Šta je nuklearna eksplozija. Eksplozija atomske bombe i mehanizam njenog djelovanja. Klasifikacija nuklearnog oružja
Nuklearno oružje - skup nuklearnog oružja, sredstva za njihovo dostavljanje do cilja i kontrole. Odnosi se na oružje za masovno uništenje (zajedno sa biološkim i hemijskim oružjem). Nuklearno oružje je eksplozivna naprava koja koristi nuklearnu energiju - energiju oslobođenu kao rezultat lavine lančane nuklearne reakcije fisije teških jezgara i/ili termonuklearne fuzijske reakcije lakih jezgara.
Djelovanje nuklearnog oružja temelji se na korištenju energije eksplozije nuklearne eksplozivne naprave, koja se oslobađa kao rezultat nekontrolirane lavinske lančane reakcije fisije teških jezgri i/ili reakcije termonuklearne fuzije.
Nuklearne eksplozije mogu biti sljedećih tipova:
vazduh - u troposferi
na velikim visinama - u gornjoj atmosferi i blizu planetarnog prostora
prostor - u dubokom cirkuplanetarnom prostoru i bilo kojoj drugoj oblasti svemirskog prostora
prizemna eksplozija - blizu zemlje
podzemna eksplozija (ispod površine zemlje)
površina (blizu površine vode)
pod vodom (pod vodom)
Štetni faktori nuklearne eksplozije:
udarni talas
svetlosnog zračenja
prodorno zračenje
radioaktivna kontaminacija
elektromagnetski impuls (EMP)
Odnos snage udara različitih štetnih faktora ovisi o specifičnoj fizici nuklearne eksplozije. Na primjer, termonuklearnu eksploziju karakterizira jača od tzv. atomsko eksplozijsko svjetlosno zračenje, gama zračenje komponente prodornog zračenja, ali znatno slabija korpuskularna komponenta prodornog zračenja i radioaktivne kontaminacije područja.
Ljudi koji su direktno izloženi štetnim faktorima nuklearne eksplozije, pored fizičkih oštećenja, koja su često fatalna za ljude, doživljavaju snažan psihološki uticaj užasavajuće slike eksplozije i razaranja. Elektromagnetski impuls (EMP) ne utiče direktno na žive organizme, ali može poremetiti rad elektronske opreme (elektronika cevi i fotonska oprema su relativno neosetljivi na EMP).
Klasifikacija nuklearnog oružja
Svo nuklearno oružje može se podijeliti u dvije glavne kategorije:
"atomski" - jednofazni ili jednostepeni eksplozivni uređaji u kojima glavna izlazna energija dolazi od reakcije nuklearne fisije teških jezgara (uranija-235 ili plutonijuma) sa stvaranjem lakših elemenata
termonuklearni (također "vodik") - dvofazni ili dvostepeni eksplozivni uređaji u kojima se dva uzastopno razvijaju fizički proces, lokalizovan u raznim oblastima prostor: u prvoj fazi glavni izvor energije je reakcija fisije teških jezgara, au drugoj se koriste reakcije fisije i termonuklearne fuzije u različitim omjerima, ovisno o vrsti i konfiguraciji municije.
Snaga nuklearnog naboja mjeri se u TNT ekvivalentu - količini trinitrotoluena koja se mora eksplodirati da bi se dobila ista energija. Obično se izražava u kilotonima (kt) i megatonima (Mt). Ekvivalent TNT-a je uvjetovan: prvo, raspodjela energije nuklearne eksplozije na različite štetne faktore značajno ovisi o vrsti municije i, u svakom slučaju, vrlo se razlikuje od kemijske eksplozije. Drugo, jednostavno je nemoguće postići potpuno sagorijevanje odgovarajuće količine hemikalije eksplozivno.
Uobičajeno je da se nuklearno oružje po snazi podijeli u pet grupa:
ultra mali (manje od 1 kt)
mali (1 - 10 ct)
srednji (10 - 100 kt)
velika (velika snaga) (100 kt - 1 Mt)
super-veliki (ekstra-visoke snage) (preko 1 Mt)
Opcije za detonaciju nuklearnog oružja
topovska šema
"Topovska shema" korištena je u nekim modelima nuklearnog oružja prve generacije. Suština topovske šeme je da se punjenjem baruta iz jednog bloka fisionog materijala subkritične mase („metak“) gađa u drugi – nepomičan („meta“).
Klasičan primjer topovske šeme je bomba Little Boy bačena na Hirošimu 6. avgusta 1945. godine.
implozivna šema
Šema implozivne detonacije koristi kompresiju fisionog materijala fokusiranim udarnim valom koji nastaje eksplozijom kemijskog eksploziva. Za fokusiranje udarnog vala koriste se takozvana eksplozivna sočiva, a eksplozija se izvodi istovremeno na više tačaka sa velikom preciznošću. Formiranje konvergentnog udarnog vala osigurano je upotrebom eksplozivnih sočiva od "brzih" i "sporih" eksploziva - TATV (triaminotrinitrobenzen) i baratola (mješavina trinitrotoluena s barijevim nitratom), te nekih aditiva (vidi animaciju). Stvaranje ovakvog sistema za lociranje eksploziva i detonacije svojevremeno je bio jedan od najtežih i dugotrajnih zadataka. Da bi se to riješilo, bilo je potrebno izvršiti gigantsku količinu složenih proračuna u hidro- i plinskoj dinamici.
Druga od korišćenih atomskih bombi - "Debeli čovek" - bačena na Nagasaki 9. avgusta 1945. godine, izvedena je po istoj šemi.
Za razliku od nuklearnih reaktora, u kojem dolazi do kontrolirane reakcije nuklearne fisije, eksponencijalno brzo oslobađanje velike količine nuklearne energije događa se tijekom nuklearne eksplozije, koje se nastavlja sve dok se cijeli nuklearni naboj ne potroši. Nuklearna energija se može osloboditi u velikim količinama u dva procesa - u lančanoj reakciji fisije teških jezgara neutronima i u reakciji povezivanja (fuzije) lakih jezgara. Obično se kao nuklearni naboj koriste čisti izotopi 235 U i 239 Pu. Šematski uređaj atomska bomba prikazano na sl. jedan.
Da bi se izvršila nuklearna eksplozija kao rezultat lančane reakcije fisije, potrebno je da masa fisionog materijala (uran-235, plutonijum-239, itd.) bude veća od kritične (50 kg za 235 U i 11 kg za 239 Pu). Prije eksplozije, sistem mora biti podkritičan. Obično je to višeslojna struktura. Prijelaz u superkritično stanje nastaje zbog fisione tvari uz pomoć konvergentnog sfernog detonacijskog vala. Za takav sastanak obično se koristi hemijska eksplozija supstance napravljene od legure TNT-a i RDX-a. Potpunom fisijom 1 kg uranijuma oslobađa se energija jednaka oslobađanju energije prilikom eksplozije od 20 kilotona TNT-a. Atomska eksplozija se razvija zbog eksponencijalno rastućeg broja fisioniranih jezgara tokom vremena.
N(t) = N0exp(t/τ).
Prosječno vrijeme između dva uzastopna događaja fisije je 10 -8 sekundi. Odavde je moguće dobiti vrijednost od 10 -7 - 10 -6 sekundi za vrijeme potpune fisije 1 kg nuklearnog eksploziva. Ovo određuje vrijeme atomske eksplozije.
Kao rezultat velikog oslobađanja energije u centru atomske bombe, temperatura raste na 10 8 K, a pritisak na 10 12 atm. Supstanca se pretvara u plazmu koja se širi.
Za provedbu termonuklearne eksplozije koriste se reakcije fuzije lakih jezgara.
d + t 4 He + n +17,588 MeV
d + d 3 He + n + 3,27 MeV
d + D t + p + 4,03 MeV
3 He + d 4 He + p + 18,34 MeV
6 Li + n ® t + 4 He + 4,78 MeV
 Rice. 2. Šema termonuklearne bombe |
Sama ideja hidrogenske bombe je izuzetno jednostavna. To je cilindrični kontejner napunjen tečnim deuterijumom. Deuterijum se mora zagrijati nakon eksplozije konvencionalne atomske bombe. Uz dovoljno jako zagrijavanje, velika količina energije trebala bi se osloboditi kao rezultat reakcije fuzije između jezgri deuterija. Temperatura potrebna za početak termonuklearne reakcije mora biti milion stepeni. Međutim, detaljno proučavanje poprečnih presjeka za reakcije fuzije jezgri deuterija, od kojih ovisi brzina širenja reakcije sagorijevanja, pokazalo je da ona teče nedovoljno efikasno i brzo. Toplinska energija koju oslobađa toplina nuklearne reakcije, raspršuje se mnogo brže nego što se obnavlja naknadnim reakcijama fuzije. Naravno, u ovom slučaju neće doći do eksplozivnog procesa. Doći će do širenja zapaljivog materijala. Fundamentalno novo rješenje bilo je da bi do iniciranja termonuklearne reakcije došlo kao rezultat stvaranja supergustog deuterijumskog medija. Predložena je metoda za stvaranje supergustog medija deuterija pod djelovanjem rendgenskog zračenja nastalog prilikom eksplozije atomske bombe. Kao rezultat kompresije zapaljive tvari, javlja se samoodrživa reakcija termonuklearne fuzije. Šematski je implementacija ovog pristupa prikazana na sl. 2.
Nakon eksplozije nuklearnog naboja, X-zraci oslobođeni iz područja nuklearnog naboja šire se kroz plastično punilo, ionizirajući atome ugljika i vodika. Uranijumski štit koji se nalazi između područja nuklearnog naboja i zapremine sa litijum deuteridom sprečava prerano zagrevanje litij deuterida. Pod uticajem x-zrake i visoke temperature kao rezultat ablacije dolazi do velikog pritiska koji komprimira kapsulu litij deuteridom. Gustine materijala kapsule se povećavaju desetinama hiljada puta. Plutonijumski štap koji se nalazi u centru kao rezultat jakog udarnog talasa se takođe nekoliko puta komprimuje i prelazi u superkritično stanje. Brzi neutroni nastali prilikom eksplozije nuklearnog naboja, usporavajući u litij deuteridu do toplinskih brzina, dovode do lančane reakcije fisije plutonijuma, koji djeluje kao dodatni fitilj, uzrokujući dodatno povećanje tlaka i temperature. Temperatura koja je rezultat termonuklearne reakcije raste na 300 miliona K., što na kraju dovodi do eksplozivnog procesa. Cijeli proces eksplozije traje desetinke mikrosekunde.
Termonuklearne bombe su mnogo moćnije od atomskih bombi. Obično je njihov TNT ekvivalent 100 - 1000 kt (za atomske bombe je 1 - 20 kt).
Nuklearna eksplozija proizvodi snažan udarni val u zraku. Radijus oštećenja obrnuto je proporcionalan kubnom korijenu energije eksplozije. Za nuklearnu bombu od 20 kt, to je oko 1 km. Oslobođena energija se prenosi u okolinu u roku od nekoliko mikrosekundi. Formira se sjajna vatrena lopta. Nakon 10 -2 - 10 -1 s dostiže maksimalni radijus od 150 m, temperatura mu pada na 8000 K (udarni val ide daleko naprijed). Tokom vremena sjaja (sekunde), 10 - 20% energije eksplozije prelazi u elektromagnetno zračenje. Razrijeđeni zagrijani zrak, koji nosi radioaktivnu prašinu podignutu sa zemlje, za nekoliko minuta doseže visinu od 10-15 km. Nadalje, radioaktivni oblak se širi stotinama kilometara. Nuklearnu eksploziju prati snažan tok neutrona i elektromagnetno zračenje.
Nuklearna eksplozija je nekontrolisani proces. Pri tome se oslobađa velika količina zračenja i toplinske energije. Ovaj efekat je rezultat nuklearne lančane reakcije fisije ili termonuklearne fuzije, koja se odvija u kratkom vremenskom periodu.
Kratke opšte informacije
Nuklearna eksplozija po svom nastanku može biti posljedica ljudske aktivnosti na Zemlji ili u svemiru blizu Zemlje. Ovaj fenomen također u nekim slučajevima nastaje kao rezultat prirodnih procesa na nekim vrstama zvijezda. Veštačko nuklearna eksplozija je moćno oružje. Koristi se za uništavanje velikih kopnenih i podzemnih zaštićenih objekata, nakupina opreme i neprijateljskih trupa. Osim toga, ovo oružje se koristi za potpuno uništavanje i suzbijanje protivničke strane kao sredstvo koje uništava mala i veća naselja u kojima žive civili, kao i industrijske strateške objekte.
Klasifikacija
Nuklearne eksplozije u pravilu karakteriziraju dvije karakteristike. To uključuje snagu naboja i lokaciju punjenja direktno u trenutku prekida. Projekcija ove tačke na zemljinu površinu naziva se epicentar eksplozije. Snaga se mjeri u TNT ekvivalentu. Ovo je masa trinitrotoluena, čija detonacija oslobađa istu količinu energije kao i procijenjena nuklearna. Najčešće se prilikom mjerenja snage koriste jedinice kao što su jedan kiloton (1 kt) i jedan megaton (1 Mt) TNT-a.
Fenomeni
Nuklearna eksplozija je praćena specifičnim efektima. One su karakteristične samo za ovaj proces i nisu prisutne u drugim eksplozijama. Intenzitet pojava koje prate nuklearnu eksploziju ovisi o lokaciji centra. Kao primjer možemo uzeti slučaj koji je bio najčešći prije zabrane testiranja na planeti (pod vodom, na zemlji, u atmosferi) i, zapravo, u svemiru - umjetna lančana reakcija u površinskom sloju. Nakon detonacije procesa fuzije ili fisije za vrlo kratko vrijeme(oko djelića mikrosekunde), oslobađa se ogromna količina toplinske i energije zračenja u ograničenom volumenu. Završetak reakcije, u pravilu, označava širenje strukture uređaja i isparavanje. Ovi efekti su posledica uticaja povišene temperature (do 107 K) i ogromnog pritiska (oko 109 atm.) u samom epicentru. OD velika udaljenost vizuelno, ova faza je veoma svetla svetleća tačka.
Elektromagnetno zračenje
Lagani pritisak tokom reakcije počinje da se zagreva i istiskuje okolni vazduh iz epicentra. Rezultat je vatrena lopta. Uz to nastaje skok pritiska između komprimovanog zračenja i neometanog zraka. To je zbog superiornosti brzine kretanja fronta grijanja nad brzina zvuka u uslovima životne sredine. Nakon što nuklearna reakcija uđe u fazu raspadanja, oslobađanje energije prestaje. Naknadno širenje nastaje zbog razlike u pritiscima i temperaturama u zoni vatrene lopte i neposredno okolnog zraka. Treba napomenuti da fenomeni koji se razmatraju nemaju nikakve veze sa naučnim istraživanjem junaka moderne serije (usput, njegovo ime je isto kao poznati fizičar Glashow - Sheldon) "Teorija velikog praska".
prodorno zračenje
Nuklearne reakcije su izvor elektromagnetnog zračenja drugačiji tip. Posebno se manifestuje u širokom spektru u rasponu od radio talasa do gama zraka, atomska jezgra, neutroni, brzi elektroni. Zračenje koje se pojavljuje, zvano prodorno zračenje, zauzvrat proizvodi određene posljedice. Oni su svojstveni samo nuklearnoj eksploziji. Visokoenergetski gama kvanti i neutroni u procesu interakcije sa atomima koji čine okolnu materiju prolaze kroz transformaciju svog stabilnog oblika u radioaktivnih izotopa nestabilan tip sa različitim periodima i poluraspadom. Kao rezultat, nastaje takozvano indukovano zračenje. Zajedno s fragmentima atomskih jezgri fisionog materijala ili s produktima termonuklearne fuzije koji ostaju od eksplozivne naprave, nastale radioaktivne komponente dižu se u atmosferu. Zatim se raspršuju na prilično velikom području i stvaraju infekciju na tlu. Nestabilni izotopi koji prate nuklearnu eksploziju su u takvom spektru da se širenje radijacije može nastaviti hiljadama godina, unatoč činjenici da se intenzitet zračenja s vremenom smanjuje.
elektromagnetni puls
Nastali nuklearnom eksplozijom, visokoenergetski gama kvanti u procesu prolaska kroz okolinu ioniziraju atome koji čine njegov sastav, izbacujući elektrone iz njih i dajući im dosta energije za izvođenje kaskadne ionizacije drugih atoma ( do trideset hiljada jonizacija po gama kvantu). Kao rezultat toga, ispod epicentra se formira "mjesta" jona, koja ima pozitivan naboj i okružen elektronskim gasom u velikim količinama. Ova konfiguracija nosača, koja je promjenjiva u vremenu, formira snažno električno polje. To, zajedno sa rekombinacijom ioniziranog atomske čestice nestaje nakon eksplozije. U tom procesu nastaju jake električne struje. Oni služe kao dodatni izvor zračenja. Cijeli opisani kompleks efekata naziva se elektromagnetski impuls. Uprkos činjenici da je potrebno manje od 1/3 desetmilijardinog dijela energije eksplozije, to se događa u vrlo kratkom periodu. Snaga koja se oslobađa u ovom slučaju može doseći 100 GW.
Procesi prizemnog tipa. Posebnosti
U procesu hemijske detonacije, temperatura tla u blizini punjenja i privučena kretanjem je relativno niska. Nuklearna eksplozija ima svoje karakteristike. Konkretno, temperatura tla može doseći desetine miliona stepeni. Većina energije koja nastaje grijanjem u prvim trenucima se oslobađa u zrak i dodatno ide na formiranje udarnog vala i termičko zračenje. U konvencionalnoj eksploziji, ove pojave se ne primjećuju. S tim u vezi, postoje oštre razlike u uticaju na masiv tla i površinu. Sa zemljom eksplozijom hemijsko jedinjenje do polovine energije se prenosi na zemlju, a kod nuklearne - samo nekoliko posto. To uzrokuje razliku u veličini lijevka i energiji seizmičkih vibracija.
Nuklearna zima
Ovaj koncept karakterizira hipotetičko stanje klime na planeti u slučaju rata velikih razmjera uz upotrebu nuklearnog oružja. Pretpostavlja se da će zbog uklanjanja ogromne količine čađi i dima u stratosferu, posljedica brojnih požara izazvanih nekoliko bojevih glava, temperatura na Zemlji pasti posvuda do nivoa Arktika. To će također biti posljedica značajnog povećanja broja sunčevih zraka reflektiranih od površine. Vjerovatnoća globalnog zahlađenja je bila predviđena davno (u vrijeme postojanja Sovjetskog Saveza). Kasnije je hipoteza potvrđena modelskim proračunima.
Eksplozivno djelovanje, zasnovano na korištenju intranuklearne energije koja se oslobađa tokom lančanih reakcija fisije teških jezgara nekih izotopa uranijuma i plutonijuma ili tokom termonuklearnih reakcija fuzije izotopa vodika (deuterijuma i tricijuma) u teže, na primjer, jezgra izogona helija . U termonuklearnim reakcijama energija se oslobađa 5 puta više nego u reakcijama fisije (sa istom masom jezgara).
Nuklearno oružje uključuje različito nuklearno oružje, sredstva za njegovo dostavljanje do cilja (nosača) i kontrole.
Ovisno o načinu dobivanja nuklearne energije, municija se dijeli na nuklearnu (na reakcije fisije), termonuklearnu (na reakcije fuzije), kombiniranu (u kojoj se energija dobiva prema shemi "fisija-fuzija-fisija"). Snaga nuklearnog oružja mjeri se u TNT ekvivalentu, t. masa eksplozivnog TNT-a, čija eksplozija oslobađa takvu količinu energije kao što je eksplozija datog nuklearnog bosiripa. Ekvivalent TNT-a se mjeri u tonama, kilotonima (kt), megatonima (Mt).
Municija kapaciteta do 100 kt dizajnirana je za reakcije fisije, od 100 do 1000 kt (1 Mt) za reakcije fuzije. Kombinovana municija može biti preko 1 Mt. Prema snazi, nuklearno oružje se dijeli na ultra-malo (do 1 kg), malo (1-10 kt), srednje (10-100 kt) i ekstra veliko (više od 1 Mt).
U zavisnosti od svrhe upotrebe nuklearnog oružja, nuklearne eksplozije mogu biti visinske (iznad 10 km), vazdušne (ne više od 10 km), kopnene (površinske), podzemne (podvodne).
Štetni faktori nuklearne eksplozije
Glavni štetni faktori nuklearne eksplozije su: udarni val, svjetlosno zračenje nuklearne eksplozije, prodorno zračenje, radioaktivna kontaminacija područja i elektromagnetski puls.
udarni talas
udarni val (SW)- područje oštro komprimovanog zraka, koje se širi u svim smjerovima od centra eksplozije nadzvučnom brzinom.
Vruće pare i gasovi, pokušavajući da se prošire, proizvode oštar udar na okolne slojeve vazduha, sabijaju ih na visoke pritiske i gustine i zagrevaju se do visokih temperatura (nekoliko desetina hiljada stepeni). Ovaj sloj komprimovanog vazduha predstavlja udarni talas. Prednja granica sloja komprimiranog zraka naziva se prednja strana udarnog vala. SW front je praćen područjem razrjeđivanja, gdje je pritisak ispod atmosferskog. U blizini centra eksplozije, brzina širenja SW je nekoliko puta veća od brzine zvuka. Kako se udaljenost od eksplozije povećava, brzina širenja talasa se brzo smanjuje. Na velikim udaljenostima njegova brzina se približava brzini zvuka u zraku.
Udarni val municije srednje snage prolazi: prvi kilometar za 1,4 s; drugi - za 4 s; peti - za 12 s.
Štetno dejstvo ugljovodonika na ljude, opremu, zgrade i konstrukcije karakteriše: pritisak brzine; nadpritisak u fronti udara i vrijeme njegovog udara na objekt (faza kompresije).
Uticaj HC na ljude može biti direktan i indirektan. Kod direktnog izlaganja uzrok ozljede je trenutno povećanje tlaka zraka, što se doživljava kao oštar udarac koji dovodi do prijeloma, oštećenja unutrašnjih organa i pucanja krvnih žila. Indirektnim udarom ljudi su zadivljeni letećim krhotinama zgrada i građevina, kamenjem, drvećem, razbijenim staklom i drugim predmetima. Indirektni uticaj doseže 80% svih lezija.
Sa nadpritiskom od 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm 2), nezaštićene osobe mogu dobiti lake ozljede (blage modrice i potresi mozga). Udar SW sa nadpritiskom od 40-60 kPa dovodi do lezija umjerene težine: gubitka svijesti, oštećenja organa sluha, teških dislokacija udova i oštećenja unutrašnjih organa. Ekstremno teške lezije, često smrtonosne, zapažaju se pri prekomjernom pritisku preko 100 kPa.
Stepen oštećenja udarnim talasom različitih objekata zavisi od snage i vrste eksplozije, mehaničke čvrstoće (stabilnosti objekta), kao i od udaljenosti na kojoj je došlo do eksplozije, terena i položaja objekata na tlo.
Za zaštitu od uticaja ugljovodonika treba koristiti: rovove, pukotine i rovove, koji smanjuju njegovo dejstvo za 1,5-2 puta; zemunice - 2-3 puta; skloništa - 3-5 puta; podrumi kuća (zgrada); teren (šuma, gudure, udubine, itd.).
emisija svetlosti
emisija svetlosti je tok energije zračenja, uključujući ultraljubičaste, vidljive i infracrvene zrake.
Njegov izvor je svjetlosna površina nastala od vrućih produkata eksplozije i vrućeg zraka. Svjetlosno zračenje se širi gotovo trenutno i traje, ovisno o snazi nuklearne eksplozije, do 20 s. Međutim, njegova snaga je tolika da i pored kratkog trajanja može izazvati opekotine kože (kože), oštećenja (trajna ili privremena) vidnih organa ljudi i zapaljenje zapaljivih materijala predmeta. U trenutku formiranja svjetlosnog područja, temperatura na njegovoj površini dostiže desetine hiljada stepeni. Glavni štetni faktor svjetlosnog zračenja je svjetlosni impuls.
Svjetlosni puls - količina energije u kalorijama koja pada po jedinici površine površine okomito na smjer zračenja, za cijelo vrijeme trajanja sjaja.
Slabljenje svjetlosnog zračenja moguće je zbog njegovog zaklanjanja atmosferskim oblacima, neravnim terenom, vegetacijom i lokalnim objektima, snježnim padavinama ili dimom. Dakle, debeli sloj slabi svjetlosni puls A-9 puta, rijedak sloj - 2-4 puta, a dimne (aerosolne) zavjese - 10 puta.
Za zaštitu stanovništva od svjetlosnog zračenja potrebno je koristiti zaštitne konstrukcije, podrume kuća i zgrada, te zaštitna svojstva terena. Svaka prepreka koja može stvoriti sjenu štiti od direktnog djelovanja svjetlosnog zračenja i eliminira opekotine.
prodorno zračenje
prodorno zračenje- note gama zraka i neutrona emitovanih iz zone nuklearne eksplozije. Vrijeme njegovog djelovanja je 10-15 s, domet je 2-3 km od centra eksplozije.
U konvencionalnim nuklearnim eksplozijama, neutroni čine približno 30%, u eksploziji neutronske municije - 70-80% y-zračenja.
Štetni učinak prodornog zračenja temelji se na ionizaciji stanica (molekula) živog organizma, što dovodi do smrti. Neutroni, osim toga, stupaju u interakciju s jezgrama atoma određenih materijala i mogu uzrokovati induciranu aktivnost u metalima i tehnologiji.
Glavni parametar koji karakteriše prodorno zračenje je: za γ-zračenje - doza i brzina doze zračenja, a za neutrone - fluks i gustina fluksa.
Dozvoljene doze izlaganja javnosti u ratno vrijeme: jednokratno - u roku od 4 dana 50 R; višestruko - u roku od 10-30 dana 100 R; tokom kvartala - 200 R; tokom godine - 300 R.
Kao rezultat prolaska zračenja kroz materijale okruženje intenzitet zračenja se smanjuje. Efekat slabljenja obično se karakteriše slojem poluslabljenja, tj. takva debljina materijala, prolazeći kroz koju se zračenje smanjuje za 2 puta. Na primjer, intenzitet y-zraka se smanjuje za 2 puta: čelik debljine 2,8 cm, beton - 10 cm, tlo - 14 cm, drvo - 30 cm.
Zaštitne konstrukcije se koriste kao zaštita od prodornog zračenja, koje oslabi njegov uticaj od 200 do 5000 puta. Sloj funte od 1,5 m štiti gotovo u potpunosti od prodornog zračenja.
Radioaktivna kontaminacija (kontaminacija)
Radioaktivna kontaminacija zraka, terena, akvatorija i objekata koji se na njima nalaze nastaje kao posljedica ispadanja radioaktivnih tvari (RS) iz oblaka nuklearne eksplozije.
Na temperaturi od oko 1700 ° C, sjaj svjetlećeg područja nuklearne eksplozije prestaje i pretvara se u tamni oblak do kojeg se diže stup prašine (dakle, oblak ima oblik gljive). Ovaj oblak se kreće u smjeru vjetra, a RV-ovi ispadaju iz njega.
Izvori RS u oblaku su produkti fisije nuklearnog goriva (uranijum, plutonijum), neizreagovani dio nuklearnog goriva i radioaktivni izotopi nastali kao rezultat djelovanja neutrona na tlo (inducirana aktivnost). Ova RV, nalazeći se na kontaminiranim objektima, propadaju, emitujući jonizujuće zračenje, koje je zapravo štetni faktor.
Parametri radioaktivne kontaminacije su doza zračenja (prema uticaju na ljude) i brzina doze zračenja - nivo zračenja (prema stepenu kontaminacije prostora i raznih objekata). Ove opcije su kvantitativna karakteristikaštetni faktori: radioaktivna kontaminacija tokom nesreće sa ispuštanjem radioaktivnih supstanci, kao i radioaktivna kontaminacija i prodorno zračenje tokom nuklearne eksplozije.
Na terenu koji je pretrpeo radioaktivnu kontaminaciju tokom nuklearne eksplozije formiraju se dva dela: područje eksplozije i trag oblaka.
Prema stepenu opasnosti, kontaminirano područje duž traga oblaka eksplozije obično se dijeli na četiri zone (slika 1):
Zona A- zona umjerene infekcije. Karakterizira ga doza zračenja do potpunog raspada radioaktivnih tvari na vanjskoj granici zone 40 rad i na unutrašnjoj - 400 rad. Površina zone A je 70-80% površine čitavog otiska.
Zona B- zona teške infekcije. Doze zračenja na granicama su 400 rad i 1200 rad, respektivno. Površina zone B je približno 10% površine radioaktivnog traga.
Zona B- zona opasne infekcije. Karakteriziraju ga doze zračenja na granicama od 1200 rad i 4000 rad.
Zona G- zona izuzetno opasne infekcije. Doze na granicama od 4000 rad i 7000 rad.
Rice. 1. Šema radioaktivne kontaminacije područja u zoni nuklearne eksplozije i u tragu kretanja oblaka
Nivoi zračenja na vanjskim granicama ovih zona 1 sat nakon eksplozije su 8, 80, 240, 800 rad/h, respektivno.
Većina radioaktivnih padavina, uzrokujući radioaktivnu kontaminaciju područja, ispada iz oblaka 10-20 sati nakon nuklearne eksplozije.
elektromagnetni puls
Elektromagnetski impuls (EMP) je skup električnih i magnetnih polja nastalih ionizacijom atoma medija pod utjecajem gama zračenja. Njegovo trajanje je nekoliko milisekundi.
Glavni parametri EMR-a su struje i naponi inducirani u žicama i kablovskim vodovima, koji mogu dovesti do oštećenja i onesposobljavanja elektronske opreme, a ponekad i do oštećenja ljudi koji rade sa opremom.
Za vrijeme zemaljskih i zračnih eksplozija, štetni učinak elektromagnetnog impulsa uočava se na udaljenosti od nekoliko kilometara od središta nuklearne eksplozije.
Najefikasnija zaštita od elektromagnetnog impulsa je zaštita vodova napajanja i upravljanja, kao i radio i električne opreme.
Situacija koja se razvija tokom upotrebe nuklearnog oružja u centrima razaranja.
Težište nuklearnog uništenja je teritorija na kojoj se, kao posljedica upotrebe nuklearnog oružja, masovnog uništenja i smrti ljudi, domaćih životinja i biljaka, uništavanja i oštećenja zgrada i objekata, komunalnih i energetskih i tehnoloških mreža i vodova, prometnih komunikacija i drugih objekata.
Zone žarišta nuklearne eksplozije
Da bi se utvrdila priroda mogućeg uništenja, obim i uvjeti za izvođenje spasilačkih i drugih hitnih radova, mjesto nuklearne lezije uvjetno je podijeljeno u četiri zone: potpuno, jako, srednje i slabo uništenje.
Zona potpunog uništenja ima natpritisak na prednjoj strani udarnog vala od 50 kPa na granici i karakterišu ga ogromni nepovratni gubici među nezaštićenim stanovništvom (do 100%), potpuna razaranja zgrada i objekata, razaranja i oštećenja komunalnih i energetskih i tehnoloških mreže i vodova, kao i dijelovi skloništa civilne odbrane, stvaranje čvrstih blokada u naselja. Šuma je potpuno uništena.
Zona teških oštećenja sa nadpritiskom na prednjoj strani udarnog vala od 30 do 50 kPa karakteriziraju: ogromni nepovratni gubici (do 90%) među nezaštićenim stanovništvom, potpuna i teška razaranja zgrada i objekata, oštećenja komunalnih i tehnoloških mreža i vodova , formiranje lokalnih i kontinuiranih blokada u naseljima i šumama, očuvanje skloništa i većine proturadijacionih skloništa podrumskog tipa.
Zona srednjeg oštećenja sa viškom pritiska od 20 do 30 kPa karakteriziraju nenadoknadivi gubici među stanovništvom (do 20%), srednja i teška razaranja zgrada i objekata, stvaranje lokalnih i žarišnih blokada, kontinuirani požari, očuvanje komunalnih mreža, skloništa i većina skloništa protiv radijacije.
Zona slabog oštećenja sa viškom tlaka od 10 do 20 kPa karakterizira slabo i srednje uništavanje zgrada i konstrukcija.
Fokus lezije, ali broj mrtvih i povrijeđenih može biti srazmjeran ili veći od lezije u zemljotresu. Dakle, tokom bombardovanja (snaga bombe do 20 kt) grada Hirošime 6. avgusta 1945. godine, najveći dio (60%) je uništen, a broj poginulih iznosio je 140.000 ljudi.
Osoblje privrednih objekata i stanovništvo koje ulazi u zone radioaktivne kontaminacije izloženo je jonizujućem zračenju koje izaziva radijacionu bolest. Ozbiljnost bolesti zavisi od primljene doze zračenja (zračenja). Zavisnost stepena radijacijske bolesti od veličine doze zračenja data je u tabeli. 2.
Tabela 2. Zavisnost stepena radijacijske bolesti od veličine doze zračenja
U uslovima neprijateljstava uz upotrebu nuklearnog oružja, ogromna područja mogu se naći u zonama radioaktivne kontaminacije, a izlaganje ljudi može poprimiti masovni karakter. Isključiti prekomjerno izlaganje osoblja objekta i javnosti u takvim uslovima i poboljšati stabilnost rada objekata Nacionalna ekonomija u uslovima radioaktivne kontaminacije u ratu utvrđuju se dozvoljene doze zračenja. Oni čine:
- sa jednim zračenjem (do 4 dana) - 50 rad;
- ponovljeno zračenje: a) do 30 dana - 100 rad; b) 90 dana - 200 rad;
- sistematska ekspozicija (tokom godine) 300 rad.
Prouzrokovano upotrebom nuklearnog oružja, najsloženijeg. Za njihovo otklanjanje potrebne su nesrazmjerno veće snage i sredstva nego za otklanjanje vanrednih situacija u miru.
2000 nuklearnih eksplozija
Tvorac atomske bombe, Robert Oppenheimer, na dan prvog testiranja svoje zamisli, rekao je: „Kada bi stotine hiljada sunaca odjednom izašle na nebu, njihova svjetlost bi se mogla uporediti sa sjajem koji emituje od Svevišnjeg Gospodina. ...Ja sam Smrt, veliki razarač svjetova, koji donosi smrt svim živim bićima." Ove riječi su bile citat iz Bhagavad Gite, koji američki fizičar pročitajte u originalu.
Fotografi sa planine Lookout stoje do struka u prašini koju je podigao udarni val nakon nuklearne eksplozije (fotografija iz 1953.).
Naziv izazova: Umbrella
Datum: 8. jun 1958
Snaga: 8 kilotona
Podvodna nuklearna eksplozija izvedena je tokom operacije Hardtack. Kao mete su korišteni otpušteni brodovi.
Naziv testa: Chama (kao dio projekta Dominic)
Datum: 18. oktobar 1962
Lokacija: Johnston Island
Kapacitet: 1,59 megatona
Naziv testa: hrast
Datum: 28. jun 1958
Lokacija: laguna Eniwetok u Tihom okeanu
Kapacitet: 8,9 megatona
Upshot-Knothole projekat, Annie test. Datum: 17. mart 1953; projekat: Upshot-Knothole; test: Annie; Lokacija: Knothole, Nevada Proving Ground, Sektor 4; snaga: 16 kt. (Foto: Wikicommons)
Naziv izazova: Dvorac Bravo
Datum: 1. mart 1954
Lokacija: Atol Bikini
Vrsta eksplozije: na površini
Kapacitet: 15 megatona
Eksplozija hidrogenske bombe Castle Bravo bila je najsnažnija eksplozija koju su ikada izvele Sjedinjene Države. Ispostavilo se da je snaga eksplozije mnogo veća od prvobitnih predviđanja od 4-6 megatona.
Naziv izazova: Dvorac Romeo
Datum: 26. mart 1954
Lokacija: Na barži u krateru Bravo, atol Bikini
Vrsta eksplozije: na površini
Kapacitet: 11 megatona
Ispostavilo se da je snaga eksplozije 3 puta veća od prvobitnih predviđanja. Romeo je bio prvi test napravljen na barži.
Projekt Dominic, Test Astec
Probno ime: Priscilla (kao dio probne serije Plumbbob)
Datum: 1957
Snaga: 37 kilotona
Upravo tako izgleda proces oslobađanja ogromne količine zračenja i toplotne energije tokom atomske eksplozije u vazduhu iznad pustinje. Ovdje također možete vidjeti vojne opreme, koji će za trenutak biti uništen udarnim valom, utisnutim u obliku krune koja je okruživala epicentar eksplozije. Može se vidjeti kako se udarni val odbija od zemljine površine i uskoro će se spojiti sa vatrenom loptom.
Naziv testa: Grable (kao dio operacije Upshot Knothole)
Datum: 25. maj 1953
Lokacija: Nevada Nuclear Test Site
Snaga: 15 kilotona
Na poligonu u pustinji Nevada, fotografi iz Lookout Mountain Centra su 1953. godine snimili fotografiju neobičnog fenomena (vatreni prsten u nuklearnoj pečurki nakon eksplozije projektila iz nuklearnog topa), čija je priroda dugo zaokuplja umove naučnika.
Upshot-Knothole projekat, Rake test. U sklopu ovog testa, detonirana je atomska bomba od 15 kilotona, lansirana iz atomskog topa kalibra 280 mm. Test je održan 25. maja 1953. na poligonu u Nevadi. (Foto: Nacionalna administracija za nuklearnu sigurnost / Ured Nevade Site)
Oblak pečurke nastao atomskom eksplozijom Truckee testa provedenog u sklopu projekta Dominic.
Project Buster, Test Dog.
Projekat "Dominic", test "Yeso". Suđenje: Yeso; datum: 10. jun 1962; projekat: Dominik; lokacija: 32 km južno od Božićnog otoka; tip ispitivanja: B-52, atmosferski, visina - 2,5 m; snaga: 3,0 mt; vrsta punjenja: atomska. (Wikicommons)
Naziv testa: YESO
Datum: 10. jun 1962
Lokacija: Božićno ostrvo
Snaga: 3 megatone
Test "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #1. (Pierre J./Francuska vojska)
Naziv testa: "Unicorn" (fr. Licorne)
Datum: 3. jul 1970
Lokacija: atol u Francuskoj Polineziji
Snaga: 914 kilotona
Test "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #2. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Test "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #3. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Testne lokacije često imaju čitave timove fotografa koji rade kako bi dobili dobre snimke. Na fotografiji: nuklearna probna eksplozija u pustinji Nevade. Desno su perjanice projektila koje naučnici koriste da odrede karakteristike udarnog talasa.
Test "Licorn" u Francuskoj Polineziji. Slika #4. (Foto: Pierre J./Francuska vojska)
Projekt Castle, testiraj Romea. (Foto: zvis.com)
Hardtack projekat, Umbrella test. Izazov: Kišobran; datum: 8. jun 1958; projekat: Hardtack I; Lokacija: laguna atola Eniwetok tip ispitivanja: podvodni, dubina 45 m; snaga: 8kt; vrsta punjenja: atomska.
Projekt Redwing, Seminole test. (Foto: Arhiva nuklearnog oružja)
Riya test. Atmosferski test atomske bombe u Francuskoj Polineziji u avgustu 1971. U sklopu ovog testa, koji je održan 14. avgusta 1971. godine, detonirana je termonuklearna bojeva glava, kodnog naziva "Riya", kapaciteta 1000 kt. Eksplozija se dogodila na teritoriji atola Mururoa. Ova slika je snimljena sa udaljenosti od 60 km od nule. Fotografija: Pierre J.
Oblak pečurke od nuklearne eksplozije iznad Hirošime (lijevo) i Nagasakija (desno). U završnoj fazi Drugog svjetskog rata, Sjedinjene Države su izvele dva atomska udara na Hirošimu i Nagasaki. Prva eksplozija dogodila se 6. avgusta 1945. godine, a druga 9. avgusta 1945. godine. Ovo je bio jedini put da je nuklearno oružje korišteno u vojne svrhe. Po naređenju predsjednika Trumana, 6. avgusta 1945. američka vojska je pala nuklearna bomba"Baby" na Hirošimi, a 9. avgusta, nakon čega je uslijedila nuklearna eksplozija bombe "Fat Man" bačene na Nagasaki. Između 90.000 i 166.000 ljudi umrlo je u Hirošimi u roku od 2-4 mjeseca nakon nuklearnih eksplozija, a između 60.000 i 80.000 umrlo je u Nagasakiju (Foto: Wikicommons)
Upshot-Knothole projekat. Deponija u Nevadi, 17. mart 1953. Eksplozivni talas je potpuno uništio zgradu br. 1, koja se nalazi na udaljenosti od 1,05 km od nulte oznake. Vremenska razlika između prvog i drugog hica je 21/3 sekunde. Kamera je bila smeštena u zaštitno kućište sa debljinom zida od 5 cm. Jedini izvor svetlosti u ovom slučaju bio je nuklearni blic. (Foto: Nacionalna administracija za nuklearnu sigurnost / Ured Nevade Site)
Projekat Ranger, 1951. Naziv testa je nepoznat. (Foto: Nacionalna administracija za nuklearnu sigurnost / Ured Nevade Site)
Trinity test.
Trinity je bilo kodno ime za prvi nuklearni test. Ovaj test je izvela vojska Sjedinjenih Država 16. jula 1945. na području oko 56 kilometara jugoistočno od Socorroa, u Novom Meksiku, na raketnom poligonu White Sands. Za testiranje je korišćena plutonijumska bomba implozijskog tipa, nazvana "Stvar". Nakon detonacije, došlo je do eksplozije snage ekvivalentne 20 kilotona TNT-a. Datum ovog testa smatra se početkom atomske ere. (Foto: Wikicommons)
Naziv izazova: Mike
Datum: 31. oktobar 1952
Lokacija: ostrvo Elugelab ("Flora"), atol Eneweita
Snaga: 10,4 megatona
Naprava detonirana na Mikeovom testu, nazvana "kobasica", bila je prva prava "vodonička" bomba megatonske klase. Oblak pečurke dostigao je visinu od 41 km sa prečnikom od 96 km.
AN602 (tzv. Car Bomba, aka Kuzkina majka) je termonuklearna vazdušna bomba razvijena u SSSR-u 1954-1961. grupa nuklearnih fizičara pod vodstvom akademika Akademije nauka SSSR-a IV Kurčatova. Najmoćnija eksplozivna naprava u istoriji čovečanstva. Prema različitim izvorima, imao je od 57 do 58,6 megatona TNT ekvivalenta. Testiranje bombe obavljeno je 30. oktobra 1961. godine. (Wiki mediji)
Eksplozija "MET", izvedena u sklopu operacije "Teepot". Važno je napomenuti da je MET eksplozija po snazi bila uporediva sa plutonijumskom bombom Fat Man bačenom na Nagasaki. 15. aprila 1955., 22 ct. (Wiki mediji)
Jedna od najsnažnijih eksplozija termonuklearne hidrogenske bombe na račun Sjedinjenih Država je operacija Castle Bravo. Snaga punjenja bila je 10 megatona. Eksplozija se dogodila 1. marta 1954. na atolu Bikini na Maršalovim ostrvima. (Wiki mediji)
Operacija Castle Romeo jedna je od najsnažnijih eksplozija termonuklearne bombe koje su izvele Sjedinjene Države. Atol Bikini, 27. mart 1954, 11 megatona. (Wiki mediji)
Bakerova eksplozija, koja prikazuje bijelu površinu vode poremećenu udarnim valom zraka i vrh šupljeg stupa spreja koji je formirao hemisferični Wilsonov oblak. U pozadini je obala atola Bikini, jul 1946. (Wiki mediji)
Eksplozija američke termonuklearne (vodikove) bombe "Mike" kapaciteta 10,4 megatona. 1. novembra 1952 (Wiki mediji)
Operacija staklenik je peta serija američkih nuklearnih testova i druga od njih 1951. godine. Tokom operacije, dizajni nuklearnih punjenja su testirani termonuklearnom fuzijom kako bi se povećao prinos energije. Osim toga, proučavan je utjecaj eksplozije na konstrukcije, uključujući stambene zgrade, fabričke zgrade i bunkere. Operacija je izvedena na pacifičkom poligonu za nuklearno testiranje. Svi uređaji su dignuti u vazduh na visokim metalnim kulama, simulirajući eksploziju vazduha. Eksplozija "Đorđa", 225 kilotona, 9. maja 1951. (Wiki mediji)
Oblak pečurke koji ima stub vode umjesto noge prašine. Na desnoj strani se vidi rupa na stubu: bojni brod Arkanzas je blokirao prskanje. Test "Baker", kapacitet punjenja - 23 kilotona TNT-a, 25.07.1946. (Wiki mediji)
Oblak od 200 metara iznad teritorije Frenchman Flata nakon MET eksplozije u sklopu operacije Tipot, 15. aprila 1955., 22 kt. Ovaj projektil je imao rijetku jezgru od uranijuma-233. (Wiki mediji)
Krater je nastao kada je talas eksplozije od 100 kilotona razbijen ispod 635 stopa pustinje 6. jula 1962. godine, istisnuvši 12 miliona tona zemlje. 
Vrijeme: 0s. Udaljenost: 0m. Pokretanje eksplozije nuklearnog detonatora.
Vrijeme: 0,0000001c. Udaljenost: 0m Temperatura: do 100 miliona °C. Početak i tok nuklearnih i termonuklearnih reakcija u naboju. Nuklearni detonator svojom eksplozijom stvara uvjete za početak termonuklearnih reakcija: termonuklearna zona izgaranja prolazi uz udarni val u nabojnoj tvari brzinom od 5000 km/s (106 - 107 m/s) 90% neutrona koji se oslobađaju tokom reakcija apsorbuje supstanca bombe, a preostalih 10% izleti van.
vrijeme:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 miliona°C. Kraj reakcije, početak ekspanzije supstance bombe. Bomba odmah nestaje iz vidokruga i na njenom mjestu se pojavljuje sjajna svjetleća sfera (vatrena kugla) koja prikriva širenje naboja. Brzina rasta sfere u prvim metrima je bliska brzini svjetlosti. Gustina tvari ovdje pada na 1% gustine okolnog zraka za 0,01 sekundu; temperatura pada na 7-8 hiljada °C za 2,6 sekundi, drži se ~5 sekundi i dalje opada sa porastom vatrene sfere; pritisak nakon 2-3 sekunde pada na nešto ispod atmosferskog.
Vrijeme: 1,1x10−7c. Udaljenost: 10m Temperatura: 6 miliona °C. Širenje vidljive sfere do ~10 m uzrokovano je sjajem ioniziranog zraka pod rendgenskim zračenjem nuklearnih reakcija, a zatim i radijacijskom difuzijom samog zagrijanog zraka. Energija kvanta zračenja koja napušta termonuklearni naboj je takva da je njihov slobodni put prije nego što ih zahvate čestice zraka reda veličine 10 m i u početku je uporediv s veličinom kugle; fotoni brzo kruže oko čitave sfere, usrednjavajući njenu temperaturu i lete iz nje brzinom svetlosti, jonizujući sve više i više slojeva vazduha, dakle iste temperature i skoro svetlosnog rasta. Nadalje, od hvatanja do hvatanja, fotoni gube energiju i njihova dužina puta se smanjuje, rast sfere se usporava.
Vrijeme: 1,4x10−7c. Udaljenost: 16m Temperatura: 4 miliona °C. Općenito, od 10−7 do 0,08 sekundi, 1. faza sjaja sfere se odvija brzim padom temperature i izlazom od ~ 1% energije zračenja, uglavnom u obliku UV zraka i najsjajnijih svjetlosno zračenje koje može oštetiti vid udaljenog posmatrača bez stvaranja opekotina na koži. Osvetljenost zemljine površine u tim trenucima na udaljenostima i do desetina kilometara može biti stotinu ili više puta veća od sunčeve.
Vrijeme: 1.7x10-7c. Udaljenost: 21m Temperatura: 3 miliona °C. Pare bombi u obliku toljaga, gustih nakupina i mlaza plazme, poput klipa, sabijaju zrak ispred sebe i formiraju udarni val unutar sfere - unutrašnji udar, koji se razlikuje od uobičajenog udarnog vala u neadijabatskom , gotovo izotermnih svojstava i pri istim pritiscima nekoliko puta veće gustine: komprimirajući udarom, zrak odmah zrači većinu energije kroz kuglu, koja je još uvijek prozirna za zračenje.
Na prvim desetinama metara, okolni objekti prije nego što ih vatrena sfera udari, zbog svoje prevelike brzine, nemaju vremena ni na koji način reagirati - čak se praktički ne zagrijavaju, a jednom u sferu pod zračenjem fluksa, oni odmah isparavaju.
Temperatura: 2 miliona °C. Brzina 1000 km/s. Kako sfera raste i temperatura opada, energija i gustoća fotonskog fluksa se smanjuju, a njihov raspon (reda jednog metra) više nije dovoljan za brzine širenja fronta požara u blizini svjetlosti. Zagrijani volumen zraka počeo se širiti i iz središta eksplozije se formira mlaz njegovih čestica. Toplotni talas na mirnom vazduhu na granici sfere usporava. Zagrijani zrak koji se širi unutar sfere sudara se sa stacionarnim u blizini njene granice i negdje od 36-37 m pojavljuje se val povećanja gustine - budući vanjski udarni val zraka; prije toga, val nije imao vremena da se pojavi zbog ogromne brzine rasta svjetlosne sfere.
Vrijeme: 0.000001s. Udaljenost: 34m Temperatura: 2 miliona °C. Unutrašnji udar i isparenja bombe nalaze se u sloju od 8-12 m od mesta eksplozije, vrh pritiska je do 17.000 MPa na udaljenosti od 10,5 m, gustina je ~4 puta veća od gustine vazduha, brzina je ~100 km/s. Područje toplog vazduha: pritisak na granici 2.500 MPa, unutar područja do 5000 MPa, brzina čestica do 16 km/s. Supstanca pare bombe počinje da zaostaje za unutrašnjom. skačite jer je sve više zraka u njemu uključeno u kretanje. Gusti ugrušci i mlazovi održavaju brzinu.
Vrijeme: 0.000034c. Udaljenost: 42m Temperatura: 1 milion °C. Uslovi u epicentru eksplozije prve sovjetske hidrogenske bombe (400 kt na visini od 30 m), koja je formirala krater oko 50 m u prečniku i 8 m dubine. Na 15 m od epicentra ili 5–6 m od podnožja kule sa punjenjem nalazio se armirano-betonski bunker sa zidovima debljine 2 m. Za smještaj naučne opreme odozgo je uništen, prekriven velikim nasipom zemlje 8 m debljine.
Temperatura: 600 hiljada ° C. Od ovog trenutka priroda udarnog talasa prestaje da zavisi od početnih uslova nuklearne eksplozije i približava se tipičnom za jaku eksploziju u vazduhu, tj. takvi parametri talasa mogli bi se uočiti u eksploziji velike mase konvencionalnih eksploziva.
Vrijeme: 0.0036s. Udaljenost: 60m Temperatura: 600 hiljada °C. Unutrašnji udar, prošavši cijelu izotermnu sferu, sustiže se i spaja sa vanjskim, povećavajući svoju gustinu i formirajući tzv. jak udar je jedan front udarnog talasa. Gustina materije u sferi pada na 1/3 atmosferske.
Vrijeme: 0.014c. Udaljenost: 110m Temperatura: 400 hiljada °C. Sličan udarni val u epicentru eksplozije prve sovjetske atomske bombe snage 22 kt na visini od 30 m izazvao je seizmički pomak koji je uništio imitaciju metro tunela s različitim tipovima pričvršćenja na dubinama od 10 i 20 m 30 m, uginule su životinje u tunelima na dubinama od 10, 20 i 30 m. Na površini se pojavilo neupadljivo udubljenje u obliku posude prečnika oko 100 m. Slični uslovi bili su i u epicentru eksplozije Triniti od 21 kt na visini od 30 m, formiran je lijevak prečnika 80 m i dubine 2 m.
Vrijeme: 0.004s. Udaljenost: 135m
Temperatura: 300 hiljada °C. Maksimalna visina zračnog praska je 1 Mt za formiranje primjetnog lijevka u tlu. Prednji dio udarnog vala zakrivljen je udarima ugrušaka bombe:
Vrijeme: 0.007s. Udaljenost: 190m Temperatura: 200k°C. Na glatkoj i, takoreći, sjajnoj prednjoj strani, oud. talasi formiraju velike plikove i svetle tačke (sfera kao da ključa). Gustoća materije u izotermnoj sferi prečnika ~150 m pada ispod 10% atmosferske gustine.
Nemasivni objekti isparavaju nekoliko metara prije nego što požar stigne. sfere ("trikovi sa užetom"); ljudsko tijelo sa strane eksplozije imat će vremena da se ugljeni, i potpuno ispari već dolaskom udarnog vala.
Vrijeme: 0.015s. Udaljenost: 250m Temperatura: 170 hiljada °C. Udarni talas snažno uništava stijene. Brzina udarnog talasa veća je od brzine zvuka u metalu: teorijska vlačna čvrstoća ulaznih vrata u sklonište; rezervoar se sruši i izgori.
Vrijeme: 0.028c. Udaljenost: 320m Temperatura: 110 hiljada °C. Čovjek se raspršuje strujom plazme (brzina udarnog talasa = brzina zvuka u kostima, tijelo se sruši u prah i odmah izgori). Potpuno uništenje najtrajnijih zemljanih konstrukcija.
Vrijeme: 0.073c. Udaljenost: 400m Temperatura: 80 hiljada °C. Nepravilnosti na sferi nestaju. Gustoća supstance pada u centru na skoro 1%, a na rubu izoterme. kugle prečnika od ~320 m do 2% atmosferske.Na ovoj udaljenosti, u roku od 1,5 s, zagrijavanje do 30.000 °C i pada na 7.000 °C, ~5 s zadržavanje na ~6.500 °C i smanjenje temperature za 10-20 s dok se vatrena lopta penje.
Vrijeme: 0.079c. Udaljenost: 435m Temperatura: 110 hiljada °C. Potpuno uništenje autoputeva sa asfaltnim i betonskim kolovozom Temperaturni minimum zračenja udarnog talasa, kraj 1. faze sjaja. Sklonište tipa podzemne željeznice, obloženo cijevima od livenog gvožđa i monolitnim armiranim betonom i ukopano 18 m, proračunato je da može izdržati eksploziju (40 kt) na visini od 30 m na minimalnoj udaljenosti od 150 m (udarni val pritisak reda 5 MPa) bez razaranja, 38 kt RDS-2 na udaljenosti od 235 m (pritisak ~1,5 MPa), zadobio manje deformacije i oštećenja. Na temperaturama na frontu kompresije ispod 80.000°C, novi molekuli NO2 se više ne pojavljuju, sloj dušikovog dioksida postepeno nestaje i prestaje da zaklanja unutrašnje zračenje. Udarna sfera postepeno postaje prozirna i kroz nju, kao kroz zatamnjeno staklo, neko vrijeme se vide klubovi isparenja bombe i izotermna sfera; općenito, vatrena sfera je slična vatrometu. Zatim, kako se prozirnost povećava, intenzitet zračenja se povećava i detalji sfere koja se rasplamsa, takoreći, postaju nevidljivi. Proces liči na kraj ere rekombinacije i rođenja svjetlosti u svemiru nekoliko stotina hiljada godina nakon Velikog praska.
Vrijeme: 0.1s. Udaljenost: 530m Temperatura: 70 hiljada °C. Odvajanjem i pomicanjem prednjeg dijela udarnog vala od granice vatrene sfere, njegova stopa rasta primjetno se smanjuje. Počinje 2. faza sjaja, manje intenzivne, ali dva reda veličine duže, sa oslobađanjem 99% energije zračenja eksplozije uglavnom u vidljivom i IC spektru. Na prvim stotinama metara, osoba nema vremena da vidi eksploziju i umire bez patnje (vrijeme vizualne reakcije osobe je 0,1 - 0,3 s, vrijeme reakcije na opekotinu je 0,15 - 0,2 s).
Vrijeme: 0.15s. Udaljenost: 580m Temperatura: 65k°C. Radijacija ~100 000 Gy. Od osobe ostaju ugljenisani fragmenti kostiju (brzina udarnog talasa je reda brzine zvuka u mekih tkiva: hidrodinamički šok koji uništava ćelije i tkiva prolazi kroz tijelo).
Vrijeme: 0.25s. Udaljenost: 630m Temperatura: 50 hiljada °C. Penetrirajuće zračenje ~40 000 Gy. Osoba se pretvara u ugljenisane krhotine: udarni val uzrokuje traumatske amputacije koje se pojavljuju u djeliću sekunde. vatrena sfera sagorijeva ostatke. Potpuno uništenje rezervoara. Potpuno uništenje podzemnih kablovskih vodova, vodovoda, gasovoda, kanalizacije, šahtova. Uništavanje podzemnih armirano-betonskih cijevi prečnika 1,5 m, debljine zida 0,2 m. Rušenje lučno-betonske brane HE. Snažna destrukcija dugotrajnih armiranobetonskih utvrđenja. Manja oštećenja na podzemnim objektima metroa.
Vrijeme: 0.4s. Udaljenost: 800m Temperatura: 40 hiljada °C. Grejanje objekata do 3000 °C. Penetrirajuće zračenje ~20 000 Gy. Potpuno uništavanje svih zaštitnih objekata civilne zaštite (skloništa) uništavanje zaštitnih uređaja ulaza u metro. Rušenje gravitacione betonske brane hidroelektrane Pillboxovi postaju nesposobni za borbu na udaljenosti od 250 m.
Vrijeme: 0.73c. Udaljenost: 1200m Temperatura: 17 hiljada °C. Radijacija ~5000 Gy. Na visini eksplozije od 1200 m otkucaje zagrijavanja površinskog zraka u epicentru prije dolaska. talasi do 900°C. Čovjek - 100% smrt od djelovanja udarnog vala. Uništavanje skloništa od 200 kPa (tip A-III ili klasa 3). Potpuno uništenje armirano-betonskih bunkera montažnog tipa na udaljenosti od 500 m u uslovima prizemne eksplozije. Potpuno uništenje željezničke pruge. Maksimalna svjetlina druge faze sjaja sfere do tada je oslobodila ~ 20% svjetlosne energije
Vrijeme: 1.4c. Udaljenost: 1600m Temperatura: 12k°C. Grejanje objekata do 200°C. Radijacija 500 gr. Brojne opekotine od 3-4 stepena do 60-90% površine tijela, teške ozljede zračenjem, u kombinaciji sa drugim ozljedama, smrtnost odmah ili do 100% prvog dana. Tenk je odbačen unatrag ~ 10 m i oštećen. Potpuno rušenje metalnih i armirano-betonskih mostova raspona 30-50 m.
Vrijeme: 1.6s. Udaljenost: 1750m Temperatura: 10 hiljada °C. Radijacija ok. 70 Gr. Posada tenka umire u roku od 2-3 sedmice od izuzetno teške radijacijske bolesti. Potpuno uništenje betonskih, armiranobetonskih monolitnih (niskih) i seizmički otpornih objekata 0,2 MPa, ugrađenih i samostojećih zaklona od 100 kPa (tip A-IV ili klasa 4), skloništa u podrumima višenamjenskih objekata. spratnih zgrada.
Vrijeme: 1.9c. Udaljenost: 1900m Temperatura: 9 hiljada ° C Opasno oštećenje osobe udarnim valom i odbacivanjem do 300 m s početnom brzinom do 400 km / h, od čega je 100-150 m (0,3-0,5 puta) slobodan let , a ostatak udaljenosti su brojni rikošeti o tlo. Zračenje od oko 50 Gy je munjevit oblik radijacijske bolesti [, 100% smrtnost u roku od 6-9 dana. Uništavanje ugrađenih skloništa projektovanih za 50 kPa. Snažna razaranja potresno otpornih objekata. Pritisak 0,12 MPa i više - sav gusti i razrijeđeni urbani razvoj pretvara se u čvrste blokade (pojedinačne blokade se spajaju u jednu kontinuiranu blokadu), visina blokada može biti 3-4 m. Vatrena sfera u ovom trenutku dostiže svoju maksimalnu veličinu (D ~ 2 km), odozdo je slomljen udarnim valom koji se odbija od tla i počinje da se diže; izotermna sfera u njoj se ruši, formirajući brz uzlazni tok u epicentru - budućoj nogi gljive.
Vrijeme: 2.6c. Udaljenost: 2200m Temperatura: 7,5 hiljada °C. Teška povreda osobe udarnim talasom. Zračenje ~ 10 Gy - izuzetno teška akutna radijaciona bolest, prema kombinaciji povreda, 100% smrtnost u roku od 1-2 nedelje. Siguran boravak u rezervoaru, u utvrđenom podrumu sa armirano-betonskim podom i u većini skloništa G. O. Uništavanje kamiona. 0,1 MPa je proračunski pritisak udarnog talasa za projektovanje konstrukcija i zaštitnih uređaja podzemnih konstrukcija plitkih podzemnih vodova.
Vrijeme: 3.8c. Udaljenost: 2800m Temperatura: 7,5 hiljada °C. Zračenje 1 Gy - u mirnim uslovima i blagovremenom lečenju, neopasne radijacijske povrede, ali uz nehigijenske uslove i teške fizičke i psihičke stresove koji prate katastrofu, nedostatak medicinske nege, ishrane i normalnog odmora, do polovine žrtava umre samo od zračenja i pratećih bolesti, a po visini štete (plus ozljede i opekotine) mnogo više. Pritisak manji od 0,1 MPa - urbana područja sa gustim zgradama pretvaraju se u čvrste blokade. Potpuno uništenje podruma bez armiranja konstrukcija 0,075 MPa. Prosječna razaranja građevina otpornih na potres je 0,08-0,12 MPa. Teška oštećenja montažnih armiranobetonskih pištolja. Detonacija pirotehničkih sredstava.
Vrijeme: 6c. Udaljenost: 3600m Temperatura: 4,5 hiljada °C. Prosječna šteta za osobu od udarnog vala. Zračenje ~ 0,05 Gy - doza nije opasna. Ljudi i predmeti ostavljaju "sjene" na pločniku. Potpuno uništenje administrativnih višespratnih okvirnih (kancelarijskih) zgrada (0,05-0,06 MPa), skloništa najjednostavnijeg tipa; snažno i potpuno uništenje masivnih industrijskih objekata. Gotovo sav urbani razvoj je uništen formiranjem lokalnih blokada (jedna kuća - jedna blokada). Potpuno uništenje automobila, potpuno uništenje šume. Elektromagnetski impuls od ~3 kV/m pogađa neosjetljive električne uređaje. Razaranje je slično zemljotresu od 10 bodova. Sfera se pretvorila u vatrenu kupolu, poput mjehura koji lebdi, vuče stub dima i prašine sa površine zemlje: karakteristična eksplozivna gljiva raste početnom vertikalnom brzinom do 500 km/h. Brzina vjetra u blizini površine do epicentra je ~100 km/h.
Vrijeme: 10c. Udaljenost: 6400m Temperatura: 2k°C. Na kraju efektivnog vremena druge faze sjaja, oslobođeno je ~80% ukupne energije svjetlosnog zračenja. Preostalih 20% sigurno je osvijetljeno oko minutu uz kontinuirano smanjenje intenziteta, postupno se gubi u oblacima. Uništavanje skloništa najjednostavnijeg tipa (0,035-0,05 MPa). U prvim kilometrima osoba neće čuti urlik eksplozije zbog oštećenja sluha udarnim valom. Odbacivanje osobe udarnim talasom od ~20 m sa početnom brzinom od ~30 km/h. Potpuno uništenje višespratnih ciglanih kuća, panelnih kuća, teško uništenje skladišta, umjereno uništenje okvirnih upravnih zgrada. Uništenje je slično zemljotresu od 8 bodova. Sigurno u gotovo svakom podrumu.
Sjaj vatrene kupole prestaje da bude opasan, pretvara se u ognjeni oblak, koji raste u svom obimu; užareni plinovi u oblaku počinju rotirati u vrtlogu u obliku torusa; proizvodi vruće eksplozije lokalizirani su u gornjem dijelu oblaka. Protok prašnjavog zraka u stupu kreće se dvostruko brže nego što se „pečurka“ diže, pretiče oblak, prolazi kroz njega, razilazi se i, takoreći, navija se na njega, kao na kolut u obliku prstena.
Vrijeme: 15c. Udaljenost: 7500m. Lagano oštećenje osobe udarnim talasom. Opekotine trećeg stepena na otvorenim delovima tela. Potpuno uništenje drvenih kuća, jaka razaranja višespratnih zgrada od cigle 0,02-0,03 MPa, prosječno uništenje ciglanih skladišta, višespratnih armirano-betonskih, panelnih kuća; slabo uništenje administrativnih zgrada 0,02-0,03 MPa, masivne industrijske zgrade. Auto pali. Razaranje je slično zemljotresu od 6 stepeni Rihterove skale, uraganu jačine 12 stepeni. do 39 m/s. "Gljiva" je narasla do 3 km iznad centra eksplozije (prava visina pečurke je veća od visine eksplozije bojeve glave, za oko 1,5 km), ima "suknju" kondenzata vodene pare u struja toplog vazduha, koju oblak poput lepeze uvlači u hladne gornje slojeve atmosfere.
Vrijeme: 35c. Udaljenost: 14km. Opekotine drugog stepena. Papir se pali, tamna cerada. Moguća je zona neprekidnih požara, u područjima gusto zapaljivih zgrada, vatrena oluja, tornado (Hirošima, "Operacija Gomora"). Slaba destrukcija panelnih zgrada. Razgradnja aviona i projektila. Razaranje je slično zemljotresu od 4-5 poena, oluji od 9-11 poena V = 21 - 28,5 m/s. "Gljiva" je narasla na ~5 km vatreni oblak sija sve slabije.
Vrijeme: 1min. Udaljenost: 22km. Opekotine prvog stepena - u odjeći za plažu moguća je smrt. Uništavanje armiranog stakla. Čupanje velikih stabala. Zona odvojenih požara "Gljiva" se podigla na 7,5 km, oblak prestaje da emituje svetlost i sada ima crvenkastu nijansu zbog azotnih oksida koje sadrži, koji će se oštro izdvajati od ostalih oblaka.
Vrijeme: 1.5min. Udaljenost: 35km. Maksimalni radijus uništenja nezaštićene osjetljive električne opreme elektromagnetnim impulsom. Gotovo sva obična i dio armiranog stakla na prozorima je polomljena - zapravo u mraznoj zimi, plus mogućnost posjekotina od letećih krhotina. "Gljiva" se penjala do 10 km, brzina penjanja ~ 220 km/h. Iznad tropopauze, oblak se razvija pretežno u širinu.
Vrijeme: 4min. Udaljenost: 85km. Bljesak je poput velikog neprirodno jakog sunca blizu horizonta, može izazvati opekotine mrežnjače, nalet topline na lice. Udarni val koji je stigao nakon 4 minute još uvijek može oboriti osobu i razbiti pojedinačna stakla na prozorima. "Gljiva" se popela preko 16 km, brzina penjanja ~ 140 km/h
Vrijeme: 8min. Udaljenost: 145km. Bljesak se ne vidi iza horizonta, ali se vidi jak sjaj i vatreni oblak. Ukupna visina "pečurke" je do 24 km, oblak je visok 9 km i prečnika 20-30 km, sa širokim delom "naslonjenim" na tropopauzu. Oblak pečurke je narastao do svoje maksimalne veličine i promatra se oko sat vremena ili više, dok ga vjetrovi ne raznese i pomiješa s uobičajenom oblačnošću. Padavine sa relativno velikim česticama ispadaju iz oblaka u roku od 10-20 sati, formirajući skoro radioaktivni trag.
Vrijeme: 5,5-13 sati Udaljenost: 300-500 km. Dalja granica zone umjerene infekcije (zona A). Nivo zračenja na vanjskoj granici zone je 0,08 Gy/h; ukupna doza zračenja 0,4-4 Gy.
Vrijeme: ~10 mjeseci. Efektivno vrijeme polovina taloženja radioaktivnih supstanci za niže slojeve tropske stratosfere (do 21 km), padavine se takođe dešavaju uglavnom u srednjim geografskim širinama na istoj hemisferi na kojoj je došlo do eksplozije.
Spomenik prvom testiranju atomske bombe Trinity. Ovaj spomenik je podignut u White Sands-u 1965. godine, 20 godina nakon Triniti testa. Na spomen-ploči spomenika piše: "Na ovom mjestu je 16. jula 1945. godine izvršeno prvo testiranje atomske bombe u svijetu." Još jedna ploča, postavljena ispod, ukazuje da je ovo mjesto dobilo status nacionalnog istorijskog spomenika. (Foto: Wikicommons)
