Ce este o explozie nucleară. Explozia bombei atomice și mecanismul de acțiune al acesteia. Clasificarea armelor nucleare
Arme nucleare - un set de arme nucleare, mijloacele lor de livrare către țintă și controale. Se referă la armele de distrugere în masă (împreună cu armele biologice și chimice). O armă nucleară este un dispozitiv exploziv care utilizează energia nucleară - energie eliberată ca urmare a unei reacții nucleare în lanț asemănătoare unei avalanșe de fisiune a nucleelor grele și/sau a unei reacții de fuziune termonucleară a nucleelor ușoare.
Acțiunea unei arme nucleare se bazează pe utilizarea energiei unei explozii a unui dispozitiv exploziv nuclear, eliberată ca urmare a unei reacții în lanț necontrolate, asemănătoare avalanșelor, de fisiune a nucleelor grele și/sau a unei reacții de fuziune termonucleară.
Exploziile nucleare pot fi de următoarele tipuri:
aer – în troposferă
la mare altitudine - în atmosfera superioară și în apropierea spațiului planetar
spațiu - în spațiul circumplanetar profund și în orice altă zonă a spațiului cosmic
explozie la sol - aproape de sol
explozie subterană (sub suprafața pământului)
suprafata (aproape de suprafata apei)
sub apă (sub apă)
Factorii dăunători ai unei explozii nucleare:
undă de șoc
radiații luminoase
radiatii penetrante
contaminare radioactivă
impuls electromagnetic (EMP)
Raportul dintre puterea impactului diferiților factori dăunători depinde de fizica specifică a unei explozii nucleare. De exemplu, o explozie termonucleară se caracterizează prin mai puternică decât așa-numita. explozie atomică radiație luminoasă, componenta de raze gamma a radiației penetrante, dar componenta corpusculară mult mai slabă a radiației penetrante și contaminarea radioactivă a zonei.
Oamenii expuși direct la factorii dăunători ai unei explozii nucleare, pe lângă daunele fizice, care sunt adesea fatale pentru oameni, experimentează un impact psihologic puternic din imaginea terifiantă a exploziei și distrugerii. Un impuls electromagnetic (EMP) nu afectează direct organismele vii, dar poate perturba funcționarea echipamentelor electronice (electronica tubulară și echipamentele fotonice sunt relativ insensibile la EMP).
Clasificarea armelor nucleare
Toate armele nucleare pot fi împărțite în două categorii principale:
„atomice” - dispozitive explozive monofazate sau cu o singură etapă în care energia principală provine din reacția de fisiune nucleară a nucleelor grele (uraniu-235 sau plutoniu) cu formarea de elemente mai ușoare
termonucleare (de asemenea „hidrogen”) - dispozitive explozive în două faze sau în două etape în care două se dezvoltă secvenţial proces fizic, localizat în domenii diverse spațiu: în prima etapă, principala sursă de energie este reacția de fisiune a nucleelor grele, iar în a doua, reacțiile de fisiune și fuziune termonucleară sunt utilizate în diferite proporții, în funcție de tipul și configurația muniției.
Puterea unei sarcini nucleare se măsoară în echivalent TNT - cantitatea de trinitrotoluen care trebuie explodat pentru a obține aceeași energie. Acesta este de obicei exprimat în kilotone (kt) și megatone (Mt). Echivalentul TNT este condiționat: în primul rând, distribuția energiei unei explozii nucleare peste diverși factori dăunători depinde în mod semnificativ de tipul de muniție și, în orice caz, este foarte diferită de o explozie chimică. În al doilea rând, este pur și simplu imposibil să se realizeze arderea completă a cantității corespunzătoare de substanță chimică exploziv.
Se obișnuiește să se împartă armele nucleare după putere în cinci grupuri:
ultra-mic (mai puțin de 1 kt)
mic (1 - 10 ct)
mediu (10 - 100 kt)
mare (putere mare) (100 kt - 1 Mt)
super-mare (putere foarte mare) (peste 1 Mt)
Opțiuni pentru detonarea armelor nucleare
schema de tun
„Schema de tun” a fost folosită în unele modele de arme nucleare de prima generație. Esența schemei de tun este de a trage cu o încărcătură de praf de pușcă un bloc de material fisionabil de masă subcritică ("glonț") într-un altul - nemișcat ("țintă").
Un exemplu clasic de schema de tun este bomba Little Boy aruncată pe Hiroshima pe 6 august 1945.
schema imploziva
Schema de detonare implozivă utilizează comprimarea materialului fisionabil printr-o undă de șoc focalizată creată de o explozie de explozivi chimici. Pentru a focaliza unda de șoc, se folosesc așa-numitele lentile explozive, iar explozia se efectuează simultan în multe puncte cu o precizie ridicată. Formarea unei unde de șoc convergente a fost asigurată de utilizarea lentilelor explozive din explozivi „rapidi” și „lenti” - TATV (triaminotrinitrobenzen) și baratol (un amestec de trinitrotoluen cu azotat de bariu) și a unor aditivi (vezi animația). Crearea unui astfel de sistem pentru localizarea explozivilor și a detonației a fost la un moment dat una dintre sarcinile cele mai dificile și consumatoare de timp. Pentru a o rezolva, a fost necesar să se efectueze o cantitate gigantică de calcule complexe în hidrodinamica și dinamica gazelor.
A doua dintre bombele atomice folosite - „Fat Man” - aruncată pe Nagasaki la 9 august 1945, a fost executată după aceeași schemă.
Spre deosebire de reactoare nucleare, în care are loc o reacție de fisiune nucleară controlată, într-o explozie nucleară, are loc o eliberare exponențial rapidă a unei cantități mari de energie nucleară, continuând până la epuizarea întregii încărcături nucleare. Energia nucleară poate fi eliberată în cantități mari în două procese - în reacția în lanț de fisiune a nucleelor grele de către neutroni și în reacția de conectare (fuziune) a nucleelor ușoare. De obicei, izotopii puri 235 U și 239 Pu sunt utilizați ca sarcină nucleară. Dispozitiv schematic bombă atomică prezentată în fig. unu.
Pentru a efectua o explozie nucleară ca urmare a unei reacții de fisiune în lanț, este necesar ca masa materialului fisionabil (uraniu-235, plutoniu-239 etc.) să o depășească pe cea critică (50 kg pentru 235 U și 11 kg pentru 235 U). 239 Pu). Înainte de explozie, sistemul trebuie să fie subcritic. De obicei, aceasta este o structură cu mai multe straturi. Trecerea la starea supercritică are loc datorită substanței fisile cu ajutorul unei unde de detonare sferică convergentă. Pentru o astfel de întâlnire, se folosește de obicei o explozie chimică a unei substanțe realizate dintr-un aliaj de TNT și RDX. Odată cu fisiunea completă a 1 kg de uraniu, se eliberează energie egală cu eliberarea de energie în timpul exploziei a 20 de kilotone de TNT. O explozie atomică se dezvoltă datorită numărului în creștere exponențial de nuclee fisionate în timp.
N(t) = N0exp(t/τ).
Timpul mediu dintre două evenimente succesive de fisiune este de 10 -8 sec. De aici se poate obtine o valoare de 10 -7 - 10 -6 sec pentru timpul de fisiune completa a 1 kg de exploziv nuclear. Aceasta determină momentul exploziei atomice.
Ca urmare a eliberării mari de energie în centrul bombei atomice, temperatura crește la 10 8 K, iar presiunea la 10 12 atm. Substanța se transformă într-o plasmă în expansiune.
Pentru implementarea unei explozii termonucleare se folosesc reacții de fuziune a nucleelor ușoare.
d + t 4 He + n +17,588 MeV
d + d 3 He + n + 3,27 MeV
d + D t + p + 4,03 MeV
3 El + d 4 El + p + 18,34 MeV
6 Li + n ® t + 4 He + 4,78 MeV
 Orez. 2. Schema unei bombe termonucleare |
Însăși ideea unei bombe cu hidrogen este extrem de simplă. Este un recipient cilindric umplut cu deuteriu lichid. Deuteriul trebuie încălzit după explozia unei bombe atomice convenționale. Cu o încălzire suficient de puternică, o cantitate mare de energie ar trebui să fie eliberată ca rezultat al reacției de fuziune între nucleele de deuteriu. Temperatura necesară pentru a începe o reacție termonucleară trebuie să fie de un milion de grade. Cu toate acestea, un studiu detaliat al secțiunilor transversale pentru reacțiile de fuziune cu deuteriu, de care depinde viteza de propagare a reacției de ardere, a arătat că aceasta se desfășoară insuficient de eficient și rapid. Energia termică eliberată de termică reactii nucleare, se risipește mult mai repede decât este completat prin reacțiile de fuziune ulterioare. Desigur, în acest caz, procesul exploziv nu va avea loc. Va exista o răspândire de material combustibil. O soluție fundamental nouă a fost că inițierea unei reacții termonucleare ar avea loc ca urmare a creării unui mediu deuteriu supradens. A fost propusă o metodă pentru crearea unui mediu superdens de deuteriu sub acțiunea radiației cu raze X generate în timpul exploziei unei bombe atomice. Ca urmare a comprimării substanței combustibile, are loc o reacție de fuziune termonucleară auto-susținută. Schematic, implementarea acestei abordări este prezentată în fig. 2.
După explozia unei sarcini nucleare, razele X eliberate din regiunea încărcăturii nucleare se propagă prin umplutura de plastic, ionizand atomii de carbon și hidrogen. Scutul de uraniu situat între zona încărcăturii nucleare și volumul cu deuterură de litiu previne încălzirea prematură a deuterurii de litiu. Sub influenta raze Xși temperatura ridicata ca urmare a ablației, există o presiune uriașă care comprimă capsula cu deuterură de litiu. Densitățile materialului capsulei cresc de zeci de mii de ori. Tija de plutoniu situată în centru ca urmare a unei unde de șoc puternice este, de asemenea, comprimată de mai multe ori și intră într-o stare supercritică. Neutronii rapizi formați în timpul exploziei unei încărcături nucleare, care au încetinit în deuterură de litiu la viteze termice, duc la reacții în lanț de fisiune a plutoniului, care acționează ca o siguranță suplimentară, provocând creșteri suplimentare de presiune și temperatură. Temperatura rezultată în urma unei reacții termonucleare crește la 300 milioane K., ceea ce duce în cele din urmă la un proces exploziv. Întregul proces de explozie durează zecimi de microsecundă.
Bombele termonucleare sunt mult mai puternice decât bombele atomice. De obicei, echivalentul lor TNT este 100 - 1000 kt (pentru bombe atomice este 1 - 20 kt).
O explozie nucleară produce o undă de șoc puternică în aer. Raza de deteriorare este invers proporțională cu rădăcina cubă a energiei de explozie. Pentru o bombă nucleară de 20 kt, este de aproximativ 1 km. Energia eliberată este transferată în mediu în câteva microsecunde. Se formează o minge de foc strălucitoare. Dupa 10 -2 - 10 -1 sec atinge o raza maxima de 150 m, temperatura ii scade la 8000 K (unda de soc merge mult inainte). În timpul de strălucire (secunde), 10 - 20% din energia exploziei trece în radiația electromagnetică. Aerul încălzit rarefiat, purtător de praf radioactiv ridicat din sol, atinge înălțimea de 10-15 km în câteva minute. În plus, norul radioactiv se întinde pe sute de kilometri. O explozie nucleară este însoțită de un puternic flux de neutroni și radiatie electromagnetica.
O explozie nucleară este un proces necontrolat. În timpul acesteia, se eliberează o cantitate mare de energie radiantă și termică. Acest efect este rezultatul unei reacții nucleare în lanț de fisiune sau fuziune termonucleară, care are loc pe o perioadă scurtă de timp.
Informații generale scurte
O explozie nucleară la originea sa poate fi o consecință a activității umane pe Pământ sau în spațiul apropiat Pământului. Acest fenomen apare și în unele cazuri ca urmare a proceselor naturale pe unele tipuri de stele. Artificial explozie nucleara este o armă puternică. Este folosit pentru a distruge obiecte protejate la scară mare și subterane, acumulări de echipamente și trupe inamice. În plus, această armă este folosită pentru a distruge și a suprima complet partea opusă ca un instrument care distruge așezări mici și mari cu civili care trăiesc în ele, precum și facilități strategice industriale.
Clasificare
De regulă, exploziile nucleare sunt caracterizate de două caracteristici. Acestea includ puterea încărcării și locația punctului de încărcare direct în momentul perturbator. Proiecția acestui punct pe suprafața pământului se numește epicentrul exploziei. Puterea este măsurată în echivalent TNT. Aceasta este masa trinitrotoluenului, a cărui detonare eliberează aceeași cantitate de energie ca și cea nucleară estimată. Cel mai adesea, la măsurarea puterii, se folosesc unități precum un kiloton (1 kt) și un megaton (1 Mt) de TNT.
Fenomene
O explozie nucleară este însoțită de efecte specifice. Sunt caracteristice doar pentru acest proces și nu sunt prezente în alte explozii. Intensitatea fenomenelor care însoțesc o explozie nucleară depinde de localizarea centrului. Ca exemplu, putem lua în considerare cazul care a fost cel mai frecvent înainte de interzicerea testelor pe planetă (sub apă, pe pământ, în atmosferă) și, de fapt, în spațiu - o reacție artificială în lanț în stratul de suprafață. După detonarea procesului de fuziune sau fisiune pentru o foarte timp scurt(aproximativ fracțiuni de microsecunde), o cantitate uriașă de energie termică și radiantă este eliberată într-un volum limitat. Finalizarea reacției, de regulă, este indicată de extinderea structurii dispozitivului și de evaporare. Aceste efecte se datorează influenței temperaturii ridicate (până la 107 K) și presiunii uriașe (aproximativ 109 atm.) în epicentrul însuși. DIN distanta lunga vizual, această fază este un punct luminos foarte luminos.
Radiatie electromagnetica
Presiunea ușoară în timpul reacției începe să se încălzească și să deplaseze aerul din jur din epicentru. Rezultatul este o minge de foc. Odată cu aceasta, se formează un salt de presiune între radiația comprimată și aerul nederanjat. Acest lucru se datorează superiorității vitezei de deplasare a frontului de încălzire peste viteza sunetului in conditii de mediu. După ce reacția nucleară intră în stadiul de dezintegrare, eliberarea de energie se oprește. Expansiunea ulterioară se datorează diferenței de presiuni și temperaturi din zona mingii de foc și aerul imediat din jur. Trebuie remarcat faptul că fenomenele luate în considerare nu au nimic de-a face cu cercetarea științifică a eroului din seria modernă (apropo, numele său este același cu celebru fizician Glashow - Sheldon) „The Big Bang Theory”.
radiații penetrante
Reacțiile nucleare sunt o sursă de radiație electromagnetică tip diferit. În special, se manifestă într-un spectru larg, de la unde radio la raze gamma, nuclee atomice, neutroni, electroni rapizi. Radiația emergentă, numită radiație penetrantă, produce la rândul său anumite consecințe. Ele sunt specifice doar unei explozii nucleare. Quantele gamma de înaltă energie și neutronii în procesul de interacțiune cu atomii care alcătuiesc materia înconjurătoare suferă o transformare a formei lor stabile în izotopi radioactivi tip instabil cu diferite perioade și timpi de înjumătățire. Ca rezultat, se formează așa-numita radiație indusă. Împreună cu fragmente de nuclee atomice de material fisionabil sau cu produse de fuziune termonucleară care rămân dintr-un dispozitiv exploziv, componentele radioactive rezultate se ridică în atmosferă. Apoi se împrăștie pe o suprafață destul de mare și formează o infecție la sol. Izotopii instabili care însoțesc o explozie nucleară se află într-un asemenea spectru încât răspândirea radiațiilor poate continua timp de mii de ani, în ciuda faptului că intensitatea radiației scade în timp.
impuls electromagnetic
Formate dintr-o explozie nucleară, cuante gamma de înaltă energie în procesul de trecere prin mediu ionizează atomii care alcătuiesc compoziția sa, eliminând electronii din ei și oferindu-le destul de multă energie pentru a efectua ionizarea în cascadă a altor atomi ( până la treizeci de mii de ionizări per quantum gamma). Ca urmare, sub epicentru se formează o „pată” de ioni, având sarcină pozitivăși înconjurat de gaz de electroni în cantități mari. Această configurație de purtători, care este variabilă în timp, formează un câmp electric puternic. Acesta, împreună cu recombinarea ionizat particule atomice dispare după explozie. În acest proces, sunt generați curenți electrici puternici. Ele servesc ca o sursă suplimentară de radiații. Întregul complex de efecte descris se numește impuls electromagnetic. În ciuda faptului că este nevoie de mai puțin de 1/3 dintr-o zece miliarde de energie explozivă, aceasta are loc într-o perioadă foarte scurtă. Puterea care este eliberată în acest caz poate ajunge la 100 GW.
Procese de tip sol. Particularități
În procesul de detonare chimică, temperatura solului adiacent sarcinii și atras de mișcare este relativ scăzută. O explozie nucleară are propriile sale caracteristici. În special, temperatura solului poate atinge zeci de milioane de grade. Cea mai mare parte a energiei generate de încălzire în primele momente este eliberată în aer și merge suplimentar la formarea unei unde de șoc și Radiație termala. Într-o explozie convențională, aceste fenomene nu sunt observate. În acest sens, există diferențe mari în ceea ce privește impactul asupra masivului solului și a suprafeței. Cu o explozie la sol component chimic până la jumătate din energie este transferată la sol, iar cu nucleare - doar câteva procente. Acest lucru determină diferența de dimensiune a pâlniei și energia vibrațiilor seismice.
Iarnă nucleară
Acest concept caracterizează starea ipotetică a climei de pe planetă în cazul unui război la scară largă cu utilizarea armelor nucleare. Probabil, din cauza eliminării unei cantități uriașe de funingine și fum în stratosferă, rezultate ale numeroaselor incendii provocate de mai multe focoase, temperatura de pe Pământ va scădea peste tot până la nivelurile arctice. Acest lucru se va datora și unei creșteri semnificative a numărului de raze solare reflectate de la suprafață. Probabilitatea de răcire globală a fost prezisă cu mult timp în urmă (în timpul existenței Uniunii Sovietice). Ulterior, ipoteza a fost confirmată prin calculele modelului.
Acțiune explozivă, bazată pe utilizarea energiei intranucleare eliberate în timpul reacțiilor în lanț de fisiune a nucleelor grele ale unor izotopi de uraniu și plutoniu sau în timpul reacțiilor de fuziune termonucleară a izotopilor de hidrogen (deuteriu și tritiu) în alții mai grei, de exemplu, nuclee izogon de heliu. În reacțiile termonucleare, energia este eliberată de 5 ori mai mult decât în reacțiile de fisiune (cu aceeași masă de nuclee).
Armele nucleare includ diferite arme nucleare, mijloace de livrare a acestora către țintă (purtători) și controale.
În funcție de metoda de obținere a energiei nucleare, muniția se împarte în nucleare (pe reacții de fisiune), termonucleare (pe reacții de fuziune), combinate (în care energia se obține după schema „fisiune-fuziune-fisiune”). Puterea armelor nucleare este măsurată în echivalent TNT, t. o masă de TNT exploziv, a cărei explozie eliberează o asemenea cantitate de energie precum explozia unui bosiripas nuclear dat. Echivalentul TNT se măsoară în tone, kilotone (kt), megatone (Mt).
Muniția cu o capacitate de până la 100 kt este proiectată pe reacții de fisiune, de la 100 la 1000 kt (1 Mt) pe reacții de fuziune. Munițiile combinate pot depăși 1 Mt. După putere, armele nucleare sunt împărțite în ultra-mici (până la 1 kg), mici (1-10 kt), medii (10-100 kt) și extra-mari (mai mult de 1 Mt).
În funcție de scopul utilizării armelor nucleare, exploziile nucleare pot fi la mare altitudine (peste 10 km), aer (nu mai mult de 10 km), sol (la suprafață), subteran (sub apă).
Factori dăunători ai unei explozii nucleare
Principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare sunt: o undă de șoc, radiația luminoasă de la o explozie nucleară, radiația penetrantă, contaminarea radioactivă a zonei și un impuls electromagnetic.
undă de șoc
Undă de șoc (SW)- o regiune de aer puternic comprimat, care se răspândește în toate direcțiile din centrul exploziei cu viteză supersonică.
Vaporii și gazele fierbinți, care caută să se extindă, produc o lovitură puternică straturilor de aer din jur, le comprimă la presiuni și densități mari și le încălzesc la temperaturi ridicate (câteva zeci de mii de grade). Acest strat de aer comprimat reprezintă unda de șoc. Limita frontală a stratului de aer comprimat se numește frontul undei de șoc. Frontul SW este urmat de o zonă de rarefacție, unde presiunea este sub atmosferică. Aproape de centrul exploziei, viteza de propagare a SW este de câteva ori mai mare decât viteza sunetului. Pe măsură ce distanța de la explozie crește, viteza de propagare a undei scade rapid. La distanțe mari, viteza sa se apropie de viteza sunetului în aer.
Unda de șoc a unei muniții de putere medie trece: primul kilometru în 1,4 s; al doilea - în 4 s; al cincilea - în 12 s.
Efectul dăunător al hidrocarburilor asupra oamenilor, echipamentelor, clădirilor și structurilor se caracterizează prin: presiunea vitezei; suprapresiunea in frontul de soc si timpul impactului acestuia asupra obiectului (faza de compresie).
Impactul HC asupra oamenilor poate fi direct și indirect. Cu expunerea directă, cauza rănirii este o creștere instantanee a presiunii aerului, care este percepută ca o lovitură puternică care duce la fracturi, leziuni ale organelor interne și ruperea vaselor de sânge. Cu impact indirect, oamenii sunt uimiți de resturile zburătoare din clădiri și structuri, pietre, copaci, sticlă spartă și alte obiecte. Impactul indirect atinge 80% din toate leziunile.
Cu o suprapresiune de 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm 2), persoanele neprotejate pot suferi răni ușoare (vânătăi ușoare și contuzii). Impactul SW cu o suprapresiune de 40-60 kPa duce la leziuni de severitate moderată: pierderea conștienței, afectarea organelor auditive, luxații severe ale membrelor și afectarea organelor interne. Leziuni extrem de severe, adesea fatale, sunt observate la presiunea excesivă peste 100 kPa.
Gradul de deteriorare a undelor de șoc asupra diferitelor obiecte depinde de puterea și tipul exploziei, de rezistența mecanică (stabilitatea obiectului), precum și de distanța la care a avut loc explozia, de terenul și de poziția obiectelor pe sol. .
Pentru a proteja împotriva impactului hidrocarburilor, ar trebui să folosiți: șanțuri, fisuri și șanțuri, care își reduc efectul de 1,5-2 ori; piguri - de 2-3 ori; adăposturi - de 3-5 ori; subsoluri ale caselor (cladiri); teren (pădure, râpe, goluri etc.).
emisie de lumină
emisie de lumină este un flux de energie radiantă, inclusiv razele ultraviolete, vizibile și infraroșii.
Sursa sa este o zonă luminoasă formată din produsele fierbinți ai exploziei și aerul fierbinte. Radiația luminoasă se propagă aproape instantaneu și durează, în funcție de puterea unei explozii nucleare, până la 20 s. Cu toate acestea, puterea sa este de așa natură încât, în ciuda duratei sale scurte, poate provoca arsuri ale pielii (pielei), deteriorarea (permanentă sau temporară) a organelor vizuale ale oamenilor și aprinderea materialelor combustibile ale obiectelor. În momentul formării unei regiuni luminoase, temperatura de pe suprafața acesteia atinge zeci de mii de grade. Principalul factor dăunător al radiației luminoase este impulsul luminos.
Puls de lumină - cantitatea de energie în calorii care se încadrează pe unitatea de suprafață a suprafeței perpendicular pe direcția radiației, pe întreaga durată a strălucirii.
Slăbirea radiației luminoase este posibilă datorită ecranării acesteia de către nori atmosferici, terenuri denivelate, vegetație și obiecte locale, ninsori sau fum. Astfel, un strat gros atenuează pulsul luminos de A-9 ori, un strat rar - de 2-4 ori, iar ecranele de fum (aerosoli) - de 10 ori.
Pentru a proteja populația de radiațiile luminoase, este necesar să se utilizeze structuri de protecție, subsoluri ale caselor și clădirilor și proprietățile de protecție ale terenului. Orice obstacol capabil să creeze o umbră protejează împotriva acțiunii directe a radiațiilor luminoase și elimină arsurile.
radiații penetrante
radiatii penetrante- note de raze gamma și neutroni emise din zona unei explozii nucleare. Timpul de acțiune este de 10-15 s, intervalul este de 2-3 km de centrul exploziei.
În exploziile nucleare convenționale, neutronii reprezintă aproximativ 30%, în explozia muniției cu neutroni - 70-80% din radiația y.
Efectul dăunător al radiațiilor penetrante se bazează pe ionizarea celulelor (moleculelor) unui organism viu, ducând la moarte. Neutronii, în plus, interacționează cu nucleele atomilor anumitor materiale și pot provoca activitate indusă în metale și tehnologie.
Principalul parametru care caracterizează radiația penetrantă este: pentru radiația y - doza și rata dozei de radiație, iar pentru neutroni - fluxul și densitatea fluxului.
Doze admise de expunere publică în timp de război: singur - in termen de 4 zile 50 R; multiplu - in 10-30 zile 100 R; pe parcursul trimestrului - 200 R; în timpul anului - 300 R.
Ca urmare a trecerii radiatiilor prin materiale mediu inconjurator intensitatea radiației scade. Efectul de slăbire este de obicei caracterizat printr-un strat de jumătate de atenuare, adică cu. o astfel de grosime a materialului, trecând prin care radiația este redusă de 2 ori. De exemplu, intensitatea razelor y este redusă de 2 ori: oțel de 2,8 cm grosime, beton - 10 cm, pământ - 14 cm, lemn - 30 cm.
Structurile de protecție sunt folosite ca protecție împotriva radiațiilor penetrante, care slăbesc impactul acestuia de la 200 la 5000 de ori. Un strat de kilograme de 1,5 m protejează aproape complet de radiațiile penetrante.
Contaminare radioactivă (contaminare)
Contaminarea radioactivă a aerului, a terenului, a zonei de apă și a obiectelor situate pe acestea are loc ca urmare a căderii substanțelor radioactive (RS) din norul unei explozii nucleare.
La o temperatură de aproximativ 1700 ° C, strălucirea regiunii luminoase a unei explozii nucleare se oprește și se transformă într-un nor întunecat, la care se ridică o coloană de praf (prin urmare, norul are formă de ciupercă). Acest nor se mișcă în direcția vântului, iar RV-urile cad din el.
Sursele de RS din nor sunt produșii de fisiune ai combustibilului nuclear (uraniu, plutoniu), partea nereacționată a combustibilului nuclear și izotopii radioactivi formați ca urmare a acțiunii neutronilor la sol (activitate indusă). Aceste RV, aflate pe obiecte contaminate, se degradează, emitând radiații ionizante, care de fapt sunt factorul dăunător.
Parametrii contaminării radioactive sunt doza de radiații (în funcție de impactul asupra oamenilor) și debitul dozei de radiații - nivelul de radiație (în funcție de gradul de contaminare a zonei și diverselor obiecte). Aceste opțiuni sunt caracteristică cantitativă factori dăunători: contaminarea radioactivă în timpul unui accident cu eliberare de substanțe radioactive, precum și contaminarea radioactivă și radiațiile penetrante în timpul unei explozii nucleare.
Pe terenul care a suferit contaminare radioactivă în timpul unei explozii nucleare se formează două secțiuni: zona exploziei și urma norului.
În funcție de gradul de pericol, zona contaminată de-a lungul urmei norului de explozie este de obicei împărțită în patru zone (Fig. 1):
Zona A- zona de infectie moderata. Se caracterizează printr-o doză de radiație până la dezintegrarea completă a substanțelor radioactive la limita exterioară a zonei 40 rad și la interior - 400 rad. Suprafața zonei A este de 70-80% din suprafața întregii amprente.
Zona B- zona de infectie severa. Dozele de radiație la limite sunt de 400 rad și, respectiv, 1200 rad. Aria zonei B este de aproximativ 10% din suprafața urmei radioactive.
Zona B- zonă de infecție periculoasă. Se caracterizează prin doze de radiații la granițele de 1200 rad și 4000 rad.
Zona G- zona de infectie extrem de periculoasa. Doze la limitele de 4000 rad și 7000 rad.
Orez. 1. Schema de contaminare radioactivă a zonei în zona unei explozii nucleare și în urma mișcării norului
Nivelurile de radiație la limitele exterioare ale acestor zone la 1 oră după explozie sunt de 8, 80, 240, 800 rad/h, respectiv.
Cea mai mare parte a precipitațiilor radioactive, care provoacă contaminarea radioactivă a zonei, cade din nor la 10-20 de ore după o explozie nucleară.
impuls electromagnetic
Impuls electromagnetic (EMP) este un ansamblu de câmpuri electrice și magnetice rezultate din ionizarea atomilor mediului sub influența radiațiilor gamma. Durata sa este de câteva milisecunde.
Parametrii principali ai EMR sunt curenții și tensiunile induse în fire și linii de cablu, care pot duce la deteriorarea și dezactivarea echipamentelor electronice și, uneori, la deteriorarea persoanelor care lucrează cu echipamentul.
În timpul exploziilor de sol și aer, efectul dăunător al unui impuls electromagnetic este observat la o distanță de câțiva kilometri de centrul unei explozii nucleare.
Cea mai eficientă protecție împotriva unui impuls electromagnetic este ecranarea liniilor de alimentare și control, precum și a echipamentelor radio și electrice.
Situația care se dezvoltă în timpul utilizării armelor nucleare în centrele de distrugere.
Accentul distrugerii nucleare este teritoriul în care, ca urmare a utilizării armelor nucleare, distrugerea în masă și moartea oamenilor, animalelor și plantelor de fermă, distrugerea și deteriorarea clădirilor și structurilor, rețelelor și liniilor de utilități și energie și tehnologice, au avut loc comunicații de transport și alte obiecte.
Zonele de focalizare ale unei explozii nucleare
Pentru a determina natura unei posibile distrugeri, volumul și condițiile pentru efectuarea de salvare și alte lucrări urgente, locul leziunii nucleare este împărțit condiționat în patru zone: distrugere completă, puternică, medie și slabă.
Zona de distrugere completă are o suprapresiune în fața undei de șoc de 50 kPa la graniță și se caracterizează prin pierderi masive irecuperabile în rândul populației neprotejate (până la 100%), distrugerea completă a clădirilor și structurilor, distrugerea și deteriorarea utilității și energiei și tehnologice. rețele și linii, precum și părți ale adăposturilor de protecție civilă, formarea de blocaje solide în aşezări. Pădurea este complet distrusă.
Zona cu pagube grave cu suprapresiune la frontul undei de șoc de la 30 la 50 kPa se caracterizează prin: pierderi masive iremediabile (până la 90%) în rândul populației neprotejate, distrugerea completă și gravă a clădirilor și structurilor, deteriorarea rețelelor și liniilor de utilități și energie și tehnologice, formarea de blocaje locale și continue în așezări și păduri, conservarea adăposturilor și a majorității adăposturilor antiradiații de tip subsol.
Zona de deteriorare medie cu suprapresiune de la 20 la 30 kPa se caracterizează prin pierderi iremediabile în rândul populației (până la 20%), distrugeri medii și severe ale clădirilor și structurilor, formarea de blocaje locale și focale, incendii continue, conservarea utilităților publice, adăposturilor și majoritatea adăposturilor antiradiații.
Zona de deteriorare slabă cu exces de presiune de la 10 la 20 kPa se caracterizează prin distrugerea slabă și medie a clădirilor și structurilor.
Focalizarea leziunii, dar numărul de morți și răniți poate fi proporțional cu sau depășește leziunea într-un cutremur. Deci, în timpul bombardamentului (putere bombei de până la 20 kt) al orașului Hiroshima din 6 august 1945, cea mai mare parte (60%) a fost distrusă, iar numărul morților s-a ridicat la 140.000 de oameni.
Personalul unităților economice și populația care intră în zonele de contaminare radioactivă sunt expuse la radiații ionizante, care provoacă boala radiațiilor. Severitatea bolii depinde de doza de radiații (iradiere) primită. Dependența gradului de radiație de mărimea dozei de radiații este dată în tabel. 2.
Tabelul 2. Dependența gradului de radiație de mărimea dozei de radiații
În condițiile ostilităților cu utilizarea armelor nucleare, teritorii vaste se pot dovedi a fi în zonele de contaminare radioactivă, iar expunerea oamenilor poate căpăta un caracter de masă. Pentru a exclude supraexpunerea personalului instalației și a publicului în astfel de condiții și pentru a îmbunătăți stabilitatea funcționării instalațiilor economie nationalaîn condiţii de contaminare radioactivă în timp de război se stabilesc doze admisibile de radiaţii. Ele alcătuiesc:
- cu o singură iradiere (până la 4 zile) - 50 rad;
- iradiere repetată: a) până la 30 de zile - 100 rad; b) 90 zile - 200 rad;
- expunere sistematică (în cursul anului) 300 rad.
Cauzat de folosirea armelor nucleare, cele mai complexe. Pentru a le elimina, sunt necesare forțe și mijloace disproporționat mai mari decât în eliminarea situațiilor de urgență pe timp de pace.
2000 de explozii nucleare
Creatorul bombei atomice, Robert Oppenheimer, în ziua primului test al creierului său, a spus: „Dacă sute de mii de sori s-ar ridica deodată pe cer, lumina lor ar putea fi comparată cu strălucirea emanată de la Domnul Suprem. ... Eu sunt Moartea, marele distrugător al lumilor, care aduc moartea tuturor viețuitoarelor”. Aceste cuvinte au fost un citat din Bhagavad Gita, care fizician american citit in original.
Fotografii de la Lookout Mountain stau până la talie în praful ridicat de unda de șoc după o explozie nucleară (foto din 1953).
Numele provocării: Umbrella
Data: 8 iunie 1958
Putere: 8 kilotone
O explozie nucleară subacvatică a avut loc în timpul operațiunii Hardtack. Navele dezafectate au fost folosite drept ținte.
Nume test: Chama (ca parte a proiectului Dominic)
Data: 18 octombrie 1962
Locație: Insula Johnston
Capacitate: 1,59 megatone
Nume test: stejar
Data: 28 iunie 1958
Locație: Laguna Eniwetok din Oceanul Pacific
Capacitate: 8,9 megatone
Proiectul Upshot-Knothole, testul Annie. Data: 17 martie 1953; proiect: Upshot-Knothole; test: Annie; Locație: Knothole, Nevada Proving Ground, Sector 4; putere: 16 kt. (Foto: Wikicommons)
Numele provocării: Castelul Bravo
Data: 1 martie 1954
Locație: Atolul Bikini
Tip de explozie: la suprafață
Capacitate: 15 megatone
Explozia bombei cu hidrogen Castle Bravo a fost cea mai puternică explozie efectuată vreodată de Statele Unite. Puterea exploziei s-a dovedit a fi mult mai mare decât previziunile inițiale de 4-6 megatone.
Numele provocării: Castelul Romeo
Data: 26 martie 1954
Locație: Pe o barjă în Craterul Bravo, Atolul Bikini
Tip de explozie: la suprafață
Capacitate: 11 megatone
Puterea exploziei s-a dovedit a fi de 3 ori mai mare decât previziunile inițiale. Romeo a fost primul test făcut pe o barjă.
Proiectul Dominic, Test Aztec
Nume proces: Priscilla (ca parte a seriei de încercare Plumbbob)
Data: 1957
Putere: 37 kilotone
Exact așa arată procesul de eliberare a unei cantități uriașe de energie radiantă și termică în timpul unei explozii atomice în aer deasupra deșertului. Aici puteți vedea și echipament militar, care într-o clipă va fi distrusă de o undă de șoc, imprimată sub forma unei coroane care a înconjurat epicentrul exploziei. Se poate vedea de unde se reflectă unda de șoc suprafața pământuluiși este pe cale să se contopească cu o minge de foc.
Nume test: Grable (ca parte a Operațiunii Upshot Knothole)
Data: 25 mai 1953
Locație: Locația de testare nucleară din Nevada
Putere: 15 kilotone
Într-un loc de testare din deșertul Nevada, fotografi de la Lookout Mountain Center în 1953 au fotografiat un fenomen neobișnuit (un inel de foc într-o ciupercă nucleară după explozia unui proiectil de la un tun nuclear), a cărui natură a a ocupat mult timp mințile oamenilor de știință.
Proiectul Upshot-Knothole, testul Rake. În cadrul acestui test, a fost detonată o bombă atomică de 15 kilotone, lansată de un tun atomic de 280 mm. Testul a avut loc pe 25 mai 1953 la locul de testare din Nevada. (Foto: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Un nor ciupercă format în urma exploziei atomice a testului Truckee efectuat în cadrul Proiectului Dominic.
Project Buster, câine de testare.
Proiect „Dominic”, test „Da”. Proces: Da; data: 10 iunie 1962; proiect: Dominic; locație: 32 km sud de Insula Crăciunului; tip test: B-52, atmosferic, inaltime - 2,5 m; putere: 3,0 mt; tip de încărcare: atomică. (Wikicommons)
Numele testului: YESO
Data: 10 iunie 1962
Locație: Insula Crăciunului
Putere: 3 megatone
Testul „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #1. (Pierre J./Armata Franceză)
Numele testului: „Unicorn” (fr. Licorne)
Data: 3 iulie 1970
Locație: atolul din Polinezia Franceză
Putere: 914 kilotone
Testul „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #2. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)
Testul „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #3. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)
Site-urile de testare au adesea echipe întregi de fotografi care lucrează pentru a obține fotografii bune. În fotografie: o explozie de test nuclear în deșertul Nevada. În dreapta se află plumele de rachete pe care oamenii de știință le folosesc pentru a determina caracteristicile undei de șoc.
Testul „Licorn” în Polinezia Franceză. Imaginea #4. (Foto: Pierre J./Armata Franceză)
Project Castle, testul Romeo. (Foto: zvis.com)
Proiect Hardtack, test Umbrella. Provocare: Umbrelă; data: 8 iunie 1958; proiect: Hardtack I; Locație: Laguna Atolul Eniwetok tip test: subacvatic, adancime 45 m; putere: 8kt; tip de încărcare: atomică.
Proiect Redwing, test Seminole. (Foto: Arhiva armelor nucleare)
Testul Riya. Testul atmosferic al unei bombe atomice în Polinezia Franceză în august 1971. În cadrul acestui test, care a avut loc la 14 august 1971, a fost detonat un focos termonuclear, cu numele de cod „Riya”, cu o capacitate de 1000 kt. Explozia a avut loc pe teritoriul atolului Mururoa. Această poză a fost făcută de la o distanță de 60 km de zero. Foto: Pierre J.
Nor de ciuperci de la o explozie nucleară peste Hiroshima (stânga) și Nagasaki (dreapta). În etapele finale ale celui de-al Doilea Război Mondial, Statele Unite au lansat două lovituri atomice asupra Hiroshima și Nagasaki. Prima explozie a avut loc pe 6 august 1945, iar a doua pe 9 august 1945. Aceasta a fost singura dată când armele nucleare au fost folosite în scopuri militare. Din ordinul președintelui Truman, pe 6 august 1945, armata americană a căzut bombă nucleară„Baby” pe Hiroshima, iar pe 9 august, urmată de o explozie nucleară a bombei „Fat Man” aruncată asupra Nagasaki. Între 90.000 și 166.000 de oameni au murit la Hiroshima în decurs de 2-4 luni de la exploziile nucleare, iar între 60.000 și 80.000 au murit în Nagasaki. (Foto: Wikicommons)
Proiectul Upshot-Knothole. Depozit din Nevada, 17 martie 1953. Valul de explozie a distrus complet Clădirea nr. 1, situată la o distanță de 1,05 km de marcajul zero. Diferența de timp dintre prima și a doua lovitură este de 21/3 secunde. Camera a fost plasată într-o carcasă de protecție cu o grosime a peretelui de 5 cm.Singura sursă de lumină în acest caz a fost blițul nuclear. (Foto: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Project Ranger, 1951. Numele testului este necunoscut. (Foto: National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office)
Testul Trinity.
Trinity a fost numele de cod pentru primul test nuclear. Acest test a fost efectuat de armata Statelor Unite pe 16 iulie 1945, într-o zonă situată la aproximativ 56 de kilometri sud-est de Socorro, New Mexico, la White Sands Missile Range. Pentru test a fost folosită o bombă cu plutoniu de tip implozie, supranumită „Lucru”. După detonare, a avut loc o explozie cu o putere echivalentă cu 20 de kilotone de TNT. Data acestui test este considerată începutul erei atomice. (Foto: Wikicommons)
Numele provocării: Mike
Data: 31 octombrie 1952
Locație: Insula Elugelab („Flora”), Atolul Eneweita
Putere: 10,4 megatone
Dispozitivul detonat în testul lui Mike, numit „cârnat”, a fost prima bombă cu „hidrogen” adevărată din clasa megatonii. Norul de ciuperci a atins o înălțime de 41 km cu un diametru de 96 km.
AN602 (aka Tsar Bomba, aka Kuzkina Mother) este o bombă aeriană termonucleară dezvoltată în URSS în 1954-1961. un grup de fizicieni nucleari sub conducerea academicianului Academiei de Științe a URSS IV Kurchatov. Cel mai puternic dispozitiv exploziv din istoria omenirii. Potrivit diverselor surse, avea de la 57 la 58,6 megatone de echivalent TNT. Testele cu bombă au avut loc la 30 octombrie 1961. (Wiki media)
Explozia „MET”, efectuată în cadrul Operațiunii „Teepot”. Este de remarcat faptul că explozia MET a fost comparabilă ca putere cu bomba de plutoniu Fat Man aruncată asupra Nagasaki. 15 aprilie 1955, 22 ct. (Wiki media)
Una dintre cele mai puternice explozii ale unei bombe termonucleare cu hidrogen din contul Statelor Unite este Operațiunea Castle Bravo. Puterea de încărcare a fost de 10 megatone. Explozia a avut loc la 1 martie 1954 în atolul Bikini, Insulele Marshall. (Wiki media)
Operațiunea Castelul Romeo este una dintre cele mai puternice explozii de bombe termonucleare efectuate de Statele Unite. Atolul Bikini, 27 martie 1954, 11 megatone. (Wiki media)
Explozia Baker, arătând suprafața albă a apei perturbată de unda de șoc aerian și vârful coloanei goale de pulverizare care a format norul Wilson emisferic. Pe fundal este coasta atolului Bikini, iulie 1946. (Wiki media)
Explozia bombei termonucleare (hidrogen) americane „Mike” cu o capacitate de 10,4 megatone. 1 noiembrie 1952 (Wiki media)
Operațiunea Greenhouse este a cincea serie de teste nucleare americane și a doua dintre ele în 1951. În timpul operațiunii, proiectele de încărcături nucleare au fost testate folosind fuziunea termonucleară pentru a crește randamentul energetic. În plus, a fost studiat impactul exploziei asupra structurilor, inclusiv clădirilor rezidențiale, clădirilor fabricilor și buncărelor. Operațiunea a fost efectuată la locul de testare nucleară din Pacific. Toate dispozitivele au fost aruncate în aer pe turnuri metalice înalte, simulând o explozie de aer. Explozia lui „George”, 225 kilotone, 9 mai 1951. (Wiki media)
Un nor de ciuperci care are o coloană de apă în loc de un picior de praf. În dreapta, pe stâlp este vizibilă o gaură: cuirasatul Arkansas a blocat spray-ul. Test „Baker”, capacitatea de încărcare - 23 kilotone de TNT, 25 iulie 1946. (Wiki media)
Un nor de 200 de metri deasupra teritoriului Frenchman Flat după explozia MET din cadrul Operațiunii Tipot, 15 aprilie 1955, 22 kt. Acest proiectil avea un miez rar de uraniu-233. (Wiki media)
Craterul s-a format când un val de explozie de 100 de kilotone a fost explodat sub 635 de picioare de deșert la 6 iulie 1962, deplasând 12 milioane de tone de pământ. 
Timp: 0s. Distanta: 0m. Inițierea exploziei unui detonator nuclear.
Timp: 0,0000001c. Distanta: 0m Temperatura: pana la 100 milioane °C. Începutul și cursul reacțiilor nucleare și termonucleare într-o sarcină. Odată cu explozia sa, un detonator nuclear creează condițiile pentru începerea reacțiilor termonucleare: zona de ardere termonucleară trece printr-o undă de șoc în substanța de încărcare la o viteză de ordinul a 5000 km/s (106 - 107 m/s) Aproximativ 90% din neutronii eliberați în timpul reacțiilor sunt absorbiți de substanța bomba, restul de 10% zboară afară.
Timp:< 10−7c. Расстояние: 2м Temperatura: 30 milioane°C. Sfârșitul reacției, începutul expansiunii substanței bombe. Bomba dispare imediat din vedere și în locul ei apare o sferă luminoasă luminoasă (minge de foc), maschând răspândirea încărcăturii. Rata de creștere a sferei în primii metri este apropiată de viteza luminii. Densitatea substanței scade aici la 1% din densitatea aerului din jur în 0,01 secunde; temperatura scade la 7-8 mii °C în 2,6 secunde, este menținută timp de ~5 secunde și scade în continuare odată cu creșterea sferei de foc; presiunea după 2-3 secunde scade la puțin sub nivelul atmosferic.
Timp: 1,1x10−7c. Distanta: 10m Temperatura: 6 milioane °C. Expansiunea sferei vizibile până la ~10 m se datorează strălucirii aerului ionizat sub radiația de raze X a reacțiilor nucleare și apoi prin difuzia radiativă a aerului încălzit în sine. Energia cuantelor de radiație care părăsesc sarcina termonucleară este astfel încât calea lor liberă înainte de a fi captate de particulele de aer este de ordinul a 10 m și este inițial comparabilă cu dimensiunea unei sfere; fotonii rulează rapid în jurul întregii sfere, făcând o medie a temperaturii acesteia și zboară din ea cu viteza luminii, ionizând din ce în ce mai multe straturi de aer, prin urmare aceeași temperatură și aceeași rată de creștere aproape de lumină. În plus, de la captură la captură, fotonii pierd energie și lungimea drumului lor este redusă, creșterea sferei încetinește.
Timp: 1,4x10−7c. Distanta: 16m Temperatura: 4 milioane °C. În general, de la 10−7 la 0,08 secunde, prima fază a strălucirii sferei continuă cu o scădere rapidă a temperaturii și o ieșire de ~ 1% din energia radiației, mai ales sub formă de raze UV și cea mai strălucitoare. radiații luminoase care pot deteriora vederea unui observator la distanță fără formarea arsurilor pielii. Iluminarea suprafeței pământului în aceste momente la distanțe de până la zeci de kilometri poate fi de o sută sau de mai multe ori mai mare decât soarele.
Timp: 1,7x10-7c. Distanta: 21m Temperatura: 3 milioane °C. Vaporii de bombă sub formă de cluburi, cheaguri dense și jeturi de plasmă, ca un piston, comprimă aerul din fața lor și formează o undă de șoc în interiorul sferei - un șoc intern, care diferă de unda de șoc obișnuită în non-adiabatic, proprietăți aproape izoterme și la aceleași presiuni densitate de câteva ori mai mare: comprimând cu un șoc aerul radiază imediat cea mai mare parte a energiei prin minge, care este încă transparentă la radiații.
La primele zeci de metri, obiectele din jur înainte ca sfera de foc să le lovească, din cauza vitezei prea mari, nu au timp să reacționeze în niciun fel - nici măcar practic nu se încălzesc și, odată în interiorul sferei, sub radiație flux, se evaporă instantaneu.
Temperatura: 2 milioane °C. Viteza 1000 km/s. Pe măsură ce sfera crește și temperatura scade, energia și densitatea fluxului de fotoni scad, iar intervalul lor (de ordinul unui metru) nu mai este suficient pentru viteze apropiate de lumină ale expansiunii frontului de foc. Volumul de aer încălzit a început să se extindă și din centrul exploziei se formează un flux de particule sale. O undă termică la aerul calm la limita sferei încetinește. Aerul încălzit în expansiune din interiorul sferei se ciocnește cu aerul staționar din apropierea limitei sale și undeva de la 36-37 m apare o undă de creștere a densității - viitoarea undă de șoc a aerului extern; înainte de asta, valul nu a avut timp să apară din cauza ratei uriașe de creștere a sferei luminoase.
Timp: 0,000001s. Distanta: 34m Temperatura: 2 milioane °C. Șocul intern și vaporii bombei sunt localizați într-un strat de 8-12 m de locul exploziei, vârful de presiune este de până la 17.000 MPa la o distanță de 10,5 m, densitatea este de ~ 4 ori densitatea aerului, viteza este de ~100 km/s. Zona de aer cald: presiune la limită 2.500 MPa, în interiorul zonei până la 5000 MPa, viteza particulelor până la 16 km/s. Substanța de vapori de bombă începe să rămână în urma celei interne. sari pe masura ce tot mai mult aer din el este implicat in miscare. Cheagurile dense și jeturile mențin viteza.
Timp: 0,000034c. Distanta: 42m Temperatura: 1 milion °C. Condiții la epicentrul exploziei primei bombe sovietice cu hidrogen (400 kt la o înălțime de 30 m), care a format un crater de aproximativ 50 m în diametru și 8 m adâncime. Un buncăr din beton armat cu pereți de 2 m grosime a fost amplasat la 15 m de epicentru sau la 5–6 m de la baza turnului cu încărcătură.Pentru a găzdui echipamentul științific, acesta a fost distrus de sus, acoperit cu o movilă mare de pământ 8 m grosime.
Temperatura: 600 mii ° C. Din acest moment, natura undei de șoc încetează să mai depindă de condițiile inițiale ale unei explozii nucleare și se apropie de cea tipică pentru o explozie puternică în aer, adică. astfel de parametri de undă ar putea fi observați în explozia unei mase mari de explozibili convenționali.
Timp: 0.0036s. Distanta: 60m Temperatura: 600 mii ° C. Șocul intern, după ce a depășit întreaga sferă izotermă, o prinde din urmă și se contopește cu cea externă, crescându-i densitatea și formând așa-numitul. un șoc puternic este un singur front al undei de șoc. Densitatea materiei din sferă scade la 1/3 din atmosferă.
Timp: 0,014c. Distanta: 110m Temperatura: 400 mii ° C. O undă de șoc similară la epicentrul exploziei primei bombe atomice sovietice cu o putere de 22 kt la o înălțime de 30 m a generat o deplasare seismică care a distrus o imitație a tunelurilor de metrou cu diferite tipuri de prindere la adâncimi de 10 și 20 de metri. m 30 m, au murit animalele din tuneluri la adâncimi de 10, 20 și 30 m. La suprafață a apărut o depresiune discretă în formă de vas, de aproximativ 100 m diametru, condiții similare au fost la epicentrul exploziei Trinity de 21 kt la o înălțime de 30 m, s-a format o pâlnie de 80 m diametru și 2 m adâncime.
Timp: 0.004s. Distanta: 135m
Temperatura: 300 mii ° C. Înălțimea maximă a unei explozii de aer este de 1 Mt pentru formarea unei pâlnii vizibile în pământ. Partea frontală a undei de șoc este curbată de impactul cheagurilor de vapori ale bombei:
Timp: 0.007s. Distanta: 190m Temperatura: 200k°C. Pe un front neted și, parcă, strălucitor, oud. undele formează vezicule mari și pete luminoase (sfera pare să fiarbă). Densitatea materiei într-o sferă izotermă cu un diametru de ~150 m scade sub 10% din densitatea atmosferică.
Obiectele non-masive se evaporă cu câțiva metri înainte de apariția incendiului. sfere („trucuri de frânghie”); corpul uman din partea exploziei va avea timp să se carbonizeze și să se evapore complet deja odată cu sosirea undei de șoc.
Timp: 0.015s. Distanta: 250m Temperatura: 170 mii ° C. Unda de șoc distruge puternic rocile. Viteza undei de șoc este mai mare decât viteza sunetului în metal: rezistența teoretică la tracțiune a ușii de intrare în adăpost; rezervorul se prăbușește și arde.
Timp: 0,028c. Distanta: 320m Temperatura: 110 mii ° C. O persoană este dispersată de un flux de plasmă (viteza undei de șoc = viteza sunetului în oase, corpul se prăbușește în praf și se arde imediat). Distrugerea completă a celor mai durabile structuri de pământ.
Timp: 0,073c. Distanta: 400m Temperatura: 80 mii ° C. Neregulile pe sferă dispar. Densitatea substanței scade în centru până la aproape 1%, iar la marginea izotermelor. sfere cu un diametru de ~320 m până la 2% atmosferic. La această distanță, în 1,5 s, încălzirea la 30.000 °C și scăderea la 7000 °C, ~5 s menținând la ~6.500 °C și scăderea temperaturii în 10-20 s pe măsură ce mingea de foc urcă.
Timp: 0,079c. Distanta: 435m Temperatura: 110 mii ° C. Distrugerea completă a autostrăzilor cu pavaj de asfalt și beton Temperatura minimă a radiației undelor de șoc, sfârșitul primei faze de strălucire. Un adăpost de tip metrou căptușit cu tuburi din fontă și beton armat monolit și îngropat pe 18 m este calculat pentru a rezista la o explozie (40 kt) la o înălțime de 30 m la o distanță minimă de 150 m (presiunea undei de șoc). de ordinul 5 MPa) fără distrugere, 38 kt RDS- 2 la o distanță de 235 m (presiune ~1,5 MPa), a primit deformații și avarii minore. La temperaturi în frontul de compresie sub 80 mii ° C, noi molecule de NO2 nu mai apar, stratul de dioxid de azot dispare treptat și încetează să filtreze radiația internă. Sfera de șoc devine treptat transparentă și prin ea, ca prin sticla întunecată, de ceva timp, sunt vizibile bâte de vapori de bombe și o sferă izotermă; în general, sfera de foc este asemănătoare cu artificiile. Apoi, pe măsură ce transparența crește, intensitatea radiației crește și detaliile sferei care se aprind, parcă, devin invizibile. Procesul seamănă cu sfârșitul erei recombinării și nașterea luminii în Univers la câteva sute de mii de ani după Big Bang.
Timp: 0,1 s. Distanta: 530m Temperatura: 70 mii ° C. Separarea și deplasarea înainte a frontului undei de șoc de la limita sferei de foc, rata de creștere a acesteia scade considerabil. Începe a 2-a fază a strălucirii, mai puțin intensă, dar cu două ordine de mărime mai lungă, cu eliberarea a 99% din energia radiației de explozie în principal în spectrul vizibil și IR. La primele sute de metri, o persoană nu are timp să vadă explozia și moare fără să sufere (timpul de reacție vizuală al unei persoane este de 0,1 - 0,3 s, timpul de reacție la o arsură este de 0,15 - 0,2 s).
Timp: 0.15s. Distanta: 580m Temperatura: 65k°C. Radiație ~100 000 Gy. Fragmente carbonizate de oase rămân de la o persoană (viteza undei de șoc este de ordinul vitezei sunetului în tesuturi moi: un soc hidrodinamic care distruge celulele si tesuturile trece prin corp).
Timp: 0.25s. Distanta: 630m Temperatura: 50 mii ° C. Radiații penetrante ~40 000 Gy. O persoană se transformă în resturi carbonizate: o undă de șoc provoacă amputații traumatice, care apar într-o fracțiune de secundă. o sferă înflăcărată sfărâma rămășițele. Distrugerea completă a rezervorului. Distrugerea completă a liniilor subterane de cabluri, conducte de apă, conducte de gaz, canalizare, cămine de vizitare. Distrugerea conductelor subterane din beton armat cu diametrul de 1,5 m, cu grosimea peretelui de 0,2 m. Distrugerea barajului arcuit din beton al CHE. Distrugerea puternică a fortificațiilor pe termen lung din beton armat. Daune minore la structurile subterane de metrou.
Timp: 0,4 s. Distanta: 800m Temperatura: 40 mii ° C. Încălzește obiecte până la 3000 °C. Radiații penetrante ~20 000 Gy. Distrugerea completă a tuturor structurilor de protecție ale apărării civile (adăposturi) distrugerea dispozitivelor de protecție ale intrărilor în metrou. Distrugerea barajului gravitațional de beton al hidrocentralei Pillbox-urile devin incapabile de luptă la o distanță de 250 m.
Timp: 0,73c. Distanta: 1200m Temperatura: 17 mii ° C. Radiație ~5000 Gy. La o înălțime de explozie de 1200 m, încălzirea aerului de suprafață la epicentru înainte de sosirea bătăilor. valuri de până la 900°C. Omul - 100% moarte din acțiunea undei de șoc. Distrugerea adăposturilor evaluate la 200 kPa (tip A-III sau clasa 3). Distrugerea completă a buncărelor din beton armat de tip prefabricat la o distanță de 500 m în condițiile unei explozii la sol. Distrugere completă sine de cale ferata. Luminozitatea maximă a celei de-a doua faze a strălucirii sferei până în acest moment a eliberat ~ 20% din energia luminii
Timp: 1,4c. Distanta: 1600m Temperatura: 12k°C. Încălziți obiecte până la 200°C. Radiatie 500 Gr. Arsuri numeroase de 3-4 grade până la 60-90% din suprafața corpului, leziuni grave de radiații, combinate cu alte leziuni, letalitate imediată sau până la 100% în prima zi. Rezervorul este aruncat înapoi ~ 10 m și deteriorat. Distrugerea completă a podurilor metalice și din beton armat cu o deschidere de 30-50 m.
Timp: 1,6 s. Distanta: 1750m Temperatura: 10 mii ° C. Radiatie ok. 70 gr. Echipajul tancului moare în 2-3 săptămâni din cauza radiațiilor extrem de severe. Distrugerea completă a clădirilor din beton, beton armat monolitic (înălțime joasă) și rezistente la seism 0,2 MPa, adăposturi încorporate și de sine stătătoare evaluate la 100 kPa (tip A-IV sau clasa 4), adăposturi în subsolurile de multi- clădiri cu etaj.
Timp: 1,9c. Distanta: 1900m Temperatura: 9 mii ° C Daune periculoase pentru o persoană de către o undă de șoc și respingere până la 300 m cu o viteză inițială de până la 400 km / h, din care 100-150 m (0,3-0,5 din cale) este zbor liber , iar restul distanței sunt numeroase ricoșeuri pe pământ. Radiația de aproximativ 50 Gy este o formă fulgerătoare de boală de radiații [, 100% letalitate în 6-9 zile. Distrugerea adăposturilor încorporate proiectate pentru 50 kPa. Distrugerea puternică a clădirilor rezistente la cutremur. Presiunea este de 0,12 MPa și mai mult - toate clădirile urbane dense și rarefiate se transformă în blocaje solide (blocurile individuale se contopesc într-un blocaj continuu), înălțimea blocajelor poate fi de 3-4 m. Sfera de foc în acest moment atinge dimensiunea maximă. (D ~ 2 km), este zdrobit de jos de o undă de șoc reflectată de sol și începe să se ridice; sfera izotermă din ea se prăbușește, formând un flux rapid ascendent în epicentru - viitorul picior al ciupercii.
Timp: 2,6c. Distanta: 2200m Temperatura: 7,5 mii ° C. Rănire gravă a unei persoane prin undă de șoc. Radiații ~ 10 Gy - boală acută de radiații extrem de severă, conform unei combinații de leziuni, 100% mortalitate în 1-2 săptămâni. Sejur în siguranță într-un rezervor, într-un subsol fortificat cu pardoseală din beton armat și în majoritatea adăposturilor G. O. Distrugerea camioanelor. 0,1 MPa este presiunea de proiectare a undei de șoc pentru proiectarea structurilor și dispozitivelor de protecție ale structurilor subterane ale liniilor de metrou de mică adâncime.
Timp: 3,8c. Distanta: 2800m Temperatura: 7,5 mii ° C. Radiation 1 Gy - în condiții pașnice și tratament în timp util, leziuni inofensive prin radiații, dar cu condițiile insalubre și stresul fizic și psihologic puternic asociat cu dezastrul, lipsa îngrijirii medicale, nutriție și odihnă normală, până la jumătate dintre victime mor doar de la radiații și boli concomitente, iar în ceea ce privește cantitatea daunelor (plus răni și arsuri) mult mai mult. Presiune mai mică de 0,1 MPa - zonele urbane cu clădiri dense se transformă în blocaje solide. Distrugerea completă a subsolurilor fără armarea structurilor 0,075 MPa. Distrugerea medie a clădirilor rezistente la cutremur este de 0,08-0,12 MPa. Deteriorări grave ale casetelor de pastile prefabricate din beton armat. Detonarea pirotehnicii.
Timp: 6c. Distanta: 3600m Temperatura: 4,5 mii ° C. Daune medii aduse unei persoane de către o undă de șoc. Radiație ~ 0,05 Gy - doza nu este periculoasă. Oamenii și obiectele lasă „umbre” pe trotuar. Distrugerea completă a clădirilor administrative cu mai multe etaje (birouri) (0,05-0,06 MPa), adăposturi de cel mai simplu tip; distrugerea puternică și completă a structurilor industriale masive. Aproape toată dezvoltarea urbană a fost distrusă odată cu formarea de blocaje locale (o casă - un blocaj). Distrugerea completă a mașinilor, distrugerea completă a pădurii. Un impuls electromagnetic de ~3 kV/m lovește aparatele electrice insensibile. Distrugerea este similară cu un cutremur de 10 puncte. Sfera s-a transformat într-o cupolă de foc, ca un balon care plutește în sus, trăgând o coloană de fum și praf de pe suprafața pământului: o ciupercă explozivă caracteristică crește cu o viteză verticală inițială de până la 500 km/h. Viteza vântului în apropierea suprafeței până la epicentru este de ~100 km/h.
Timp: 10c. Distanta: 6400m Temperatura: 2k°C. La sfârșitul timpului efectiv al celei de-a doua faze de strălucire, a fost eliberată ~80% din energia totală a radiației luminoase. Restul de 20% sunt iluminați în siguranță timp de aproximativ un minut cu o scădere continuă a intensității, pierzându-se treptat în pufurile norului. Distrugerea adăposturilor de cel mai simplu tip (0,035-0,05 MPa). În primii kilometri, o persoană nu va auzi vuietul exploziei din cauza deteriorarii auzului de către unda de șoc. Respingerea unei persoane de către o undă de șoc de ~20 m cu o viteză inițială de ~30 km/h. Distrugerea completă a caselor din cărămidă cu mai multe etaje, case cu panouri, distrugerea gravă a depozitelor, distrugerea moderată a clădirilor administrative cu cadru. Distrugerea este similară cu un cutremur de 8 puncte. În siguranță în aproape orice subsol.
Strălucirea cupolei de foc încetează să mai fie periculoasă, se transformă într-un nor de foc, crescând în volum pe măsură ce se ridică; gazele incandescente din nor încep să se rotească într-un vortex în formă de torus; Produsele de explozie fierbinți sunt localizate în partea superioară a norului. Fluxul de aer prăfuit din coloană se mișcă de două ori mai repede decât „ciuperca” se ridică, depășește norul, trece prin el, diverge și, parcă, se înfășoară pe ea, ca pe o bobină în formă de inel.
Timp: 15c. Distanta: 7500m. Daune ușoare aduse unei persoane de către o undă de șoc. Arsuri de gradul trei pe părțile expuse ale corpului. Distrugerea completă a caselor din lemn, distrugerea puternică a clădirilor cu mai multe etaje din cărămidă 0,02-0,03 MPa, distrugere medie a depozitelor din cărămidă, beton armat cu mai multe etaje, case cu panouri; distrugere slabă a clădirilor administrative 0,02-0,03 MPa, clădiri industriale masive. Incendii de mașini. Distrugerea este similară cu un cutremur de 6 grade, cu un uragan de 12 grade. până la 39 m/s. „Ciuperca” a crescut cu până la 3 km deasupra centrului exploziei (înălțimea adevărată a ciupercii este mai mare cu înălțimea exploziei focoasei, cu aproximativ 1,5 km), are o „fustă” de condensat de vapori de apă în un curent de aer cald, care este atras ca un evantai de un nor în atmosfera rece din straturile superioare.
Timp: 35c. Distanță: 14 km. Arsuri de gradul doi. Hârtia se aprinde, prelată întunecată. Sunt posibile o zonă de incendii continue, în zonele cu clădiri dense combustibile, o furtună de incendii, o tornadă (Hiroshima, „Operațiunea Gomora”). Distrugerea slabă a clădirilor cu panouri. Dezafectarea aeronavelor și a rachetelor. Distrugerea este asemănătoare cu un cutremur de 4-5 puncte, o furtună de 9-11 puncte V = 21 - 28,5 m/s. „Ciuperca” a crescut la ~5 km nor de foc strălucește din ce în ce mai slab.
Timp: 1 min. Distanta: 22 km. Arsuri de gradul I - în îmbrăcămintea de plajă, moartea este posibilă. Distrugerea geamurilor armate. Dezrădăcinarea copacilor mari. Zona incendiilor individuale „Ciuperca” a crescut la 7,5 km, norul nu mai emite lumină și acum are o nuanță roșiatică din cauza oxizilor de azot pe care îi conține, care se vor evidenția brusc de ceilalți nori.
Timp: 1,5 min. Distanta: 35 km. Raza maximă de distrugere a echipamentelor electrice sensibile neprotejate printr-un impuls electromagnetic. Aproape toate cele obișnuite și o parte din sticla armată de la ferestre au fost sparte - de fapt într-o iarnă geroasă, plus posibilitatea de tăiere de către fragmente zburătoare. „Ciupercă” a urcat până la 10 km, viteza de urcare ~ 220 km/h. Deasupra tropopauzei, norul se dezvoltă predominant în lățime.
Timp: 4 min. Distanță: 85 km. Erupția este ca un soare mare nenatural de strălucitor în apropierea orizontului, poate provoca arsuri retiniene, o val de căldură pe față. Unda de șoc care a sosit după 4 minute poate doborî o persoană și poate sparge geamurile individuale ale ferestrelor. „Ciupercă” a urcat peste 16 km, viteza de urcare ~ 140 km/h
Timp: 8 min. Distanta: 145 km. Blițul nu este vizibil dincolo de orizont, dar se văd o strălucire puternică și un nor de foc. Înălțimea totală a „ciupercii” este de până la 24 km, norul are 9 km înălțime și 20-30 km în diametru, cu partea sa largă „rezemat” pe tropopauză. Norul de ciuperci a crescut la dimensiunea maximă și este observat timp de aproximativ o oră sau mai mult, până când este suflat de vânt și amestecat cu înnorabilitatea obișnuită. Precipitațiile cu particule relativ mari cad din nor în 10-20 de ore, formând o urmă aproape radioactivă.
Timp: 5,5-13 ore Distanta: 300-500km. Limita îndepărtată a zonei de infecție moderată (zona A). Nivelul de radiație la limita exterioară a zonei este de 0,08 Gy/h; doza totala de radiatii 0,4-4 Gy.
Timp: ~10 luni. Timp efectiv jumătate din depunerea de substanțe radioactive pentru straturile inferioare ale stratosferei tropicale (până la 21 km), precipitația are loc mai ales la latitudinile mijlocii din aceeași emisferă în care s-a produs explozia.
Monument la primul test al bombei atomice Trinity. Acest monument a fost ridicat la White Sands în 1965, la 20 de ani după testul Trinity. Pe placa memorială a monumentului scrie: „Pe acest loc, la 16 iulie 1945, a avut loc primul test din lume al bombei atomice”. O altă placă de mai jos indică faptul că situl a fost desemnat Reper istoric național. (Foto: Wikicommons)
