Kärnvapen. Typer av nukleära transformationer, alfa- och beta-sönderfall

Kärnvapen är ammunition vars verkan är baserad på användningen av intranukleär energi som frigörs under kärnreaktioner division eller syntes. Centrum för en kärnvapenexplosion är den punkt där en blixt inträffar eller eldklotets centrum är lokaliserat, och epicentret är projektionen av explosionscentrumet på jorden eller vattenytan.

5.1.1 Typer av kärnladdningar

atomladdningar

Handling atomvapenär baserad på klyvningsreaktionen av tunga kärnor (uran-235, plutonium-239, etc.). En klyvningskedjereaktion utvecklas inte i någon mängd klyvbart material, utan endast i en massa som bestäms för varje ämne. Den minsta mängd klyvbart material där en självutvecklande kärnkedjereaktion är möjlig kallas den kritiska massan. Minska kritisk massa kommer att observeras med en ökning av ämnets densitet.

Klyvbart material i en atomladdning är i ett subkritiskt tillstånd. Enligt principen om dess överföring till det superkritiska tillståndet delas atomladdningar in i kanon- och implosiva typer.

I laddningar av kanontyp kombineras två eller flera delar av det klyvbara materialet, som var och en har en massa som är mindre än den kritiska massan, snabbt med varandra till en superkritisk massa som ett resultat av explosionen av ett konventionellt sprängämne (att skjuta en del till en annan).

När man skapar avgifter enligt ett sådant schema är det svårt att säkerställa hög superkritik, vilket gör att dess effektivitet är låg. Fördelen med schemat av kanontyp är förmågan att skapa laddningar med liten diameter och hög motståndskraft mot mekaniska belastningar, vilket gör att de kan användas i artillerigranater och minor.

I laddningar av den implosiva typen överförs det klyvbara materialet, som vid normal densitet har en massa mindre än den kritiska, till det superkritiska tillståndet genom att öka dess densitet som ett resultat av kompression med hjälp av en explosion av ett konventionellt sprängämne. I sådana laddningar är det möjligt att erhålla en hög superkritikitet och följaktligen en hög koefficient fördelaktig användning klyvbart material.

Termonukleära laddningar

Verkan av termonukleära vapen är baserad på fusionsreaktionen av kärnorna av lätta element. För uppkomsten av en termonukleär kedjereaktion krävs en mycket hög (i storleksordningen flera miljoner grader) temperatur, vilket uppnås genom explosionen av en konventionell atomladdning. Litium-6-deutrid (en fast förening av litium-6 och deuterium) används vanligtvis som termonukleärt bränsle.

neutronladdningar

Neutronladdningen är speciell sort termo kärnladdning låg effekt med ökad neutronstrålning. Som är känt, under explosionen av ett kärnvapen, bär chockvågen cirka 50% av energin, och den penetrerande strålningen överstiger inte 5%. Syftet med en kärnladdning av neutrontyp är att omfördela förhållandet mellan skadliga faktorer till förmån för penetrerande strålning, eller snarare neutronflödet.

Enligt utländsk press har amerikanska specialister lyckats skapa liknande projektiler för stridsspetsarna från Lance taktiska missiler och 155-millimeters artillerisystem. Under explosionen av en neutronprojektil orsakar stötvågen och ljusstrålningen kontinuerlig förstörelse inom en radie av 200-300 m. Och dosen neutronstrålning som uppstår på ett avstånd av 800 m från explosionspunkten för neutronstridsspetsen av "Lees"-raketen berövar nästan omedelbart människokropp livskraft.

"ren" laddning

En ren laddning är en kärnladdning, under vars explosion utbytet av långlivade radioaktiva isotoper minskar avsevärt.

Kärnvapen används för att utrusta luftbomber, landminor, torpeder och artillerigranater.

Medel för leverans av kärnvapen kan vara ballistiska missiler, kryssnings- och luftvärnsmissiler, flyg.

Kraften i kärnvapen
Kärnvapen har enorm kraft. Klyvningen av uran med en massa i storleksordningen ett kilogram frigör samma mängd energi som explosionen av TNT med en massa på cirka 20 000 ton. termonukleära reaktioner syntesen är ännu mer energikrävande. Explosionskraften hos kärnvapen mäts vanligtvis i enheter av TNT-ekvivalenter. TNT-ekvivalenten förstås som energikarakteristiken för en explosion av en kärn- eller termonukleär laddning. Med andra ord är TNT-ekvivalenten massan av trinitrotoluen, vilket skulle ge en explosion som i kraft motsvarar explosionen av ett givet kärnvapen. Det mäts vanligtvis i kiloton (kT) eller megaton (MgT).

Beroende på kraft kärnvapen uppdelat i kalibrar:

ultraliten (mindre än 1 kT);
liten (från 1 till 10 kT);
medium (från 10 till 100 kT);
stor (från 100 kT till 1 MgT);
superstor (över 1 MgT).

Termonukleära laddningar är utrustade med superstor, stor och medelkalibrig ammunition; kärnkraft - ultraliten, liten och medelstor kaliber, neutron - ultraliten och liten kaliber.

Typer kärnvapenexplosioner

Beroende på vilka uppgifter som ska lösas kärnvapen, om typen och placeringen av föremål för vilka kärnvapenexplosioner planeras, liksom om arten av de kommande fientligheterna, kan kärnvapenexplosioner utföras i luften, nära jordens yta (vatten) och underjordisk (vatten) . I enlighet med detta särskiljs följande typer av kärnkraftsexplosioner: luft, hög höjd (i försålda skikt av atmosfären), mark (yta), underjord (under vatten).

5.1.2 Skadliga faktorer vid en kärnvapenexplosion

En kärnvapenexplosion kan omedelbart förstöra eller oskyddade människor, öppet stående utrustning, strukturer och diverse materiel. De främsta skadliga faktorerna för en kärnexplosion (PFYAV) är:

stötvåg;
ljusstrålning;
penetrerande strålning;
radioaktiv kontaminering av området;
elektromagnetisk puls (EMP).

Under en kärnvapenexplosion i atmosfären är fördelningen av den frigjorda energin mellan PNF:erna ungefär följande: cirka 50 % för stötvågen, 35 % för andelen ljusstrålning, 10 % för radioaktiv förorening och 5 % för penetrerande strålning och EMP.

stötvåg

Stötvågen är i de flesta fall den huvudsakliga skadlig faktor kärnkraftsexplosion. Till sin natur liknar den chockvågen av en helt vanlig explosion, men den verkar under en längre tid och har en mycket större destruktiv kraft. Chockvågen från en kärnvapenexplosion kan på avsevärt avstånd från explosionens centrum tillfoga människor skador, förstöra strukturer och skada militär utrustning.

Stötvågen är ett område med stark luftkompression som fortplantar sig med hög hastighet i alla riktningar från explosionens centrum. Dess fortplantningshastighet beror på lufttrycket i fronten av stötvågen; nära explosionens centrum överskrider den ljudets hastighet flera gånger, men minskar kraftigt med ökande avstånd från explosionsplatsen. Under de första 2 sekunderna färdas stötvågen cirka 1000 m, på 5 s - 2000 m, på 8 s - cirka 3000 m.

De skadliga effekterna av en chockvåg på människor och den destruktiva effekten på militär utrustning, tekniska strukturer och materiel bestäms i första hand av övertrycket och hastigheten av luftrörelser i fronten. Oskyddade människor kan dessutom bli förvånade över glassplitter som flyger i hög hastighet och fragment av förstörda byggnader, fallande träd, liksom spridda delar av militär utrustning, jordklumpar, stenar och andra föremål som sätts i rörelse av hög- hastighetstrycket för stötvågen. De största indirekta lesionerna kommer att observeras i avräkningar och i skogen; i dessa fall kan förlusten av befolkning vara större än från den direkta verkan av stötvågen. Nederlagen tillfogade stötvåg, uppdelad i lätt, medium, tung och extremt tung.

Lätta lesioner uppstår vid ett övertryck på 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2) och kännetecknas av tillfällig skada på hörselorganen, allmän mild kontusion, blåmärken och dislokationer av armar och ben. Medelstora lesioner uppstår vid ett övertryck på 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf/cm2). I detta fall kan dislokationer av armar och ben, kontusion av hjärnan, skador på hörselorganen, blödning från näsa och öron uppstå. Allvarliga skador är möjliga med ett övertryck av stötvågen på 60-100 kPa (0,6-1,0 kgf / cm2) och kännetecknas av en stark kontusion av hela organismen; skada på hjärnan och organ kan uppstå. bukhålan, svår blödning från näsa och öron, svåra frakturer och dislokationer i armar och ben. Extremt allvarliga skador kan vara dödliga om övertrycket överstiger 100 kPa (1,0 kgf/cm2).

Graden av skada av en stötvåg beror i första hand på kraften och typen av kärnvapenexplosion. Med en luftexplosion med en kraft på 20 kT är lätta skador hos människor möjliga på avstånd upp till 2,5 km, medel - upp till 2 km, svår - upp till 1,5 km, extremt svår - upp till 1,0 km från epicentrum explosion. Med en ökning av kalibern på ett kärnvapen, växer radierna för skador av en stötvåg i proportion till kubroten av explosionskraften.

Garanterat skydd av människor från stötvågen tillhandahålls genom att skydda dem i skyddsrum. I avsaknad av skyddsrum används naturliga skydd och terräng.

Vid en underjordisk explosion uppstår en stötvåg i marken och vid en undervattensexplosion i vattnet. Stötvågen, som fortplantar sig i marken, orsakar skador på underjordiska strukturer, avlopp, vattenledningar; när det sprider sig i vatten observeras skador på undervattensdelen av fartyg som är belägna även på avsevärt avstånd från explosionsplatsen.

I förhållande till civila och industriella byggnader kännetecknas förstörelsegraderna av svag, medel, stark och fullständig förstörelse.

Svag förstörelse åtföljs av förstörelse av fönster- och dörrfyllningar och lätta skiljeväggar, taket är delvis förstört, sprickor är möjliga i väggarna på de övre våningarna. Källare och nedre våningar är helt bevarade.

Medium förstörelse manifesteras i förstörelsen av tak, inre skiljeväggar, fönster, kollaps av vindsgolv, sprickor i väggarna. Restaurering av byggnader är möjlig vid större reparationer.

Allvarlig förstörelse kännetecknas av förstörelsen av bärande strukturer och tak på de övre våningarna, utseendet på sprickor i väggarna. Användningen av byggnader blir omöjlig. Reparation och restaurering av byggnader blir opraktisk.

Med fullständig förstörelse kollapsar alla huvudelementen i byggnaden, inklusive de bärande strukturerna. Det är omöjligt att använda sådana byggnader, och för att de inte ska utgöra en fara är de helt kollapsade.

ljusemission

Ljusstrålningen från en kärnvapenexplosion är en ström av strålningsenergi, inklusive ultraviolett, synlig och infraröd strålning. Ljusstrålningskällan är ett ljusområde som består av heta explosionsprodukter och varm luft. Ljusstrålningens ljusstyrka i den första sekunden är flera gånger större än solens ljusstyrka. Den maximala temperaturen för det glödande området ligger i intervallet 8000-10000 °C.

Den skadliga effekten av ljusstrålning kännetecknas av en ljuspuls. En ljuspuls är förhållandet mellan mängden ljusenergi och området på den upplysta ytan som är belägen vinkelrätt mot utbredningen av ljusstrålar. Enheten för ljuspuls är joule per kvadratmeter (J/m2) eller kalori per kvadratcentimeter (cal/cm2).

Den absorberade energin av ljusstrålning omvandlas till termisk energi, vilket leder till uppvärmning av materialets ytskikt. Värmen kan vara så intensiv att brännbart material kan förkolnas eller antändas och obrännbart material spricka eller smälta, vilket leder till enorma bränder. Samtidigt är effekten av ljusstrålning från en kärnvapenexplosion likvärdig med den massiva användningen av brandvapen.

Människans hud absorberar också energin från ljusstrålning, på grund av vilken den kan värmas upp till en hög temperatur och brännas. Först och främst uppstår brännskador på öppna områden av kroppen som är vända mot explosionens riktning. Om du tittar i riktning mot explosionen med oskyddade ögon, är skador på ögonen möjliga, vilket leder till fullständig synförlust.

Brännskador orsakade av ljusstrålning skiljer sig inte från brännskador orsakade av eld eller kokande vatten. De är desto starkare, desto mindre avstånd till explosionen och desto större kraft har ammunitionen. Vid en luftexplosion är den skadliga effekten av ljusstrålning större än vid en markexplosion med samma kraft. Beroende på ljuspulsens upplevda magnitud delas brännskador upp i tre grader.

Första gradens brännskador uppstår med en ljuspuls på 2-4 cal/cm2 och visar sig i ytliga hudskador: rodnad, svullnad, ömhet. Vid andra gradens brännskador, med en ljuspuls på 4-10 cal/cm2, uppstår blåsor på huden. Vid tredje gradens brännskador, med en ljuspuls på 10-15 cal/cm2, observeras hudnekros och sårbildning.

Med en luftexplosion av en ammunition med en kraft på 20 kT och en atmosfärstransparens på cirka 25 km, kommer första gradens brännskador att observeras inom en radie av 4,2 km från explosionens centrum; med explosionen av en laddning med en effekt på 1 MgT kommer detta avstånd att öka till 22,4 km. Andra gradens brännskador uppstår på avstånden 2,9 och 14,4 km och tredje gradens brännskador på avstånden 2,4 respektive 12,8 km för ammunition med en kapacitet på 20 kT och 1 MgT.

Olika föremål som skapar en skugga kan fungera som skydd mot ljusstrålning, men de bästa resultaten uppnås vid användning av skyddsrum och skyddsrum.

penetrerande strålning

Penetrerande strålning är en ström av gammakvanta och neutroner som emitteras från zonen för en kärnvapenexplosion. Gammakvanta och neutroner fortplantar sig i alla riktningar från explosionens centrum.

När avståndet från explosionen ökar, minskar antalet gammakvanta och neutroner som passerar genom en enhetsyta. Under kärn- och undervattensexplosioner sträcker sig effekten av penetrerande strålning över avstånd som är mycket kortare än vid mark- och luftexplosioner, vilket förklaras av absorptionen av neutronflödet och gammakvanta av jord och vatten.

Skadezonerna genom inträngande strålning under explosioner av kärnvapen med medel- och högkraft är något mindre än skadezonerna av en stötvåg och ljusstrålning.

För ammunition med en liten TNT-ekvivalent (1000 ton eller mindre), tvärtom, överskrider zonerna med skadlig verkan genom penetrerande strålning skadezonerna av stötvågor och ljusstrålning.

Den skadliga effekten av penetrerande strålning bestäms av förmågan hos gammakvanta och neutroner att jonisera atomerna i mediet där de fortplantar sig. Passerar genom levande vävnad, joniserar gammakvanta och neutroner de atomer och molekyler som utgör cellerna, vilket leder till störningar av de vitala funktionerna hos enskilda organ och system. Under påverkan av jonisering sker biologiska processer av celldöd och nedbrytning i kroppen. Som ett resultat utvecklar drabbade människor en specifik sjukdom som kallas strålningssjuka.

För att bedöma joniseringen av mediets atomer, och följaktligen den skadliga effekten av penetrerande strålning på en levande organism, introduceras begreppet strålningsdos (eller strålningsdos), vars enhet är röntgenet (R). En stråldos på 1R motsvarar bildandet av cirka 2 miljarder par joner i en kubikcentimeter luft.

Beroende på stråldosen finns det fyra grader av strålsjuka. Den första (mild) inträffar när en person får en dos på 100 till 200 R. Den kännetecknas av allmän svaghet, mild illamående, kortvarig yrsel, ökad svettning; personal som får en sådan dos misslyckas vanligtvis inte. Den andra (mitten) graden av strålningssjuka utvecklas när man får en dos på 200-300 R; i detta fall uppträder tecknen på skada - huvudvärk, feber, gastrointestinala störningar - skarpare och snabbare, personalen misslyckas i de flesta fall. Den tredje (allvarliga) graden av strålningssjuka inträffar vid en dos på mer än 300-500 R; det kännetecknas av svår huvudvärk, illamående, allvarlig allmän svaghet, yrsel och andra åkommor; den svåra formen är ofta dödlig. En stråldos över 500 R orsakar strålsjuka av fjärde graden och anses vanligtvis vara dödlig för en person.

Skydd mot penetrerande strålning tillhandahålls av olika material som dämpar flödet av gamma- och neutronstrålning. Graden av dämpning av penetrerande strålning beror på materialens egenskaper och tjockleken på skyddsskiktet. Dämpningen av intensiteten av gamma- och neutronstrålning kännetecknas av ett lager av halvdämpning, vilket beror på materialens densitet.

Ett lager av halvdämpning är ett lager av materia, under vilket intensiteten av gammastrålar eller neutroner halveras.

radioaktiv smitta

Radioaktiv kontaminering av människor, militär utrustning, terräng och olika föremål under en kärnvapenexplosion orsakas av fissionsfragment av laddningsämnet (Pu-239, U-235, U-238) och den oreagerade delen av laddningen som faller ut ur explosionen moln, såväl som inducerad radioaktivitet. Med tiden minskar aktiviteten hos fissionsfragment snabbt, särskilt under de första timmarna efter explosionen. Så till exempel kommer den totala aktiviteten av fissionsfragment i explosionen av ett kärnvapen med en kraft på 20 kT på en dag att vara flera tusen gånger mindre än en minut efter explosionen.

De flesta av de långlivade isotoperna är koncentrerade i det radioaktiva moln som bildas efter explosionen. Molnhöjden för en ammunition med en kraft på 10 kT är 6 km, för en ammunition med en kraft på 10 MgT är den 25 km. När molnet rör sig faller först de största partiklarna ut ur det och sedan allt mindre partiklar och bildar en zon av radioaktiv förorening längs vägen, det så kallade molnspåret. Storleken på spåret beror främst på kärnvapnets kraft, samt på vindens hastighet, och kan vara flera hundra kilometer långt och flera tiotals kilometer brett.

Graden av radioaktiv kontaminering av området kännetecknas av strålningsnivån under en viss tid efter explosionen. Nivån av strålning kallas exponeringsdoshastigheten (R/h) på en höjd av 0,7-1 m över den förorenade ytan.

Beroende på graden av fara delas de uppkommande zonerna av radioaktiv förorening vanligtvis in i följande fyra zoner.

Zon G är en extremt farlig infektion. Dess yta är 2-3% av området för explosionsmolnspåret. Strålningsnivån är 800 R/h.

Zon B - farlig infektion. Det upptar cirka 8-10% av området för explosionsmolnspåret; strålningsnivå 240 R/h.

Zon B - allvarlig förorening, som står för cirka 10% av arean av det radioaktiva spåret, strålningsnivån är 80 R/h.

Zon A - måttlig förorening med ett område på 70-80% av området för hela spåret av explosionen. Strålningsnivån vid zonens yttre gräns 1 timme efter explosionen är 8 R/h.

Skador till följd av intern exponering uppstår på grund av inträngning av radioaktiva ämnen i kroppen genom andningsorganen och mag-tarmkanalen. I detta fall kommer radioaktiv strålning i direkt kontakt med inre organ och kan orsaka allvarlig strålningssjuka; sjukdomens karaktär kommer att bero på mängden radioaktiva ämnen som har kommit in i kroppen.

Radioaktiva ämnen har ingen skadlig effekt på rustning, militär utrustning och ingenjörskonstruktioner.

elektromagnetisk puls

Kärnexplosioner i atmosfären och i högre skikt leder till kraftiga elektromagnetiska fält. På grund av deras kortvariga existens kallas dessa fält vanligtvis för en elektromagnetisk puls (EMP).

Den skadliga effekten av elektromagnetisk strålning beror på förekomsten av spänningar och strömmar i ledare av olika längd placerade i luften, utrustningen, på marken eller på andra föremål. Effekten av EMR manifesteras främst i förhållande till radio-elektronisk utrustning, där, under verkan av EMR, elektriska strömmar och spänningar som kan orsaka genombrott av elektrisk isolering, skador på transformatorer, förbränning av avledare, skador på halvledarenheter och andra delar av radiotekniska enheter. Kommunikations-, signal- och kontrolllinjer är de mest utsatta för EMI. Stark elektromagnetiska fält kan skada elektriska kretsar och störa driften av oskärmad elektrisk utrustning.

En explosion på hög höjd kan störa kommunikationer över mycket stora områden. EMI-skydd uppnås genom att skärma strömförsörjningsledningar och utrustning.

5.1.3 Härd kärnvapenförstöring

Fokus för kärnvapenförstörelse är det territorium där, under inflytande av de skadliga faktorerna av en kärnvapenexplosion, förstörelse av byggnader och strukturer, bränder, radioaktiv förorening av området och skador på befolkningen inträffar. Den samtidiga påverkan av en stötvåg, ljusstrålning och penetrerande strålning bestämmer till stor del den kombinerade karaktären av den destruktiva effekten av en kärnvapenexplosion på människor, militär utrustning och strukturer. Vid kombinerad skada på människor kan skador och kontusion från exponering för en stötvåg kombineras med brännskador från ljusstrålning med samtidig antändning från ljusstrålning. Radioelektronisk utrustning och anordningar kan dessutom förlora sin funktion som ett resultat av exponering för en elektromagnetisk puls (EMP).

Storleken på källan är ju större, desto kraftigare är kärnvapenexplosionen. Naturen av förstörelse i härden beror också på styrkan hos strukturerna i byggnader och strukturer, deras antal våningar och byggnadstäthet.

För den yttre gränsen för källan till kärnskada tas en villkorlig linje på marken, ritad på ett sådant avstånd från explosionens epicentrum, där värdet på övertrycket från stötvågen är 10 kPa.

Intern omvandling Isomerisk övergång

Kärnreaktion av litium-6 med deuterium 6 Li(d,α)α

kärnreaktion- processen för omvandling av atomkärnor, som sker när de interagerar med elementarpartiklar, gammakvanta och med varandra, vilket vanligtvis leder till frigöring av en enorm mängd energi. Spontana (som sker utan påverkan av infallande partiklar) processer i kärnor - till exempel radioaktivt sönderfall - klassas vanligtvis inte som kärnreaktioner. För att utföra en reaktion mellan två eller flera partiklar är det nödvändigt att de interagerande partiklarna (kärnorna) närmar sig ett avstånd av storleksordningen 10 −15 m, det vill säga det karaktäristiska området för kärnkrafter. Kärnreaktioner kan inträffa både med frigöring och absorption av energi. Reaktioner av den första typen, exotermiska, fungerar som grunden för kärnenergi och är energikällan för stjärnor

Reaktioner som följer med absorption av energi (endotermisk) kan endast inträffa om den kinetiska energin hos kolliderande partiklar (i masscentrumsystemet) är över ett visst värde (reaktionströskel).

Registrering av kärnreaktioner

Kärnreaktioner skrivs i form av speciella formler där beteckningarna på atomkärnor och elementarpartiklar förekommer.

Första sättet att skriva formler för kärnreaktioner liknar att skriva formler för kemiska reaktioner, det vill säga summan av de initiala partiklarna skrivs till vänster, summan av de resulterande partiklarna (reaktionsprodukterna) skrivs till höger och en pil placeras mellan dem.

Således skrivs reaktionen av strålningsfångning av en neutron av en kadmium-113 kärna som följer:

I den "kemiska" notationen ser denna reaktion ut

Kanaler och tvärsnitt av reaktioner

Typerna och kvanttillståndet för partiklar (kärnor) före reaktionens start bestämmer ingångskanal reaktioner. Efter fullbordande av reaktionen bildades uppsättningen av reaktionsprodukter och deras kvanttillstånd bestämmer utgångskanal reaktioner. Reaktionen kännetecknas helt av ingångs- och utgångskanaler. Sannolikheten för en reaktion bestäms av det så kallade reaktionstvärsnittet. I laboratoriereferensramen (där målkärnan är i vila) är sannolikheten för interaktion per tidsenhet lika med produkten av tvärsnittet (uttryckt i ytenheter) och flödet av infallande partiklar (uttryckt i antalet partiklar som korsar en enhetsarea per tidsenhet). Om flera utgångskanaler kan implementeras för en ingångskanal, är förhållandet mellan sannolikheterna för reaktionsutgångskanalerna lika med förhållandet mellan deras tvärsnitt. Inom kärnfysik uttrycks reaktionstvärsnitt vanligtvis i specialenheter - lador, lika med 10 −24 s

Typer av kärnreaktioner

Det finns flera typer av kärnreaktioner. Vissa av dem förekommer på jorden under naturliga förhållanden (till exempel under inverkan av kosmiska strålar och produkter av naturlig radioaktivitet), andra förekommer i rymden (till exempel i stjärnornas och solens djup), andra används av människor för att generera elektricitet, skaffa nya kemiska grundämnen etc. .p. (se nedan).

Reaktioner med neutroner

Tillämpning av kärnreaktioner

Militär

Energi

Syntes av nya element

Medicinen

Vetenskaplig forskning

framtidsutsikter

Kärnreaktioner i naturen

sol och stjärnor

Jordens tarmar

se även

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se vad "Kärnreaktioner" är i andra ordböcker:

Förvandlingar kl. kärnor vid anslag med partiklar, inklusive med g-kvanta, eller med varandra. För implementering av Ya. det är nödvändigt att närma sig h c (två kärnor, en kärna och en nukleon, etc.) på ett avstånd av 10 13 cm.. Energin av infallande positivt laddad. h ts borde ... ... Fysisk uppslagsverk

KÄRNREAKTIONER, omvandlingar av atomkärnor under interaktion med elementarpartiklar, g quanta eller med varandra. Kärnreaktioner används i experimentell kärnfysik (studiet av egenskaperna hos elementarpartiklar, erhållande ... ... Modern Encyclopedia

Men hur som helst, Sovjetunionen fick atombomben, och den 4 oktober 1957 lanserade Sovjetunionen den första konstgjorda jordsatelliten i rymden, och bröt därmed fullständigt mot USA:s och Natos militaristiska planer. Detta var början på tredje världskriget. Nedräkningen har börjat ny era- världsfred under hot om universell förintelse.

3. Typer av kärnladdningar

3 .1 ) Atomladdningar.

Atomvapenens verkan är baserad på klyvningsreaktionen hos tunga kärnor (uran-235, plutonium-239, etc.). En klyvningskedjereaktion utvecklas inte i någon mängd klyvbart material, utan endast i en massa som bestäms för varje ämne. Den minsta mängd klyvbart material där en självutvecklande kärnkedjereaktion är möjlig kallas den kritiska massan. En minskning av den kritiska massan kommer att observeras med en ökning av ämnets densitet.

Klyvbart material i en atomladdning är i ett subkritiskt tillstånd. Enligt principen om dess överföring till det superkritiska tillståndet delas atomladdningar in i kanon- och implosiva typer. I laddningar av kanontyp kombineras två eller flera delar av det klyvbara materialet, som var och en har en massa som är mindre än den kritiska massan, snabbt med varandra till en superkritisk massa som ett resultat av explosionen av ett konventionellt sprängämne (att skjuta en del till en annan). När man skapar avgifter enligt ett sådant schema är det svårt att säkerställa hög superkritik, vilket gör att dess effektivitet är låg. Fördelen med schemat av kanontyp är förmågan att skapa laddningar med liten diameter och hög motståndskraft mot mekaniska belastningar, vilket gör att de kan användas i artillerigranater och minor.

3. 2 ) Termonukleära laddningar.

3. 3 ) Neutronladdningar.

En neutronladdning är en speciell typ av termonukleär laddning där neutronutbytet ökar kraftigt. För Lance-missilstridsspetsen står fusionsreaktionen för cirka 70 % av den frigjorda energin.

3 .4 )"Netto" avgift.

En nettoladdning är en kärnladdning, under vars explosion utbytet av långlivade radioaktiva isotoper minskar avsevärt.

4. Design och leveranssätt

Huvudelementen i kärnvapen är:

Automationssystem

Fodralet är utformat för att rymma en kärnladdning och ett automationssystem, och skyddar dem också från mekaniska och i vissa fall från termiska effekter. Automatiseringssystemet säkerställer explosionen av en kärnladdning vid en given tidpunkt och utesluter dess oavsiktliga eller för tidig drift. Det inkluderar:

Säkerhets- och spännsystem

nöddetonationssystem

laddningsdetonationssystem

Energikälla

Undergräver sensorsystem

Medel för leverans av kärnvapen kan vara ballistiska missiler, kryssnings- och luftvärnsmissiler, flyg. Kärnvapenmunition används för att utrusta luftbomber, landminor, torpeder, artillerigranater (203,2 mm SG och 155 mm SG-USA).

5. Kärnvapnens kraft

Kärnvapen har enorm kraft. Klyvningen av uran med en massa i storleksordningen ett kilogram frigör samma mängd energi som explosionen av TNT med en massa på cirka 20 000 ton. Termonukleära fusionsreaktioner är ännu mer energikrävande. Explosionskraften hos kärnvapen mäts vanligtvis i enheter av TNT-ekvivalenter. TNT-ekvivalenten är massan av trinitrotoluen som skulle ge en explosion som i kraft motsvarar explosionen av ett givet kärnvapen. Det mäts vanligtvis i kiloton (kT) eller megaton (MgT).

Beroende på kraften är kärnvapen indelade i kalibrar:

Ultra liten (mindre än 1kT)

Liten (från 1 till 10 kT)

Medium (från 10 till 100 kT)

Large (från 100 kT till 1 MgT)

Extra stor (över 1 MgT)

Termonukleära laddningar är utrustade med superstor, stor och medelkalibrig ammunition; kärnkraft - ultraliten, liten och medelstor kaliber, neutron - ultraliten och liten kaliber.

6. Typer av kärnvapenexplosioner

Beroende på de uppgifter som ska lösas med kärnvapen, på typen och placeringen av föremål mot vilka kärnvapenangrepp planeras, och även på arten av de kommande fientligheterna, kan kärnvapenexplosioner utföras i luften, nära ytan av jord (vatten) och underjord (vatten). I enlighet med detta särskiljs följande typer av kärnvapenexplosioner:

Luft (hög och låg)

Markyta)

Under jorden (under vattnet)

7. Användning av det första atomvapnet

De dundrande ljuden från den första kärnvapenexplosionen hade knappast lagt sig, och i San Francisco hade atombomber redan laddats ombord på den snabbaste amerikanska flottans kryssare Indianapolis, designad för att bombardera japanska städer. Bomberna levererades till ön Tinian, varifrån amerikanska bombplan gjorde dagliga räder mot Japan. Bomberna samlades in på flygbasen. En särskild flygenhet väntade på ordern.

Som ni vet hoppades många atomforskare att ultimatumet, som objektivt bedömde Japans position efter kapitulationen av Nazityskland och specifikt beskrev de katastrofala konsekvenserna för henne, skulle få förnuftets krafter i Japan att ge upp. Forskare trodde att USA bara skulle släppa lös sitt nya vapen med ojämförlig makt mot Japan om de vägrade att acceptera ultimatumet.

Suzukis kabinett avvisade Potsdam-deklarationen den 28 juli, vilket gav den amerikanska regeringen en välkommen förevändning för att atombombera japanska städer.

Två veckor senare drabbade en atomär tornado invånarna i två städer - Hiroshima och Nagasaki, och avslöjade innebörden av den vaga formuleringen av ultimatumet. Men de som tog på sig ansvaret för att leverera en kärnvapenattack och vid tidpunkten skröt om sin "beslutsamhet" i att göra det är inte emot att frånsäga sig ansvaret nu.

Och så kom den sista natten i Hiroshima. Den 6 augusti 1945, klockan 8:11, träffade ett eldklot staden. På ett ögonblick brände han levande och lemlästade hundratusentals människor. Tusentals hus förvandlades till aska, som kastades upp av en luftström i flera kilometer. Staden lyste upp som en fackla. Dödliga partiklar började sitt destruktiva arbete inom en radie av en och en halv kilometer.

Från historien om skapandet av kärnvapen

Vid sekelskiftet 1800- och 1900-talet utfördes studien av atomen främst av europeiska vetenskapsmän. Den engelske vetenskapsmannen Thomson föreslog en modell av atomen, som är ett positivt laddat ämne med inblandade elektroner. Fransmannen Becquerel upptäckte radioaktivitet 1896. Han visade att alla ämnen som innehåller uran är radioaktiva, och att radioaktiviteten är proportionell mot innehållet av uran.

Fransmännen Pierre Curie och Marie Sklodowska-Curie upptäckte radioaktivt element radium 1898. De rapporterade att de hade lyckats isolera ett visst grundämne från uranavfall som hade radioaktivitet och var nära i kemiska egenskaper till barium. Radiums radioaktivitet är cirka 1 miljon gånger större än uran.

Engelsmannen Rutherford utvecklade 1902 teorin om radioaktivt sönderfall, 1911 upptäckte han också atomkärnan och 1919 observerade han den artificiella omvandlingen av kärnor.

A. Einstein, som levde fram till 1933 i Tyskland, utvecklade 1905 principen om ekvivalens mellan massa och energi. Han kopplade ihop dessa begrepp och visade att en viss mängd massa motsvarar en viss mängd energi.

Dansken N. Bor utvecklade 1913 teorin om atomens struktur, som låg till grund för den fysiska modellen för en stabil atom.

J. Cockfort och E. Walton (England) 1932 bekräftade experimentellt Einsteins teori.

J. Chadwick upptäckte samma år en ny elementarpartikel - neutronen.

D.D. Ivanenko lade 1932 fram hypotesen att atomernas kärnor består av protoner och neutroner.

E. Fermi använde neutroner för att bombardera atomkärnan (1934).

1937 upptäckte Irene Joliot-Curie klyvningsprocessen av uran. Irene Curie och hennes jugoslaviska student P. Savic hade ett otroligt resultat: sönderfallsprodukten av uran var lantan - det 57:e grundämnet, som ligger i mitten av det periodiska systemet.

Meitner, som arbetade för Hahn i 30 år, tillsammans med O. Frisch, som arbetade för Bohr, fann att under klyvningen av urankärnan är de delar som erhålls efter klyvning totalt 1/5 lättare än urankärnan. Detta gjorde det möjligt för dem, med hjälp av Einsteins formel, att beräkna energin som finns i 1 urankärna. Det visade sig vara lika med 200 miljoner elektronvolt. Varje gram innehåller 2,5X1021 atomer.

I början av 40-talet. 1900-talet En grupp forskare i USA utvecklade de fysiska principerna för genomförandet av en kärnvapenexplosion. Den första explosionen genomfördes på testplatsen i Alamogor fram till den 16 juli 1945. I augusti 1945 släpptes 2 atombomber med en kapacitet på cirka 20 kt vardera över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki.

Snart skapades kärnvapen i Sovjetunionen av en grupp forskare under ledning av akademikern Kurchatov. 1947 förklarade den sovjetiska regeringen att det inte längre fanns någon hemlighet bakom atombomben för Sovjetunionen. Efter att ha förlorat sitt monopol på kärnvapen intensifierade USA det arbete som påbörjades 1942 med att skapa termonukleära vapen. Den 1 november 1952 detonerades en 3 Mt termonukleär anordning i USA. I USSR termonukleär bomb testades första gången den 12 aug. 1953.

Idag, förutom Ryssland och USA, besitter även Frankrike, Tyskland, Storbritannien, Kina, Pakistan, Indien och Italien hemligheten med kärnvapen.

Kärnvapen och deras stridsegenskaper.

Kärnvapen (NW)- ett massförstörelsevapen av explosiv verkan, baserat på användningen av energi som frigörs vid kärnklyvning eller fusionsreaktioner.

Kärnvapen är mest kraftfullt verktyg nederlag, som snabbt kan förstöra stora grupper av trupper, skapa områden med massförstörelse och zoner med radioaktiv kontaminering.

Kärnvapen omfattar alla typer av kärnvapen och deras medel för leverans till målet.

Kärnvapen är strids(huvud)delar av missiler, luftbomber, artillerigranater, torpeder och minor utrustade med en kärnladdning (kärnladdare).

Kärnladdningen är huvuddelen av ammunitionen och inkluderar ett kärnsprängämne (NEE). Särskilj kärnladdningar enfas (laddningar "fission"), tvåfas (laddningar "fission - fusion"), trefas (laddningar "fission - fusion - fission").

Typer av kärnladdningar:

Atomladdningar.

termonukleära laddningar.

neutronladdningar.

En neutronladdning är en speciell typ av termonukleär laddning där neutronutbytet ökar kraftigt. För Lance-missilstridsspetsen står fusionsreaktionen för cirka 70 % av den frigjorda energin.

Medel för leverans av kärnvapen kan vara ballistiska missiler, kryssnings- och luftvärnsmissiler, flyg. Kärnvapen används för att utrusta luftbomber, landminor, torpeder och artillerigranater.

Kraften i kärnvapen

Beroende på kraften är kärnvapen indelade i kalibrar:

Ultra liten (mindre än 1kT)

Liten (från 1 till 10 kT)

Medium (från 10 till 100 kT)

Large (från 100 kT till 1 MgT)

Extra stor (över 1 MgT)

Termonukleära laddningar är utrustade med superstor, stor och medelkalibrig ammunition; kärnkraft - ultraliten, liten och medelstor kaliber, neutron - ultraliten och liten kaliber.

De skadliga faktorerna för en kärnvapenexplosion och deras egenskaper. Skydd mot skadliga faktorer.

Kärnkraftsexplosion- processen för fission av tunga kärnor. För att reaktionen ska inträffa behövs minst 10 kg höganrikat plutonium. Detta ämne förekommer inte naturligt. Detta ämne erhålls som ett resultat av reaktioner utförda i kärnreaktorer. Naturligt uran innehåller cirka 0,7 procent av isotopen U-235, resten är uran 238. För att reaktionen ska kunna ske krävs att ämnet innehåller minst 90 procent uran 235.

Luft (hög och låg)

Markyta)

Under jorden (under vattnet)

En kärnvapenexplosion kan omedelbart förstöra eller oskyddade människor, öppet stående utrustning, strukturer och diverse materiel. De viktigaste skadliga faktorerna för en kärnvapenexplosion är:

stötvåg

ljusemission

penetrerande strålning

Radioaktiv förorening av området

elektromagnetisk puls

Stötvågen är i de flesta fall den främsta skadliga faktorn vid en kärnvapenexplosion. Den verkar under lång tid och har stor destruktiv kraft. Chockvågen från en kärnvapenexplosion kan på avsevärt avstånd från explosionens centrum tillfoga människor skador, förstöra strukturer och skada militär utrustning.

Den skadliga effekten av en stötvåg på människor och den destruktiva effekten på militär utrustning, tekniska strukturer och materiel bestäms i första hand av övertrycket och lufthastigheten i dess front.

Oskyddade människor kan dessutom bli förvånade över glassplitter som flyger i hög hastighet och fragment av förstörda byggnader, fallande träd, liksom spridda delar av militär utrustning, jordklumpar, stenar och andra föremål som sätts i rörelse av hög- hastighetstrycket för stötvågen. De största indirekta skadorna kommer att observeras i bosättningar och i skogen; i dessa fall kan förlusten av trupper vara större än från den direkta verkan av stötvågen.

Stötvågen kan också orsaka skada i slutna utrymmen, tränga in där genom sprickor och hål. Blastskador kategoriseras som milda, måttliga, svåra och extremt svåra.

Lätta skador kännetecknas av tillfälliga skador på hörselorganen, allmän mild kontusion, blåmärken och dislokationer i armar och ben.

Måttlig skada kännetecknas av en kortvarig medvetslöshet följt av svår huvudvärk, minnesnedsättning, hörselskador, blödning från näsa och öron samt förskjutningar av armar och ben.

Allvarliga lesioner kännetecknas av svår kontusion av hela kroppen; i detta fall kan skador på hjärnan och bukorganen, svår blödning från näsan och öronen, allvarliga frakturer och dislokationer av extremiteterna observeras.

Graden av skada av en stötvåg beror först och främst på kraften och typen av en kärnvapenexplosion. Med en luftexplosion med en kraft på 20 kt är mindre skador hos människor möjliga på avstånd upp till 2,5 km, medel - upp till 2 km, svår - upp till 1,5 km från explosionens epicentrum. Med en ökning av kalibern på ett kärnvapen, växer radierna för skador av en stötvåg i proportion till kubroten av explosionskraften. Vid en underjordisk explosion uppstår en stötvåg i marken och vid en undervattensexplosion i vattnet. Dessutom läggs en del av energin på att skapa en stötvåg i luften med dessa typer av explosioner.

Stötvågen, som fortplantar sig i marken, orsakar skador på underjordiska strukturer, avlopp, vattenledningar; när det sprider sig i vatten observeras skador på undervattensdelen av fartyg som är belägna även på avsevärt avstånd från explosionsplatsen.

Från påverkan av stötvågsskydd skyddar, i stor utsträckning försvagar dess effektskydd. På avsevärt avstånd från explosionsplatsen kan terrängveck och lokala föremål tjäna som skydd.

Ljusstrålningen från en kärnvapenexplosion är en ström av strålningsenergi, inklusive ultraviolett, synlig och infraröd strålning.

Ljusstrålningskällan är ett ljusområde som består av heta explosionsprodukter och varm luft. Den består av uppvärmda till hög temperatur ångor av ämnen från ett kärnvapen, luft, och i marken explosioner - och jordpartiklar. Storleken på det lysande området och tiden för dess glöd beror på kraften, och formen beror på typen av explosion. Ljusstrålning fortplantar sig med en hastighet av cirka 300 tusen km/h, d.v.s. nästan omedelbart. Verkningstiden för ljusstrålning för kärnkraftsexplosioner med ultralåg effekt är cirka 0,2 s, lågeffekt 1-2 s, medeleffekt 2-5 s, stor effekt 5-10 s och superhög effekt 20-40 s. Ljusstrålningens ljusstyrka i den första sekunden är flera gånger större än solens ljusstyrka.

Utbredningen av ljusstrålning beror till stor del på atmosfärens transparens. I regnigt, snöigt väder, med kraftig dimma, i dammig (rökig) luft är effekten av ljusstrålning mycket svagare.

Den absorberade energin av ljusstrålning omvandlas till termisk energi, vilket leder till uppvärmning av materialets ytskikt. Värmen kan vara så intensiv att brännbart material kan förkolnas eller antändas och obrännbart material spricka eller smälta, vilket kan leda till enorma bränder. Samtidigt är effekten av ljusstrålning från en kärnvapenexplosion likvärdig med den massiva användningen av brandvapen.

Brännskador orsakade av ljusstrålning skiljer sig inte från vanliga brännskador orsakade av eld eller kokande vatten. de är desto starkare, desto mindre avstånd till explosionen och desto större kraft har ammunitionen.

Vid en luftexplosion är den skadliga effekten av ljusstrålning större än vid en markexplosion med samma kraft.

Beroende på den upplevda ljuspulsen delas brännskador upp i fyra grader.

Första gradens brännskador manifesteras i ytliga hudskador: rodnad, svullnad, ömhet och svullnad.

Andra gradens brännskador orsakar blåsor på huden.

Tredje gradens brännskador orsakar hudnekros och sårbildning.

Vid fjärde graden - förkolning av huden.

Med en luftexplosion av en ammunition med en kraft på 20 kt och en atmosfärisk transparens på cirka 25 km kommer första gradens brännskador att observeras inom en radie av 4,2 km från explosionens centrum; med explosionen av en laddning med en effekt på 1 Mgt kommer detta avstånd att öka till 22,4 km. Andra gradens brännskador uppstår på avstånden 2,9 och 4,4 km och tredje gradens brännskador på avstånden 2,4 respektive 12,8 km för ammunition med en kapacitet på 20 kT och 1 Mgt.

Blixten från en kärnvapenexplosion fungerar som den första signalen för antagandet av skyddsåtgärder. Varje ogenomskinlig barriär, vilket föremål som helst som skapar en skugga, kan tjäna som skydd mot ljusstrålning.

Skyddsrum och skyddsrum, samt terrängveck, skyddar mot exponering för ljusstrålning.

Penetrerande strålning är en osynlig ström av gammastrålar och neutroner som sänds ut från zonen för en kärnexplosion. Verkningstiden för gammastrålar är upp till 10 - 15 s, neutroner - bråkdelar av en sekund. Gammastrålar och neutroner sprider sig i alla riktningar från explosionens centrum i hundratals meter och till och med på avstånd upp till 2 - 3 km. Med ökande avstånd från explosionen minskar antalet gammastrålar och neutroner som passerar genom en enhetsyta.

Vid kärnkraftsexplosioner under jord och under vatten sträcker sig effekten av penetrerande strålning över avstånd som är mycket kortare än vid mark- och luftexplosioner, vilket förklaras av absorptionen av neutronflödet och gammastrålar av vatten.

Skadezonerna genom inträngande strålning under explosioner av kärnvapen med medel- och högkraft är något mindre än skadezonerna av en stötvåg och ljusstrålning. För ammunition med en liten TNT-ekvivalent (1000 ton eller mindre), tvärtom, överskrider zonerna med skadliga effekter av penetrerande strålning skadezonerna av stötvågor och ljusstrålning.

Den skadliga effekten av penetrerande strålning bestäms av förmågan hos gammastrålar och neutroner att jonisera atomerna i mediet där de utbreder sig. Passerar genom levande vävnad, joniserar gammastrålar och neutroner atomerna och molekylerna som utgör cellerna, vilket leder till störningar av de vitala funktionerna hos enskilda organ och system. Under påverkan av jonisering sker biologiska processer av celldöd och nedbrytning i kroppen. Som ett resultat utvecklar drabbade människor en specifik sjukdom som kallas strålningssjuka.

För att bedöma joniseringen av mediets atomer, och följaktligen den skadliga effekten av penetrerande strålning på en levande organism, introduceras begreppet strålningsdos (eller strålningsdos), vars enhet är röntgenet (R). Strålningsabsorptionsdosen mäts i rad (rad). Förhållandet mellan röntgen och rad beror på mediets material (för biologisk vävnad 1 P = 0,93 rad). En stråldos på 1 R motsvarar bildandet av cirka 2 miljarder par joner i en kubikcentimeter luft.

Beroende på stråldosen finns det fyra grader av strålsjuka.

Den första inträffar när en person får en dos på 100 till 250 R. Det kännetecknas av allmän svaghet, mild illamående, kortvarig yrsel, ökad svettning; personal som får en sådan dos misslyckas vanligtvis inte.

Den andra graden av strålningssjuka utvecklas när man får en dos på 250-400 R; i det här fallet uppträder tecknen på skada - huvudvärk, feber, gastrointestinala störningar - skarpare och snabbare, personalen misslyckas i de flesta fall. I de flesta fall slutar strålningssjuka av andra graden med återhämtningen av den drabbade inom 1,5 - 2 månader.

Den tredje graden av strålningssjuka inträffar vid en dos av 400 - 700 R; det kännetecknas av svår huvudvärk, illamående, allvarlig allmän svaghet, yrsel, törst, kräkningar, diarré, ofta med blod, blödningar i de inre organen, förändringar i blodets sammansättning och andra åkommor. Återhämtning kan ske inom några månader med tid och effektiv behandling. Leder ofta till döden.

Den fjärde graden inträffar vid stråldoser över 700 R och leder till döden.

Vid doser på 1000 R eller mer utvecklas en blixtsnabb form av strålsjuka, där personalen snabbt tappar sin stridsförmåga och dör efter några dagar.

Tillåtna stråldoser för människor:

enkel - 50 R;

flera olika:

Inom 10 dagar - 100 R;

Inom 3 månader - 200 R;

Under året - 300 R.

Skyddsrum ger skydd mot inträngande strålning. Försvaga inverkan av penetrerande strålning på en persons skyddsrum, terrängveck och lokala föremål.

Radioaktiv kontaminering av människor, militär utrustning, terräng och olika föremål under en kärnexplosion beror på nedfallet av radioaktiva ämnen från molnet av en kärnexplosion och bildandet av inducerad radioaktivitet i marken på grund av påverkan av ett neutronflöde.

När radioaktivt damm faller på marken bildas föroreningszoner som vistas i vilka kan utgöra en fara för människors liv och hälsa. Med tiden minskar aktiviteten hos fissionsfragment snabbt, särskilt under de första timmarna efter explosionen. Så om en timme efter explosionen är strålningsnivån 1100 R/h, kommer den efter 7 timmar att vara cirka 10 R/h och efter 49 timmar 1 R/h.

Under explosionen av ett kärnvapen genomgår inte en del av laddningens substans klyvning, utan faller ut i sin vanliga form; dess sönderfall åtföljs av bildandet av alfapartiklar. Inducerad radioaktivitet beror på radioaktiva isotoper som bildas i marken som ett resultat av bestrålning med neutroner som emitteras vid tidpunkten för explosionen av kärnorna av atomer av kemiska element som utgör marken. De resulterande isotoperna är som regel beta-aktiva, sönderfallet av många av dem åtföljs av gammastrålning. Halveringstiderna för de flesta av de resulterande radioaktiva isotoperna är relativt korta: från en minut till en timme. I detta avseende kan den inducerade aktiviteten vara farlig endast under de första timmarna efter explosionen och endast i området nära dess epicentrum. De flesta av de långlivade isotoperna är koncentrerade i det radioaktiva moln som bildas efter explosionen. Molnhöjden för en ammunition med en kapacitet på 10 kt är 6 km, för en ammunition med en kapacitet på 10 Mgt är den 25 km. När molnet rör sig faller först de största partiklarna ut ur det och sedan allt mindre partiklar och bildar en zon av radioaktiv förorening längs vägen, det så kallade molnspåret. Storleken på spåret beror främst på kärnvapnets kraft, samt på vindens hastighet, och kan vara flera hundra kilometer långt och flera tiotals kilometer brett. Skador till följd av intern exponering uppstår till följd av att radioaktiva ämnen kommer in i kroppen genom andnings- och mag-tarmkanalen. I detta fall kommer radioaktiv strålning i direkt kontakt med de inre organen och kan orsaka allvarlig strålsjuka; sjukdomens karaktär kommer att bero på mängden radioaktiva ämnen som har kommit in i kroppen. Radioaktiva ämnen har ingen skadlig effekt på rustning, militär utrustning och ingenjörskonstruktioner.

Längden på infektionszonerna är tiotals och hundratals kilometer.

Utrustning och olika föremål, när de befinner sig i föroreningszonerna eller när de rör sig genom zonerna, utsätts också för radioaktiv förorening. Intensiteten av radioaktiv kontaminering av området och föremålen uppskattas av strålningsnivån, som mäts i röntgen per timme eller milliröntgen per timme (mR / h).

Högsta tillåtna värden för kontaminering av olika föremål

Storleken på de radioaktiva föroreningszonerna beror på kraften och typen av explosion, samt vindhastighet, och kan nå flera kilometer i bredd och flera tiotals eller till och med hundratals kilometer långa. Särskilt stark radioaktiv förorening skapas under mark och underjordiska explosioner, både i området för explosionen och längs vägen för det radioaktiva molnet.

Enligt graden av infektion och möjliga konsekvenser Extern exponering i förorenade områden delas vanligtvis in i zoner med måttlig (zon A), stark (zon B), farlig (zon C), nödkontamination (zon D).

Föroreningszoner kännetecknas av strålningsdoser på marken under fullständigt sönderfall av radioaktiva ämnen, som för den bortre (yttre) gränsen för zon A är 40 R, och för den nära (inre) - 400 R, för B - 400 och 1200 R, för zon C - 1200 - 4000 R, respektive. Vid den bortre gränsen av zon D är stråldosen 4000 R, och i mitten av zonen är den cirka 10000 R.

Skyddsrum, PRU tjänar som skydd mot radioaktiv kontaminering, och från inträngning av radioaktiva ämnen på kroppsytan och inuti kroppen, dessutom personlig skyddsutrustning.

En elektromagnetisk puls (EMP) är ett kortvarigt elektriskt och magnetiskt fält av betydande styrka som uppstår när gammastrålningen från en kärnexplosion interagerar med omgivningen.

Intensiteten hos dessa fält beror på kraften, höjden på explosionen, avståndet från explosionens centrum och miljöns egenskaper.

EMR påverkar i första hand elektronisk och elektronisk utrustning (bortfall av isolering, skador på halvledarenheter, trasiga säkringar, skador på transformatorer, trasiga säkringar, etc.).

I början av 1990-talet började konceptet växa fram i USA, enligt vilket landets väpnade styrkor inte bara skulle ha kärnvapen och konventionella vapen, utan också särskilda medel, säkerställa ett effektivt deltagande i lokala konflikter utan att tillfoga fienden onödiga förluster i arbetskraft och materiella värden.

EMR-generatorer (super EMR kan effektivt användas för att inaktivera elektronisk och elektrisk utrustning, för att radera information i databanker och skada datorer.

Teoretiska studier och resultaten av fysiska experiment visar att EMP för en kärnexplosion inte bara kan leda till fel på elektroniska halvledarenheter, utan också till förstörelsen av metallledarna i jordstrukturernas kablar. Dessutom är det möjligt att förstöra satellitutrustning i låga banor.

EMP-genereringsmekanismen är som följer. Vid en kärnexplosion produceras gamma- och röntgenstrålar och en ström av neutroner bildas. Gammastrålning, som interagerar med molekylerna av atmosfäriska gaser, slår ut de så kallade Compton-elektronerna från dem. Om explosionen utförs på en höjd av 20-40 km, fångas dessa elektroner magnetiskt fält Jorden och, roterande i förhållande till kraftlinjerna i detta fält, skapar strömmar som genererar EMP. I detta fall summeras EMP-fältet koherent mot jordytan, d.v.s. Jordens magnetfält spelar en roll som liknar en fasad antennuppsättning. Som ett resultat av detta ökar fältstyrkan kraftigt, och följaktligen EMP-amplituden i områdena söder och norr om explosionens epicentrum. Varaktighet denna process från explosionsögonblicket från 1 - 3 till 100 ns.

EMP-skydd tillhandahålls genom att skärma strömförsörjningsledningar, kommunikationsledningar och olika elektriska och radiotekniska enheter. Externa ledningar måste vara tvåtrådiga, isolerade från jord, med snabbverkande säkringar. Elektronisk utrustning ska förses med avledare med låg antändningströskel.

De kallas kärnvapen ammunition, vars skadliga effekt är baserad på användningen av intranukleär energi som frigörs vid explosiva kärnreaktioner (klyvning, fusion eller båda samtidigt). Missiler, flygplan och andra medel används för att leverera dessa vapen till målet.

Kärnvapen, beroende på metoden för att erhålla energi, är indelade i tre huvudtyper:

kärn, som använder den energi som frigörs till följd av klyvningen av kärnorna av tunga grundämnen (uran, plutonium, etc.);

termonukleär, använda energin som frigörs under syntesen av lätta element (väte, deuterium, tritium, etc.) med bildandet av en tyngre kärna.

neutron - en typ av ammunition med en termonukleär laddning med låg effekt, kännetecknad av ett högt utbyte av neutronstrålning.

För att erhålla kärnenergi genom klyvning används kärnor av uranisotoper med en atomvikt på 233 och 235 (233 U och 235 U) och plutonium - 239 (239 Pu), klyvbara under inverkan av neutroner. Kopplingen av partiklar i alla kärnor beror på den starka interaktionen. I stora kärnor av tunga grundämnen är denna bindning svagare, eftersom de elektrostatiska repulsionskrafterna mellan protoner så att säga "lösgör" kärnan. Kärnkraftsförfall tungt element under inverkan av en neutron på två snabbflygande fragment åtföljs den av frigörandet av en stor mängd energi, utsläpp av gamma - kvanta och neutroner. På grund av det faktum att antalet neutroner ökar kraftigt under sönderfallet av kärnor, kan fissionsreaktionen omedelbart täcka allt kärnbränsle.

Isotopen 235 U, nödvändig för att skapa en kärnladdning, i naturligt uran innehåller endast 0,7%, resten är den stabila isotopen 238 U. För att få en tillräcklig mängd klyvbart material anrikas naturligt uran, och detta var en av de mest tekniskt svåra uppgifter i skapandet atombomb. Plutonium erhålls artificiellt - det ackumuleras i industriella kärnreaktorer, på grund av omvandlingen av 238 U till 239 Pu under inverkan av ett neutronflöde.

Den skadliga effekten av en kärnvapenexplosion beror på till största del om ammunitionens kraft och typen av explosion. Kraften hos en kärnvapenexplosion mäts med motsvarigheten till TNT, det vill säga massan av det explosiva trinitrotoluenet (TNT), vars explosionsenergi är ekvivalent med energin från explosionen av ett givet kärnvapen. TNT motsvarighet mätt i ton, tusentals ton - kiloton (kt) och miljontals ton - megaton (mt).

Kraftmässigt är kärnvapen villkorligt indelade i ultrasmå (explosionskraft upp till 1 kt), små (explosionskraft 1-10 kt), medium (explosionskraft 10-100 kt), stor (explosionskraft 100 kt - 1 mt) och superstor (explosionskraftexplosion över 1 mt).