La scoperta da parte di Albert Einstein della capacità delle sostanze di rilasciare grandi quantità di energia a livello atomico segnò l'inizio della fisica nucleare. Negli anni '30, i ricercatori hanno simulato un'esplosione nucleare nell'aria in laboratorio, ma l'esperienza acquisita ha messo in pericolo la vita pacifica sulla Terra.
Principio di funzionamento
Per un'esplosione nucleare aerea, devi creare determinate condizioni che provochino una detonazione. Di solito, come detonatori vengono utilizzati TNT o RDX, sotto l'influenza della quale una sostanza radioattiva (solitamente uranio o plutonio) viene compressa a una massa critica entro 10 secondi, quindi si verifica un potente rilascio di energia. Se la bomba è termonucleare, allora avviene il processo di trasformazione degli elementi leggeri in elementi più pesanti. L'energia rilasciata in questo caso porta con sé un'esplosione ancora più potente.
Un reattore nucleare può essere utilizzato anche per scopi pacifici, poiché la fissione può essere controllata. Per questo vengono utilizzati dispositivi che assorbono i neutroni. I processi che si verificano in una tale installazione sono sempre in equilibrio. Persinose ci sono piccole modifiche nei parametri, il sistema li spegne per tempo e torna in modalità di funzionamento. In situazioni di emergenza, gli elementi vengono ripristinati automaticamente per interrompere la reazione a catena.
Prima esperienza
Scoperta da Einstein e ulteriormente studiata dai fisici nucleari, il rilascio di energia interessava non solo gli scienziati, ma anche i militari. La possibilità di ottenere nuove armi in grado di creare potenti esplosioni da una piccola quantità di materiale ha portato a esperimenti con elementi radioattivi.
Fisicamente, la possibilità di un'esplosione con un effetto dannoso significativo è stata dimostrata dallo scienziato francese Joliot-Curie. Scoprì una reazione a catena, che divenne una potente fonte di energia. Inoltre, aveva in programma di condurre esperimenti con l'ossido di deuterio, ma nelle condizioni della seconda guerra mondiale era impossibile da fare in Francia, quindi in futuro gli scienziati britannici si dedicarono allo sviluppo di armi atomiche.
Il primo ordigno esplosivo fu testato nell'estate del 1945 in America. Per gli standard odierni, la bomba aveva poca potenza, ma a quel tempo l'effetto risultante superava tutte le aspettative. La forza dell'esplosione e l'impatto sull'area circostante furono enormi.
Risultati
Sono stati effettuati test per determinare le caratteristiche di un'esplosione aria-nucleare. I presenti hanno successivamente descritto ciò che hanno visto. Hanno osservato un punto luminoso luminoso a una distanza di diverse centinaia di chilometri. Poi si è trasformata in una palla enorme, si è sentito un suono molto forte e per chilometril'onda d'urto si è rib altata. Il pallone è esploso, lasciando dietro di sé una nuvola di dodici chilometri a forma di fungo. Sul luogo dell'esplosione è rimasto un cratere, che si estendeva per decine di metri in profondità e larghezza. Il terreno intorno a lui per diverse centinaia di metri si trasformò in terra senza vita e bucherellata.
La temperatura dell'aria durante l'esplosione nucleare è aumentata in modo significativo e l'atmosfera stessa sembrava diventare più densa. Questo è stato sentito anche dai testimoni oculari che erano lontani dall'epicentro del rifugio. La scala di ciò che hanno visto è stata sorprendente, perché nessuno immaginava quale potere avrebbero dovuto affrontare. Si è concluso che i test hanno avuto successo.
I fattori dannosi di un'esplosione nucleare in aria
I militari si resero subito conto che una nuova arma poteva decidere l'esito di qualsiasi guerra. Ma a quel tempo nessuno pensava all'impatto dei fattori dannosi di un'esplosione nucleare. Gli scienziati hanno prestato attenzione solo al più ovvio di loro:
- onda d'urto;
- emissione di luce.
A quel tempo nessuno sapeva della contaminazione radioattiva e delle radiazioni ionizzanti, anche se in seguito furono le radiazioni penetranti a rivelarsi le più pericolose. Quindi, se la devastazione e la distruzione erano localizzate a una distanza di diverse centinaia di metri dall'epicentro di un'esplosione nucleare aerea, l'area di dispersione dei prodotti di decadimento delle radiazioni si estendeva per centinaia di chilometri. Una persona ha ricevuto la prima esposizione, che è stata successivamente aggravata dalla ricaduta di radiazioni nelle aree vicine.
Inoltre, gli scienziati non lo sapevano ancora sotto l'influenzaL'onda d'urto d'aria di un'esplosione nucleare genera un impulso elettromagnetico che può disabilitare tutta l'elettronica a una distanza di centinaia di chilometri. Pertanto, i primi tester non potevano nemmeno immaginare quanto fosse potente l'arma e quanto potessero essere catastrofiche le conseguenze del suo utilizzo.
Tipi di esplosioni
Le esplosioni nucleari aeree vengono effettuate all' altezza della troposfera, cioè entro 10 km sopra la superficie terrestre. Ma oltre a loro, ci sono altri tipi, ad esempio:
- Terrestre o sopra l'acqua condotti rispettivamente sulla superficie della terra o dell'acqua. Una palla di fuoco che si espande in un lampo, mentre sembra il sole che sorge da dietro l'orizzonte.
- Alta quota, condotta nell'atmosfera. Allo stesso tempo, il flash luminoso ha dimensioni molto grandi, è sospeso nell'aria e non tocca la superficie della terra o dell'acqua.
- Nel sottosuolo o sott'acqua si trovano nello spessore della crosta terrestre o in profondità. Di solito non c'è flash.
- Spazio. Questi si verificano a centinaia di chilometri dal globo, al di fuori dello spazio circumplanetario e sono accompagnati da una nuvola di molecole luminose.
Diversi tipi differiscono non solo per il lampo, ma anche per altre caratteristiche esterne, così come per i fattori dannosi, l'intensità dell'esplosione, i suoi risultati e le conseguenze.
Test a terra
Le prime bombe sono state testate direttamente sulla superficie terrestre. Sono questi tipi di esplosioni che sono accompagnati da un distinto fungo atomicoaria e un cratere che si estende per diverse decine o addirittura centinaia di metri nel suolo. Un'esplosione al suolo sembra la più spaventosa, poiché una nuvola che si libra bassa sopra il suolo attira non solo la polvere, ma anche una parte significativa del suolo, che lo rende quasi nero. Le particelle di terreno si mescolano con elementi chimici e poi cadono a terra, il che rende l'area contaminata radioattivamente e completamente inabitabile. Per scopi militari, questo può essere utilizzato per distruggere edifici o oggetti potenti, infettare vasti territori. L'effetto distruttivo è il più potente.
Esplosioni in superficie
I test vengono effettuati anche al di sopra della superficie dell'acqua. In questo caso, la nuvola sarà costituita da polvere d'acqua, che riduce l'intensità della radiazione luminosa, ma trasporta particelle radioattive a grandi distanze, a causa delle quali possono cadere insieme alle precipitazioni a mille chilometri dal sito di prova.
Per scopi militari, può essere utilizzato per distruggere basi navali, porti e navi, o per contaminare acque e coste.
Esplosioni aeree
Questa specie può essere prodotta a grande distanza dal suolo (in tal caso è chiamata alta) oa piccola distanza (bassa). Maggiore è l'esplosione, minori sono le somiglianze della nuvola in aumento con la forma di un fungo, poiché la colonna di polvere dal suolo non la raggiunge.
Il flash in questa forma è molto luminoso, quindi può essere visto a centinaia di chilometri dall'epicentro. Una palla di fuoco che esplode da esso con una temperatura misuratamilioni di gradi Celsius, si alza ed emette una potente radiazione luminosa. Il tutto è accompagnato da un suono forte, che ricorda vagamente il tuono.
Quando la palla si raffredda, si trasforma in una nuvola, che crea un flusso d'aria che raccoglie la polvere dalla superficie. Il pilastro risultante può raggiungere la nuvola se non è molto alto dal suolo. Quando la nuvola inizia a dissiparsi, il flusso d'aria si indebolisce.
Come risultato di una tale esplosione, oggetti nell'aria, strutture e persone nelle vicinanze possono essere colpiti.
Uso in combattimento
Hiroshima e Nagasaki sono le uniche città contro le quali sono state usate armi nucleari. La tragedia che è accaduta lì non ha eguali.
I residenti hanno subito l'effetto di un'esplosione nucleare nell'aria iniziata a breve distanza dalla superficie terrestre e classificata come bassa. Allo stesso tempo, l'infrastruttura è stata completamente distrutta, sono morte circa 200mila persone. Due terzi di loro sono morti sul colpo. Quelli che erano nell'epicentro, si sono disintegrati in molecole dalle temperature mostruose. L'emissione di luce da loro lasciava ombre sulle pareti.
Le persone che erano più lontane dall'epicentro sono morte a causa dell'onda d'urto e delle radiazioni gamma di un'esplosione nucleare. Alcuni dei sopravvissuti hanno ricevuto una dose letale di radiazioni, ma i medici non erano ancora a conoscenza della malattia da radiazioni, quindi nessuno ha capito perché, dopo immaginari segni di guarigione, le condizioni dei pazienti sono peggiorate. I medici ci hanno pensatodissenteria, ma entro 3-8 settimane i pazienti che hanno sviluppato vomito grave sono morti. La strana malattia dei sopravvissuti ai bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki fu l'impulso per l'avvio della ricerca nel campo della medicina nucleare.
Esplosioni ad alta quota
Dopo il bombardamento delle città giapponesi, le armi nucleari non furono usate per scopi di combattimento, ma la ricerca sulle loro capacità continuò in vari luoghi. Gli esercizi atmosferici hanno permesso di capire cosa succede quando si verifica un'esplosione in quota. Si è scoperto che quando il centro si trova a 10 km dalla superficie terrestre, si verifica un'onda relativamente piccola di un'esplosione nucleare, ma la radiazione luminosa e le radiazioni aumentano allo stesso tempo. Maggiore è stata l'esplosione, maggiore è la ionizzazione, che è accompagnata dal guasto delle apparecchiature radio.
Dalla superficie, tutto sembra un grande lampo luminoso, seguito da una nuvola di molecole di idrogeno, carbonio e azoto in evaporazione. Il flusso d'aria non raggiunge il suolo, quindi non c'è colonna di polvere. Inoltre, non c'è praticamente contaminazione del territorio, poiché le masse d'aria si muovono debolmente in alta quota, quindi lo scopo di una tale esplosione nucleare potrebbe essere quello di distruggere aerei, missili o satelliti.
Prove sotterranee
Recentemente, c'è stato un accordo tra i paesi che regola i test nucleari e richiede che vengano eseguiti solo sottoterra, il che riduce al minimo l'inquinamento e le aree inabitabili formate attorno ai siti di test.
Le prove sotterranee sono considerate le meno pericolose, dall'azionetutti i fattori dannosi rappresentano la razza. Allo stesso tempo, è impossibile vedere lampi luminosi o un fungo atomico, ne rimane solo una colonna di polvere. Ma l'onda d'urto porta a un terremoto e al crollo del suolo. Di solito è usato per scopi pacifici, per risolvere problemi economici nazionali. Ad esempio, in questo modo puoi distruggere catene montuose o formare bacini artificiali.
Test subacquei
Le esplosioni sott'acqua hanno conseguenze più terribili. In primo luogo, appare una colonna di spruzzi, che si alza in una nuvola di nebbia radioattiva. Allo stesso tempo, sulla superficie dell'acqua si formano onde lunghe un metro, che distruggono navi e strutture sottomarine. Quindi i territori adiacenti vengono contaminati a causa di una nuvola in dispersione che versa pioggia radioattiva.
Misure protettive
Un'esplosione nucleare uccide ogni cosa sul suo cammino e distrugge tutti gli oggetti materiali. Le persone catturate nel suo epicentro non hanno modo di scappare, bruciano istantaneamente al suolo. Il rifugio antiaereo è assolutamente inutile, poiché verrà distrutto immediatamente.
Solo coloro che sono abbastanza lontani dall'esplosione possono scappare. A una distanza superiore a 1-3 km dall'epicentro, è possibile evitare l'impatto dell'onda d'urto, ma per questo è necessario trovare rapidamente un rifugio affidabile non appena si verifica un lampo luminoso. Una persona ha da 2 a 8 secondi per farlo, a seconda della distanza. Nel rifugio non si verificherà un colpo diretto di radiazioni gamma, ma c'è ancora un' altissima probabilità di contaminazione radioattiva. È possibile ridurre il rischio di malattie da radiazioni utilizzando dispositivi di protezione individuale ed evitando il contatto conqualsiasi oggetto sul territorio.
Le armi nucleari sono una delle invenzioni più terribili dell'umanità. Usato per scopi pacifici, può essere di grande beneficio, ma il suo uso militare è una terribile minaccia per la vita sulla terra. La reazione a catena che è iniziata non può essere fermata, quindi c'è un trattato di disarmo nucleare progettato per proteggere il pianeta dalla catastrofe.
