Alberto Einšteino atradimas apie medžiagų gebėjimą išskirti didelius energijos kiekius atominiu lygmeniu pažymėjo branduolinės fizikos pradžią. XX a. ketvirtajame dešimtmetyje mokslininkai laboratorijoje imitavo ore įvykusį branduolinį sprogimą, tačiau įgyta patirtis kėlė pavojų taikiam gyvenimui Žemėje.
Veikimo principas
Kad ore įvyktų branduolinis sprogimas, turite sudaryti tam tikras sąlygas, kurios išprovokuotų detonaciją. Paprastai kaip detonatoriai naudojami TNT arba RDX, kurių įtakoje radioaktyvioji medžiaga (dažniausiai uranas arba plutonis) per 10 sekundžių suspaudžiama iki kritinės masės, o tada įvyksta galingas energijos išsiskyrimas. Jei bomba yra termobranduolinė, tai joje vyksta lengvųjų elementų virsmo sunkesniais procesas. Šiuo atveju išsiskirianti energija sukelia dar galingesnį sprogimą.
Branduolinis reaktorius taip pat gali būti naudojamas taikiems tikslams, nes dalijimąsi galima kontroliuoti. Tam naudojami prietaisai, kurie sugeria neutronus. Tokioje instaliacijoje vykstantys procesai visada yra pusiausvyroje. Netgijei yra nedideli parametrų pasikeitimai, sistema juos laiku užgesina ir grįžta į darbo režimą. Avarinėmis situacijomis elementai automatiškai nustatomi iš naujo, kad būtų sustabdyta grandininė reakcija.
Pirmoji patirtis
Atrado Einšteinas ir toliau tyrinėjo branduolio fizikai, energijos išlaisvinimas domino ne tik mokslininkus, bet ir kariuomenę. Galimybė gauti naujų ginklų, galinčių sukelti galingus sprogimus iš nedidelio kiekio medžiagos, paskatino eksperimentus su radioaktyviais elementais.
Fiziškai sprogimo, turinčio didelį žalingą poveikį, galimybę įrodė prancūzų mokslininkas Joliot-Curie. Jis atrado grandininę reakciją, kuri tapo galingu energijos š altiniu. Be to, jis planavo atlikti eksperimentus su deuterio oksidu, tačiau Antrojo pasaulinio karo sąlygomis Prancūzijoje to padaryti buvo neįmanoma, todėl ateityje britų mokslininkai ėmėsi atominių ginklų kūrimo.
Pirmasis sprogstamasis įtaisas buvo išbandytas 1945 m. vasarą Amerikoje. Pagal šių dienų standartus bomba turėjo mažai galios, tačiau tuo metu gautas efektas pranoko visus lūkesčius. Sprogimo jėga ir poveikis aplinkai buvo didžiulis.
Rezultatai
Buvo atlikti bandymai, siekiant nustatyti oro ir branduolinio sprogimo charakteristikas. Susirinkusieji vėliau papasakojo, ką matė. Jie pastebėjo ryškų šviečiantį tašką kelių šimtų kilometrų atstumu. Tada pavirto didžiuliu kamuoliu, pasigirdo labai stiprus garsas, ir už kilometrųapvirto smūgio banga. Balionas sprogo ir paliko dvylikos kilometrų grybo formos debesį. Sprogimo vietoje liko krateris, besitęsiantis dešimtis metrų į gylį ir plotį. Žemė aplink jį kelis šimtus metrų virto negyvu, duobėtu dirvožemiu.
Per branduolinį sprogimą oro temperatūra gerokai pakilo, o pati atmosfera atrodė tankesnė. Tai pajuto net toli nuo epicentro prieglaudoje buvę liudininkai. Tai, ką jie pamatė, buvo nuostabus, nes niekas neįsivaizdavo, su kokia galia jie susidurs. Padaryta išvada, kad bandymai buvo sėkmingi.
Žalingi oro branduolinio sprogimo veiksniai
Kariškiai iškart suprato, kad naujas ginklas gali nulemti bet kurio karo baigtį. Tačiau tuo metu niekas negalvojo apie žalingų branduolinio sprogimo veiksnių poveikį. Mokslininkai atkreipė dėmesį tik į akivaizdžiausius iš jų:
- šoko banga;
- šviesos emisija.
Tuo metu niekas nežinojo apie radioaktyviąją taršą ir jonizuojančiąją spinduliuotę, nors vėliau būtent prasiskverbioji spinduliuotė pasirodė esanti pavojingiausia. Taigi, jei niokojimai ir sunaikinimas buvo lokalizuoti kelių šimtų metrų atstumu nuo oro branduolinio sprogimo epicentro, tada radiacijos skilimo produktų sklaidos sritis išsiplėtė šimtus kilometrų. Asmuo patyrė pirmą apšvitą, kurią vėliau apsunkino radiacijos kritimas netoliese esančiose vietose.
Be to, mokslininkai to dar nežinojo esant įtakaiBranduolinio sprogimo oro smūgio banga sukuria elektromagnetinį impulsą, galintį išjungti visą elektroniką šimtų kilometrų atstumu. Taigi pirmieji bandytojai net negalėjo įsivaizduoti, koks galingas ginklas buvo sukurtas ir kokios katastrofiškos gali būti jo panaudojimo pasekmės.
Sprogimų tipai
Oro branduoliniai sprogimai vykdomi troposferos aukštyje, ty 10 km atstumu virš žemės paviršiaus. Tačiau be jų yra ir kitų tipų, pavyzdžiui:
- Žemės arba vandens paviršiuje nukreiptas antžeminis arba virš vandens. Ugnies kamuolys, kuris plečiasi nuo blykstės, o atrodo kaip saulė, kylanti iš už horizonto.
- Dideliame aukštyje, vykdoma atmosferoje. Tuo pačiu metu šviečianti blykstė yra labai didelė, ji kabo ore ir neliečia žemės ar vandens paviršių.
- Po žeme arba po vandeniu yra žemės plutos storio arba gylyje. Paprastai blykstės nėra.
- Erdvė. Jie atsiranda už šimtų kilometrų nuo Žemės rutulio, už aplinkinės erdvės ribų, ir juos lydi šviečiančių molekulių debesis.
Įvairūs tipai skiriasi ne tik blykste, bet ir kitomis išorinėmis savybėmis, taip pat žalojančiais veiksniais, sprogimo intensyvumu, jo rezultatais ir pasekmėmis.
Bandymas ant žemės
Pirmosios bombos buvo išbandytos tiesiai ant žemės paviršiaus. Būtent tokius sprogimus lydi ryškus grybų debesisoras ir keliasdešimt ar net šimtus metrų besitęsiantis krateris dirvožemyje. Labiausiai bauginantis atrodo žemės sprogimas, nes žemai virš žemės sklandantis debesis pritraukia ne tik dulkes, bet ir nemažą dirvožemio dalį, todėl ji beveik pajuoduoja. Dirvožemio dalelės susimaišo su cheminiais elementais ir nukrenta ant žemės, todėl teritorija yra užteršta radioaktyviomis medžiagomis ir visiškai netinkama gyventi. Kariniais tikslais juo galima sunaikinti galingus pastatus ar objektus, užkrėsti dideles teritorijas. Naikinamasis poveikis yra pats galingiausias.
Paviršiniai sprogimai
Bandai taip pat atliekami virš vandens paviršiaus. Šiuo atveju debesį sudarys vandens dulkės, kurios sumažina šviesos spinduliuotės intensyvumą, bet perneša radioaktyviąsias daleles dideliais atstumais, dėl to jos gali iškristi kartu su krituliais už tūkstančio kilometrų nuo bandymo vietos.
Kariniais tikslais tai gali būti naudojama karinio jūrų laivyno bazėms, uostams ir laivams sunaikinti arba vandenims ir pakrantėms užteršti.
Oro sprogimai
Ši rūšis gali būti auginama dideliu atstumu nuo žemės (tokiu atveju jis vadinamas aukštu) arba nedideliu atstumu (žemas). Kuo didesnis sprogimas, tuo mažiau kylantis debesis panašus į grybo formą, nes dulkių stulpelis nuo žemės jo nepasiekia.
Blykstė tokia forma yra labai ryški, todėl ją galima pamatyti už šimtų kilometrų nuo epicentro. Iš jo sprogsta ugnies kamuolys, kurio temperatūra matuojama inmilijonus laipsnių Celsijaus, pakyla aukštyn ir skleidžia galingą šviesos spinduliuotę. Visa tai lydi stiprus garsas, miglotai primenantis griaustinį.
Kai rutulys vėsta, jis virsta debesiu, kuris sukuria oro srovę, kuri surenka dulkes nuo paviršiaus. Susidaręs stulpas gali pasiekti debesį, jei jis nėra labai aukštai virš žemės. Kai debesis pradeda sklaidytis, oro srautas susilpnėja.
Dėl tokio sprogimo gali nukentėti ore esantys objektai, konstrukcijos ir šalia jo esantys žmonės.
Kovotinis naudojimas
Hirošima ir Nagasakis yra vieninteliai miestai, prieš kuriuos buvo panaudoti branduoliniai ginklai. Ten nutikusi tragedija buvo neprilygstama.
Gyventojai patyrė oru sklindančio branduolinio sprogimo, sukelto nedideliu atstumu nuo žemės paviršiaus ir klasifikuojamo kaip žemo lygio, poveikį. Tuo pat metu visiškai sunaikinta infrastruktūra, žuvo apie 200 tūkst. Du trečdaliai jų mirė iš karto. Tie, kurie buvo epicentre, nuo siaubingos temperatūros subyrėjo į molekules. Jų spinduliuojama šviesa paliko šešėlius ant sienų.
Žmonės, buvę toliau nuo epicentro, mirė nuo smūgio bangos ir branduolinio sprogimo gama spinduliuotės. Kai kurie išgyvenusieji gavo mirtiną radiacijos dozę, tačiau gydytojai dar nežinojo apie spindulinę ligą, todėl niekas nesuprato, kodėl po įsivaizduojamų sveikimo požymių pablogėjo pacientų būklė. Gydytojai svarstėdizenterija, tačiau per 3-8 savaites pacientai, kuriems pasireiškė stiprus vėmimas, mirė. Keista žmonių, išgyvenusių po Hirosimos ir Nagasakio atominių sprogdinimų, liga buvo postūmis pradėti mokslinius tyrimus branduolinės medicinos srityje.
Sprogimai dideliame aukštyje
Po Japonijos miestų bombardavimo branduoliniai ginklai nebuvo naudojami koviniams tikslams, tačiau įvairiose vietose buvo tęsiami jų galimybių tyrimai. Atmosferos pratimai leido suprasti, kas nutinka, kai aukštyje įvyksta sprogimas. Paaiškėjo, kad kai centras yra 10 km atstumu nuo žemės paviršiaus, kyla palyginti nedidelė branduolinio sprogimo banga, tačiau kartu didėja šviesos ir radiacinė spinduliuotė. Kuo didesnis sprogimas, tuo stipresnė jonizacija, kurią lydi radijo įrangos gedimas.
Žiūrint iš paviršiaus, viskas atrodo kaip didelis ryškus blyksnis, po kurio seka garuojančių vandenilio, anglies ir azoto molekulių debesis. Oro srautas nepasiekia žemės, todėl nėra dulkių stulpelio. Be to, praktiškai nėra teritorijos užteršimo, nes oro masės dideliame aukštyje juda silpnai, todėl tokio branduolinio sprogimo tikslas gali būti sunaikinti lėktuvus, raketas ar palydovus.
Požeminiai bandymai
Neseniai tarp šalių buvo sudarytas susitarimas, reglamentuojantis branduolinius bandymus ir reikalaujantis, kad jie būtų atliekami tik po žeme, o tai sumažina taršą ir aplink bandymų poligonus susiformuojančias negyvenamas teritorijas.
Požeminiai bandymai laikomi mažiausiai pavojingais nuo veiksmovisi žalingi veiksniai lemia veislę. Tuo pačiu metu neįmanoma pamatyti šviesos blyksnių ar grybų debesies, iš jo lieka tik dulkių stulpelis. Tačiau smūginė banga sukelia žemės drebėjimą ir dirvožemio griūtį. Paprastai jis naudojamas taikiems tikslams, sprendžiant šalies ekonomines problemas. Pavyzdžiui, tokiu būdu galite sunaikinti kalnų grandines arba suformuoti dirbtinius rezervuarus.
Bandymas po vandeniu
Sprogimai po vandeniu turi baisesnių pasekmių. Pirmiausia atsiranda purslų stulpelis, kylantis į radioaktyvaus rūko debesį. Tuo pačiu metu vandens paviršiuje susidaro metrų ilgio bangos, naikinančios laivus ir povandenines konstrukcijas. Tada gretimos teritorijos yra užterštos dėl besisklaidančio debesies, pliaupiančio radioaktyviuoju lietumi.
Apsaugos priemonės
Branduolinis sprogimas užmuša viską, kas jo kelyje, ir sunaikina visus materialius objektus. Į jo epicentrą patekę žmonės neturi kaip pabėgti, jie akimirksniu sudega ant žemės. Bombų slėptuvė visiškai nenaudinga, nes ji bus nedelsiant sunaikinta.
Pabėgti gali tik tie, kurie yra pakankamai toli nuo sprogimo. Esant didesniam nei 1-3 km atstumu nuo epicentro, galima išvengti smūginės bangos smūgio, tačiau tam reikia greitai rasti patikimą prieglobstį, kai tik įvyksta ryškus blyksnis. Tam žmogus turi nuo 2 iki 8 sekundžių, priklausomai nuo atstumo. Prieglaudoje tiesioginis gama spinduliuotės smūgis neįvyks, tačiau vis tiek išlieka labai didelė radioaktyviosios taršos tikimybė. Galite sumažinti spindulinės ligos riziką naudodami asmenines apsaugos priemones ir vengdami kontakto subet kokie objektai teritorijoje.
Branduoliniai ginklai yra vienas baisiausių žmonijos išradimų. Naudojamas taikiems tikslams, jis gali būti labai naudingas, tačiau karinis naudojimas kelia siaubingą grėsmę gyvybei žemėje. Prasidėjusios grandininės reakcijos sustabdyti negalima, todėl yra branduolinio nusiginklavimo sutartis, skirta apsaugoti planetą nuo katastrofos.
