jorden och under jorden, trans. från English, M., 1974; atomexplosioner för fredliga ändamål, M., 1970; Israel Yu. A., Peaceful nuclear explosions and the environment, L., 1974.

"Om strålan från tusen solar blinkade på himlen, skulle det vara som den Allsmäktiges glans...

Jag är döden, världarnas förstörare."

Detta var orden av Robert Oppenheimer, 1945, efter testet av atombomben, det första kärnvapenprovet någonsin. Månader senare släpptes två bomber av samma storlek (cirka 20 kiloton) över städerna Hiroshima och Nagasaki med förödande effekt.

Under de kommande tjugo åren kommer flera nationer att genomföra kärnvapenprov över hela världen med olika metoder och kärnkraft. Explosioner varierade i storlek från mindre än ett kiloton hela vägen upp till en 50 megaton tsarbomb 1961. Det är 2500 gånger starkare än en bomb släppte på Hiroshima.

De flesta av kärnvapenexplosionerna nedan utfördes i USA under höjden av det kalla kriget. De utfördes huvudsakligen i Nevadas och New Mexicos öknar och mitt i Stillahavsatollen (korallön) på Marshallöarna. Storbritannien och Frankrike testade också kärnvapen i Stilla havet.

Fotografierna av kärnvapenexplosioner nedan är vackra och skrämmande på samma gång.

Ett otroligt, apokalyptiskt fotografi av de franska kärnvapenproven som utfördes på Fangataufa-atollen den 3 juli 1970. Explosionsutbytet var 914 kiloton.

En av många prövningar som en del av verksamheten PlumbBob i Nevadas öken. Denna enhet fick namnet Priscilla(Drottningen av öknen?!)(Priscilla). Priscilla gav en avkastning på 37 kiloton.

Projekt "Chagan" ("Test 1004") kärnvapenexplosion som var en del avprogramSovjetunionen för nationalekonomi. Tanken var att använda kärnvapenexplosioner i fredliga civila projekt. 140 kiloton explosion skapade en djup krater som så småningom förvandlades till en flod som heter Chagan.

En serie av 14 kärnvapenprovsprängningar kallade "Teapot" (Teapot), utförda av USA i februari-maj 1955 kärnvapenprovplats i Nevada. En explosion kalladesTRÄFFADEgenomfördes den 15 april 1955 med kapacitet 22 kiloton.
Rökstrimmorna som är synliga är faktiskt spår från blossarna som används att övervaka explosion.

« Låsa" detta är en serie tester av kraftfulla termonukleära explosioner. Den ikoniska svampen från Romeos slott har skapats från en laddning på 11 megaton. Denna bild kom som personifieringen av kärnvapenexplosioner och vapen.

"Baker" (Baker) explosion, var en del av operationen "Crossroads" och var första kärnvapenprovet under vattnet. Med tanke på att detta är ett foto gjordes tillbaka 1946, kvalitet är inte dåligt. Du kan se stor vattenpelare, Med Till höger syns ett hål på pelaren: slagskeppet Arkansas. Flotta på 95 målfartyg i bruk för provning av denna 23 kilotons explosion. Fartyg som befann sig på ett avstånd av 760 meter sänktes och några på ett avstånd av 1,5 km från epicentrum skadades allvarligt.

Ett massivt eldklot, skapat av Badger-testet på 23 kiloton, detonerades på tornet som en del av verksamheten"Upshot-Knothole" (Upshot - Knothole).

Den här bilden togs några millisekunder tillbaka efter explosionen kärnteknisk anordning under operationen"Tumbler Snapper" (Tumbler - Snapper). Bilden är tagen genom specialiserade Rapatroniska kameror med exponeringstid tre ppm sekunder. De första fyra laddningarna som släpptes från B-50 bombplanen sprängdes i luften för att fastställa den optimala höjden på explosionen, samt för att klargöra skillnaden mellan de verkliga och beräknade explosionskrafterna.

Förmodligen denna av de vackraste fotografier av en kärnvapenexplosion är en avkärnvapenprov"Unicorn" på Fangataufa (fr. Fangataufa) atollen i Franska Polynesien. Jag gillar särskilt kontrast mellan tropisk idyll och termonukleär död, förstörelse från denna 1 megaton stridsspets.

Operation Dominic var en av de 36 kärnvapenexplosioner vi genomförde på Julön 1962. På bilden ovan är en stridsspetsraket på 20 kilo som avfyrats från hangarfartyget Agerholm, 3 km från hotellet, kallad svärdfisk.

Ännu en explosion från Operation Plumbbob. Denna händelse kallades "rökig", kraften i laddningen är 44 kiloton. Efter explosionen av detta enorma eldklot utsätts mer än 3 000 militärer för höga nivåer strålning. Hela Plumbbob-operationen släppte ut farliga mängder strålning i atmosfären.

Det här fotot är så unikt. Fotograferad 16 millisekunder efter den första kärnvapenexplosionen. Ja, det är ungefär 1/100 av en sekund som point of no return har passerat och kärnvapenkapprustningen har börjat.

Detta ikoniska foto är överraskande självförklarande. Ett granat beväpnat med en 15-kiloton kärnstridsspets har just avlossats från kanonen i förgrunden. Detta speciella exempel på kärnvapenartilleri var kärleksfullt känt som "Atomic Annie" och detta test kallades "Grable Shot".

Bravo var störst kärnvapenprov innehas av USA. Explosionen orsakades av en stridsspets på 15 megaton och resulterade i allvarlig strålningsförorening. miljö, vilket väckte oro över hela världen och ledde till en allvarlig revidering av befintliga synpunkter på kärnvapen.

Owens var en av de minsta enheterna som testades som en del av Operation Plumbbob. Men explosionen från 9,7 kiloton ger fortfarande en ganska imponerande syn.

Explosionen skapades från en anordning på 104 kiloton begravd under ytan. Detta var en del av Operation Plowshare, som liknade sovjetiska kärnvapenexplosioner för det nationella ekonomiska programmet. Tanken var att använda kärnvapen för fredstid, med idéer som explosiva hamnar. Av någon anledning passade det inte...

En termonukleär explosion på 13,7 kiloton testades på Eniwetok-atollens testplats. Denna dramatiska explosion var resultatet av att enheten nedsänktes i en tank med vatten för att simulera en underjordisk explosion.

Om du hittar ett fel, markera en text och klicka Ctrl+Enter.

Från fysikens gång är det känt att nukleonerna i kärnan - protoner och neutroner - hålls samman av en stark interaktion. Det överstiger avsevärt Coulombs repulsionskrafter, så kärnan som helhet är stabil. På 1900-talet upptäckte den store vetenskapsmannen Albert Einstein att massan av enskilda nukleoner är något större än deras massa i ett bundet tillstånd (när de bildar en kärna). Vart tar en del av massan vägen? Det visar sig att det går över i nukleonernas bindningsenergi och tack vare det kan kärnor, atomer och molekyler existera.

De flesta av de kända kärnorna är stabila, men det finns även radioaktiva sådana. De utstrålar kontinuerligt energi, eftersom de utsätts för radioaktivt sönderfall. Kärnorna i sådana kemiska grundämnen är inte säkra för människor, men de avger inte energi som kan förstöra hela städer.

Kolossal energi uppstår som ett resultat av en kärnkedjereaktion. Isotopen uran-235, liksom plutonium, används som kärnbränsle i en atombomb. När en neutron träffar kärnan börjar den dela sig. Neutronen, som är en partikel utan elektrisk laddning, kan lätt tränga in i kärnans struktur och kringgå verkan av krafterna från elektrostatisk interaktion. Som ett resultat kommer det att börja sträcka sig. Den starka interaktionen mellan nukleoner kommer att börja försvagas, medan Coulomb-krafterna kommer att förbli desamma. Uran-235 kärnan kommer att delas i två (sällan tre) fragment. Ytterligare två neutroner kommer att dyka upp, som sedan kan ingå i en liknande reaktion. Därför kallas det kedja: det som orsakar fissionsreaktionen (neutronen) är dess produkt.

Som ett resultat av en kärnreaktion frigörs energi som binder nukleoner i moderkärnan till uran-235 (bindande energi). Denna reaktion ligger till grund för driften av kärnreaktorer och explosionen av atombomben. För dess genomförande måste ett villkor vara uppfyllt: bränslemassan måste vara underkritisk. När plutonium kombineras med uran-235 uppstår en explosion.

Kärnkraftsexplosion

Efter kollisionen av kärnorna av plutonium och uran bildas en kraftig stötvåg som påverkar allt liv inom en radie av cirka 1 km. Eldklotet som dök upp på platsen för explosionen expanderar gradvis till 150 meter. Dess temperatur sjunker till 8 tusen Kelvin när chockvågen rör sig tillräckligt långt. Den uppvärmda luften transporterar radioaktivt damm över stora avstånd. En kärnvapenexplosion åtföljs av kraftig elektromagnetisk strålning.