Jakie niebezpieczeństwa niesie ze sobą bomba wodorowa? Co to jest bomba wodorowa: jak działa, testowanie. Czego nie może zrobić bomba termojądrowa

Treść artykułu

BOMBA WODOWA, broń o dużej sile niszczycielskiej (rzędu megaton w przeliczeniu na TNT), której zasada działania opiera się na reakcji syntezy termojądrowej lekkich jąder. Źródłem energii wybuchu są procesy podobne do tych zachodzących na Słońcu i innych gwiazdach.

Reakcje termojądrowe.

Wnętrze Słońca zawiera gigantyczną ilość wodoru, który znajduje się w stanie ultrawysokiej kompresji w temperaturze ok. 15 000 000 K. Przy tak wysokich temperaturach i gęstościach plazmy jądra wodoru ulegają ciągłym zderzeniom ze sobą, a niektóre z nich skutkują ich fuzją i ostatecznie utworzeniem cięższych jąder helu. Reakcjom takim, zwanym syntezą termojądrową, towarzyszy uwolnienie ogromnych ilości energii. Zgodnie z prawami fizyki uwolnienie energii podczas syntezy termojądrowej wynika z faktu, że podczas tworzenia cięższego jądra część masy lekkich jąder wchodzących w jego skład zamienia się w kolosalną ilość energii. Dlatego też Słońce posiadające gigantyczną masę traci każdego dnia ok. w procesie syntezy termojądrowej. 100 miliardów ton materii i uwalnia energię, dzięki czemu stała się możliwe życie na ziemi.

Izotopy wodoru.

Atom wodoru jest najprostszym ze wszystkich istniejących atomów. Składa się z jednego protonu, który jest jego jądrem, wokół którego obraca się pojedynczy elektron. Dokładne badania wody (H 2 O) wykazały, że zawiera ona znikome ilości „ciężkiej” wody zawierającej „ciężki izotop” wodoru – deuter (2 H). Jądro deuteru składa się z protonu i neutronu – cząstki obojętnej o masie zbliżonej do protonu.

Istnieje trzeci izotop wodoru, tryt, którego jądro zawiera jeden proton i dwa neutrony. Tryt jest niestabilny i ulega samoistnemu rozpadowi radioaktywnemu, zamieniając się w izotop helu. Ślady trytu odkryto w ziemskiej atmosferze, gdzie powstaje on w wyniku oddziaływania promieni kosmicznych z cząsteczkami gazu tworzącymi powietrze. Tryt wytwarzany jest sztucznie w reaktorze jądrowym poprzez napromienianie izotopu litu-6 strumieniem neutronów.

Opracowanie bomby wodorowej.

Wstępna analiza teoretyczna wykazała, że fuzję termojądrową najłatwiej przeprowadzić w mieszaninie deuteru i trytu. Na tej podstawie amerykańscy naukowcy na początku 1950 roku rozpoczęli realizację projektu stworzenia bomby wodorowej (HB). Pierwsze testy modelowego urządzenia jądrowego przeprowadzono na poligonie Enewetak wiosną 1951 roku; fuzja termojądrowa była tylko częściowa. Znaczący sukces osiągnięto 1 listopada 1951 r. podczas testów masywnego urządzenia nuklearnego, którego siła wybuchu wynosiła 4 × 8 Mt w przeliczeniu na TNT.

Pierwsza bomba wodorowa została zdetonowana w ZSRR 12 sierpnia 1953 r., a 1 marca 1954 r. Amerykanie zdetonowali potężniejszą (około 15 Mt) bombę lotniczą na atolu Bikini. Od tego czasu oba mocarstwa przeprowadzały eksplozje zaawansowanej broni megatonowej.

Eksplozji na atolu Bikini towarzyszyło uwolnienie dużych ilości substancji radioaktywnych. Część z nich spadła setki kilometrów od miejsca eksplozji na japońskim statku rybackim „Lucky Dragon”, inne zaś przykryły wyspę Rongelap. Ponieważ synteza termojądrowa wytwarza stabilny hel, radioaktywność wybuchu bomby wodorowej nie powinna być większa niż radioaktywność detonatora atomowego reakcji termojądrowej. Jednakże w rozpatrywanym przypadku przewidywany i rzeczywisty opad promieniotwórczy różnił się istotnie pod względem ilości i składu.

Mechanizm działania bomby wodorowej.

Sekwencję procesów zachodzących podczas wybuchu bomby wodorowej można przedstawić w następujący sposób. Najpierw eksploduje ładunek inicjatora reakcji termojądrowej (mała bomba atomowa) znajdujący się wewnątrz powłoki HB, powodując błysk neutronów i wytwarzając wysoką temperaturę niezbędną do zainicjowania syntezy termojądrowej. Neutrony bombardują wkład wykonany z deuterku litu, związku deuteru i litu (stosuje się izotop litu o liczbie masowej 6). Lit-6 pod wpływem neutronów rozkłada się na hel i tryt. W ten sposób bezpiecznik atomowy tworzy materiały niezbędne do syntezy bezpośrednio w samej bombie.

Następnie rozpoczyna się reakcja termojądrowa w mieszaninie deuteru i trytu, temperatura wewnątrz bomby gwałtownie wzrasta, angażując do syntezy coraz więcej wodoru. Wraz z dalszym wzrostem temperatury może rozpocząć się reakcja pomiędzy jądrami deuteru, charakterystyczna dla bomby wodorowej. Wszystkie reakcje zachodzą oczywiście tak szybko, że można je postrzegać jako natychmiastowe.

Rozszczepienie, fuzja, rozszczepienie (superbomba).

Faktycznie w bombie sekwencja procesów opisanych powyżej kończy się na etapie reakcji deuteru z trytem. Co więcej, projektanci bomb zdecydowali się nie używać syntezy jądrowej, ale rozszczepienia jądrowego. W wyniku fuzji jąder deuteru i trytu powstaje hel i szybkie neutrony, których energia jest na tyle wysoka, że powoduje rozszczepienie jąder uranu-238 (głównego izotopu uranu, znacznie tańszego niż uran-235, stosowany w konwencjonalnych bomby atomowe Oh). Szybkie neutrony rozszczepiają atomy uranowej powłoki superbomby. Rozszczepienie jednej tony uranu wytwarza energię równoważną 18 Mt. Energia służy nie tylko wybuchowi i wytwarzaniu ciepła. Każde jądro uranu dzieli się na dwa wysoce radioaktywne „fragmenty”. Produkty rozszczepienia obejmują 36 różnych pierwiastki chemiczne i prawie 200 izotopów promieniotwórczych. Wszystko to składa się na opad radioaktywny towarzyszący eksplozjom superbomb.

Dzięki unikalnej konstrukcji i opisanemu mechanizmowi działania, broń tego typu może być tak potężna, jak to konieczne. Jest znacznie tańsza niż bomby atomowe o tej samej mocy.

Konsekwencje eksplozji.

Fala uderzeniowa i efekt termiczny.

Bezpośredni (główny) wpływ eksplozji superbomby jest potrójny. Najbardziej oczywistym bezpośrednim skutkiem jest fala uderzeniowa o ogromnej intensywności. Siła jej uderzenia, w zależności od mocy bomby, wysokości eksplozji nad powierzchnią ziemi i charakteru terenu, maleje wraz z odległością od epicentrum eksplozji. O termicznym wpływie wybuchu decydują te same czynniki, ale zależy także od przezroczystości powietrza – mgła gwałtownie zmniejsza odległość, z której rozbłysk termiczny może spowodować poważne oparzenia.

Według obliczeń, podczas wybuchu w atmosferze bomby 20-megatonowej w 50% przypadków ludzie przeżyją, jeśli 1) schronią się w podziemnym żelbetowym schronie w odległości około 8 km od epicentrum wybuchu eksplozja (E), 2) znajdują się w zwykłych budynkach miejskich w odległości ok. . 15 km od EV, 3) znaleźli się na otwartej przestrzeni w odległości ok. 20 km od EV. W warunkach słabej widoczności i w odległości co najmniej 25 km, jeśli atmosfera jest czysta, dla ludzi na terenach otwartych prawdopodobieństwo przeżycia gwałtownie rośnie wraz z odległością od epicentrum; w odległości 32 km obliczona wartość wynosi ponad 90%. Obszar, na którym przenikliwe promieniowanie powstające podczas eksplozji powoduje śmierć, jest stosunkowo niewielki, nawet w przypadku superbomby o dużej mocy.

Kula ognia.

W zależności od składu i masy materiału palnego wchodzącego w skład kula ognia mogą tworzyć się gigantyczne, samopodtrzymujące się burze ogniowe, które szaleją przez wiele godzin. Jednak najbardziej niebezpieczną (aczkolwiek wtórną) konsekwencją eksplozji jest radioaktywne skażenie środowiska.

Opad.

Jak powstają.

Kiedy bomba eksploduje, powstała kula ognia wypełniona jest ogromną ilością radioaktywnych cząstek. Zazwyczaj cząstki te są tak małe, że gdy dotrą do górnych warstw atmosfery, mogą tam pozostać przez długi czas. Ale jeśli kula ognia zetknie się z powierzchnią Ziemi, zamienia wszystko na niej w gorący pył i popiół i wciąga je w ogniste tornado. W wirze płomieni mieszają się i wiążą z cząsteczkami radioaktywnymi. Pył radioaktywny, z wyjątkiem największych, nie osiada natychmiast. Drobniejszy pył jest unoszony przez powstającą chmurę i stopniowo opada wraz z wiatrem. Bezpośrednio w miejscu wybuchu opad radioaktywny może być niezwykle intensywny – na ziemi osiadają głównie duże ilości pyłu. Setki kilometrów od miejsca eksplozji i na większych odległościach, małych, ale jednak widoczne dla oka cząstki popiołu. Często tworzą osłonę przypominającą opadły śnieg, zabójczą dla każdego, kto znajdzie się w pobliżu. Nawet mniejsze i niewidoczne cząstki, zanim opadną na ziemię, mogą wędrować w atmosferze miesiącami, a nawet latami, wielokrotnie okrążając kulę ziemską. Do czasu wypadnięcia ich radioaktywność jest znacznie osłabiona. Najbardziej niebezpiecznym promieniowaniem pozostaje stront-90 z okresem półtrwania wynoszącym 28 lat. Jego utratę wyraźnie widać na całym świecie. Osiadając na liściach i trawie, wchodzi do łańcuchów pokarmowych obejmujących ludzi. W rezultacie w kościach mieszkańców większości krajów stwierdzono zauważalne, choć jeszcze nie niebezpieczne, ilości strontu-90. Kumulacja strontu-90 w kościach człowieka jest w dłuższej perspektywie bardzo niebezpieczna, gdyż prowadzi do powstawania złośliwych nowotworów kości.

Długotrwałe skażenie terenu opadem radioaktywnym.

W przypadku działań wojennych użycie bomby wodorowej spowoduje natychmiastowe skażenie radioaktywne obszaru w promieniu ok. 100 km od epicentrum eksplozji. Jeśli wybuchnie superbomba, obszar dziesiątek tysięcy kilometrów kwadratowych zostanie skażony. Tak ogromny obszar zniszczenia jedną bombą sprawia, że jest to zupełnie nowy rodzaj broni. Nawet jeśli superbomba nie trafi w cel, tj. nie uderzy w obiekt z efektem szokowo-termicznym, przenikające promieniowanie i opad radioaktywny towarzyszący eksplozji sprawią, że otaczająca przestrzeń nie będzie nadawała się do zamieszkania. Takie opady mogą utrzymywać się przez wiele dni, tygodni, a nawet miesięcy. W zależności od ich ilości intensywność promieniowania może osiągnąć zabójczy poziom. Do całkowitego pokrycia wystarczy stosunkowo niewielka liczba superbomb wielki kraj warstwa radioaktywnego pyłu, która jest zabójcza dla wszystkich żywych istot. W ten sposób stworzenie superbomby zapoczątkowało erę, w której możliwe stało się uczynienie całych kontynentów niezdatnymi do zamieszkania. Nawet długo po ustaniu bezpośredniego narażenia na opad radioaktywny zagrożenie wynikające z wysokiej radiotoksyczności izotopów, takich jak stront-90, pozostanie. W przypadku żywności uprawianej na glebach zanieczyszczonych tym izotopem radioaktywność przedostanie się do organizmu człowieka.

Wielu naszych czytelników kojarzy bombę wodorową z bombą atomową, tylko o wiele potężniejszą. W rzeczywistości jest to zasadniczo nowa broń, która wymagała nieproporcjonalnie dużego wysiłku intelektualnego do jej stworzenia i działa na zasadniczo innych zasadach fizycznych.

Redakcja PM

"Ptyś"

Nowoczesna bomba

Jedyną cechą wspólną bomby atomowej i wodorowej jest to, że obie uwalniają kolosalną energię ukrytą w jądrze atomowym. Można tego dokonać na dwa sposoby: podzielić ciężkie jądra, na przykład uranu lub plutonu, na lżejsze (reakcja rozszczepienia) lub wymusić połączenie najlżejszych izotopów wodoru (reakcja termojądrowa). W wyniku obu reakcji masa powstałego materiału jest zawsze mniejsza niż masa pierwotnych atomów. Ale masa nie może zniknąć bez śladu – zamienia się w energię wg słynna formuła Einsteina E=mc2.

Bomba atomowa

Aby stworzyć bombę atomową, warunkiem koniecznym i wystarczającym jest uzyskanie materiału rozszczepialnego w wystarczającej ilości. Praca dość pracochłonna, ale mało intelektualna, bliższa górnictwu niż górnictwu wysoka nauka. Główne zasoby do tworzenia takiej broni wydawane są na budowę gigantycznych kopalni uranu i zakładów wzbogacania. Dowodem prostoty urządzenia jest fakt, że pomiędzy wyprodukowaniem plutonu potrzebnego do pierwszej bomby a pierwszą sowiecką eksplozją nuklearną upłynął niecały miesiąc.

Przypomnijmy pokrótce zasadę działania takiej bomby, znaną ze szkolnych zajęć z fizyki. Opiera się na właściwości uranu i niektórych pierwiastków transuranowych, na przykład plutonu, polegających na uwalnianiu podczas rozpadu więcej niż jednego neutronu. Pierwiastki te mogą rozpadać się samoistnie lub pod wpływem innych neutronów.

Uwolniony neutron może opuścić materiał radioaktywny lub zderzyć się z innym atomem, powodując kolejną reakcję rozszczepienia. Po przekroczeniu określonego stężenia substancji (masy krytycznej) liczba nowo narodzonych neutronów, powodując dalsze rozszczepienie jądra atomowego, zaczyna przewyższać liczbę rozpadających się jąder. Liczba rozkładających się atomów zaczyna rosnąć niczym lawina, rodząc nowe neutrony, czyli zachodzi reakcja łańcuchowa. Dla uranu-235 masa krytyczna wynosi około 50 kg, dla plutonu-239 - 5,6 kg. Oznacza to, że kula plutonu ważąca nieco niecałe 5,6 kg jest po prostu ciepłym kawałkiem metalu, a masa nieco większa trwa zaledwie kilka nanosekund.

Rzeczywiste działanie bomby jest proste: bierzemy dwie półkule uranu lub plutonu, każda nieco mniejsza od masy krytycznej, umieszczamy je w odległości 45 cm, przykrywamy materiałem wybuchowym i detonujemy. Uran lub pluton spieka się w kawałek masy nadkrytycznej i rozpoczyna się reakcja jądrowa. Wszystko. Istnieje inny sposób rozpoczęcia reakcji jądrowej - skompresowanie kawałka plutonu potężną eksplozją: odległość między atomami zmniejszy się, a reakcja rozpocznie się przy niższej masie krytycznej. Wszystkie nowoczesne detonatory atomowe działają na tej zasadzie.

Problemy z bombą atomową zaczynają się w momencie, gdy chcemy zwiększyć siłę eksplozji. Samo zwiększenie ilości materiału rozszczepialnego nie wystarczy – gdy tylko jego masa osiągnie masę krytyczną, następuje detonacja. Wymyślono różne pomysłowe schematy, na przykład, aby bombę zrobić nie z dwóch części, ale z wielu, co sprawiło, że bomba zaczęła przypominać wypatroszoną pomarańczę, a następnie zmontowała ją w jedną całość za pomocą jednego wybuchu, ale jednak z mocą powyżej 100 kiloton, problemy stały się nie do pokonania.

Bomba wodorowa

Ale paliwo do syntezy termojądrowej nie ma masy krytycznej. Tutaj wisi nad głową Słońce wypełnione paliwem termojądrowym, w jego wnętrzu od miliardów lat zachodzi reakcja termojądrowa i nic nie eksploduje. Ponadto podczas reakcji syntezy np. deuteru i trytu (ciężkiego i superciężkiego izotopu wodoru) uwalniana jest energia 4,2 razy większa niż podczas spalania tej samej masy uranu-235.

Produkcja bomby atomowej była procesem raczej eksperymentalnym niż teoretycznym. Stworzenie bomby wodorowej wymagało pojawienia się zupełnie nowych dyscyplin fizycznych: fizyki plazmy wysokotemperaturowej i ultrawysokiego ciśnienia. Przed przystąpieniem do konstruowania bomby należało dokładnie poznać naturę zjawisk zachodzących wyłącznie w jądrze gwiazd. Żadne eksperymenty nie mogły tu pomóc – narzędziami badaczy była jedynie fizyka teoretyczna i wyższa matematyka. To nie przypadek, że gigantyczną rolę w rozwoju termo bronie nuklearne należy konkretnie do matematyków: Ulama, Tichonowa, Samarskiego itp.

Klasyczny super

Pod koniec 1945 roku Edward Teller zaproponował pierwszy projekt bomby wodorowej, zwany „klasycznym super”. Aby wytworzyć monstrualne ciśnienie i temperaturę niezbędną do rozpoczęcia reakcji syntezy jądrowej, należało użyć konwencjonalnej bomby atomowej. Sam „klasyczny super” był długim cylindrem wypełnionym deuterem. Zapewniono także pośrednią komorę „zapłonową” z mieszaniną deuteru i trytu – reakcja syntezy deuteru i trytu rozpoczyna się pod niższym ciśnieniem. Przez analogię do ognia deuter miał pełnić rolę drewna opałowego, mieszanina deuteru i trytu - szklanki benzyny, a bomba atomowa - zapałki. Schemat ten nazwano „fajką” - rodzajem cygara z zapalniczką atomową na jednym końcu. Radzieccy fizycy zaczęli opracowywać bombę wodorową, korzystając z tego samego schematu.

Jednak matematyk Stanisław Ulam za pomocą zwykłej suwaka logarytmicznego udowodnił Tellerowi, że zajście reakcji syntezy czystego deuteru w „super” jest prawie niemożliwe, a do mieszaniny potrzebna byłaby taka ilość trytu, że do jego wytworzenia wystarczyłoby konieczne będzie praktyczne zamrożenie produkcji plutonu do celów wojskowych w Stanach Zjednoczonych.

Posyp cukrem

W połowie 1946 r. Teller zaproponował kolejny projekt bomby wodorowej - „budzik”. Składał się z naprzemiennych sferycznych warstw uranu, deuteru i trytu. Na wybuch jądrowy Centralny ładunek plutonu wytworzył ciśnienie i temperaturę niezbędną do rozpoczęcia reakcji termojądrowej w innych warstwach bomby. Jednak „budzik” wymagał inicjatora atomowego dużej mocy, a Stany Zjednoczone (podobnie jak ZSRR) miały problemy z produkcją uranu i plutonu do celów wojskowych.

Jesienią 1948 roku Andriej Sacharow wpadł na podobny plan. W Związku Radzieckim projekt nazywał się „sloyka”. Dla ZSRR, który nie miał czasu wyprodukować w wystarczających ilościach uranu-235 i plutonu-239 do celów wojskowych, pasta francuska Sacharowa była panaceum. I własnie dlatego.

W konwencjonalnej bombie atomowej naturalny uran-238 jest nie tylko bezużyteczny (energia neutronów podczas rozpadu nie wystarczy do zainicjowania rozszczepienia), ale także szkodliwy, ponieważ chętnie pochłania neutrony wtórne, spowalniając reakcję łańcuchową. Dlatego 90% uranu do celów wojskowych składa się z izotopu uranu-235. Jednak neutrony powstałe w wyniku syntezy termojądrowej są 10 razy bardziej energetyczne niż neutrony rozszczepienia, a naturalny uran-238 napromieniowany takimi neutronami zaczyna doskonale się rozszczepiać. Nowa bomba umożliwiła wykorzystanie uranu-238, który wcześniej był uważany za produkt odpadowy, jako materiału wybuchowego.

Najważniejszym elementem „ciasta francuskiego” Sacharowa było także użycie białego płuca zamiast niezwykle rzadkiego trytu substancja krystaliczna— deuterek litu 6LiD.

Jak wspomniano powyżej, mieszanina deuteru i trytu zapala się znacznie łatwiej niż czysty deuter. Na tym jednak kończą się zalety trytu, a pozostają same wady: w stanie normalnym tryt jest gazem, co powoduje trudności w magazynowaniu; tryt jest radioaktywny i rozpada się na stabilny hel-3, który aktywnie pochłania bardzo potrzebne szybkie neutrony, ograniczając okres przydatności bomby do kilku miesięcy.

Nieradioaktywny deutrek litu po napromieniowaniu powolne neutrony rozszczepienie - konsekwencje eksplozji bezpiecznika atomowego - zamienia się w tryt. Zatem promieniowanie pierwotne eksplozja atomowa natychmiast wytwarza wystarczającą ilość trytu do dalszej reakcji termojądrowej, a deuter jest początkowo obecny w deuterku litu.

Właśnie taka bomba RDS-6 została pomyślnie przetestowana 12 sierpnia 1953 roku na wieży poligonu w Semipałatyńsku. Siła eksplozji wyniosła 400 kiloton i nadal toczy się debata, czy była to prawdziwa eksplozja termojądrowa, czy superpotężna eksplozja atomowa. Przecież reakcja syntezy termojądrowej w paście francuskiej Sacharowa stanowiła nie więcej niż 20% całkowitej mocy ładunku. Główny wkład w eksplozję miała reakcja rozpadu uranu-238 napromieniowanego szybkimi neutronami, dzięki czemu RDS-6 zapoczątkowały erę tzw. „brudnych” bomb.

Faktem jest, że główne skażenie radioaktywne pochodzi z produktów rozpadu (w szczególności strontu-90 i cezu-137). Zasadniczo „ciasto francuskie” Sacharowa było gigantyczną bombą atomową, tylko nieznacznie wzmocnioną reakcją termojądrową. To nie przypadek, że podczas jednej eksplozji „ciasta francuskiego” wytworzyło się 82% strontu-90 i 75% cezu-137, które przedostały się do atmosfery przez całą historię poligonu w Semipałatyńsku.

Bomby amerykańskie

Jednak to Amerykanie jako pierwsi zdetonowali bombę wodorową. 1 listopada 1952 na atolu Elugelab w Pacyfik Pomyślnie przetestowano urządzenie termojądrowe Mike'a o wydajności 10 megaton. Trudno byłoby nazwać 74-tonowym amerykańskim urządzeniem bombą. „Mike” był nieporęcznym urządzeniem wielkości dwupiętrowego domu, wypełnionym ciekłym deuterem o temperaturze bliskiej zera absolutnego („ciasto francuskie” Sacharowa było produktem całkowicie przenośnym). Jednak główną atrakcją „Mike’a” nie był jego rozmiar, ale genialna zasada sprężania materiałów wybuchowych termojądrowych.

Przypomnijmy, że główną ideą bomby wodorowej jest stworzenie warunków do syntezy (ultrawysokie ciśnienie i temperatura) poprzez eksplozję jądrową. W schemacie „zaciągnięcia” ładunek jądrowy znajduje się w środku i dlatego nie tyle ściska deuter, co rozprasza go na zewnątrz - zwiększenie ilości termojądrowego materiału wybuchowego nie prowadzi do wzrostu mocy - po prostu nie mają czas na detonację. Właśnie to ogranicza maksymalną moc tego schematu - najpotężniejszy „puff” na świecie, Orange Herald, wysadzony w powietrze przez Brytyjczyków 31 maja 1957 r., dał tylko 720 kiloton.

Idealnie byłoby, gdybyśmy mogli spowodować eksplozję zapalnika atomowego w środku, ściskając termojądrowy materiał wybuchowy. Ale jak to zrobić? Edward Teller przedstawił genialny pomysł: kompresować paliwo termojądrowe nie energią mechaniczną i strumieniem neutronów, ale promieniowaniem pierwotnego zapalnika atomowego.

W nowym projekcie Tellera inicjująca jednostka atomowa została oddzielona od jednostki termojądrowej. Kiedy ładunek atomowy został wyzwolony, promieniowanie rentgenowskie poprzedziło falę uderzeniową i rozprzestrzeniło się wzdłuż ścian cylindrycznego korpusu, odparowując i zamieniając wewnętrzną wyściółkę polietylenową korpusu bomby w plazmę. Plazma z kolei ponownie wyemitowała bardziej miękkie promieniowanie rentgenowskie, które zostało pochłonięte przez zewnętrzne warstwy wewnętrznego cylindra uranu-238 – „popychacza”. Warstwy zaczęły gwałtownie parować (zjawisko to nazywa się ablacją). Gorącą plazmę uranową można porównać do strumieni superpotężnego silnika rakietowego, którego ciąg kierowany jest do cylindra z deuterem. Cylinder uranowy zapadł się, ciśnienie i temperatura deuteru osiągnęły poziom krytyczny. To samo ciśnienie sprężyło centralną rurę plutonu do masy krytycznej i doszło do detonacji. Eksplozja zapalnika plutonu nacisnęła deuter od wewnątrz, dodatkowo ściskając i podgrzewając termojądrowy materiał wybuchowy, który zdetonował. Intensywny strumień neutronów rozszczepia jądra uranu-238 w „popychaczu”, powodując reakcję wtórnego rozpadu. Wszystko to wydarzyło się przed momentem, gdy fala uderzeniowa z pierwotnego wybuchu jądrowego dotarła do jednostki termojądrowej. Obliczenie wszystkich tych zdarzeń, zachodzących w miliardowych częściach sekundy, wymagało siły umysłowej najsilniejszych matematyków na planecie. Twórcy „Mike’a” przeżyli nie horror po 10-megatonowym wybuchu, ale nieopisaną rozkosz – udało im się nie tylko zrozumieć procesy zachodzące w prawdziwym świecie tylko w jądrach gwiazd, ale także eksperymentalnie przetestować swoje teorie, ustawiając w górę własnej małej gwiazdy na Ziemi.

Brawo

Przewyższywszy Rosjan pięknem konstrukcji, Amerykanie nie byli w stanie stworzyć kompaktowego urządzenia: zamiast sproszkowanego deuterku litu Sacharowa użyli ciekłego przechłodzonego deuteru. W Los Alamos na „ciasto francuskie” Sacharowa zareagowali z odrobiną zazdrości: „zamiast wielkiej krowy z wiadrem surowego mleka Rosjanie używają worka mleka w proszku”. Obie strony nie miały jednak przed sobą tajemnic. 1 marca 1954 r. w pobliżu atolu Bikini Amerykanie przetestowali 15-megatonową bombę „Bravo” przy użyciu deutrideku litu, a 22 listopada 1955 r. nad poligonem doświadczalnym w Semipałatyńsku eksplodowała pierwsza radziecka bomba dwustopniowa. bomba termojądrowa RDS-37 o mocy 1,7 megaton, niszcząc prawie połowę poligonu testowego. Od tego czasu konstrukcja bomby termojądrowej uległa niewielkim zmianom (na przykład między bombą inicjującą a ładunkiem głównym pojawiła się tarcza uranowa) i stała się kanoniczna. I nie ma już na świecie tak wielkich tajemnic natury, które dałoby się rozwiązać za pomocą tak spektakularnego eksperymentu. Być może narodziny supernowej.

Energia atomowa uwalniana jest nie tylko podczas rozszczepienia jądra atomowe ciężkich pierwiastków, ale także podczas łączenia (syntezy) jąder lekkich w cięższe.

Na przykład jądra atomów wodoru łączą się, tworząc jądra atomów helu, a na jednostkę masy paliwa jądrowego uwalnia się więcej energii niż w przypadku rozszczepienia jąder uranu.

Te reakcje syntezy jądrowej, zachodzące w bardzo wysokich temperaturach, mierzonych w dziesiątkach milionów stopni, nazywane są reakcjami termojądrowymi. Nazywa się broń wykorzystującą energię natychmiastowo uwolnioną w wyniku reakcji termojądrowej broń termojądrowa.

Broń termojądrowa, w której jako ładunek (jądrowy materiał wybuchowy) stosuje się izotopy wodoru, często tzw broń wodorową.

Szczególnie skuteczna jest reakcja syntezy izotopów wodoru – deuteru i trytu.

Deuter litowy (związek deuteru i litu) może być również użyty jako ładunek bomby wodorowej.

Deuter, czyli ciężki wodór, występuje naturalnie w śladowych ilościach w ciężkiej wodzie. Zwykła woda zawiera około 0,02% ciężkiej wody jako zanieczyszczenia. Aby otrzymać 1 kg deuteru, należy przetworzyć co najmniej 25 ton wody.

Tryt, czyli superciężki wodór, praktycznie nigdy nie występuje w przyrodzie. Uzyskuje się go sztucznie, np. poprzez napromienianie litu neutronami. Można do tego celu wykorzystać neutrony uwalniane w reaktorach jądrowych.

Praktycznie urządzenie bomba wodorowa można sobie wyobrazić w następujący sposób: obok ładunku wodorowego zawierającego wodór ciężki i superciężki (czyli deuter i tryt) znajdują się dwie półkule uranu lub plutonu (ładunek atomowy) położone w pewnej odległości od siebie.

Aby zbliżyć do siebie te półkule, stosuje się ładunki wykonane z konwencjonalnych materiałów wybuchowych (TNT). Eksplodując jednocześnie, ładunki trotylu przybliżają do siebie półkule ładunku atomowego. W momencie ich połączenia następuje eksplozja, tworząc w ten sposób warunki do reakcji termojądrowej, a w konsekwencji nastąpi eksplozja ładunku wodorowego. Zatem reakcja wybuchu bomby wodorowej przebiega przez dwie fazy: pierwsza faza to rozszczepienie uranu lub plutonu, druga to faza syntezy, podczas której powstają jądra helu i wolne neutrony o wysokiej energii. Obecnie istnieją schematy budowy trójfazowej bomby termojądrowej.

W bombie trójfazowej skorupa wykonana jest z uranu-238 (uranu naturalnego). W tym przypadku reakcja przebiega przez trzy fazy: pierwsza faza rozszczepienia (uran lub pluton do detonacji), druga to reakcja termojądrowa w wodorynie litu, a trzecia faza to reakcja rozszczepienia uranu-238. Rozszczepienie jąder uranu spowodowane jest przez neutrony, które podczas reakcji syntezy uwalniają się w postaci silnego strumienia.

Wykonanie powłoki z uranu-238 umożliwia zwiększenie mocy bomby przy użyciu najbardziej dostępnych surowców atomowych. Według doniesień prasy zagranicznej przetestowano już bomby o wydajności 10–14 mln ton i większej. Staje się oczywiste, że to nie jest granica. Dalsze doskonalenie broni nuklearnej odbywa się zarówno poprzez tworzenie bomb szczególnie dużej mocy, jak i poprzez opracowywanie nowych konstrukcji, które umożliwiają zmniejszenie masy i kalibru bomb. W szczególności pracują nad stworzeniem bomby opartej w całości na syntezie termojądrowej. W prasie zagranicznej pojawiają się np. doniesienia o możliwości zastosowania nowej metody detonacji bomb termojądrowych, opartej na wykorzystaniu fali uderzeniowej konwencjonalnych materiałów wybuchowych.

Energia wyzwolona podczas eksplozji bomby wodorowej może być tysiące razy większa niż energia eksplozji bomby atomowej. Jednakże promień zniszczenia nie może być tyle razy większy, niż promień zniszczenia wywołany wybuchem bomby atomowej.

Promień działania fali uderzeniowej podczas powietrznego wybuchu bomby wodorowej zawierającej ekwiwalent TNT wynoszący 10 milionów ton jest w przybliżeniu 8 razy większy niż promień działania fali uderzeniowej powstałej podczas eksplozji bomby atomowej z ekwiwalentem TNT ton, podczas gdy moc bomby jest 500 razy większa, ton, czyli o pierwiastek sześcienny z 500. W związku z tym powierzchnia zniszczenia zwiększa się około 64-krotnie, tj. proporcjonalnie do pierwiastka sześciennego współczynnika wzrostu moc bomby do kwadratu.

Według zagranicznych autorów w wyniku wybuchu nuklearnego o mocy 20 milionów ton obszar całkowitego zniszczenia konwencjonalnych budynki naziemne według amerykańskich ekspertów może sięgać 200 km 2, strefa znacznych zniszczeń wynosi 500 km 2, a częściowych zniszczeń aż 2580 km 2.

Oznacza to, jak dochodzą do wniosku zagraniczni eksperci, że eksplozja jednej bomby o podobnej mocy wystarczy, aby zniszczyć nowoczesną duże miasto. Jak wiadomo, okupowana powierzchnia Paryża wynosi 104 km2, Londynu – 300 km2, Chicago – 550 km2, Berlina – 880 km2.

Skalę zniszczeń i zniszczeń wywołanych wybuchem jądrowym o mocy 20 mln ton można przedstawić schematycznie w następującej postaci:

Obszar śmiertelnych dawek promieniowania początkowego w promieniu do 8 km (na obszarze do 200 km 2);

Obszar uszkodzeń przez promieniowanie świetlne (oparzenia)] w promieniu do 32 km (na obszarze około 3000 km 2).

Uszkodzenia budynków mieszkalnych (rozbite szyby, odpryski tynku itp.) można zaobserwować nawet w odległości do 120 km od miejsca wybuchu.

Podane dane z otwartych źródeł zagranicznych mają charakter orientacyjny, zostały uzyskane podczas testów broni jądrowej o niższej wydajności oraz w drodze obliczeń. Odchylenia od tych danych w tym czy innym kierunku będą zależeć od różne czynniki a przede wszystkim na ukształtowaniu terenu, charakterze zabudowy, warunkach meteorologicznych, szacie roślinnej itp.

Promień obrażeń można w dużym stopniu zmienić, sztucznie tworząc pewne warunki, które zmniejszają wpływ czynników niszczących eksplozję. Można na przykład zmniejszyć szkodliwe działanie promieniowania świetlnego, zmniejszyć obszar, w którym mogą wystąpić oparzenia ludzi i przedmioty, tworząc zasłonę dymną.

Eksperymenty prowadzone w USA mające na celu stworzenie zasłony dymnej dla wybuchów nuklearnych w latach 1954-1955. wykazało, że przy gęstości kurtyny (mgły olejowej) uzyskanej przy zużyciu 440-620 litrów oleju na 1 km 2, wpływ promieniowania świetlnego z wybuchu jądrowego, w zależności od odległości od epicentrum, może zostać osłabiony o 65- 90%.

Inne dymy również osłabiają szkodliwe działanie promieniowania świetlnego, które nie tylko nie jest gorsze, ale w niektórych przypadkach lepsze od mgły olejowej. W szczególności dym przemysłowy, który ogranicza widzialność atmosferyczną, może redukować skutki promieniowania świetlnego w takim samym stopniu jak mgła olejowa.

W dużym stopniu można ograniczyć szkodliwe skutki wybuchów nuklearnych poprzez rozproszoną budowę osiedli, tworzenie obszarów leśnych itp.

Na szczególną uwagę zasługuje gwałtowny spadek promienia zniszczenia ludzi w zależności od użycia określonego sprzętu ochronnego. Wiadomo na przykład, że nawet w stosunkowo niewielkiej odległości od epicentrum wybuchu niezawodną osłoną przed skutkami promieniowania świetlnego i promieniowania przenikliwego jest schron z warstwą ziemnego pokrycia o grubości 1,6 m lub warstwą betonu Grubość 1 m.

Lekkie schronienie zmniejsza promień dotkniętego obszaru sześciokrotnie w porównaniu z otwartą lokalizacją, a dotknięty obszar zmniejsza się dziesiątki razy. Podczas korzystania z zakrytych gniazd promień możliwych obrażeń zmniejsza się 2 razy.

W rezultacie, przy maksymalnym wykorzystaniu wszystkich dostępnych metod i środków ochrony, możliwe jest osiągnięcie znacznej redukcji oddziaływania czynników niszczących broń jądrową, a tym samym ograniczenie ryzyka ludzkiego i straty materialne podczas korzystania z niego.

Mówiąc o skali zniszczeń, jakie mogą wywołać eksplozje broni nuklearnej dużej mocy, należy mieć na uwadze, że szkody będą spowodowane nie tylko działaniem fali uderzeniowej, promieniowaniem świetlnym i promieniowaniem przenikliwym, ale także działanie substancji radioaktywnych opadających na ścieżkę ruchu chmury powstałej podczas eksplozji, w skład której wchodzą nie tylko gazowe produkty wybuchu, ale także cząstki stałe o różnej wielkości, zarówno pod względem masy, jak i wielkości. Szczególnie duże ilości pyłu radioaktywnego powstają podczas eksplozji naziemnych.

Wysokość chmury i jej wielkość w dużej mierze zależą od siły eksplozji. Według doniesień prasy zagranicznej, podczas testów ładunków jądrowych o pojemności kilku milionów ton trotylu, które Stany Zjednoczone przeprowadziły na Pacyfiku w latach 1952-1954, wierzchołek chmury osiągnął wysokość 30-40 km.

W pierwszych minutach po eksplozji chmura ma kształt kuli i z czasem rozciąga się w kierunku wiatru, osiągając ogromne rozmiary (około 60-70 km).

Około godzinę po wybuchu bomby o ekwiwalencie TNT wynoszącym 20 tysięcy ton objętość chmury osiąga 300 km 3, a po eksplozji bomby o masie 20 milionów ton objętość może osiągnąć 10 tysięcy km 3.

Poruszając się w kierunku przepływu mas powietrza, chmura atomowa może zajmować pas o długości kilkudziesięciu kilometrów.

Z chmury w miarę jej przemieszczania się, po wzniesieniu się do górnych warstw rozrzedzonej atmosfery, w ciągu kilku minut radioaktywny pył zaczyna opadać na ziemię, zanieczyszczając po drodze obszar kilku tysięcy kilometrów kwadratowych.

Najpierw wypadają najcięższe cząsteczki kurzu, które mają czas na opadnięcie w ciągu kilku godzin. Większość grubego pyłu opada w ciągu pierwszych 6-8 godzin po eksplozji.

Około 50% cząstek (największych) pyłu radioaktywnego wypada w ciągu pierwszych 8 godzin po eksplozji. Stratę tę często nazywa się lokalną, w odróżnieniu od ogólnej, rozległą.

Mniejsze cząsteczki pyłu pozostają w powietrzu na różnych wysokościach i opadają na ziemię przez około dwa tygodnie po eksplozji. W tym czasie chmura może kilkakrotnie okrążyć kulę ziemską, zajmując szeroki pas równoległy do szerokości geograficznej, na której nastąpiła eksplozja.

Małe cząstki (do 1 mikrona) pozostają w górnych warstwach atmosfery, są bardziej równomiernie rozmieszczone na kuli ziemskiej i wypadają w ciągu kolejnych lat. Według naukowców opad drobnego radioaktywnego pyłu trwa wszędzie od około dziesięciu lat.

Największym zagrożeniem dla ludności jest pył radioaktywny opadający w pierwszych godzinach po wybuchu, gdyż poziom skażenia radioaktywnego jest tak wysoki, że może spowodować śmiertelne obrażenia ludzi i zwierząt, które znajdą się w obszarze wzdłuż ścieżki chmury radioaktywnej .

Wielkość obszaru i stopień skażenia terenu w wyniku opadu pyłu radioaktywnego zależą w dużej mierze od warunków meteorologicznych, terenu, wysokości wybuchu, wielkości ładunku bombowego, rodzaju gleby itp. Najważniejszym czynnikiem determinującym wielkość obszaru skażenia i jego konfigurację jest kierunek i siła wiatrów panujących w obszarze wybuchu na różnych wysokościach.

Aby określić możliwy kierunek ruchu chmur, należy wiedzieć, w jakim kierunku i z jaką prędkością wieje wiatr na różnych wysokościach, zaczynając od wysokości około 1 km, a kończąc na 25-30 km. W tym celu służba pogodowa musi prowadzić ciągłe obserwacje i pomiary wiatru za pomocą radiosond na różnych wysokościach; Na podstawie uzyskanych danych określ, w którym kierunku najprawdopodobniej będzie się przemieszczać chmura radioaktywna.

Podczas eksplozji bomby wodorowej przeprowadzonej przez Stany Zjednoczone w 1954 roku na środkowym Pacyfiku (na atolu Bikini) skażony obszar terytorium miał kształt wydłużonej elipsy, która rozciągała się na 350 km z wiatrem i 30 km pod wiatr. Największa szerokość pasa wynosiła około 65 km. Całkowita powierzchnia niebezpieczne zanieczyszczenie osiągnęło około 8 tys. km 2.

Jak wiadomo, w wyniku tej eksplozji japoński statek rybacki Fukuryumaru, znajdujący się wówczas w odległości około 145 km, został skażony radioaktywnym pyłem. 23 rybaków na pokładzie statku zostało rannych, w tym jeden śmiertelnie.

Radioaktywny pył, który spadł po eksplozji 1 marca 1954 r., naraził także 29 amerykańskich pracowników i 239 mieszkańców Wysp Marshalla, wszyscy zostali ranni w odległości ponad 300 km od miejsca wybuchu. Zarażone okazały się także inne statki znajdujące się na Pacyfiku w odległości do 1500 km od Bikini oraz niektóre ryby w pobliżu japońskiego wybrzeża.

Na skażenie atmosfery produktami wybuchu wskazują deszcze, które spadły w maju na wybrzeże Pacyfiku i w Japonii, podczas których wykryto znacznie podwyższoną radioaktywność. Obszary, na których w maju 1954 r. wystąpił opad radioaktywny, obejmują około jednej trzeciej całego terytorium Japonii.

Z powyższych danych dotyczących skali zniszczeń, jakie może wyrządzić ludności wybuch bomb atomowych dużego kalibru, wynika, że ładunki jądrowe dużej mocy (miliony ton trotylu) można uznać za broń radiologiczną, czyli broń, która powoduje większe zniszczenia radioaktywnych produktów wybuchu niż fala uderzeniowa, promieniowanie świetlne i promieniowanie przenikliwe działające w chwili wybuchu.

Dlatego podczas przygotowywania osiedli i obiektów Gospodarka narodowa dla obrony cywilnej konieczne jest zapewnienie wszędzie środków zapewniających ochronę ludności, zwierząt, żywności, paszy i wody przed skażeniem produktami wybuchu ładunków jądrowych, które mogą spaść na drodze chmury radioaktywnej.

Należy mieć na uwadze, że w wyniku opadu substancji radioaktywnych skażona zostanie nie tylko powierzchnia gleby i obiektów, ale także powietrze, roślinność, woda w zbiornikach otwartych itp. Powietrze zostanie skażone zarówno w okresie osadzania się cząstek radioaktywnych oraz w przyszłości, zwłaszcza wzdłuż dróg w czasie ruchu drogowego lub przy wietrznej pogodzie, kiedy osadzone cząsteczki pyłu ponownie uniosą się w powietrze.

W związku z tym niezabezpieczone osoby i zwierzęta mogą zostać narażone na działanie radioaktywnego pyłu, który przedostaje się wraz z powietrzem do układu oddechowego.

Niebezpieczna będzie także żywność i woda skażone radioaktywnym pyłem, które dostaną się do organizmu i mogą spowodować poważne choroby, czasami m.in fatalny. Zatem w obszarze, w którym wypadają substancje radioaktywne powstałe podczas wybuchu jądrowego, ludzie będą narażeni nie tylko na promieniowanie zewnętrzne, ale także przedostanie się do organizmu skażonej żywności, wody czy powietrza. Organizując zabezpieczenie przed uszkodzeniami od produktów wybuchu jądrowego należy wziąć pod uwagę, że stopień skażenia na trasie ruchu chmury maleje wraz z odległością od miejsca wybuchu.

Dlatego niebezpieczeństwo, na jakie narażona jest ludność znajdująca się w obszarze strefy skażenia, nie jest takie samo w różnych odległościach od miejsca wybuchu. Najbardziej niebezpiecznymi obszarami będą obszary w pobliżu miejsca wybuchu oraz obszary położone wzdłuż osi ruchu chmury (środkowa część pasa wzdłuż szlaku ruchu chmury).

Nierówność skażeń radioaktywnych na drodze ruchu chmur jest w pewnym stopniu naturalna. Okoliczność tę należy wziąć pod uwagę przy organizowaniu i przeprowadzaniu działań mających na celu ochronę ludności przed promieniowaniem.

Trzeba też wziąć pod uwagę, że od chwili wybuchu do momentu opadnięcia substancji radioaktywnych z chmury. Czas ten zwiększa się w miarę oddalania się od miejsca wybuchu i może wynosić kilka godzin. Ludność obszarów oddalonych od miejsca wybuchu będzie miała wystarczająco dużo czasu na podjęcie odpowiednich środków ochronnych.

W szczególności pod warunkiem terminowego przygotowania środków ostrzegania i sprawnego działania odpowiednich jednostek obrony cywilnej, powiadomienie ludności o niebezpieczeństwie może nastąpić w ciągu około 2-3 godzin.

W tym czasie, przy wcześniejszym przygotowaniu populacji i wysokim poziomie organizacji, można podjąć szereg działań w celu zapewnienia w miarę niezawodnej ochrony ludzi i zwierząt przed szkodami radioaktywnymi. O wyborze określonych środków i metod ochrony zadecydują specyficzne warunki aktualnej sytuacji. Jednakże ogólne zasady należy określić i odpowiednio wcześniej opracować plany obrony cywilnej.

Można uznać, że w określonych warunkach najbardziej racjonalne powinno być podjęcie przede wszystkim działań ochronnych na miejscu, przy użyciu wszelkich środków i. metody chroniące zarówno przed przedostaniem się substancji radioaktywnych do organizmu, jak i przed promieniowaniem zewnętrznym.

Jak wiadomo, najskuteczniejszym sposobem ochrony przed promieniowaniem zewnętrznym są schrony (dostosowane do wymogów ochrony jądrowej, a także budynki o masywnych ścianach, wznoszone z materiałów gęstych (cegła, cement, żelbet itp.), m.in. piwnice, ziemianki, piwnice, pomieszczenia zadaszone i zwykłe budynki mieszkalne.

Oceniając właściwości ochronne budynków i budowli, można kierować się następującymi danymi orientacyjnymi: dom drewniany osłabia działanie promieniowania radioaktywnego w zależności od grubości ścian 4-10 razy, dom kamienny - 10-50 razy, piwnice i piwnice w domach drewnianych - 50-100 razy, szczelina z zakładką warstwy ziemi 60-90 cm - 200-300 razy.

W związku z tym plany obrony cywilnej powinny przewidywać, w razie potrzeby, zastosowanie przede wszystkim obiektów o silniejszych środkach ochronnych; po otrzymaniu sygnału o niebezpieczeństwie zagłady ludność ma obowiązek natychmiast schronić się w tych pomieszczeniach i pozostać tam do czasu ogłoszenia dalszych działań.

Długość pobytu osób w pomieszczeniach przeznaczonych na schronienie będzie zależała przede wszystkim od stopnia skażenia terenu, na którym znajduje się osada oraz tempa zmniejszania się w czasie poziomu promieniowania.

I tak np. na obszarach zaludnionych, położonych w znacznej odległości od miejsca wybuchu, gdzie całkowite dawki promieniowania, jakie otrzymają osoby niechronione, mogą w krótkim czasie stać się bezpieczne, wskazane jest, aby ludność przeczekała ten czas w schroniskach.

Na obszarach silnego skażenia promieniotwórczego, gdzie całkowita dawka, jaką mogą otrzymać osoby niechronione, będzie w tych warunkach wysoka, a jej redukcja będzie się wydłużać, długotrwały pobyt osób w schroniskach stanie się utrudniony. Dlatego najbardziej racjonalnym rozwiązaniem na takich terenach jest najpierw schronienie ludności na miejscu, a następnie ewakuacja na tereny niezanieczyszczone. Rozpoczęcie ewakuacji i jej czas trwania będą uzależnione od warunków lokalnych: poziomu skażenia radioaktywnego, obecności Pojazd, szlaki komunikacyjne, porę roku, oddalenie miejsc zakwaterowania ewakuowanych itp.

Zatem obszar skażenia promieniotwórczego według śladu chmury radioaktywnej można warunkowo podzielić na dwie strefy, w których obowiązują różne zasady ochrony ludności.

Do pierwszej strefy zalicza się obszar, na którym poziom promieniowania utrzymuje się na wysokim poziomie przez 5-6 dni po wybuchu i powoli maleje (o około 10-20% dziennie). Ewakuację ludności z takich obszarów można rozpocząć dopiero po obniżeniu poziomu promieniowania do takiego poziomu, że podczas zbierania i przemieszczania się po skażonym terenie ludzie nie otrzymają łącznej dawki większej niż 50 rubli.

Druga strefa obejmuje obszary, w których poziom promieniowania spada w ciągu pierwszych 3-5 dni po eksplozji do 0,1 rentgena/godzinę.

Nie zaleca się ewakuacji ludności z tej strefy, gdyż czas ten można przeczekać w schroniskach.

Pomyślne wdrożenie środków ochrony ludności we wszystkich przypadkach jest nie do pomyślenia bez dokładnego rozpoznania radiacyjnego i monitorowania oraz stałego monitorowania poziomów promieniowania.

Mówiąc o ochronie ludności przed szkodami radioaktywnymi w następstwie ruchu chmury powstałej podczas wybuchu jądrowego, należy pamiętać, że uniknięcie szkód lub osiągnięcie ich ograniczenia możliwe jest jedynie przy jasnej organizacji zestawu działań, do których zaliczają się:

organizacja systemu ostrzegania, który w odpowiednim czasie ostrzega ludność o najbardziej prawdopodobnym kierunku przemieszczania się chmury radioaktywnej i niebezpieczeństwie szkód. W tym celu należy wykorzystać wszystkie dostępne środki komunikacji - telefon, stacje radiowe, telegraf, audycję radiową itp.;
szkolenie jednostek obrony cywilnej do prowadzenia rozpoznania zarówno w miastach, jak i na terenach wiejskich;
ukrywanie ludzi w schronach lub innych pomieszczeniach chroniących przed promieniowaniem radioaktywnym (piwnice, piwnice, szczeliny itp.);
przeprowadzenie ewakuacji ludności i zwierząt z obszaru trwałego skażenia pyłem radioaktywnym;
przygotowanie jednostek i instytucji służby medycznej obrony cywilnej do działań mających na celu udzielenie pomocy poszkodowanym, głównie leczenie, sanityzację, badanie wody i produktów spożywczych pod kątem skażenia substancjami radioaktywnymi;
prowadzenie z wyprzedzeniem działań mających na celu zabezpieczenie produktów spożywczych w magazynach, sieciach handlowych, zakładach gastronomii i wodociągów przed skażeniem pyłem radioaktywnym (uszczelnianie magazynów, przygotowanie pojemników, improwizowane materiały do przykrywania produktów, przygotowanie środków do odkażania żywności i pojemników, wyposażenie przyrządów dozymetrycznych);
prowadzenie działań mających na celu ochronę zwierząt i udzielanie pomocy zwierzętom w przypadku porażki.

Aby zapewnić niezawodną ochronę zwierząt, należy zapewnić ich trzymanie w kołchozach, państwowych gospodarstwach rolnych, w miarę możliwości w małych grupach w zespołach, gospodarstwach lub osady, posiadające miejsca schronienia.

Należy także przewidzieć utworzenie dodatkowych zbiorników lub studni, które mogą stać się zapasowym źródłem zaopatrzenia w wodę w przypadku zanieczyszczenia wody ze źródeł stałych.

Znaczenie zyskują magazyny, w których przechowywana jest pasza, a także budynki inwentarskie, które w miarę możliwości powinny być uszczelnione.

Aby chronić cenne zwierzęta hodowlane, konieczne jest posiadanie środków ochrony osobistej, które można wykonać z dostępnych na miejscu materiałów (opaski na oczy, torby, koce itp.), a także masek przeciwgazowych (jeśli są dostępne).

Aby przeprowadzić dekontaminację pomieszczeń i leczenie weterynaryjne zwierząt, należy wcześniej uwzględnić instalacje do dezynfekcji, opryskiwacze, zraszacze, rozlewacze cieczy oraz inne mechanizmy i pojemniki dostępne w gospodarstwie, za pomocą których przeprowadza się dezynfekcję i leczenie weterynaryjne można wykonać pracę;

Organizacja i przygotowanie formacji i instytucji do prowadzenia prac związanych z odkażaniem obiektów, terenu, pojazdów, odzieży, sprzętu i innego mienia obrony cywilnej, dla których z wyprzedzeniem podejmuje się działania w celu przystosowania do nich sprzętu komunalnego, maszyn rolniczych, mechanizmów i urządzeń cele. W zależności od dostępności sprzętu należy tworzyć i szkolić odpowiednie formacje - oddziały, zespoły, grupy, jednostki itp.

Treść artykułu

Reakcje termojądrowe.

Izotopy wodoru.

Opracowanie bomby wodorowej.

Mechanizm działania bomby wodorowej.

Rozszczepienie, fuzja, rozszczepienie (superbomba).

Faktycznie w bombie sekwencja procesów opisanych powyżej kończy się na etapie reakcji deuteru z trytem. Co więcej, projektanci bomb zdecydowali się nie używać syntezy jądrowej, ale rozszczepienia jądrowego. W wyniku fuzji jąder deuteru i trytu powstaje hel i szybkie neutrony, których energia jest wystarczająco wysoka, aby spowodować rozszczepienie jądra uranu-238 (głównego izotopu uranu, znacznie tańszego niż uran-235 używany w konwencjonalnych bombach atomowych). Szybkie neutrony rozszczepiają atomy uranowej powłoki superbomby. Rozszczepienie jednej tony uranu wytwarza energię równoważną 18 Mt. Energia służy nie tylko wybuchowi i wytwarzaniu ciepła. Każde jądro uranu dzieli się na dwa wysoce radioaktywne „fragmenty”. Produkty rozszczepienia obejmują 36 różnych pierwiastków chemicznych i prawie 200 izotopów promieniotwórczych. Wszystko to składa się na opad radioaktywny towarzyszący eksplozjom superbomb.

Dzięki unikalnej konstrukcji i opisanemu mechanizmowi działania, broń tego typu może być tak potężna, jak to konieczne. Jest znacznie tańsza niż bomby atomowe o tej samej mocy.

Konsekwencje eksplozji.

Fala uderzeniowa i efekt termiczny.

Kula ognia.

W zależności od składu i masy łatwopalnego materiału zawartego w kuli ognia, mogą powstawać gigantyczne, samopodtrzymujące się burze ogniowe, które szaleją przez wiele godzin. Jednak najbardziej niebezpieczną (aczkolwiek wtórną) konsekwencją eksplozji jest radioaktywne skażenie środowiska.

Opad.

Jak powstają.

Kiedy bomba eksploduje, powstała kula ognia wypełniona jest ogromną ilością radioaktywnych cząstek. Zazwyczaj cząstki te są tak małe, że gdy dotrą do górnych warstw atmosfery, mogą tam pozostać przez długi czas. Ale jeśli kula ognia zetknie się z powierzchnią Ziemi, zamienia wszystko na niej w gorący pył i popiół i wciąga je w ogniste tornado. W wirze płomieni mieszają się i wiążą z cząsteczkami radioaktywnymi. Pył radioaktywny, z wyjątkiem największych, nie osiada natychmiast. Drobniejszy pył jest unoszony przez powstającą chmurę i stopniowo opada wraz z wiatrem. Bezpośrednio w miejscu wybuchu opad radioaktywny może być niezwykle intensywny – na ziemi osiadają głównie duże ilości pyłu. Setki kilometrów od miejsca eksplozji i w większych odległościach na ziemię spadają drobne, ale wciąż widoczne cząsteczki popiołu. Często tworzą osłonę przypominającą opadły śnieg, zabójczą dla każdego, kto znajdzie się w pobliżu. Nawet mniejsze i niewidoczne cząstki, zanim opadną na ziemię, mogą wędrować w atmosferze miesiącami, a nawet latami, wielokrotnie okrążając kulę ziemską. Do czasu wypadnięcia ich radioaktywność jest znacznie osłabiona. Najbardziej niebezpiecznym promieniowaniem pozostaje stront-90 z okresem półtrwania wynoszącym 28 lat. Jego utratę wyraźnie widać na całym świecie. Osiadając na liściach i trawie, wchodzi do łańcuchów pokarmowych obejmujących ludzi. W rezultacie w kościach mieszkańców większości krajów stwierdzono zauważalne, choć jeszcze nie niebezpieczne, ilości strontu-90. Kumulacja strontu-90 w kościach człowieka jest w dłuższej perspektywie bardzo niebezpieczna, gdyż prowadzi do powstawania złośliwych nowotworów kości.

Długotrwałe skażenie terenu opadem radioaktywnym.

W przypadku działań wojennych użycie bomby wodorowej spowoduje natychmiastowe skażenie radioaktywne obszaru w promieniu ok. 100 km od epicentrum eksplozji. Jeśli wybuchnie superbomba, obszar dziesiątek tysięcy kilometrów kwadratowych zostanie skażony. Tak ogromny obszar zniszczenia jedną bombą sprawia, że jest to zupełnie nowy rodzaj broni. Nawet jeśli superbomba nie trafi w cel, tj. nie uderzy w obiekt z efektem szokowo-termicznym, przenikające promieniowanie i opad radioaktywny towarzyszący eksplozji sprawią, że otaczająca przestrzeń nie będzie nadawała się do zamieszkania. Takie opady mogą utrzymywać się przez wiele dni, tygodni, a nawet miesięcy. W zależności od ich ilości intensywność promieniowania może osiągnąć zabójczy poziom. Stosunkowo niewielka liczba superbomb wystarczy, aby całkowicie pokryć duży kraj warstwą radioaktywnego pyłu, który jest zabójczy dla wszystkich żywych istot. W ten sposób stworzenie superbomby zapoczątkowało erę, w której możliwe stało się uczynienie całych kontynentów niezdatnymi do zamieszkania. Nawet długo po ustaniu bezpośredniego narażenia na opad radioaktywny zagrożenie wynikające z wysokiej radiotoksyczności izotopów, takich jak stront-90, pozostanie. W przypadku żywności uprawianej na glebach zanieczyszczonych tym izotopem radioaktywność przedostanie się do organizmu człowieka.

Dla nudy opisałem powyżej szczegółowo budowę amerykańskiego taktycznego „yadrenbaton”. Bez tego trudno byłoby zrozumieć istotę problemu, przed którym stoją Stany Zjednoczone, a które przynajmniej od 15 lat starają się ukrywać. Pamiętacie, bomba składa się z „zbiornika z paliwem termojądrowym” i plutonu - zapalniczki. Z trytem nie ma problemów. Deuterek litu-6 jest substancją stałą i dość stabilną pod względem właściwości. Konwencjonalne materiały wybuchowe, tworzące strefę detonacyjną inicjatora spustu, z pewnością z biegiem czasu zmieniają swoje właściwości, jednak ich wymiana nie stwarza szczególnego problemu. Istnieją jednak pytania dotyczące plutonu.

Pluton przeznaczony do broni - ulega rozkładowi. Stały i niepowstrzymany. Problem ze skutecznością bojową „starych” ładunków plutonu polega na tym, że z biegiem czasu maleje stężenie plutonu 239. W wyniku rozpadu alfa (jądra plutonu-239 „tracą” cząstki alfa, będące jądrami atomu helu), domieszka zamiast uranu powstaje 235. W związku z tym masa krytyczna rośnie. Dla czystego plutonu 239 jest to 11 kg (kula 10 cm), dla uranu 47 kg (kula 17 cm). Uran -235 również rozpada się (to samo, co w przypadku plutonu-239, także rozpad alfa), zanieczyszczając kulę plutonu torem-231 i helem.Domieszka plutonu 241 (i jest zawsze, choć ułamek procent) z okresem półtrwania wynoszącym 14 lat, również rozpada się (w tym przypadku następuje już rozpad beta - pluton-241 „traci” elektron i neutrino), dając Ameryk 241, co dodatkowo pogarsza wskaźniki krytyczne (Ameryk -241 rozpada się w wersji alfa do Neptunu-237 i tak dalej, czyli helu).

Kiedy mówiłem o rdzy, tak naprawdę nie żartowałem. Pluton ładuje „starość”. I wydaje się, że nie da się ich „zaktualizować”. Tak, teoretycznie można zmienić konstrukcję inicjatora, stopić 3 stare kulki, wtopić z nich 2 nowe... Zwiększając masę uwzględniając degradację plutonu. Jednak „brudny” pluton jest zawodny. Nawet powiększona „kula” może nie osiągnąć stanu nadkrytycznego po ściśnięciu podczas eksplozji... A jeśli nagle, wskutek jakiegoś statystycznego kaprysu, w powstałej kuli utworzy się zwiększona zawartość plutonu-240 (powstałego z 239 w wyniku wychwytu neutronów) , wręcz przeciwnie, może uderzyć fabrycznie Wartość krytyczna wynosi 7% plutonu-240, a przekroczenie jej może prowadzić do elegancko sformułowanego „problemu” - „przedwczesnej detonacji”.
Dochodzimy zatem do wniosku, że do odnowienia floty B61 Stany Zjednoczone potrzebują nowych, świeżych inicjatorów plutonowych. Ale oficjalnie reaktory reprodukcyjne w Ameryce zostały zamknięte w 1988 roku. Istnieją oczywiście nadal zgromadzone rezerwy. W Federacji Rosyjskiej do 2007 roku zgromadzono 170 ton plutonu do celów wojskowych, w USA - 103 tony. Chociaż te rezerwy również się „starzeją”. Poza tym pamiętam artykuł NASA, że Stany Zjednoczone mają dość plutonu-238 tylko na kilka RTG. Departament Energii obiecuje NASA 1,5 kg plutonu-238 rocznie. „Nowe Horyzonty” mają 220-watowy RTG o wadze 11 kilogramów. „Curiosity” - niesie RTG o masie 4,8 kg. Co więcej, pojawiają się sugestie, że ten pluton został już zakupiony w Rosji...

Podnosi to zasłonę tajemnicy w kwestii „masowego wysychania” amerykańskiej taktycznej broni nuklearnej. Podejrzewam, że rozebrano wszystkie B61 wyprodukowane przed początkiem lat 80. XX wieku, że tak powiem, aby uniknąć „nagłych wypadków”. A także w obliczu niewiadomej: - czy produkt będzie działał tak, jak powinien, jeśli, nie daj Boże, zwróci na niego uwagę? praktyczne zastosowanie? Ale teraz zaczął zbliżać się termin zakupu reszty arsenału i najwyraźniej stare sztuczki już na niego nie działają. Bomby trzeba zdemontować, ale w Ameryce nie ma już z czego robić nowych. Od słowa - ogólnie. Utracono technologie wzbogacania uranu, za obopólnym porozumieniem Rosji i Stanów Zjednoczonych wstrzymano produkcję plutonu do celów wojskowych, zatrzymano specjalne reaktory. Specjalistów praktycznie już nie ma. I jak się okazało, Stany Zjednoczone nie mają już pieniędzy, aby rozpocząć te tańce nuklearne od początku w wymaganej ilości. Ale nie można porzucić taktycznej broni nuklearnej z wielu powodów politycznych. Ogólnie rzecz biorąc, w Stanach Zjednoczonych wszyscy, od polityków po strategów wojskowych, są zbyt przyzwyczajeni do posiadania taktycznej pałki nuklearnej. Bez niej czują się jakoś nieswojo, zmarznięci, przestraszeni i bardzo samotni.

Jednak sądząc po informacjach z otwartych źródeł, wypełnienie jądrowe w B61 nie zostało jeszcze całkowicie „zgniłe”. Produkt będzie nadal działać przez 15 - 20 lat. Inną kwestią jest to, że można zapomnieć o ustawieniu go na maksymalną moc. Znaczy co? Musimy więc dowiedzieć się, jak dokładniej można umieścić tę samą bombę! Obliczenia z wykorzystaniem modeli matematycznych wykazały, że zmniejszając promień okręgu, w który ma pewność wpadnięcia produktu, do 30 metrów i zapewniając detonację głowicy nie naziemnej, lecz podziemnej na głębokości co najmniej 3 do 12 metrów, niszczycielska siła Siła uderzenia, spowodowana procesami zachodzącymi w gęstym środowisku gruntowym, jest taka sama, a moc eksplozji może zostać zmniejszona nawet 15-krotnie. Z grubsza ten sam wynik osiąga się przy 17 kilotonach zamiast 170. Jak to zrobić? Tak, elementarne, Watsonie!
Siły Powietrzne korzystają z technologii wspólnej amunicji bezpośredniego ataku (JDAM) od prawie 20 lat. Weź zwykłą „głupią” (z angielskiego głupią) bombę.

Dołączony jest do niego zestaw naprowadzania, w tym z wykorzystaniem GPS, sekcja ogonowa zostaje wymieniona z pasywnej na aktywnie sterującą zgodnie z poleceniami z komputera pokładowego, a tu mamy nową, „inteligentną” bombę, zdolną trafić w celuj dokładnie. Dodatkowo wymiana materiałów niektórych elementów korpusu i owiewki głowicy pozwala zoptymalizować trajektorię produktu napotykającego przeszkodę tak, aby dzięki własnej energii kinetycznej mógł wniknąć w ziemię na wymaganą głębokość przed eksplozja Technologia została opracowana przez Boeing Corporation w 1997 roku na wspólne zamówienie Sił Powietrznych i Marynarki Wojennej USA. Podczas „drugiej wojny w Iraku” znany był przypadek uderzenia 500-kilogramowego JDAM w iracki bunkier znajdujący się 18 metrów pod ziemią. Co więcej, detonacja głowicy samej bomby nastąpiła na minus trzecim poziomie bunkra, znajdującym się kolejne 12 metrów poniżej. Nie wcześniej powiedziane, niż zrobione! Stany Zjednoczone mają program modernizacji wszystkich 400 „taktycznych” i 200 „zapasowych” B61 do najnowszej modernizacji B61-12. Krążą jednak pogłoski, że program ten będzie obejmował również opcje „wieżowców”.

Zdjęcie z programu testów wyraźnie pokazuje, że inżynierowie poszli dokładnie tą drogą. Nie należy zwracać uwagi na trzonek wystający za stabilizatorami. Jest to element mocujący do stanowiska badawczego w tunelu aerodynamicznym.

Warto zauważyć, że w środkowej części produktu pojawiła się wkładka, w której znajdują się silniki rakietowe małej mocy, których wydech z dysz zapewnia bombie własny obrót wzdłuż osi podłużnej. W połączeniu z głowicą samonaprowadzającą i aktywnymi sterami, B61-12 może teraz szybować na dystansie do 120–130 kilometrów, umożliwiając lotniskowcowi zrzucenie go bez wchodzenia w strefę obrony powietrznej celu.
W dniu 20 października 2015 r. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych przeprowadziły próbę zrzutu próbki nowej taktycznej bomby termojądrowej na poligonie w Nevadzie, używając myśliwca bombardującego F-15E jako nośnika. Amunicja bez ładunku pewnie trafiła w okrąg o promieniu 30 metrów.

Jeśli chodzi o dokładność (QUO):

Oznacza to, że formalnie Amerykanom udało się (takie sformułowanie) chwycić Boga za brodę. Pod pozorem „po prostu modernizacji jednego bardzo, bardzo starego produktu”, co zresztą nie wchodzi w zakres żadnej z nowo zawartych umów, Stany Zjednoczone stworzyły „szydło nuklearne” o zwiększonym zasięgu i celności. Biorąc pod uwagę specyfikę fizyki fali uderzeniowej podziemnej eksplozji i modernizację głowicy bojowej do 0,3–1,5–10–35 (według innych źródeł do 50) kiloton, w trybie penetracyjnym B61-12 może zapewnić takie same zniszczenia jak w konwencjonalnym wybuchu naziemnym o mocy od 750 do 1250 kiloton.

To prawda, że drugą stroną sukcesu były... pieniądze i sojusznicy. Od 2010 roku Pentagon wydał zaledwie 2 miliardy dolarów na poszukiwanie rozwiązania, w tym testy rzutowe na poligonie, co według amerykańskich standardów jest po prostu bzdurą. Co prawda pojawia się złośliwe pytanie: co takiego nowego wymyślili, biorąc pod uwagę, że najdroższy seryjny zestaw sprzętu do doposażenia konwencjonalnej bomby odłamkowo-burzącej typu GBU, porównywalny pod względem wielkości i masy, kosztuje zaledwie 75 tys. dolarów? No dobrze, po co zaglądać do cudzej kieszeni.
Inna sprawa, że eksperci z NNSA sami przewidują koszt przeróbki całej obecnej amunicji B61 na kwotę co najmniej 8,1 miliarda dolarów do 2024 roku. Stanie się tak, jeśli do tego czasu nic nie wzrośnie, co jest absolutnie fantastycznym oczekiwaniem w przypadku amerykańskich programów wojskowych. Choć... nawet jeśli ten budżet podzielić na 600 produktów przeznaczonych do modernizacji, to kalkulator mówi mi, że na to potrzebne będą pieniądze co najmniej 13,5 mln dolarów na sztukę. O ile jest to droższe, biorąc pod uwagę cenę detaliczną zwykłego zestawu „wywiadu bombowego”?

Istnieje jednak bardzo niezerowe prawdopodobieństwo, że cały program B61-12 nigdy nie zostanie w pełni wdrożony. Kwota ta wywołała już poważne niezadowolenie Kongresu USA, który poważnie angażuje się w poszukiwanie możliwości sekwestrowania wydatków i ograniczania programów budżetowych. Łącznie z obroną. Pentagon oczywiście walczy na śmierć i życie. Podsekretarz obrony ds. globalnej strategii Madeleine Creedon powiedziała podczas przesłuchania w Kongresie, że „wpływ sekwestracji grozi podważeniem wysiłków [modernizacji broni jądrowej] i dalszym wzrostem nieplanowanych kosztów poprzez wydłużenie okresów rozwoju i produkcji”. Jej zdaniem cięcia budżetowe już w obecnym kształcie spowodowały przesunięcie rozpoczęcia programu modernizacji B61 o około sześć miesięcy. Te. Rozpoczęcie produkcji seryjnej B61-12 przesunięto na początek 2020 roku.

Z drugiej strony kongresmani obywatelscy zasiadający w różnych komisjach kontrolnych, monitorujących i wszelkiego rodzaju komisjach budżetowych i finansowych mają swoje własne powody do sekwestracji. Samolot F-35, uważany za główny nośnik nowych bomb termojądrowych, nadal tak naprawdę nie lata. Program jego dostaw dla wojska po raz kolejny został zakłócony i nie wiadomo, czy w ogóle zostanie zrealizowany. Europejscy partnerzy w NATO coraz częściej wyrażają zaniepokojenie niebezpieczeństwem zwiększenia „taktycznego wyrafinowania” zmodernizowanego B61 i nieuniknioną „jakąś reakcją ze strony Rosji”. W ciągu ostatnich kilku lat udało mu się już wykazać zdolność do odpierania nowych zagrożeń w całkowicie asymetryczny sposób. Jakkolwiek okaże się, że w wyniku działań odwetowych Moskwy bezpieczeństwo nuklearne w Europie, pomimo słodkich przemówień Waszyngtonu, nie wzrosło, ale wręcz przeciwnie, nie spadło. Coraz bardziej upierają się przy pragnieniu Europy wolnej od broni nuklearnej. I wcale nie są zadowoleni ze zmodernizowanych bomb termojądrowych. Być może nowa brytyjska premier w swoim pierwszym przemówieniu po objęciu urzędu obiecała coś na temat odstraszania nuklearnego. Reszta, zwłaszcza Niemcy, Francja i Włochy, wcale nie wstydzi się deklarować, że taktyczna broń nuklearna może być najmniej pomocna w walce z ich prawdziwymi problemami z migrantami i zagrożeniami terrorystycznymi.

Ale Pentagon nadal nie ma dokąd pójść. Jeśli w ciągu najbliższych 4-8 lat nie zmodernizujecie tych bomb, to „rdza pochłonie” połowę obecnej amunicji... A po kolejnych pięciu latach kwestia modernizacji może, że tak powiem, sama zniknąć, z uwagi na zanik przedmiotu do modernizacji.
A swoją drogą mają te same problemy z napełnianiem głowic strategicznej broni nuklearnej...

źródła