سلاح اتمی. انفجار هسته ای: شرح، طبقه بندی یک انفجار هسته ای است
تسلیحات هسته ای قدرت بسیار بالایی دارد. در شکافت اورانیوم
جرمی در حد یک کیلوگرم همان مقدار انرژی آزاد می کند
در انفجار TNT به وزن حدود 20 هزار تن. واکنش های همجوشی گرما هسته ای حتی انرژی بیشتری دارند. قدرت انفجار تسلیحات هسته ای معمولاً با واحدهای معادل TNT اندازه گیری می شود. معادل TNT جرم تری نیتروتولوئن است که می تواند قدرت انفجاری معادل انفجار یک سلاح هسته ای را ایجاد کند. معمولاً بر حسب کیلوتن (kT) یا مگاتون (MgT) اندازه گیری می شود.
بسته به قدرت، سلاح های هسته ای به کالیبرهای زیر تقسیم می شوند:
بسیار کوچک (کمتر از 1 کیلو تن)
کوچک (از 1 تا 10 کیلو تن)
متوسط (از 10 تا 100 کیلو تن)
بزرگ (از 100 kT تا 1 MgT)
بسیار بزرگ (بیش از 1 میلی گرم در تن)
بارهای گرما هسته ای مجهز به مهمات بسیار بزرگ و بزرگ هستند
و کالیبرهای متوسط؛ کالیبرهای هسته ای-فوق العاده کوچک، کوچک و متوسط،
نوترون-فوق العاده کوچک و کالیبر کوچک.
1.5 انواع انفجارهای هسته ای
بسته به وظایف حل شده توسط سلاح های هسته ای، به نوع و مکان
اشیایی که حملات هسته ای روی آنها برنامه ریزی شده است و همچنین طبیعت
خصومت های آتی، انفجارهای هسته ای را می توان در آن انجام داد
هوا، در سطح زمین (آب) و زیر زمین (آب). با توجه
با این، انواع زیر از انفجارهای هسته ای متمایز می شوند:
هوا (بالا و کم)
سطح زمین)
زیرزمینی (زیر آب)
1.6 عوامل مخرب انفجار هسته ای.
یک انفجار هسته ای می تواند فوراً نابود یا ناتوان شود
افراد محافظت نشده، تجهیزات ایستاده آشکار، سازه ها و انواع مختلف
منابع مادی عوامل مخرب اصلی انفجار هسته ای عبارتند از:
موج ضربه ای
انتشار نور
تشعشع نافذ
آلودگی رادیواکتیو منطقه
پالس الکترومغناطیسی
آنها را در نظر بگیرید:
الف) موج ضربه ای در بیشتر موارد آسیب رسان اصلی است
عامل انفجار هسته ای ماهیت آن شبیه موج ضربه ای است.
انفجار معمولی، اما بیشتر طول می کشد و دارد
نیروی مخرب بسیار بیشتر موج شوک انفجار هسته ای
می تواند در فاصله قابل توجهی از مرکز انفجار آسیب وارد کند
مردم، سازه ها را تخریب کرده و به تجهیزات نظامی آسیب می رسانند.
موج ضربه ای ناحیه ای با فشرده سازی شدید هوا است،
با سرعت زیاد در تمام جهات از مرکز انفجار منتشر می شود.
سرعت انتشار آن به فشار هوا در جلو بستگی دارد
موج شوک؛ در نزدیکی مرکز انفجار، چندین برابر بیشتر از
سرعت صوت، اما با افزایش فاصله از محل انفجار به شدت کاهش می یابد.
در 2 ثانیه اول، موج ضربه حدود 1000 متر را طی می کند، در 5 ثانیه - 2000 متر،
برای 8 ثانیه - حدود 3000 متر. این به عنوان توجیهی برای استاندارد N5 ZOMP عمل می کند.
"اقدامات در زمان وقوع انفجار هسته ای": عالی - 2 ثانیه، خوب - 3 ثانیه،
رضایت بخش - 4 ثانیه.
اثر مخرب موج ضربه ای بر مردم و اثر مخرب بر
تجهیزات نظامی، سازه های مهندسی و مواد
همه با فشار اضافی و سرعت هوا در داخل تعیین می شود
جلوی او فشار بیش از حد، تفاوت بین حداکثر فشار در جلوی موج ضربه ای و فشار معمولی اتمسفر در مقابل آن است. بر حسب نیوتن بر متر مربع (N/m2) اندازه گیری می شود. این واحد فشار پاسکال (Pa) نامیده می شود. 1 N / M 2 \u003d 1 Pa (1 kPa 0.01 kgf / cm2).
با فشار بیش از حد 20-40 کیلو پاسکال، افراد محافظت نشده می توانند آسیب های خفیف (کبودی های خفیف و ضربه مغزی) دریافت کنند. ضربه موج ضربه ای با فشار بیش از حد 40-60 کیلو پاسکال منجر به آسیب های متوسط می شود: از دست دادن هوشیاری، آسیب به اندام های شنوایی، دررفتگی شدید اندام ها، خونریزی از بینی و گوش. صدمات شدید در فشار بیش از 60 کیلو پاسکال رخ می دهد و با کوفتگی شدید کل بدن، شکستگی اندام ها و آسیب به اندام های داخلی مشخص می شود. ضایعات بسیار شدید، اغلب کشنده، در فشار بیش از 100 کیلو پاسکال مشاهده می شود.
علاوه بر این، افراد محافظت نشده ممکن است با پرواز مورد اصابت قرار بگیرند
با سرعت زیاد با تکه های شیشه و تکه های ساختمان های تخریب پذیر،
سقوط درختان و همچنین قطعات پراکنده تجهیزات نظامی،
توده های خاک، سنگ و سایر اشیاء به حرکت در می آیند
سرعت موج ضربه بیشترین خسارت غیرمستقیم در سکونتگاه ها و جنگل ها مشاهده خواهد شد. در این موارد، تلفات نیروها ممکن است بیشتر از اثر مستقیم موج ضربه باشد.
موج ضربه ای قادر است در فضاهای بسته آسیب وارد کند.
از شکاف ها و سوراخ ها نفوذ می کند.
با افزایش کالیبر یک سلاح هسته ای، شعاع تخریب توسط یک موج ضربه ای
متناسب با ریشه مکعبی قدرت انفجار رشد کنند. در انفجار زیرزمینی، موج ضربه ای در زمین و در انفجار زیر آب، در آب رخ می دهد.
به علاوه با این نوع انفجارها بخشی از انرژی صرف ایجاد می شود
موج شوک و در هوا. موج ضربه ای که در زمین منتشر می شود
باعث آسیب به سازه های زیرزمینی، فاضلاب، تامین آب می شود.
هنگامی که در آب پخش می شود، آسیب به قسمت زیر آب مشاهده می شود
کشتی هایی که حتی در فاصله قابل توجهی از محل انفجار قرار دارند.
ب) تابش نور انفجار هسته ای یک جریان است
انرژی تابشی، از جمله اشعه ماوراء بنفش، مرئی و مادون قرمز
تابش - تشعشع. منبع تابش نور یک ناحیه نورانی است،
متشکل از محصولات داغ انفجار و هوای گرم. روشنایی
انتشار نور در ثانیه اول چندین برابر بیشتر از روشنایی است
انرژی نور جذب شده به انرژی گرمایی تبدیل می شود
منجر به گرم شدن لایه سطحی مواد می شود. گرمایش می تواند باشد
به اندازه کافی قوی برای سوختن یا احتراق سوخت
مواد و ترک خوردگی یا ذوب مواد غیر قابل احتراق، که می تواند منجر به
به آتش سوزی های عظیم در این مورد، عمل تابش نور از یک انفجار هسته ای
معادل استفاده گسترده از سلاح های آتش زا است که
در سوال چهارم مطالعه مورد بحث قرار گرفت.
پوست انسان نیز انرژی تابش نور را جذب می کند
به همین دلیل می تواند تا دمای بالا گرم شود و بسوزد. AT
اول از همه، سوختگی در نواحی باز بدن رو به رو رخ می دهد
سمت انفجار اگر با چشمان محافظت نشده به سمت انفجار نگاه کنید، پس
آسیب احتمالی به چشم ها که منجر به از دست دادن کامل بینایی می شود.
سوختگی های ناشی از تابش نور هیچ تفاوتی با سوختگی های معمولی ندارد.
ناشی از آتش یا آب جوش است. آنها هر چه فاصله کمتری داشته باشند قوی تر هستند
انفجار و قدرت مهمات بیشتر است. با انفجار هوا، اثر مخرب تابش نور بیشتر از انفجار زمینی با همان قدرت است.
بسته به تکانه نور درک شده، سوختگی ها به سه دسته تقسیم می شوند
درجه. سوختگی درجه یک در ضایعات سطحی پوست ظاهر می شود: قرمزی، تورم، درد. سوختگی درجه دو باعث ایجاد تاول روی پوست می شود. سوختگی درجه سه باعث نکروز و زخم پوست می شود.
با انفجار هوایی یک مهمات با قدرت 20 کیلو تن و شفافیت جوی حدود 25 کیلومتر، سوختگی درجه یک در شعاع 4.2 مشاهده می شود.
کیلومتر از مرکز انفجار؛ در انفجار یک بار با توان 1 MgT، این فاصله
به 22.4 کیلومتر افزایش خواهد یافت. سوختگی های درجه دو در فواصل دور ظاهر می شوند
2.9 و 14.4 کیلومتر و سوختگی درجه سه - در فواصل 2.4 و 12.8 کیلومتر
به ترتیب برای مهمات با ظرفیت 20 kT و 1MgT.
ج) تابش نافذ یک شار پرتو گاما نامرئی است
کوانتوم ها و نوترون های ساطع شده از منطقه انفجار هسته ای. کوانتوم گاما
و نوترون ها در تمام جهات از مرکز انفجار صدها نفر منتشر می شوند
متر با افزایش فاصله از انفجار، تعداد کوانتوم های گاما و
نوترون هایی که از یک سطح واحد عبور می کنند کاهش می یابد. در
انفجارهای هسته ای زیرزمینی و زیر آب اثر تشعشعات نافذ
در فواصل بسیار کوتاهتر از زمینی و
انفجارهای هوا، که با جذب شار نوترون و گاما توضیح داده می شود
آب کوانتومی
مناطق تحت تأثیر تشعشعات نافذ در هنگام انفجار سلاح های هسته ای
توان متوسط و بالا تا حدودی کوچکتر از مناطق تحت تأثیر موج ضربه و تابش نور هستند. برعکس، برای مهمات با معادل TNT کوچک (1000 تن یا کمتر)، مناطق تأثیر مخرب تشعشعات نافذ از مناطق آسیب دیده توسط امواج ضربه ای و تابش نور بیشتر است.
اثر مخرب پرتوهای نافذ توسط توانایی تعیین می شود
پرتوهای گاما و نوترون ها اتم های محیطی را که در آن انتشار می یابند یونیزه می کنند. با عبور از بافت زنده، گاما کوانتوم ها و نوترون ها اتم ها و مولکول های سازنده سلول ها را یونیزه می کنند که منجر به
نقض عملکردهای حیاتی اندام ها و سیستم های فردی. تحت تاثیر
یونیزاسیون در بدن، فرآیندهای بیولوژیکی مرگ سلولی و تجزیه رخ می دهد. در نتیجه، افراد مبتلا به بیماری خاصی به نام بیماری تشعشع مبتلا می شوند.
د) منابع اصلی آلودگی رادیواکتیو، محصولات شکافت بار هسته ای و ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند که در نتیجه تاثیر نوترون ها بر موادی که یک سلاح هسته ای از آنها ساخته می شود و برخی عناصر تشکیل دهنده خاک در انفجار ایجاد می شوند. حوزه.
در یک انفجار هسته ای زمینی، ناحیه نورانی زمین را لمس می کند. در داخل آن توده هایی از خاک در حال تبخیر کشیده شده است که بالا می آید. خنک شدن، بخارات حاصل از شکافت خاک بر روی ذرات جامد متراکم می شود. یک ابر رادیواکتیو تشکیل می شود. تا ارتفاع چندین کیلومتری بالا می رود و سپس با باد با سرعت 25-100 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. ذرات رادیواکتیو که از ابر به زمین می افتند، منطقه ای از آلودگی رادیواکتیو (ردیابی) را تشکیل می دهند که طول آن می تواند به چند صد کیلومتر برسد.
آلودگی رادیواکتیو مردم، تجهیزات نظامی، زمین و انواع مختلف
اجسام در یک انفجار هسته ای توسط قطعات شکافت ماده ایجاد می شوند
شارژ و قسمت بدون واکنش بار که از ابر انفجار می افتد،
و همچنین رادیواکتیویته القایی.
با گذشت زمان، فعالیت قطعات شکافت به سرعت کاهش می یابد،
به خصوص در ساعات اول پس از انفجار. به عنوان مثال، فعالیت کلی
قطعات شکافت در هنگام انفجار یک سلاح هسته ای با قدرت 20 کیلو تن از طریق
یک روز چند هزار برابر کمتر از یک دقیقه بعد خواهد بود
در هنگام انفجار یک سلاح هسته ای، بخشی از ماده بار در معرض قرار نمی گیرد
تقسیم، اما به شکل معمول خود سقوط می کند. پوسیدگی آن با تشکیل ذرات آلفا همراه است. رادیواکتیویته القایی ناشی از ایزوتوپ های رادیواکتیو است که در نتیجه تابش آن با نوترون های ساطع شده در زمان انفجار توسط هسته اتم های عناصر شیمیایی تشکیل دهنده خاک در خاک ایجاد می شود. ایزوتوپ های حاصل معمولاً هستند
بتا فعال، پوسیدگی بسیاری از آنها با تشعشع گاما همراه است.
نیمه عمر بیشتر ایزوتوپ های رادیواکتیو حاصله نسبتا کوتاه است، از یک دقیقه تا یک ساعت. در این راستا فعالیت القایی تنها در ساعات اولیه پس از انفجار و تنها در ناحیه نزدیک به کانون آن می تواند خطرناک باشد.
بخش اصلی ایزوتوپ های با عمر طولانی در مواد رادیواکتیو متمرکز شده است
ابری که پس از انفجار تشکیل می شود. ارتفاع ابر برای
مهمات با ظرفیت 10 کیلو تن 6 کیلومتر است، برای مهمات با ظرفیت 10 مگا تن
25 کیلومتر است با پیشروی ابرها ابتدا از آن بیرون می افتند
بزرگترین ذرات، و سپس کوچکتر و کوچکتر، تشکیل می شود
مسیر حرکت منطقه آلودگی رادیواکتیو، به اصطلاح اثر ابر.
اندازه ردیابی عمدتاً به قدرت سلاح هسته ای بستگی دارد.
و همچنین در سرعت باد و می تواند به چند صد در طول و
چند ده کیلومتر عرض دارد.
صدمات ناشی از قرار گرفتن در معرض داخلی در نتیجه رخ می دهد
مواد رادیواکتیو که از طریق سیستم تنفسی وارد بدن می شوند و
دستگاه گوارش در این مورد، انتشارات رادیواکتیو وارد می شود
در تماس مستقیم با اندام های داخلی است و ممکن است باعث شود
بیماری تشعشع شدید؛ ماهیت بیماری به میزان مواد رادیواکتیو وارد شده به بدن بستگی دارد.
برای تسلیحات، تجهیزات نظامی و سازه های مهندسی، رادیواکتیو
مواد مضر نیستند
ه) پالس الکترومغناطیسی یک میدان الکترومغناطیسی کوتاه مدت است که در هنگام انفجار یک سلاح هسته ای در نتیجه برهم کنش پرتوهای گاما و نوترون های ساطع شده پس از انفجار هسته ای با اتم های محیط رخ می دهد. پیامد تأثیر آن فرسودگی یا خرابی عناصر منفرد تجهیزات رادیویی الکترونیکی و الکتریکی است.
شکست افراد تنها در مواردی امکان پذیر است که در زمان انفجار با خطوط سیم کشیده شده تماس پیدا کنند.
مطمئن ترین وسیله حفاظت در برابر تمام عوامل مخرب انفجار هسته ای سازه های حفاظتی هستند. در میدان، باید پشت اشیاء قوی محلی، شیب های معکوس ارتفاعات، در چین های زمین، پناه گرفت.
هنگام کار در مناطق آلوده، از تجهیزات حفاظت تنفسی (ماسک های گاز، ماسک های تنفسی، ماسک های پارچه ای ضد گرد و غبار و بانداژهای پنبه ای) و همچنین تجهیزات محافظت از پوست برای محافظت از اندام های تنفسی، چشم ها و نواحی باز بدن استفاده می شود. مواد رادیواکتیو
ویژگی های اثر مخرب مهمات نوترونی.
مهمات نوترونی نوعی مهمات هسته ای هستند. آنها بر اساس بارهای گرما هسته ای هستند که از شکافت هسته ای و واکنش های همجوشی استفاده می کنند. انفجار چنین مهمات عمدتاً به دلیل شار قدرتمند تشعشعات نافذ تأثیر مخربی بر مردم دارد که در آن بخش قابل توجهی (تا 40٪) روی نوترون های به اصطلاح سریع می افتد.
در هنگام انفجار یک مهمات نوترونی، ناحیه منطقه تحت تأثیر تشعشعات نفوذی چندین برابر از منطقه تحت تأثیر موج ضربه ای بیشتر است. در این منطقه، تجهیزات و سازه‌ها می‌توانند آسیبی نبینند و افراد جراحات مرگباری دریافت کنند.
برای محافظت در برابر مهمات نوترونی از همان ابزار و روش هایی استفاده می شود که برای محافظت در برابر مهمات هسته ای معمولی استفاده می شود. علاوه بر این، هنگام ساخت پناهگاه ها و پناهگاه ها، توصیه می شود خاک بالای آنها را فشرده و مرطوب کنید، ضخامت سقف ها را افزایش دهید و از ورودی ها و خروجی ها محافظت بیشتری کنید. خواص حفاظتی تجهیزات با استفاده از حفاظت ترکیبی، متشکل از مواد حاوی هیدروژن (به عنوان مثال، پلی اتیلن) و مواد با چگالی بالا (سرب) افزایش می یابد.
رادیواکتیویته قانون واپاشی رادیواکتیو تاثیر تشعشعات یونیزان بر اجسام بیولوژیکی واحد اندازه گیری رادیواکتیویته
رادیواکتیویته توانایی اتم های ایزوتوپ های خاص برای واپاشی خود به خود با انتشار تشعشع است. برای اولین بار، چنین تشعشعاتی که توسط اورانیوم ساطع شده بود توسط بکرل کشف شد، بنابراین، در ابتدا، تشعشعات رادیواکتیو پرتوهای بکرل نامیده شدند. نوع اصلی واپاشی رادیواکتیو، بیرون ریختن ذرات آلفا از هسته یک اتم است - واپاشی آلفا (نگاه کنید به تابش آلفا) یا ذرات بتا - واپاشی بتا (به تابش بتا مراجعه کنید).
مهم ترین مشخصه رادیواکتیویته قانون واپاشی رادیواکتیو است که نشان می دهد چگونه (به طور متوسط) تعداد N هسته های رادیواکتیو در یک نمونه با زمان t تغییر می کند.
N(t) \u003d N 0 e -λt،
که در آن N 0 تعداد هسته های اولیه در لحظه اولیه (لحظه تشکیل آنها یا شروع مشاهده) و λ ثابت واپاشی (احتمال فروپاشی یک هسته رادیواکتیو در واحد زمان) است. این ثابت می تواند برای بیان میانگین طول عمر یک هسته رادیواکتیو τ = 1/λ و همچنین نیمه عمر T 1/2 = ln2/τ استفاده شود. نیمه عمر به وضوح میزان فروپاشی را مشخص می کند و نشان می دهد که چقدر طول می کشد تا تعداد هسته های رادیواکتیو در نمونه به نصف برسد.
واحدها
| واحدهای رادیواکتیویتی | ||
| بکرل (Bq, Vq); کوری (کی، سی) | 1 Bq = 1 فروپاشی در ثانیه. 1 Ki \u003d 3.7 x 10 10 Bq | واحدهای فعالیت رادیونوکلئید تعداد پوسیدگی ها را در واحد زمان نمایش دهید. |
| خاکستری (Gr، Gu)؛ خوشحالم (راد، راد) | 1 گری = 1 ژول بر کیلوگرم 1 راد = 0.01 گری | واحد دوز جذب شده آنها مقدار انرژی پرتوهای یونیزان جذب شده توسط یک واحد جرم یک جسم فیزیکی، به عنوان مثال، بافت های بدن را نشان می دهند. |
| Sievert (Sv, Sv) Rem (ber, rem) - "معادل بیولوژیکی اشعه ایکس" | 1 Sv = 1Gy = 1J/kg (برای بتا و گاما) 1 µSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0.01 Sv = 10mSv | واحدهای دوز معادل. آنها یک واحد دوز جذب شده ضرب در یک عامل هستند که خطر نابرابر انواع مختلف پرتوهای یونیزان را در نظر می گیرند. |
| خاکستری در ساعت (Gy/h)؛ سیورت در ساعت (Sv/h)؛ رونتگن در ساعت (R/h) | 1 Gy/h = 1 Sv/h = 100 R/h (برای بتا و گاما) 1 µSv/h = 1 µGy/h = 100 µR/h 1 µR/h = 1/1000000 R/h | واحدهای نرخ دوز نشان دهنده دوز دریافتی بدن در واحد زمان است. |
تاثیر تشعشعات یونیزان بر اجسام بیولوژیکی
در نتیجه تأثیر پرتوهای یونیزان بر بدن انسان، فرآیندهای پیچیده فیزیکی، شیمیایی و بیوشیمیایی می تواند در بافت ها رخ دهد.
هنگامی که مواد رادیواکتیو وارد بدن می شوند، اثر مخرب عمدتاً توسط منابع آلفا و سپس توسط منابع بتا ایجاد می شود. در جهت معکوس تابش خارجی. ذرات آلفا که چگالی یونیزاسیون کمی دارند، غشای مخاطی را که در مقایسه با پوست خارجی محافظت ضعیفی از اندام های داخلی است، از بین می برند.
مواد رادیواکتیو به سه طریق وارد بدن می شوند: از طریق استنشاق هوای آلوده به مواد رادیواکتیو، از طریق غذا یا آب آلوده، از طریق پوست و از طریق عفونت زخم های باز. راه اول خطرناک ترین است، زیرا اولاً حجم تهویه ریوی بسیار زیاد است و ثانیاً مقادیر ضریب جذب در ریه ها بیشتر است.
ذرات گرد و غبار که بر روی آنها ایزوتوپ های رادیواکتیو جذب می شوند، زمانی که هوا از طریق دستگاه تنفسی فوقانی استنشاق می شود، تا حدی در حفره دهان و نازوفارنکس ته نشین می شوند. از اینجا گرد و غبار وارد دستگاه گوارش می شود. بقیه ذرات وارد ریه ها می شوند. میزان ماندگاری ذرات معلق در هوا در ریه ها به پراکندگی آنها بستگی دارد. حدود 20 درصد از تمام ذرات در ریه ها باقی می مانند. با کاهش اندازه ذرات معلق در هوا، تاخیر به 70٪ افزایش می یابد.
هنگامی که مواد رادیواکتیو از دستگاه گوارش جذب می شوند، ضریب جذب مهم است که مشخص کننده نسبت ماده ای است که از دستگاه گوارش وارد خون می شود. بسته به ماهیت ایزوتوپ، ضریب در محدوده وسیعی متفاوت است: از صدم درصد (برای زیرکونیوم، نیوبیم) تا چند ده درصد (هیدروژن، عناصر قلیایی خاکی). جذب از طریق پوست دست نخورده 200-300 برابر کمتر از طریق دستگاه گوارش است و، به عنوان یک قاعده، نقش مهمی ایفا نمی کند.
زمانی که مواد رادیواکتیو به هر طریقی وارد بدن شوند، در عرض چند دقیقه در خون یافت می شوند. اگر مصرف مواد رادیواکتیو یک بار باشد، غلظت آنها در خون ابتدا به حداکثر افزایش می یابد و سپس در عرض 15-20 روز کاهش می یابد.
غلظت خون ایزوتوپ‌های با عمر طولانی می‌تواند متعاقباً به دلیل شستشوی معکوس مواد رسوب‌شده تقریباً برای مدت طولانی در همان سطح باقی بماند. اثر تشعشعات یونیزان بر روی یک سلول نتیجه تحولات پیچیده مرتبط و وابسته به هم است. به گفته A.M. کوزین، آسیب اشعه به سلول ها در سه مرحله رخ می دهد. در مرحله اول، تشعشعات تشکیلات پیچیده ماکرومولکولی را تحت تأثیر قرار داده و آنها را یونیزه و برانگیخته می کند. این مرحله فیزیکی قرار گرفتن در معرض تابش است. مرحله دوم تبدیلات شیمیایی است. آنها با فرآیندهای تعامل رادیکال های پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و لیپیدها با آب، اکسیژن، رادیکال های آب و تشکیل پراکسیدهای آلی مطابقت دارند. رادیکال هایی که در لایه های مولکول های پروتئینی مرتب شده ظاهر می شوند با تشکیل "پیوندهای متقاطع" تعامل می کنند، در نتیجه ساختار بیوممبران ها مختل می شود. به دلیل آسیب به غشاهای لیزوزومی، افزایش فعالیت و آزاد شدن آنزیم هایی وجود دارد که با انتشار به هر اندامک سلولی رسیده و به راحتی به داخل آن نفوذ کرده و باعث لیز آن می شود.
اثر نهایی تابش نه تنها نتیجه آسیب اولیه به سلول‌ها، بلکه در نتیجه فرآیندهای ترمیم بعدی است. فرض بر این است که بخش قابل توجهی از آسیب اولیه در سلول در قالب آسیب به اصطلاح بالقوه رخ می دهد که در صورت عدم وجود فرآیندهای بازیابی قابل تحقق است. اجرای این فرآیندها با فرآیندهای بیوسنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک تسهیل می شود. تا زمانی که آسیب احتمالی رخ ندهد، سلول می تواند در آنها "ترمیم" کند. تصور می شود که این مربوط به واکنش های آنزیمی است و توسط متابولیسم انرژی هدایت می شود. اعتقاد بر این است که این پدیده بر اساس فعالیت سیستم هایی است که در شرایط عادی، شدت فرآیند جهش طبیعی را تنظیم می کنند.
اثر جهش زایی پرتوهای یونیزه برای اولین بار توسط دانشمندان روسی R.A. نادسون و R.S. فیلیپوف در سال 1925 در آزمایشات روی مخمر. در سال 1927، این کشف توسط R. Meller بر روی یک شیء ژنتیکی کلاسیک - Drosophila تایید شد.
پرتوهای یونیزه قادر به ایجاد انواع تغییرات ارثی هستند. طیف جهش های ناشی از تابش با طیف جهش های خود به خود تفاوتی ندارد.
مطالعات اخیر موسسه جراحی اعصاب کیف نشان داده است که تشعشع، حتی در مقادیر کم، با دوزهای ده ها رم، قوی ترین اثر را بر سلول های عصبی - نورون ها دارد. اما نورون ها در اثر قرار گرفتن مستقیم در معرض تابش نمی میرند. همانطور که معلوم شد، در نتیجه قرار گرفتن در معرض تشعشع، اکثریت انحلال دهندگان NPP چرنوبیل "آنسفالوپاتی پس از تشعشع" را مشاهده کردند. اختلالات عمومی در بدن تحت تأثیر تشعشع منجر به تغییر متابولیسم می شود که منجر به تغییرات پاتولوژیک در مغز می شود.
2. اصول طراحی سلاح های هسته ای. فرصت های اصلی برای توسعه و بهبود بیشتر سلاح های هسته ای.
مهمات هسته ای به کلاهک های موشکی مجهز به بارهای هسته ای (گرمای هسته ای)، بمب های هوایی، گلوله های توپخانه، اژدر و مین های هدایت شونده مهندسی (مین های زمینی هسته ای) گفته می شود.
عناصر اصلی سلاح های هسته ای عبارتند از: بار هسته ای، حسگرهای انفجار، سیستم اتوماسیون، منبع برق و بدنه.
کیس برای مرتب کردن تمام عناصر مهمات، محافظت از آنها در برابر آسیب های مکانیکی و حرارتی، دادن شکل بالستیک لازم به مهمات و همچنین افزایش ضریب استفاده از سوخت هسته ای است.
سنسورهای انفجار (دستگاه های انفجاری) برای دادن سیگنال برای فعال کردن بار هسته ای طراحی شده اند. آنها می توانند از نوع تماسی و از راه دور (غیر تماسی) باشند.
سنسورهای تماس در لحظه برخورد مهمات با مانع و سنسورهای راه دور - در ارتفاع (عمق) معین از سطح زمین (آب) فعال می شوند.
حسگرهای راه دور بسته به نوع و هدف یک سلاح هسته ای می توانند موقت، اینرسی، فشارسنجی، راداری، هیدرواستاتیک و غیره باشند.
سیستم اتوماسیون شامل یک سیستم ایمنی، یک واحد اتوماسیون و یک سیستم انفجار اضطراری است.
سیستم ایمنی امکان انفجار تصادفی یک بار هسته ای را در حین تعمیر و نگهداری معمول، ذخیره مهمات و در طول پرواز آن در یک مسیر از بین می برد.
واحد اتوماسیون توسط سیگنال‌های حسگرهای انفجار راه‌اندازی می‌شود و برای ایجاد یک ضربه الکتریکی با ولتاژ بالا برای تحریک بار هسته‌ای طراحی شده است.
سیستم انفجار اضطراری مهمات را بدون انفجار هسته ای در صورت انحراف از یک مسیر معین از بین می برد.
منبع تغذیه کل سیستم الکتریکی مهمات باتری هایی از انواع مختلف است که یک بار عمل می کنند و بلافاصله قبل از استفاده جنگی به حالت کار در می آیند.
شارژ هسته ای وسیله ای برای اجرای انفجار هسته ای است در زیر انواع بارهای هسته ای موجود و ساختار اساسی آنها را بررسی خواهیم کرد.
اتهامات هسته ای
وسایلی که برای انجام فرآیند انفجاری آزادسازی انرژی درون هسته ای طراحی شده اند، بارهای هسته ای نامیده می شوند.
دو نوع اصلی سلاح هسته ای وجود دارد:
1 - بارهایی که انرژی انفجار آنها ناشی از واکنش زنجیره ای مواد شکافت پذیر است که به حالت فوق بحرانی منتقل می شوند - بارهای اتمی.
2 - بارهایی که انرژی انفجار آنها ناشی از واکنش همجوشی حرارتی هسته هاست، - بارهای گرما هسته ای.
بارهای اتمی عنصر اصلی بارهای اتمی مواد شکافت پذیر (مواد منفجره هسته ای) است.
قبل از انفجار، انبوه مواد منفجره هسته ای در وضعیت زیربحرانی قرار دارند. برای انجام یک انفجار هسته ای، آن را به حالت فوق بحرانی منتقل می کنند. دو نوع وسیله برای اطمینان از تشکیل توده فوق بحرانی استفاده می شود: توپ و انفجار.
در بارهای نوع توپ، ماده منفجره هسته ای از دو یا چند قسمت تشکیل شده است که جرم آنها به طور جداگانه کمتر از قسمت بحرانی است، که از شروع خود به خودی یک واکنش زنجیره ای هسته ای جلوگیری می کند. هنگامی که یک انفجار هسته ای انجام می شود، بخش های جداگانه ای از واحد انفجاری هسته ای تحت تأثیر انرژی انفجار یک ماده منفجره معمولی در یک کل ترکیب می شود و جرم کل مواد منفجره هسته ای بحرانی تر می شود که شرایطی را ایجاد می کند. برای یک واکنش زنجیره ای انفجاری
انتقال بار به حالت فوق بحرانی با عمل بار پودری انجام می شود. احتمال به دست آوردن قدرت انفجار محاسبه شده در چنین بارهایی به سرعت نزدیک شدن قطعات ماده منفجره هسته ای بستگی دارد.اگر سرعت نزدیک شدن کافی نباشد، ضریب بحرانی ممکن است حتی قبل از لحظه تماس مستقیم ماده تا حدی از واحد بیشتر شود. قطعات مواد منفجره هسته ای در این مورد، واکنش می تواند از یک مرکز شکافت اولیه تحت تأثیر، به عنوان مثال، یک نوترون شکافت خود به خود شروع شود، که منجر به انفجاری پایین تر با ضریب استفاده از سوخت هسته ای کوچک می شود.
مزیت بارهای هسته ای از نوع توپ، سادگی طراحی، ابعاد و وزن کوچک، استحکام مکانیکی بالا است که امکان ایجاد مهمات هسته ای کوچک (گلوله های توپخانه، مین های هسته ای و غیره) را بر اساس آنها ممکن می سازد.
در بارهای انفجاری، برای ایجاد یک جرم فوق بحرانی، از اثر انفجار استفاده می شود - فشرده سازی همه جانبه یک ماده منفجره هسته ای توسط نیروی انفجار یک ماده منفجره معمولی، که منجر به افزایش شدید چگالی آن می شود.
اثر انفجار غلظت عظیمی از انرژی را در ناحیه NHE ایجاد می کند و رسیدن به فشاری بیش از میلیون ها اتمسفر را ممکن می کند، که منجر به افزایش دانسیته NHE به میزان 2-3 برابر و کاهش جرم بحرانی به میزان 4 می شود. -9 بار
برای تقلید تضمینی یک واکنش زنجیره ای شکافت و شتاب آن، یک پالس نوترونی قدرتمند باید از یک منبع نوترونی مصنوعی در لحظه انفجار بالاترین اعمال شود.
مزیت بارهای اتمی از نوع انفجاری، میزان استفاده بالاتر از مواد منفجره هسته ای و همچنین توانایی، در محدوده های معین، تغییر قدرت انفجار هسته ای با استفاده از یک سوئیچ ویژه است.
از معایب بارهای اتمی می توان به جرم و ابعاد زیاد، مقاومت مکانیکی کم و حساسیت به شرایط دما اشاره کرد.
بارهای گرما هسته ای در بارهای از این نوع، شرایط برای واکنش همجوشی با انفجار یک بار اتمی ( چاشنی) از اورانیوم-235، پلوتونیوم-239 یا کالیفرنیوم-251 ایجاد می شود.بارهای ترموهسته ای می توانند نوترونی و ترکیبی باشند.
در بارهای نوترونی گرما هسته ای، دوتریوم و تریتیوم به صورت خالص یا به صورت هیدریدهای فلزی به عنوان سوخت گرما هسته ای استفاده می شود.«فیوز» واکنش پلوتونیوم-239 یا کالیفرنیوم-251 بسیار غنی شده است که جرم بحرانی نسبتاً کمی دارند. این به شما امکان می دهد ضریب مهمات هسته ای را افزایش دهید.
بارهای ترکیبی ترموهسته ای از لیتیوم دوترید (LiD) به عنوان سوخت گرما هسته ای استفاده می کنند. برای "فیوز" واکنش همجوشی، واکنش شکافت اورانیوم 235 است. برای به دست آوردن نوترون های پرانرژی برای واکنش (1.18)، در همان ابتدای فرآیند هسته ای، یک آمپول با تریتیوم (1H3) در بار هسته ای قرار می گیرد. نوترون های شکافت برای به دست آوردن تریتیوم از لیتیوم در دوره اولیه واکنش: نوترون‌هایی که در طی واکنش‌های همجوشی دوتریوم و تریتیوم و همچنین شکافت اورانیوم 238 (متداول‌ترین و ارزان‌ترین اورانیوم طبیعی) آزاد می‌شوند که مخصوصاً منطقه واکنش را به شکل یک پوسته احاطه می‌کند. وجود چنین پوسته ای نه تنها به انجام یک واکنش گرما هسته ای شبیه بهمن، بلکه به دست آوردن انفجار انرژی اضافی نیز اجازه می دهد، زیرا در چگالی شار بالای نوترون ها با انرژی بیش از 10 مگا ولت، واکنش شکافت اورانیوم 238 هسته‌ها کاملاً کارآمد پیش می‌روند و در عین حال مقدار انرژی آزاد شده بسیار زیاد می‌شود و در مهمات کالیبرهای بزرگ و فوق‌بزرگ می‌تواند تا ۸۰ درصد انرژی کل یک مهمات ترکیبی گرما هسته‌ای باشد. آ.
طبقه بندی سلاح های هسته ای
مهمات هسته ای بر اساس قدرت انرژی آزاد شده بار هسته ای و همچنین نوع واکنش هسته ای استفاده شده در آنها طبقه بندی می شوند. برای مشخص کردن قدرت مهمات، از مفهوم "معادل TNT" استفاده می شود - این چنین است. جرمی از TNT که انرژی انفجار آن ازدحام انرژی آزاد شده در هنگام انفجار هوایی کلاهک هسته ای (شارژ) است. معادل TNT با حرف § نشان داده می شود و بر حسب تن (t)، هزار تن (کیلوگرم) اندازه گیری می شود. ، میلیون تن (Mt)
از نظر قدرت، سلاح های هسته ای به طور متعارف به پنج کالیبر تقسیم می شوند.
کالیبر سلاح هسته ای
TNT معادل هزار تن
فوق العاده کوچک تا 1
میانگین 10-100
بزرگ 100-1000
فوق العاده بزرگ بیش از 1000
طبقه بندی انفجارهای هسته ای بر اساس نوع و قدرت. عوامل مخرب انفجار هسته ای
بسته به وظایف حل شده با استفاده از سلاح های هسته ای، انفجارهای هسته ای را می توان در هوا، روی سطح زمین و آب، زیر زمین و آب انجام داد. مطابق با این، انفجارهای هوا، زمین (سطح) و زیرزمینی (زیر آب) متمایز می شوند (شکل 3.1).
انفجار هسته ای هوایی انفجاری است که در ارتفاع 10 کیلومتری ایجاد می شود، زمانی که ناحیه نورانی با زمین (آب) تماس نداشته باشد. انفجارهای هوا به دو دسته کم و زیاد تقسیم می شوند. آلودگی شدید رادیواکتیو این منطقه فقط در نزدیکی کانون های انفجارهای کم هوا ایجاد می شود. آلودگی منطقه در امتداد دنباله ابر تأثیر قابل توجهی بر اقدامات پرسنل ندارد. موج ضربه ای، تشعشعات نور، تشعشعات نافذ و EMP به طور کامل خود را در یک انفجار هسته ای هوا نشان می دهند.
انفجار هسته ای زمینی (سطحی) انفجاری است که در سطح زمین (آب) ایجاد می شود که در آن ناحیه نورانی سطح زمین (آب) را لمس می کند و ستون گرد و غبار (آب) از لحظه تشکیل به هم متصل می شود. ابر انفجار 50 ویژگی بارز انفجار هسته ای زمینی (سطحی) آلودگی شدید رادیواکتیو زمین (آب) هم در ناحیه انفجار و هم در جهت ابر انفجار است. از عوامل مخرب این انفجار می توان به موج ضربه ای، تابش نور، تشعشعات نافذ، آلودگی رادیواکتیو منطقه و EMP اشاره کرد.
انفجار هسته ای زیرزمینی (زیر آب) انفجاری است که در زیر زمین (زیر آب) ایجاد می شود و با آزاد شدن مقدار زیادی خاک (آب) مخلوط با محصولات انفجاری هسته ای (قطعاتی از شکافت اورانیوم-235 یا پلوتونیوم-239) مشخص می شود. اثر مخرب و مخرب انفجار هسته ای زیرزمینی عمدتاً توسط امواج لرزه ای - انفجاری (عامل آسیب رسان اصلی)، تشکیل قیف در زمین و آلودگی شدید رادیواکتیو منطقه تعیین می شود. گسیل نور و تشعشعات نافذ وجود ندارد. از ویژگی های انفجار زیر آب تشکیل سلطان (ستون آب) است، موج اصلی که در هنگام فروپاشی سلطان (ستون آب) ایجاد می شود.
یک انفجار هسته ای هوایی با یک فلاش کور کننده کوتاه شروع می شود که نور از آن در فاصله چند ده و صدها کیلومتری قابل مشاهده است. به دنبال فلاش، یک ناحیه درخشان به شکل یک کره یا نیمکره (با انفجار زمین) ظاهر می شود که منبع تابش نور قدرتمند است. در همان زمان، شار قدرتمندی از تشعشعات گاما و نوترون ها از منطقه انفجار به محیط منتشر می شود که در طی یک واکنش زنجیره ای هسته ای و در هنگام فروپاشی قطعات رادیواکتیو شکافت بار هسته ای تشکیل می شوند. پرتوهای گاما و نوترون های ساطع شده در طی یک انفجار هسته ای را تشعشعات نافذ می نامند. تحت تأثیر تابش گامای آنی، اتم های محیط یونیزه می شوند که منجر به ظهور میدان های الکتریکی و مغناطیسی می شود. این میدان ها به دلیل مدت کوتاهی که دارند، معمولاً پالس الکترومغناطیسی انفجار هسته ای نامیده می شوند.
در مرکز یک انفجار هسته ای، دما فوراً به چندین میلیون درجه افزایش می یابد و در نتیجه ماده بار به پلاسمای با دمای بالا تبدیل می شود که اشعه ایکس ساطع می کند. فشار محصولات گازی در ابتدا به چند میلیارد اتمسفر می رسد. کره گازهای رشته ای ناحیه درخشان که به دنبال انبساط است، لایه های مجاور هوا را فشرده می کند، افت فشار شدیدی را در مرز لایه فشرده ایجاد می کند و موج ضربه ای را تشکیل می دهد که از مرکز انفجار در جهات مختلف منتشر می شود. . از آنجایی که چگالی گازهایی که گلوله آتشین را تشکیل می دهند بسیار کمتر از چگالی هوای اطراف است، توپ به سرعت بالا می رود. در این حالت، یک ابر قارچی شکل تشکیل می شود که حاوی گازها، بخار آب، ذرات کوچک خاک و مقدار زیادی از محصولات رادیواکتیو ناشی از انفجار است. با رسیدن به حداکثر ارتفاع، ابر در فواصل طولانی تحت اثر جریان هوا منتقل می شود، پراکنده می شود و محصولات رادیواکتیو روی سطح زمین می افتند و باعث ایجاد آلودگی رادیواکتیو در منطقه و اجسام می شوند.
برای اهداف نظامی؛
با قدرت:
بسیار کوچک (کمتر از 1 هزار تن TNT)؛
کوچک (1 - 10 هزار تن)؛
متوسط (10-100 هزار تن)؛
بزرگ (100 هزار تن -1 Mt)؛
فوق العاده بزرگ (بیش از 1 میلیون تن).
نوع انفجار:
بلند مرتبه (بیش از 10 کیلومتر)؛
هوا (ابر سبک به سطح زمین نمی رسد)؛
زمین؛
سطح؛
زیرزمینی؛
زیر آب.
عوامل مخرب انفجار هسته ای عوامل مخرب انفجار هسته ای عبارتند از:
موج شوک (50٪ انرژی انفجار)؛
تابش نور (35٪ انرژی انفجار)؛
تابش نافذ (45 درصد انرژی انفجار)؛
آلودگی رادیواکتیو (10٪ انرژی انفجار)؛
پالس الکترومغناطیسی (1٪ از انرژی انفجار)؛
از دوره فیزیک مشخص شده است که نوکلئون های هسته - پروتون ها و نوترون ها - توسط یک برهمکنش قوی در کنار هم نگه داشته می شوند. از نیروهای دافعه کولن بسیار فراتر می رود، بنابراین هسته به طور کلی پایدار است. در قرن بیستم، دانشمند بزرگ آلبرت انیشتین کشف کرد که جرم تک تک نوکلئون ها تا حدودی بیشتر از جرم آنها در حالت محدود (زمانی که هسته تشکیل می دهند) است. بخشی از توده کجا می رود؟ معلوم می شود که به انرژی اتصال نوکلئون ها می رود و به لطف آن هسته ها، اتم ها و مولکول ها می توانند وجود داشته باشند.
بیشتر هسته های شناخته شده پایدار هستند، اما هسته های رادیواکتیو نیز وجود دارند. آنها به طور مداوم انرژی تابش می کنند، زیرا در معرض واپاشی رادیواکتیو هستند. هسته های چنین عناصر شیمیایی برای انسان بی خطر نیستند، اما انرژی ای که قادر به تخریب کل شهرها باشد، منتشر نمی کنند.
انرژی عظیم در نتیجه یک واکنش زنجیره ای هسته ای ظاهر می شود. ایزوتوپ اورانیوم 235 و همچنین پلوتونیوم به عنوان سوخت هسته ای در بمب اتمی استفاده می شود. هنگامی که یک نوترون به هسته برخورد می کند، شروع به تقسیم می کند. نوترون، که ذره ای بدون بار الکتریکی است، می تواند به راحتی به ساختار هسته نفوذ کند و عمل نیروهای برهمکنش الکترواستاتیکی را دور بزند. در نتیجه، شروع به کشش خواهد کرد. برهم کنش قوی بین نوکلئون ها شروع به ضعیف شدن خواهد کرد، در حالی که نیروهای کولن ثابت خواهند ماند. هسته اورانیوم 235 به دو (به ندرت سه) قطعه تقسیم می شود. دو نوترون اضافی ظاهر می شوند که می توانند وارد واکنش مشابهی شوند. بنابراین به آن زنجیره می گویند: آنچه باعث واکنش شکافت (نوترون) می شود محصول آن است.
در نتیجه یک واکنش هسته ای، انرژی آزاد می شود که نوکلئون ها را در هسته اصلی اورانیوم 235 (انرژی اتصال) متصل می کند. این واکنش زیربنای عملکرد راکتورهای هسته ای و انفجارها است. برای اجرای آن، یک شرط باید رعایت شود: جرم سوخت باید زیر بحرانی باشد. هنگامی که پلوتونیوم با اورانیوم 235 ترکیب می شود، انفجار رخ می دهد.
انفجار هسته ای
پس از برخورد هسته‌های پلوتونیوم و اورانیوم، یک موج ضربه‌ای قدرتمند تشکیل می‌شود که تمام حیات را در شعاع حدود 1 کیلومتری تحت تأثیر قرار می‌دهد. گلوله آتشی که در محل انفجار ظاهر شد به تدریج تا 150 متر گسترش می یابد. دمای آن به 8 هزار کلوین کاهش می یابد، زمانی که موج ضربه ای به اندازه کافی دور می شود. هوای گرم شده غبار رادیواکتیو را در فواصل دور حمل می کند. یک انفجار هسته ای با تشعشعات الکترومغناطیسی قوی همراه است.
این یکی از شگفت انگیزترین، مرموزترین و وحشتناک ترین فرآیندها است. اصل عملیات تسلیحات هسته ای بر اساس یک واکنش زنجیره ای است. این فرآیندی است که خود سیر آن آغازگر ادامه آن است. اصل عملکرد بمب هیدروژنی مبتنی بر همجوشی است.
بمب اتمیهسته برخی از ایزوتوپ های عناصر رادیواکتیو (پلوتونیوم، کالیفرنیوم، اورانیوم و غیره) قادر به فروپاشی هستند، در حالی که یک نوترون را جذب می کنند. پس از آن، دو یا سه نوترون دیگر آزاد می شود. تخریب هسته یک اتم در شرایط ایده آل می تواند منجر به فروپاشی دو یا سه اتم دیگر شود که به نوبه خود می تواند اتم های دیگر را آغاز کند. و غیره. یک فرآیند بهمن مانند از بین بردن تعداد فزاینده ای از هسته ها با آزاد شدن مقدار عظیمی انرژی برای شکستن پیوندهای اتمی رخ می دهد. در طول انفجار، انرژی های عظیمی در مدت زمان بسیار کوتاهی آزاد می شوند. در یک نقطه اتفاق می افتد. به همین دلیل است که انفجار بمب اتمی بسیار قدرتمند و مخرب است.
برای شروع یک واکنش زنجیره ای، لازم است که مقدار مواد رادیواکتیو از جرم بحرانی بیشتر شود. بدیهی است که شما باید چندین قسمت از اورانیوم یا پلوتونیوم را بردارید و آنها را در یکی ترکیب کنید. با این حال، برای منفجر شدن یک بمب اتمی، این کافی نیست، زیرا واکنش قبل از آزاد شدن انرژی کافی متوقف می شود، یا فرآیند به کندی پیش می رود. برای رسیدن به موفقیت، نه تنها باید از جرم بحرانی یک ماده تجاوز کرد، بلکه باید آن را در مدت زمان بسیار کوتاهی انجام داد. بهتر است از چندین مورد استفاده شود.این امر با استفاده از دیگران به دست می آید.به علاوه آنها بین مواد منفجره سریع و آهسته متناوب می شوند.
اولین آزمایش هسته ای در جولای 1945 در ایالات متحده در نزدیکی شهر آلموگوردو انجام شد. در آگوست همان سال آمریکایی ها از این سلاح علیه هیروشیما و ناکازاکی استفاده کردند. انفجار یک بمب اتمی در شهر منجر به ویرانی وحشتناک و مرگ بیشتر مردم شد. در اتحاد جماهیر شوروی، سلاح های اتمی در سال 1949 ساخته و آزمایش شدند.
بمب اچ
این یک سلاح با قدرت تخریب بسیار بالا است. اصل عملکرد آن بر اساس سنتز هسته های سنگین هلیوم از اتم های هیدروژن سبک تر است. این مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می کند. این واکنش شبیه به فرآیندهایی است که در خورشید و سایر ستارگان رخ می دهد. ساده ترین راه استفاده از ایزوتوپ های هیدروژن (تریتیوم، دوتریوم) و لیتیوم است.
آزمایش اولین کلاهک هیدروژنی توسط آمریکایی ها در سال 1952 انجام شد. به معنای امروزی، این وسیله را به سختی می توان بمب نامید. این یک ساختمان سه طبقه بود که پر از دوتریوم مایع بود. اولین انفجار یک بمب هیدروژنی در اتحاد جماهیر شوروی شش ماه بعد انجام شد. مهمات گرما هسته ای شوروی RDS-6 در اوت 1953 در نزدیکی Semipalatinsk منفجر شد. بزرگترین بمب هیدروژنی با ظرفیت 50 مگاتن (Tsar Bomba) توسط اتحاد جماهیر شوروی در سال 1961 آزمایش شد. موج پس از انفجار مهمات سه بار دور سیاره چرخید.
سلاح اتمی
سلاح های هسته ای - مجموعه ای از سلاح های هسته ای، وسایل تحویل آنها به هدف و کنترل ها. به سلاح های کشتار جمعی (همراه با سلاح های بیولوژیکی و شیمیایی) اشاره دارد. سلاح هسته ای یک وسیله انفجاری است که از انرژی هسته ای استفاده می کند - انرژی آزاد شده در نتیجه یک واکنش زنجیره ای هسته ای بهمن مانند از شکافت هسته های سنگین و / یا یک واکنش همجوشی گرما هسته ای هسته های سبک.
عمل یک سلاح هسته ای مبتنی بر استفاده از انرژی انفجار یک وسیله انفجاری هسته ای است که در نتیجه یک واکنش زنجیره ای کنترل نشده بهمن مانند شکافت هسته های سنگین و / یا یک واکنش همجوشی گرما هسته ای آزاد می شود.
انفجارهای هسته ای می توانند از انواع زیر باشند:
هوا - در تروپوسفر
ارتفاع بالا - در جو فوقانی و فضای نزدیک سیاره
فضا - در فضای دور سیاره ای عمیق و هر ناحیه دیگری از فضای بیرونی
انفجار زمین - در نزدیکی زمین
انفجار زیرزمینی (زیر سطح زمین)
سطح (نزدیک سطح آب)
زیر آب (زیر آب)
عوامل مخرب انفجار هسته ای:
موج ضربه ای
تابش نور
تشعشع نافذ
آلودگی رادیواکتیو
پالس الکترومغناطیسی (EMP)
نسبت قدرت تأثیر عوامل مخرب مختلف به فیزیک خاص یک انفجار هسته ای بستگی دارد. به عنوان مثال، یک انفجار گرما هسته ای با قوی تر از به اصطلاح مشخص می شود. تشعشع نور انفجار اتمی، جزء اشعه گاما از تشعشعات نافذ، اما جزء جسمی بسیار ضعیف تر از تشعشعات نافذ و آلودگی رادیواکتیو منطقه است.
افرادی که مستقیماً در معرض عوامل مخرب انفجار هسته ای قرار می گیرند، علاوه بر آسیب های فیزیکی که اغلب برای انسان ها کشنده است، تأثیر روانی قدرتمندی را از تصویر هولناک انفجار و تخریب تجربه می کنند. یک پالس الکترومغناطیسی (EMP) مستقیماً بر موجودات زنده تأثیر نمی گذارد، اما می تواند عملکرد تجهیزات الکترونیکی را مختل کند (لوله های الکترونیکی و تجهیزات فوتونیک نسبتاً نسبتاً غیر حساس به EMP هستند).
طبقه بندی سلاح های هسته ای
تمام سلاح های هسته ای را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
"اتمی" - دستگاه های انفجاری تک فاز یا تک مرحله ای که در آنها انرژی اصلی از واکنش شکافت هسته ای هسته های سنگین (اورانیوم-235 یا پلوتونیوم) با تشکیل عناصر سبک تر حاصل می شود.
گرما هسته ای (همچنین "هیدروژن") - دستگاه های انفجاری دو فاز یا دو مرحله ای که در آن دو فرآیند فیزیکی به طور متوالی توسعه می یابند که در مناطق مختلف فضا موضعی می شوند: در مرحله اول، منبع اصلی انرژی واکنش شکافت هسته های سنگین است. و در دوم، واکنش های شکافت و همجوشی حرارتی به نسبت های مختلف بسته به نوع و تنظیم مهمات استفاده می شود.
قدرت یک بار هسته ای با معادل TNT اندازه گیری می شود - مقدار تری نیتروتولوئن که باید برای بدست آوردن همان انرژی منفجر شود. معمولاً در کیلوتون (kt) و مگاتون (Mt) بیان می شود. معادل TNT مشروط است: اولاً، توزیع انرژی یک انفجار هسته ای بر روی عوامل مخرب مختلف به طور قابل توجهی به نوع مهمات بستگی دارد، و در هر صورت، بسیار متفاوت از یک انفجار شیمیایی است. ثانیاً، دستیابی به احتراق کامل مقدار مناسبی از مواد منفجره شیمیایی به سادگی غیرممکن است.
مرسوم است که سلاح های هسته ای را به پنج گروه تقسیم می کنند:
بسیار کوچک (کمتر از 1 کیلوتن)
کوچک (1 - 10 ct)
متوسط (10 - 100 کیلوتن)
بزرگ (قدرت بالا) (100 kt - 1 Mt)
فوق العاده بزرگ (قدرت فوق العاده بالا) (بیش از 1 میلیون تن)
گزینه هایی برای انفجار سلاح های هسته ای
طرح توپ
"طرح توپ" در برخی از مدل های سلاح های هسته ای نسل اول استفاده شد. ماهیت طرح توپ شلیک با باروت از یک بلوک از مواد شکافت پذیر با جرم زیر بحرانی ("گلوله") به دیگری - بی حرکت ("هدف") است.
یک نمونه کلاسیک از طرح توپ، بمب پسر کوچکی است که در 6 اوت 1945 در هیروشیما انداخته شد.
طرح انفجاری
طرح انفجار انفجاری از فشرده سازی مواد شکافت پذیر توسط یک موج ضربه متمرکز ایجاد شده توسط انفجار مواد منفجره شیمیایی استفاده می کند. برای فوکوس کردن موج ضربه ای از لنزهای به اصطلاح انفجاری استفاده می شود و انفجار به طور همزمان در بسیاری از نقاط با دقت بالا انجام می شود. تشکیل یک موج شوک همگرا با استفاده از لنزهای انفجاری از مواد منفجره "سریع" و "آهسته" - TATV (تری آمینوترینیتروبنزن) و باراتول (مخلوطی از تری نیتروتولوئن با نیترات باریم) و برخی مواد افزودنی (به انیمیشن مراجعه کنید) فراهم شد. ایجاد چنین سیستمی برای مکان یابی مواد منفجره و انفجار زمانی یکی از سخت ترین و زمان برترین کارها بود. برای حل آن، انجام مقدار عظیمی از محاسبات پیچیده در دینامیک هیدرو و گاز ضروری بود.
دومین بمب اتمی مورد استفاده - "مرد چاق" - که در 9 آگوست 1945 بر روی ناکازاکی انداخته شد، طبق همین طرح اعدام شد.
