Domov
Kanalizácia
Ako fungujú jadrové zbrane. Ako funguje jadrová hlavica

Ako fungujú jadrové zbrane. Ako funguje jadrová hlavica

Vzhľad atómových (jadrových) zbraní bol spôsobený množstvom objektívnych a subjektívnych faktorov. Objektívne k vytvoreniu atómových zbraní došlo vďaka prudkému rozvoju vedy, ktorý sa začal zásadnými objavmi v oblasti fyziky v prvej polovici dvadsiateho storočia. Hlavným subjektívnym faktorom bola vojensko-politická situácia, keď štáty protihitlerovskej koalície začali nevyslovené preteky vo vývoji tak silných zbraní. Dnes sa dozvieme, kto vynašiel atómovú bombu, ako sa vyvíjala vo svete a Sovietskom zväze a tiež sa zoznámime s jej zariadením a dôsledkami jeho použitia.

Vytvorenie atómovej bomby

Z vedeckého hľadiska bol vzdialený rok 1896 rokom vytvorenia atómovej bomby. Práve vtedy francúzsky fyzik A. Becquerel objavil rádioaktivitu uránu. Následne sa reťazová reakcia uránu začala považovať za zdroj obrovskej energie a ľahko vyviňateľnú najnebezpečnejšiu zbraň na svete. Napriek tomu sa Becquerel zriedka spomína, keď sa hovorí o tom, kto vynašiel atómovú bombu.

V priebehu niekoľkých nasledujúcich desaťročí objavili vedci z celej Zeme lúče alfa, beta a gama. Súčasne bolo objavené veľké množstvo rádioaktívnych izotopov, bol formulovaný zákon rádioaktívneho rozpadu a bol položený začiatok štúdia jadrovej izomérie.

V štyridsiatych rokoch minulého storočia vedci objavili neurón a pozitrón a prvýkrát vykonali štiepenie jadra atómu uránu sprevádzané absorpciou neurónov. Práve tento objav sa stal zlomom v histórii. V roku 1939 si francúzsky fyzik Frédéric Joliot-Curie nechal patentovať prvú jadrovú bombu na svete, ktorú s manželkou vyvinuli z čisto vedeckého záujmu. Práve Joliot-Curie je považovaný za tvorcu atómovej bomby napriek tomu, že bol zarytým obhajcom svetového mieru. V roku 1955 spolu s Einsteinom, Bornom a množstvom ďalších slávnych vedcov zorganizoval Hnutie Pugwash, ktorého členovia obhajovali mier a odzbrojenie.

Rýchlo sa rozvíjajúce atómové zbrane sa stali bezprecedentným vojensko-politickým fenoménom, ktorý vám umožňuje zaistiť bezpečnosť svojho majiteľa a znížiť na minimum možnosti iných zbraňových systémov.

Ako sa vyrába jadrová bomba?

Štrukturálne sa atómová bomba skladá z veľkého počtu komponentov, z ktorých hlavné sú puzdro a automatizácia. Puzdro je navrhnuté tak, aby chránilo automatizáciu a jadrovú nálož pred mechanickými, tepelnými a inými vplyvmi. Automatizácia riadi časové parametre výbuchu.

Skladá sa to z:

  1. Núdzová demolácia.
  2. Zabezpečovacie a bezpečnostné zariadenia.
  3. Zdroj energie.
  4. Rôzne senzory.

Doprava atómových bômb na miesto útoku sa uskutočňuje pomocou rakiet (protilietadlových, balistických alebo výletných). Jadrová munícia môže byť súčasťou pozemnej míny, torpéda, leteckej bomby a ďalších prvkov. Pre atómové bomby sa používajú rôzne detonačné systémy. Najjednoduchšie je zariadenie, v ktorom projektil zasiahne cieľ, čo spôsobí vytvorenie superkritickej hmoty, stimuluje výbuch.

Jadrové zbrane môžu byť veľkého, stredného a malého kalibru. Sila výbuchu sa zvyčajne vyjadruje v TNT. Atómové náboje malého kalibru majú kapacitu niekoľko tisíc ton TNT. Stredné kalibre už zodpovedajú desiatkam tisíc ton a kapacita veľkokalibrov dosahuje milióny ton.

Princíp činnosti

Princíp fungovania jadrovej bomby je založený na využití energie uvoľnenej počas jadrovej reťazovej reakcie. Počas tohto procesu sú ťažké častice rozdelené a ľahké častice sú syntetizované. Pri výbuchu atómovej bomby sa na malom území v krátkom čase uvoľní obrovské množstvo energie. Preto sú takéto bomby klasifikované ako zbrane hromadného ničenia.

V oblasti jadrového výbuchu sa rozlišujú dve kľúčové oblasti: stred a epicentrum. V centre výbuchu prebieha priamo proces uvoľňovania energie. Epicentrum je projekcia tohto procesu na zemský alebo vodný povrch. Energia jadrového výbuchu premietnutá na Zem môže viesť k seizmickým otrasom, ktoré sa šíria na značnú vzdialenosť. Tieto otrasy poškodzujú životné prostredie len v okruhu niekoľkých stoviek metrov od miesta výbuchu.

Ovplyvňujúce faktory

Jadrové zbrane majú nasledujúce faktory poškodenia:

  1. rádioaktívnej kontaminácii.
  2. Vyžarovanie svetla.
  3. rázová vlna.
  4. elektromagnetického impulzu.
  5. prenikajúce žiarenie.

Následky výbuchu atómovej bomby sú škodlivé pre všetko živé. V dôsledku uvoľnenia obrovského množstva svetelnej a tepelnej energie je výbuch jadrového projektilu sprevádzaný jasným zábleskom. Výkonovo je tento záblesk niekoľkonásobne silnejší ako slnečné lúče, takže v okruhu niekoľkých kilometrov od miesta výbuchu hrozí nebezpečenstvo zasiahnutia svetelným a tepelným žiarením.

Ďalším najnebezpečnejším škodlivým faktorom atómových zbraní je žiarenie vznikajúce pri výbuchu. Pôsobí len minútu po výbuchu, no má maximálnu penetračnú silu.

Rázová vlna má najsilnejší deštruktívny účinok. Doslova vymaže z povrchu zemského všetko, čo jej stojí v ceste. Prenikajúce žiarenie predstavuje nebezpečenstvo pre všetky živé bytosti. U ľudí spôsobuje rozvoj choroby z ožiarenia. Elektromagnetický impulz poškodzuje iba technológiu. Celkovo vzaté, škodlivé faktory atómového výbuchu prinášajú obrovské nebezpečenstvo.

Prvé testy

Počas celej histórie atómovej bomby prejavila o jej vytvorenie najväčší záujem Amerika. Koncom roku 1941 vedenie krajiny vyčlenilo na tento smer obrovské množstvo peňazí a prostriedkov. Projektovým manažérom bol Robert Oppenheimer, ktorého mnohí považujú za tvorcu atómovej bomby. V skutočnosti bol prvým, kto dokázal oživiť myšlienku vedcov. V dôsledku toho sa 16. júla 1945 v púšti Nového Mexika uskutočnil prvý test atómovej bomby. Potom sa Amerika rozhodla, že na úplné ukončenie vojny potrebuje poraziť Japonsko, spojenca nacistického Nemecka. Pentagon si rýchlo vybral ciele pre prvé jadrové útoky, ktoré mali byť názornou ilustráciou sily amerických zbraní.

6. augusta 1945 bola na mesto Hirošima zhodená americká atómová bomba, cynicky nazývaná „Baby“. Záber sa ukázal ako dokonalý - bomba vybuchla vo výške 200 metrov od zeme, vďaka čomu jej nárazová vlna spôsobila mestu desivé škody. V oblastiach ďaleko od centra boli prevrátené kachle na drevené uhlie, čo spôsobilo vážne požiare.

Po jasnom záblesku nasledovala vlna horúčav, ktorá za 4 sekundy pôsobenia stihla roztopiť dlaždice na strechách domov a spáliť telegrafné stĺpy. Po vlne horúčav nasledovala rázová vlna. Vietor, ktorý sa prehnal mestom rýchlosťou asi 800 km/h, zdemoloval všetko, čo mu stálo v ceste. Zo 76 000 budov nachádzajúcich sa v meste pred výbuchom bolo úplne zničených asi 70 000. Niekoľko minút po výbuchu začalo z oblohy pršať, veľké kvapky boli čierne. Dážď padal v dôsledku tvorby obrovského množstva kondenzátu, pozostávajúceho z pary a popola, v studených vrstvách atmosféry.

Ľudia, ktorých zasiahla ohnivá guľa v okruhu 800 metrov od miesta výbuchu, sa zmenili na prach. Tí, ktorí boli od výbuchu trochu ďalej, mali spálenú kožu, ktorej zvyšky odtrhla rázová vlna. Čierny rádioaktívny dážď zanechal na koži tých, ktorí prežili, nevyliečiteľné popáleniny. U tých, ktorým sa nejakým zázrakom podarilo utiecť, sa čoskoro začali prejavovať príznaky choroby z ožiarenia: nevoľnosť, horúčka a záchvaty slabosti.

Tri dni po bombardovaní Hirošimy Amerika zaútočila na ďalšie japonské mesto – Nagasaki. Druhý výbuch mal rovnako katastrofálne následky ako prvý.

Dve atómové bomby zabili v priebehu niekoľkých sekúnd státisíce ľudí. Rázová vlna prakticky zmietla Hirošimu z povrchu zeme. Viac ako polovica miestnych obyvateľov (asi 240 tisíc ľudí) na následky zranení okamžite zomrela. V meste Nagasaki zomrelo pri výbuchu asi 73-tisíc ľudí. Mnohí z tých, ktorí prežili, boli vystavení silnému ožiareniu, ktoré spôsobilo neplodnosť, choroby z ožiarenia a rakovinu. V dôsledku toho niektorí z tých, ktorí prežili, zomreli v hroznej agónii. Použitie atómovej bomby v Hirošime a Nagasaki ilustrovalo strašnú silu týchto zbraní.

Vy a ja už vieme, kto vynašiel atómovú bombu, ako funguje a aké následky môže mať. Teraz zistíme, ako to bolo s jadrovými zbraňami v ZSSR.

Po bombardovaní japonských miest si I. V. Stalin uvedomil, že vytvorenie sovietskej atómovej bomby je otázkou národnej bezpečnosti. 20. augusta 1945 bol v ZSSR vytvorený výbor pre jadrovú energetiku na čele s L. Beriom.

Stojí za zmienku, že práca v tomto smere sa vykonáva v Sovietskom zväze od roku 1918 av roku 1938 bola na Akadémii vied vytvorená špeciálna komisia pre atómové jadro. S vypuknutím druhej svetovej vojny bola všetka práca v tomto smere zmrazená.

V roku 1943 spravodajskí dôstojníci ZSSR odovzdali z Anglicka materiály uzavretých vedeckých prác v oblasti jadrovej energie. Tieto materiály ilustrovali, že práca zahraničných vedcov na vytvorení atómovej bomby vážne pokročila. Americkí obyvatelia zároveň umožnili zavedenie spoľahlivých sovietskych agentov do hlavných centier amerického jadrového výskumu. Agenti odovzdávali informácie o novom vývoji sovietskym vedcom a inžinierom.

Technická úloha

Keď sa v roku 1945 otázka vytvorenia sovietskej jadrovej bomby stala takmer prioritou, jeden z vedúcich projektu, Yu.Khariton, vypracoval plán vývoja dvoch verzií projektilu. 1. júna 1946 plán podpísalo najvyššie vedenie.

Podľa zadania museli dizajnéri postaviť RDS (Special Jet Engine) dvoch modelov:

  1. RDS-1. Bomba s plutóniovou náložou, ktorá je odpálená sférickým stlačením. Zariadenie bolo požičané od Američanov.
  2. RDS-2. Kanónová bomba s dvoma uránovými náložami, ktoré sa zbiehajú v hlavni dela pred dosiahnutím kritickej hmotnosti.

V histórii notoricky známej RDS bola najčastejšou, aj keď vtipnou formuláciou veta „Rusko si to robí samo“. Vynašiel ho zástupca Yu. Kharitona, K. Shchelkin. Táto fráza veľmi presne vyjadruje podstatu práce, aspoň pre RDS-2.

Keď Amerika zistila, že Sovietsky zväz vlastní tajomstvá výroby jadrových zbraní, začala sa dočkať eskalácie preventívnej vojny čo najskôr. V lete 1949 sa objavil trojanský plán, podľa ktorého sa 1. januára 1950 plánovalo začať bojové akcie proti ZSSR. Potom sa dátum útoku posunul na začiatok roku 1957, ale pod podmienkou, že sa k nemu pripoja všetky krajiny NATO.

Testy

Keď sa informácie o plánoch Ameriky dostali do ZSSR prostredníctvom spravodajských kanálov, práca sovietskych vedcov sa výrazne zrýchlila. Západní experti verili, že v ZSSR budú atómové zbrane vytvorené najskôr v rokoch 1954-1955. V skutočnosti sa testy prvej atómovej bomby v ZSSR uskutočnili už v auguste 1949. 29. augusta bolo zariadenie RDS-1 vyhodené do vzduchu na cvičisku v Semipalatinsku. Na jeho vytvorení sa podieľal veľký tím vedcov na čele s Kurčatovom Igorom Vasilievičom. Dizajn náboja patril Američanom a elektronické vybavenie bolo vytvorené od začiatku. Prvá atómová bomba v ZSSR vybuchla silou 22 kt.

Kvôli pravdepodobnosti odvetného úderu bol zmarený trojanský plán, ktorý zahŕňal jadrový útok na 70 sovietskych miest. Testy v Semipalatinsku znamenali koniec amerického monopolu na držbu atómových zbraní. Vynález Igora Vasiljeviča Kurčatova úplne zničil vojenské plány Ameriky a NATO a zabránil rozvoju ďalšej svetovej vojny. Tak sa začala éra mieru na Zemi, ktorá existuje pod hrozbou absolútneho zničenia.

"Jadrový klub" sveta

K dnešnému dňu má jadrové zbrane nielen Amerika a Rusko, ale aj množstvo ďalších štátov. Súbor krajín, ktoré vlastnia takéto zbrane, sa podmienečne nazýva „jadrový klub“.

Obsahuje:

  1. Amerika (od roku 1945).
  2. ZSSR a teraz Rusko (od roku 1949).
  3. Anglicko (od roku 1952).
  4. Francúzsko (od roku 1960).
  5. Čína (od roku 1964).
  6. India (od roku 1974).
  7. Pakistan (od roku 1998).
  8. Kórea (od roku 2006).

Izrael má tiež jadrové zbrane, hoci vedenie krajiny ich existenciu odmieta komentovať. Okrem toho sa na území krajín NATO (Taliansko, Nemecko, Turecko, Belgicko, Holandsko, Kanada) a spojencov (Japonsko, Južná Kórea, napriek oficiálnemu odmietnutiu) nachádzajú americké jadrové zbrane.

Ukrajina, Bielorusko a Kazachstan, ktoré vlastnili časť jadrových zbraní ZSSR, po rozpade Únie odovzdali svoje bomby Rusku. Stala sa jediným dedičom jadrového arzenálu ZSSR.

Záver

Dnes sme sa dozvedeli, kto vynašiel atómovú bombu a čo to je. Ak zhrnieme vyššie uvedené, môžeme konštatovať, že jadrové zbrane sú dnes najsilnejším nástrojom globálnej politiky, pevne zakotveným vo vzťahoch medzi krajinami. Na jednej strane je to účinný odstrašujúci prostriedok a na druhej strane je to presvedčivý argument, ako zabrániť vojenskej konfrontácii a posilniť mierové vzťahy medzi štátmi. Jadrové zbrane sú symbolom celej éry, ktorá si vyžaduje obzvlášť opatrné zaobchádzanie.

Vzhľad takej silnej zbrane, ako je jadrová bomba, bol výsledkom interakcie globálnych faktorov objektívnej a subjektívnej povahy. Objektívne jej vznik spôsobil prudký rozvoj vedy, ktorý sa začal zásadnými objavmi fyziky v prvej polovici 20. storočia. Najsilnejším subjektívnym faktorom bola vojensko-politická situácia 40. rokov, keď sa krajiny protihitlerovskej koalície - USA, Veľká Británia, ZSSR - snažili predbehnúť vo vývoji jadrových zbraní.

Predpoklady na vytvorenie jadrovej bomby

Východiskovým bodom vedeckej cesty k vytvoreniu atómových zbraní bol rok 1896, kedy francúzsky chemik A. Becquerel objavil rádioaktivitu uránu. Práve reťazová reakcia tohto prvku vytvorila základ pre vývoj strašných zbraní.

Koncom 19. a v prvých desaťročiach 20. storočia vedci objavili lúče alfa, beta, gama, objavili mnohé rádioaktívne izotopy chemických prvkov, zákon rádioaktívneho rozpadu a položili základ pre štúdium jadrovej izometrie. V tridsiatych rokoch sa stal známy neutrón a pozitrón a jadro atómu uránu s absorpciou neutrónov sa najprv rozdelilo. To bol impulz pre vytvorenie jadrových zbraní. Francúzsky fyzik Frédéric Joliot-Curie bol prvým, kto vynašiel a patentoval konštrukciu jadrovej bomby v roku 1939.

Jadrové zbrane sa v dôsledku ďalšieho vývoja stali historicky bezprecedentným vojensko-politickým a strategickým fenoménom schopným zabezpečiť národnú bezpečnosť štátu, ktorý ich vlastní, a minimalizovať možnosti všetkých ostatných zbraňových systémov.

Konštrukcia atómovej bomby pozostáva z niekoľkých rôznych komponentov, medzi ktorými sú dva hlavné:

  • rám,
  • automatizačný systém.

Automatizácia je spolu s jadrovou náložou umiestnená v puzdre, ktoré ich chráni pred rôznymi vplyvmi (mechanickými, tepelnými atď.). Automatizačný systém kontroluje, aby k výbuchu došlo v presne stanovenom čase. Pozostáva z nasledujúcich prvkov:

  • núdzová detonácia;
  • bezpečnostné a naťahovacie zariadenie;
  • zdroj energie;
  • snímače detonácie náboja.

Dodávka atómových náloží sa vykonáva pomocou leteckých, balistických a riadených striel. Zároveň môže byť jadrová munícia prvkom pozemnej míny, torpéda, leteckých bômb atď.

Detonačné systémy jadrových bômb sú rôzne. Najjednoduchšie je vstrekovacie zariadenie, v ktorom je impulzom k výbuchu zasiahnutie cieľa a následné vytvorenie nadkritickej hmoty.

Ďalšou charakteristikou atómových zbraní je veľkosť kalibru: malý, stredný, veľký. Sila výbuchu je najčastejšie charakterizovaná v ekvivalente TNT. Jadrová zbraň malého kalibru predpokladá kapacitu náboja niekoľko tisíc ton TNT. Priemerný kaliber sa už rovná desiatkam tisíc ton TNT, veľký - meraný v miliónoch.

Princíp fungovania

Schéma atómovej bomby je založená na princípe využitia jadrovej energie uvoľnenej počas jadrovej reťazovej reakcie. Ide o proces štiepenia ťažkých alebo syntézy ľahkých jadier. Kvôli uvoľneniu obrovského množstva vnútrojadrovej energie v čo najkratšom čase je jadrová bomba klasifikovaná ako zbraň hromadného ničenia.

V tomto procese sú dva kľúčové body:

  • centrum jadrového výbuchu, v ktorom proces priamo prebieha;
  • epicentrum, čo je projekcia tohto procesu na povrch (pevninu alebo vodu).

Jadrový výbuch uvoľní množstvo energie, ktorá po premietnutí na zem spôsobí seizmické otrasy. Rozsah ich rozšírenia je veľmi veľký, ale značné škody na životnom prostredí sú spôsobené len na vzdialenosť niekoľkých stoviek metrov.

Jadrové zbrane majú niekoľko druhov ničenia:

  • vyžarovanie svetla,
  • rádioaktívna kontaminácia,
  • rázová vlna,
  • prenikajúce žiarenie,
  • elektromagnetického impulzu.

Jadrový výbuch je sprevádzaný jasným zábleskom, ktorý vzniká v dôsledku uvoľnenia veľkého množstva svetla a tepelnej energie. Sila tohto záblesku je mnohonásobne väčšia ako sila slnečných lúčov, takže nebezpečenstvo poškodenia svetlom a teplom siaha niekoľko kilometrov.

Ďalším veľmi nebezpečným faktorom pri dopade jadrovej bomby je žiarenie vznikajúce pri výbuchu. Funguje len počas prvých 60 sekúnd, ale má maximálnu penetračnú silu.

Rázová vlna má vysoký výkon a výrazný deštruktívny účinok, preto v priebehu niekoľkých sekúnd spôsobí veľké škody ľuďom, zariadeniam a budovám.

Prenikajúce žiarenie je nebezpečné pre živé organizmy a je príčinou choroby z ožiarenia u ľudí. Elektromagnetický impulz ovplyvňuje iba techniku.

Všetky tieto typy poškodenia spolu robia z atómovej bomby veľmi nebezpečnú zbraň.

Prvé testy jadrovej bomby

Spojené štáty americké ako prvé prejavili najväčší záujem o atómové zbrane. Koncom roku 1941 boli v krajine vyčlenené obrovské finančné prostriedky a zdroje na vytvorenie jadrových zbraní. Práce vyústili do prvých testov atómovej bomby s výbušným zariadením „Gadget“, ktoré sa uskutočnili 16. júla 1945 v americkom štáte Nové Mexiko.

Je čas, aby USA začali konať. Pre víťazný koniec druhej svetovej vojny bolo rozhodnuté poraziť spojenca nacistického Nemecka – Japonsko. Pentagon si vybral ciele pre prvé jadrové útoky, ktorými chceli Spojené štáty ukázať, aké silné zbrane vlastnia.

6. augusta toho istého roku bola na japonské mesto Hirošima zhodená prvá atómová bomba pod názvom „Kid“ a 9. augusta na Nagasaki bomba s názvom „Fat Man“.

Zásah v Hirošime bol považovaný za ideálny: jadrové zariadenie explodovalo vo výške 200 metrov. Nárazová vlna prevrátila kachle v domoch Japoncov, vykurovaných uhlím. To viedlo k početným požiarom aj v mestských oblastiach ďaleko od epicentra.

Po počiatočnom záblesku nasledoval náraz vlny horúčavy, ktorý trval niekoľko sekúnd, ale jej sila, pokrývajúca polomer 4 km, roztavené dlaždice a kremeň v žulových doskách, spálila telegrafné stĺpy. Po vlne horúčav prišla rázová vlna. Rýchlosť vetra bola 800 km/h a jeho poryv zničil takmer všetko v meste. Zo 76 000 budov bolo 70 000 úplne zničených.

O pár minút neskôr začal padať zvláštny dážď veľkých čiernych kvapiek. Spôsobila to kondenzácia vznikajúca v chladnejších vrstvách atmosféry z pary a popola.

Ľudia zasiahnutí ohnivou guľou na vzdialenosť 800 metrov zhoreli a zmenili sa na prach. Niektorým rázová vlna strhla spálenú kožu. Kvapky čierneho rádioaktívneho dažďa zanechali nevyliečiteľné popáleniny.

Tí, čo prežili, ochoreli na dovtedy neznámu chorobu. Začali pociťovať nevoľnosť, vracanie, horúčku, záchvaty slabosti. Hladina bielych krviniek v krvi prudko klesla. To boli prvé príznaky choroby z ožiarenia.

3 dni po bombardovaní Hirošimy bola na Nagasaki zhodená bomba. Malo to rovnakú silu a vyvolávalo podobné účinky.

Dve atómové bomby zabili v priebehu niekoľkých sekúnd státisíce ľudí. Prvé mesto rázová vlna prakticky vymazala z povrchu zeme. Viac ako polovica civilistov (asi 240 tisíc ľudí) na následky zranení okamžite zomrela. Veľa ľudí bolo vystavených žiareniu, čo viedlo k chorobe z ožiarenia, rakovine, neplodnosti. V Nagasaki bolo v prvých dňoch zabitých 73-tisíc ľudí a po chvíli ďalších 35-tisíc obyvateľov zomrelo vo veľkej agónii.

Video: testy jadrovej bomby

Testy RDS-37

Vytvorenie atómovej bomby v Rusku

Následky bombardovania a história obyvateľov japonských miest šokovala I. Stalina. Ukázalo sa, že vytvorenie vlastných jadrových zbraní je otázkou národnej bezpečnosti. 20. augusta 1945 začal v Rusku svoju činnosť Výbor pre atómovú energiu na čele s L. Beriom.

Výskum jadrovej fyziky sa v ZSSR vykonáva od roku 1918. V roku 1938 bola na Akadémii vied založená komisia pre atómové jadro. Ale s vypuknutím vojny boli takmer všetky práce v tomto smere pozastavené.

V roku 1943 sovietski spravodajskí dôstojníci odovzdali z Anglicka uzavreté vedecké práce o atómovej energii, z ktorých vyplývalo, že vytvorenie atómovej bomby na Západe pokročilo ďaleko dopredu. Zároveň boli v Spojených štátoch amerických do niekoľkých amerických centier jadrového výskumu zavedené spoľahlivé látky. Informácie o atómovej bombe odovzdali sovietskym vedcom.

Referenčné podmienky pre vývoj dvoch variantov atómovej bomby zostavil ich tvorca a jeden z vedeckých lídrov Yu.Khariton. V súlade s tým sa plánovalo vytvorenie RDS („špeciálny prúdový motor“) s indexom 1 a 2:

  1. RDS-1 - bomba s náplňou plutónia, ktorú mala podkopať sférická kompresia. Jeho zariadenie odovzdala ruská rozviedka.
  2. RDS-2 je delová bomba s dvoma časťami uránovej nálože, ktoré sa musia v hlavni dela k sebe priblížiť, kým sa nevytvorí kritická hmotnosť.

V histórii slávneho RDS najbežnejšie dekódovanie - "Rusko to robí samo" - vynašiel námestník Yu. Kharitona pre vedeckú prácu K. Shchelkin. Tieto slová veľmi presne vyjadrili podstatu diela.

Informácie o tom, že ZSSR ovláda tajomstvá jadrových zbraní, vyvolali v USA impulz začať čo najskôr preventívnu vojnu. V júli 1949 sa objavil trójsky plán, podľa ktorého sa 1. januára 1950 plánovalo začať bojové akcie. Potom sa dátum útoku posunul na 1. januára 1957 s podmienkou, že do vojny vstúpia všetky štáty NATO.

Informácie získané prostredníctvom spravodajských kanálov urýchlili prácu sovietskych vedcov. Podľa západných expertov nemohli byť sovietske jadrové zbrane vytvorené pred rokmi 1954-1955. V ZSSR sa však koncom augusta 1949 uskutočnil test prvej atómovej bomby.

29. augusta 1949 bolo na testovacom mieste Semipalatinsk vyhodené do vzduchu jadrové zariadenie RDS-1 - prvá sovietska atómová bomba, ktorú vynašiel tím vedcov na čele s I. Kurčatovom a Yu. Kharitonom. Výbuch mal silu 22 kt. Konštrukcia náboja napodobňovala amerického „Fat Mana“ a elektronickú náplň vytvorili sovietski vedci.

Trojský plán, podľa ktorého sa Američania chystali zhodiť atómové bomby na 70 miest v ZSSR, bol zmarený pre pravdepodobnosť odvetného úderu. Udalosť na testovacom mieste Semipalatinsk informovala svet o tom, že sovietska atómová bomba ukončila americký monopol na držbu nových zbraní. Tento vynález úplne zničil militaristický plán USA a NATO a zabránil rozvoju tretej svetovej vojny. Začala sa nová história – éra svetového mieru, existujúceho pod hrozbou úplného zničenia.

"Jadrový klub" sveta

Jadrový klub je symbolom pre viaceré štáty, ktoré vlastnia jadrové zbrane. Dnes existujú také zbrane:

  • v USA (od roku 1945)
  • v Rusku (pôvodne ZSSR, od roku 1949)
  • vo Veľkej Británii (od roku 1952)
  • vo Francúzsku (od roku 1960)
  • v Číne (od roku 1964)
  • v Indii (od roku 1974)
  • v Pakistane (od roku 1998)
  • v Severnej Kórei (od roku 2006)

Izrael sa tiež považuje za vlastníka jadrových zbraní, hoci vedenie krajiny jeho prítomnosť nekomentuje. Okrem toho sa na území členských štátov NATO (Nemecko, Taliansko, Turecko, Belgicko, Holandsko, Kanada) a spojencov (Japonsko, Južná Kórea, napriek oficiálnemu odmietnutiu) nachádzajú americké jadrové zbrane.

Kazachstan, Ukrajina, Bielorusko, ktoré po rozpade ZSSR vlastnilo časť jadrových zbraní, ju v 90. rokoch odovzdali Rusku, ktoré sa stalo jediným dedičom sovietskeho jadrového arzenálu.

Atómové (jadrové) zbrane sú najsilnejším nástrojom globálnej politiky, ktorý pevne vstúpil do arzenálu vzťahov medzi štátmi. Na jednej strane je to účinný odstrašujúci prostriedok, na druhej strane je to vážny argument na zabránenie vojenskému konfliktu a posilnenie mieru medzi mocnosťami, ktoré tieto zbrane vlastnia. Je to symbol celej epochy v dejinách ľudstva a medzinárodných vzťahov, s ktorou treba narábať veľmi múdro.

Video: múzeum jadrových zbraní

Video o ruskom cárovi Bombe

Ak máte nejaké otázky - nechajte ich v komentároch pod článkom. My alebo naši návštevníci im radi odpovieme.

Atómová bomba je projektil na vyvolanie výbuchu veľkej sily v dôsledku veľmi rýchleho uvoľnenia jadrovej (atómovej) energie.

Ako fungujú atómové bomby

Jadrový náboj je rozdelený na niekoľko častí na kritickú veľkosť, takže v každej z nich nemohla začať samorozvíjajúca sa nekontrolovaná reťazová reakcia štiepenia atómov štiepnej látky. Takáto reakcia nastane len vtedy, keď sa všetky časti náboja rýchlo spoja do jedného celku. Úplnosť reakcie a v konečnom dôsledku aj sila výbuchu závisí vo veľkej miere od rýchlosti priblíženia jednotlivých častí. Na komunikáciu vysokorýchlostných častí nálože môžete použiť výbuch konvenčných výbušnín. Ak sú časti jadrovej nálože usporiadané v radiálnych smeroch v určitej vzdialenosti od stredu a nálože TNT sú umiestnené zvonka, potom je možné vykonať výbuch konvenčných náloží nasmerovaných do stredu jadrovej nálože. Všetky časti jadrovej nálože sa nielenže s veľkou rýchlosťou spoja do jedného celku, ale budú aj nejaký čas stláčané zo všetkých strán obrovským tlakom produktov výbuchu a nebudú sa môcť okamžite oddeliť, akonáhle dôjde k jadrová reťazová reakcia začína v náboji. V dôsledku toho dôjde k oveľa väčšiemu rozdeleniu ako bez takejto kompresie a následne sa zvýši sila výbuchu. Zvýšenie sily výbuchu pri rovnakom množstve štiepneho materiálu uľahčuje aj neutrónový reflektor (najúčinnejšími reflektormi sú berýliové< Be >, grafit, ťažká voda< H3O >). Na prvé štiepenie, ktoré by spustilo reťazovú reakciu, je potrebný aspoň jeden neutrón. Nie je možné počítať s včasným spustením reťazovej reakcie pôsobením neutrónov, ktoré sa objavujú počas spontánneho (spontánneho) jadrového štiepenia, pretože vyskytuje sa pomerne zriedka: pre U-235 - 1 rozpad za hodinu na 1 g. látok. V atmosfére je tiež veľmi málo neutrónov, ktoré existujú vo voľnej forme: cez S = 1 cm/sq. za sekundu preletí okolo 6 neutrónov. Z tohto dôvodu sa v jadrovej náloži používa umelý zdroj neutrónov – akýsi uzáver jadrovej rozbušky. Poskytuje tiež veľa štiepení začínajúcich súčasne, takže reakcia prebieha vo forme jadrového výbuchu.

Možnosti detonácie (kanónové a implozívne schémy)

Existujú dve hlavné schémy na odpálenie štiepnej nálože: delo, inak nazývané balistické, a implozívne.

"Schéma dela" bola použitá v niektorých modeloch jadrových zbraní prvej generácie. Podstatou kanónovej schémy je vystreliť náložou pušného prachu jeden blok štiepneho materiálu podkritickej hmotnosti ("guľka") na druhý - nehybný ("cieľ"). Bloky sú navrhnuté tak, že po spojení sa ich celková hmotnosť stane nadkritickou.

Tento spôsob detonácie je možný len pri uránovej munícii, keďže plutónium má neutrónové pozadie o dva rády vyššie, čo dramaticky zvyšuje pravdepodobnosť predčasného vývoja reťazovej reakcie pred spojením blokov. To vedie k neúplnému uvoľneniu energie (tzv. „fizz“, angl. Pre implementáciu kanónovej schémy do plutóniovej munície je potrebné zvýšiť rýchlosť spájania častí náboja na technicky nedosiahnuteľnú úroveň. urán je lepší ako plutónium, odoláva mechanickému preťaženiu.

implozívna schéma. Táto detonačná schéma zahŕňa získanie superkritického stavu stlačením štiepneho materiálu sústredenou rázovou vlnou vytvorenou výbuchom chemických výbušnín. Na zaostrenie rázovej vlny sa používajú takzvané výbušné šošovky a explózia sa vykonáva súčasne v mnohých bodoch s presnosťou. Vytvorenie takéhoto systému na lokalizáciu výbušnín a detonácie bolo svojho času jednou z najťažších úloh. Vznik zbiehajúcej sa rázovej vlny bol zabezpečený použitím výbušných šošoviek z „rýchlych“ a „pomalých“ trhavín – TATV (Triaminotrinitrobenzén) a baratol (zmes trinitrotoluénu s dusičnanom bárnatým), a niektorých aditív)

Po skončení 2. svetovej vojny sa krajiny protihitlerovskej koalície rýchlo snažili predbehnúť vo vývoji silnejšej jadrovej bomby.

Prvý test, ktorý uskutočnili Američania na skutočných objektoch v Japonsku, vyhrotil situáciu medzi ZSSR a USA na maximum. Silné výbuchy, ktoré zahrmeli v japonských mestách a prakticky v nich zničili všetok život, prinútili Stalina vzdať sa mnohých nárokov na svetovej scéne. Väčšina sovietskych fyzikov bola naliehavo „vrhnutá“ na vývoj jadrových zbraní.

Kedy a ako sa objavili jadrové zbrane

Rok 1896 možno považovať za rok zrodu atómovej bomby. Vtedy francúzsky chemik A. Becquerel zistil, že urán je rádioaktívny. Reťazová reakcia uránu vytvára silnú energiu, ktorá slúži ako základ pre hrozný výbuch. Je nepravdepodobné, že by si Becquerel predstavoval, že jeho objav povedie k vytvoreniu jadrových zbraní - najstrašnejšej zbrane na celom svete.

Koniec 19. - začiatok 20. storočia bol prelomom v histórii vynálezu jadrových zbraní. Práve v tomto období vedci z rôznych krajín sveta dokázali objaviť tieto zákony, lúče a prvky:

  • Alfa, gama a beta lúče;
  • Bolo objavených veľa izotopov chemických prvkov s rádioaktívnymi vlastnosťami;
  • Bol objavený zákon rádioaktívneho rozpadu, ktorý určuje časovú a kvantitatívnu závislosť intenzity rádioaktívneho rozpadu v závislosti od počtu rádioaktívnych atómov v testovanej vzorke;
  • Zrodila sa jadrová izometria.

V 30. rokoch 20. storočia po prvý raz dokázali rozštiepiť atómové jadro uránu absorbovaním neutrónov. Zároveň boli objavené pozitróny a neuróny. To všetko dalo silný impulz vývoju zbraní, ktoré využívali atómovú energiu. V roku 1939 bol patentovaný prvý dizajn atómovej bomby na svete. Urobil to francúzsky fyzik Frederic Joliot-Curie.

V dôsledku ďalšieho výskumu a vývoja v tejto oblasti sa zrodila jadrová bomba. Sila a rozsah ničenia moderných atómových bômb je taká veľká, že krajina, ktorá má jadrový potenciál, prakticky nepotrebuje silnú armádu, pretože jedna atómová bomba je schopná zničiť celý štát.

Ako funguje atómová bomba

Atómová bomba pozostáva z mnohých prvkov, z ktorých hlavné sú:

  • zbor pre atómovú bombu;
  • Automatizačný systém, ktorý riadi proces výbuchu;
  • Jadrová nálož alebo hlavica.

Automatizačný systém je umiestnený v tele atómovej bomby spolu s jadrovou náložou. Konštrukcia trupu musí byť dostatočne spoľahlivá, aby chránila hlavicu pred rôznymi vonkajšími faktormi a vplyvmi. Napríklad rôzne mechanické, tepelné alebo podobné vplyvy, ktoré môžu viesť k neplánovanému výbuchu veľkej sily, schopnej zničiť všetko naokolo.

Úloha automatizácie zahŕňa úplnú kontrolu nad výbuchom v správnom čase, takže systém pozostáva z nasledujúcich prvkov:

  • Zariadenie zodpovedné za núdzovú detonáciu;
  • Napájanie automatizačného systému;
  • Senzorový systém podkopávania;
  • naťahovacie zariadenie;
  • Bezpečnostné zariadenie.

Keď sa uskutočnili prvé testy, jadrové bomby dodali lietadlá, ktoré mali čas opustiť postihnutú oblasť. Moderné atómové bomby sú také silné, že ich možno dopraviť iba pomocou riadených, balistických alebo dokonca protilietadlových rakiet.

Atómové bomby využívajú rôzne detonačné systémy. Najjednoduchším z nich je konvenčné zariadenie, ktoré sa spustí, keď projektil zasiahne cieľ.

Jednou z hlavných charakteristík jadrových bômb a rakiet je ich rozdelenie do kalibrov, ktoré sú troch typov:

  • Malá, sila atómových bômb tohto kalibru je ekvivalentná niekoľkým tisícom ton TNT;
  • Stredná (sila výbuchu - niekoľko desiatok tisíc ton TNT);
  • Veľký, ktorého nabíjacia sila sa meria v miliónoch ton TNT.

Je zaujímavé, že sila všetkých jadrových bômb sa najčastejšie meria presne v ekvivalente TNT, pretože neexistuje žiadna stupnica na meranie sily výbuchu pre atómové zbrane.

Algoritmy na prevádzku jadrových bômb

Akákoľvek atómová bomba funguje na princípe využitia jadrovej energie, ktorá sa uvoľňuje pri jadrovej reakcii. Tento postup je založený buď na štiepení ťažkých jadier alebo na syntéze pľúc. Keďže táto reakcia uvoľňuje obrovské množstvo energie a v čo najkratšom čase, polomer zničenia jadrovej bomby je veľmi pôsobivý. Kvôli tejto vlastnosti sú jadrové zbrane klasifikované ako zbrane hromadného ničenia.

V procese, ktorý začína výbuchom atómovej bomby, sú dva hlavné body:

  • Toto je bezprostredné centrum výbuchu, kde prebieha jadrová reakcia;
  • Epicentrum výbuchu, ktoré sa nachádza na mieste, kde vybuchla bomba.

Jadrová energia uvoľnená pri výbuchu atómovej bomby je taká silná, že na Zemi začínajú seizmické otrasy. Tieto otrasy zároveň prinášajú priamu deštrukciu až na vzdialenosť niekoľkých stoviek metrov (aj keď vzhľadom na silu výbuchu samotnej bomby už tieto otrasy nič neovplyvňujú).

Faktory poškodenia pri jadrovom výbuchu

Výbuch jadrovej bomby prináša nielen strašnú okamžitú skazu. Následky tohto výbuchu pocítia nielen ľudia, ktorí spadli do postihnutej oblasti, ale aj ich deti, ktoré sa narodili po atómovom výbuchu. Typy ničenia atómovými zbraňami sú rozdelené do nasledujúcich skupín:

  • Svetelné žiarenie, ktoré vzniká priamo pri výbuchu;
  • Rázová vlna sa šírila bombou bezprostredne po výbuchu;
  • Elektromagnetický impulz;
  • prenikajúce žiarenie;
  • Rádioaktívna kontaminácia, ktorá môže trvať desaťročia.

Aj keď na prvý pohľad záblesk svetla predstavuje najmenšiu hrozbu, v skutočnosti vzniká v dôsledku uvoľnenia obrovského množstva tepelnej a svetelnej energie. Jeho sila a sila ďaleko prevyšuje silu slnečných lúčov, takže porážka svetla a tepla môže byť fatálna na vzdialenosť niekoľkých kilometrov.

Veľmi nebezpečné je aj žiarenie, ktoré sa pri výbuchu uvoľňuje. Hoci netrvá dlho, dokáže infikovať všetko naokolo, pretože jeho penetračná schopnosť je neuveriteľne vysoká.

Rázová vlna pri atómovom výbuchu pôsobí ako rovnaká vlna pri konvenčných výbuchoch, len jej sila a polomer zničenia sú oveľa väčšie. Za pár sekúnd spôsobí nenapraviteľné škody nielen na ľuďoch, ale aj na zariadeniach, budovách a okolitej prírode.

Prenikajúce žiarenie vyvoláva rozvoj choroby z ožiarenia a elektromagnetický impulz je nebezpečný iba pre zariadenia. Kombinácia všetkých týchto faktorov plus sila výbuchu robí z atómovej bomby najnebezpečnejšiu zbraň na svete.

Prvý test jadrových zbraní na svete

Prvou krajinou, ktorá vyvinula a testovala jadrové zbrane, boli Spojené štáty americké. Bola to americká vláda, ktorá pridelila obrovské peňažné dotácie na vývoj sľubných nových zbraní. Do konca roku 1941 bolo do Spojených štátov pozvaných mnoho významných vedcov v oblasti vývoja atómov, ktorí do roku 1945 dokázali predstaviť prototyp atómovej bomby vhodnú na testovanie.

Prvý test atómovej bomby vybavenej výbušným zariadením na svete sa uskutočnil v púšti v štáte Nové Mexiko. Bomba s názvom „Gadget“ bola odpálená 16. júla 1945. Výsledok testu bol pozitívny, hoci armáda požadovala otestovať jadrovú bombu v skutočných bojových podmienkach.

Keďže Pentagon videl, že do víťazstva v nacistickej koalícii zostáva už len krôčik a viac takých príležitostí už nie je, rozhodol sa spustiť jadrový útok na posledného spojenca nacistického Nemecka – Japonsko. Okrem toho, použitie jadrovej bomby malo vyriešiť niekoľko problémov naraz:

  • Aby sa predišlo zbytočnému krviprelievaniu, ku ktorému by nevyhnutne došlo, keby americké jednotky vkročili na japonské cisárske územie;
  • Jedným úderom dostať nekompromisných Japoncov na kolená a prinútiť ich súhlasiť s podmienkami priaznivými pre USA;
  • Ukážte ZSSR (ako možnému rivalovi v budúcnosti), že armáda USA má jedinečnú zbraň, ktorá dokáže vymazať akékoľvek mesto z povrchu zemského;
  • A samozrejme v praxi vidieť, čoho sú schopné jadrové zbrane v reálnych bojových podmienkach.

6. augusta 1945 bola na japonské mesto Hirošima zhodená prvá atómová bomba na svete, ktorá bola použitá pri vojenských operáciách. Táto bomba sa volala „Baby“, keďže jej hmotnosť bola 4 tony. Zhodenie bomby bolo starostlivo naplánované a zasiahlo presne tam, kde bolo plánované. Tie domy, ktoré výbuch nezničil, zhoreli, pretože kachle, ktoré spadli do domov, vyvolali požiare a celé mesto zachvátili plamene.

Po jasnom záblesku nasledovala vlna horúčav, ktorá spálila všetok život v okruhu 4 kilometrov a rázová vlna, ktorá ju nasledovala, zničila väčšinu budov.

Tých, ktorých zasiahol úpal v okruhu 800 metrov, upálili zaživa. Tlaková vlna mnohým strhla spálenú kožu. O pár minút neskôr sa spustil zvláštny čierny dážď, ktorý pozostával z pary a popola. Tí, ktorí padli pod čierny dážď, dostali nevyliečiteľné popáleniny.

Tých pár, ktorí mali to šťastie, že prežili, ochorelo na chorobu z ožiarenia, ktorá v tom čase nielenže nebola skúmaná, ale bola aj úplne neznáma. Ľudia začali mať horúčku, vracanie, nevoľnosť a záchvaty slabosti.

9. augusta 1945 bola na mesto Nagasaki zhodená druhá americká bomba s názvom „Fat Man“. Táto bomba mala približne rovnakú silu ako prvá a následky jej výbuchu boli rovnako ničivé, hoci ľudí zomrelo o polovicu menej.

Dve atómové bomby zhodené na japonské mestá sa ukázali ako prvý a jediný prípad použitia atómových zbraní vo svete. V prvých dňoch po bombardovaní zomrelo viac ako 300 000 ľudí. Ďalších asi 150 tisíc zomrelo na choroby z ožiarenia.

Po jadrovom bombardovaní japonských miest zažil Stalin poriadny šok. Bolo mu jasné, že otázka vývoja jadrových zbraní v sovietskom Rusku je bezpečnostnou otázkou pre celú krajinu. Už 20. augusta 1945 začal pracovať osobitný výbor pre atómovú energiu, ktorý urgentne vytvoril I. Stalin.

Hoci výskum jadrovej fyziky realizovala skupina nadšencov ešte v cárskom Rusku, v sovietskych časoch sa mu nevenovala náležitá pozornosť. V roku 1938 bol celý výskum v tejto oblasti úplne zastavený a mnohí nukleárni vedci boli potláčaní ako nepriatelia ľudu. Po jadrových výbuchoch v Japonsku sovietska vláda náhle začala s obnovou jadrového priemyslu v krajine.

Existujú dôkazy, že vývoj jadrových zbraní sa uskutočnil v nacistickom Nemecku a boli to nemeckí vedci, ktorí dokončili „surovú“ americkú atómovú bombu, takže vláda USA odstránila všetkých jadrových špecialistov a všetky dokumenty súvisiace s vývojom jadrových zbraní z Nemecko.

Sovietska spravodajská škola, ktorá počas vojny dokázala obísť všetky zahraničné spravodajské služby, preniesla v roku 1943 tajné dokumenty súvisiace s vývojom jadrových zbraní do ZSSR. Sovietski agenti boli zároveň uvedení do všetkých veľkých amerických centier jadrového výskumu.

V dôsledku všetkých týchto opatrení boli už v roku 1946 pripravené referenčné podmienky na výrobu dvoch sovietskych jadrových bômb:

  • RDS-1 (s plutóniovou náplňou);
  • RDS-2 (s dvoma časťami uránovej náplne).

Skratka „RDS“ bola dešifrovaná ako „Rusko robí seba“, čo takmer úplne zodpovedalo realite.

Správa, že ZSSR je pripravený uvoľniť svoje jadrové zbrane, prinútila americkú vládu prijať drastické opatrenia. V roku 1949 bol vypracovaný Trojanský plán, podľa ktorého sa plánovalo zhodiť atómové bomby na 70 najväčších miest ZSSR. Realizácii tohto plánu zabránila len obava z odvetného úderu.

Tieto alarmujúce informácie pochádzajúce od sovietskych spravodajských dôstojníkov prinútili vedcov pracovať v núdzovom režime. Už v auguste 1949 bola otestovaná prvá atómová bomba vyrobená v ZSSR. Keď sa o týchto testoch dozvedeli USA, plán trójskych koní bol odložený na neurčito. Začala sa éra konfrontácie dvoch superveľmocí, v histórii známa ako studená vojna.

Najsilnejšia jadrová bomba na svete, známa ako Tsar Bomby, patrí práve do obdobia studenej vojny. Sovietski vedci vytvorili najsilnejšiu bombu v histórii ľudstva. Jeho kapacita bola 60 megaton, hoci sa plánovalo vytvoriť bombu s kapacitou 100 kiloton. Táto bomba bola testovaná v októbri 1961. Priemer ohnivej gule počas výbuchu bol 10 kilometrov a tlaková vlna trikrát obletela zemeguľu. Práve tento test prinútil väčšinu krajín sveta podpísať dohodu o ukončení jadrových testov nielen v zemskej atmosfére, ale dokonca aj vo vesmíre.

Hoci sú atómové zbrane výborným prostriedkom na zastrašovanie agresívnych krajín, na druhej strane sú schopné uhasiť akékoľvek vojenské konflikty už v zárodku, keďže všetky strany konfliktu môžu byť zničené atómovým výbuchom.

Severná Kórea hrozí USA testom supervýkonnej vodíkovej bomby v Tichomorí. Japonsko, ktoré by testy mohlo utrpieť, označilo plány Severnej Kórey za absolútne neprijateľné. Prezidenti Donald Trump a Kim Čong-un v rozhovoroch nadávajú a hovoria o otvorenom vojenskom konflikte. Pre tých, ktorí nerozumejú jadrovým zbraniam, no chcú byť v tejto téme, zostavil „Futurista“ sprievodcu.

Ako fungujú jadrové zbrane?

Ako bežná tyčinka dynamitu, aj jadrová bomba využíva energiu. Len sa neuvoľňuje v priebehu primitívnej chemickej reakcie, ale v zložitých jadrových procesoch. Existujú dva hlavné spôsoby získavania jadrovej energie z atómu. AT jadrové štiepenie jadro atómu sa neutrónom rozdelí na dva menšie fragmenty. Jadrová fúzia - proces, pri ktorom Slnko generuje energiu - zahŕňa spojenie dvoch menších atómov za vzniku väčšieho. Pri akomkoľvek procese, štiepení alebo fúzii, sa uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie a žiarenia. Podľa toho, či sa používa jadrové štiepenie alebo fúzia, sa bomby delia na jadrový (atómový) a termonukleárna .

Môžete priblížiť jadrové štiepenie?

Výbuch atómovej bomby nad Hirošimou (1945)

Ako si pamätáte, atóm sa skladá z troch typov subatomárnych častíc: protónov, neutrónov a elektrónov. Stred atómu sa nazýva jadro , sa skladá z protónov a neutrónov. Protóny sú nabité kladne, elektróny záporne a neutróny nemajú žiadny náboj. Pomer protón-elektrón je vždy jedna k jednej, takže atóm ako celok má neutrálny náboj. Napríklad atóm uhlíka má šesť protónov a šesť elektrónov. Častice drží pohromade základná sila - silná jadrová sila .

Vlastnosti atómu sa môžu značne líšiť v závislosti od toho, koľko rôznych častíc obsahuje. Ak zmeníte počet protónov, budete mať iný chemický prvok. Ak zmeníte počet neutrónov, dostanete izotop ten istý prvok, ktorý máte vo svojich rukách. Napríklad uhlík má tri izotopy: 1) uhlík-12 (šesť protónov + šesť neutrónov), stabilná a často sa vyskytujúca forma prvku, 2) uhlík-13 (šesť protónov + sedem neutrónov), ktorý je stabilný, ale zriedkavý, a 3) uhlík -14 (šesť protónov + osem neutrónov), ktorý je zriedkavý a nestabilný (alebo rádioaktívny).

Väčšina atómových jadier je stabilná, ale niektoré sú nestabilné (rádioaktívne). Tieto jadrá spontánne emitujú častice, ktoré vedci nazývajú žiarenie. Tento proces sa nazýva rádioaktívny rozpad . Existujú tri typy rozpadu:

Alfa rozpad : Jadro vyvrhne alfa časticu - dva protóny a dva neutróny spojené dohromady. beta rozpad : neutrón sa mení na protón, elektrón a antineutríno. Vyvrhnutý elektrón je beta častica. Spontánne rozdelenie: jadro sa rozpadne na niekoľko častí a vyžaruje neutróny a tiež vyžaruje impulz elektromagnetickej energie - gama lúč. Práve posledný typ rozpadu sa používa v jadrovej bombe. Začínajú voľné neutróny emitované štiepením reťazová reakcia ktorý uvoľňuje obrovské množstvo energie.

Z čoho sú vyrobené jadrové bomby?

Môžu byť vyrobené z uránu-235 a plutónia-239. Urán sa v prírode vyskytuje ako zmes troch izotopov: 238U (99,2745 % prírodného uránu), 235U (0,72 %) a 234U (0,0055 %). Najbežnejšia 238 U nepodporuje reťazovú reakciu: tej je schopná iba 235 U. Na dosiahnutie maximálnej sily výbuchu je potrebné, aby obsah 235 U v „náplni“ bomby bol aspoň 80 %. Preto urán padá umelo obohatiť . Na tento účel sa zmes izotopov uránu rozdelí na dve časti tak, že jedna z nich obsahuje viac ako 235 U.

Zvyčajne, keď sú izotopy oddelené, existuje veľa ochudobneného uránu, ktorý nemôže spustiť reťazovú reakciu - existuje však spôsob, ako to urobiť. Faktom je, že plutónium-239 sa v prírode nevyskytuje. Dá sa však získať bombardovaním 238 U neutrónmi.

Ako sa meria ich sila?

Sila jadrovej a termonukleárnej nálože sa meria v ekvivalente TNT - množstvo trinitrotoluénu, ktoré sa musí odpáliť, aby sa dosiahol podobný výsledok. Meria sa v kilotónoch (kt) a megatónoch (Mt). Sila ultra malých jadrových zbraní je menšia ako 1 kt, zatiaľ čo supervýkonné bomby dávajú viac ako 1 Mt.

Sila sovietskej „cárskej bomby“ bola podľa rôznych zdrojov od 57 do 58,6 megaton v ekvivalente TNT, sila termonukleárnej bomby, ktorú KĽDR testovala začiatkom septembra, bola asi 100 kiloton.

Kto vytvoril jadrové zbrane?

Americký fyzik Robert Oppenheimer a generál Leslie Groves

V 30. rokoch 20. storočia taliansky fyzik Enrico Fermi demonštrovali, že prvky bombardované neutrónmi možno premeniť na nové prvky. Výsledkom tejto práce bol objav pomalé neutróny , ako aj objavenie nových prvkov, ktoré nie sú zastúpené v periodickej tabuľke. Krátko po objave Fermiho nemeckí vedci Otto Hahn a Fritz Strassmann bombardovali urán neutrónmi, čo malo za následok vznik rádioaktívneho izotopu bária. Dospeli k záveru, že neutróny s nízkou rýchlosťou spôsobujú rozpad jadra uránu na dva menšie kúsky.

Toto dielo nadchlo mysle celého sveta. Na Princetonskej univerzite Niels Bohr pracoval s John Wheeler vytvoriť hypotetický model štiepneho procesu. Navrhli, že urán-235 podlieha štiepeniu. Približne v rovnakom čase iní vedci zistili, že proces štiepenia produkoval ešte viac neutrónov. To podnietilo Bohra a Wheelera, aby položili dôležitú otázku: mohli by voľné neutróny vytvorené štiepením spustiť reťazovú reakciu, ktorá by uvoľnila obrovské množstvo energie? Ak áno, potom by sa dali vytvoriť zbrane nepredstaviteľnej sily. Ich predpoklady potvrdil francúzsky fyzik Frederic Joliot-Curie . Jeho záver bol impulzom pre vývoj jadrových zbraní.

Fyzici Nemecka, Anglicka, USA a Japonska pracovali na vytvorení atómových zbraní. Pred vypuknutím 2. svetovej vojny Albert Einstein napísal prezidentovi Spojených štátov amerických Franklin Roosevelt že nacistické Nemecko plánuje vyčistiť urán-235 a vytvoriť atómovú bombu. Teraz sa ukázalo, že Nemecko ani zďaleka neviedlo k reťazovej reakcii: pracovalo na „špinavej“, vysoko rádioaktívnej bombe. Nech je to akokoľvek, vláda USA vrhla všetko svoje úsilie na vytvorenie atómovej bomby v čo najkratšom čase. Bol spustený projekt Manhattan, ktorý viedol americký fyzik Robert Oppenheimer a všeobecné Leslie Groves . Zúčastnili sa ho významní vedci, ktorí emigrovali z Európy. Do leta 1945 bola vytvorená atómová zbraň založená na dvoch typoch štiepneho materiálu - urán-235 a plutónium-239. Jedna bomba, plutónium „Thing“, bola počas testov odpálená a ďalšie dve, uránová „Kid“ a plutónium „Fat Man“, boli zhodené na japonské mestá Hirošima a Nagasaki.

Ako funguje termonukleárna bomba a kto ju vynašiel?


Termonukleárna bomba je založená na reakcii jadrovej fúzie . Na rozdiel od jadrového štiepenia, ktoré môže prebiehať spontánne aj vynútene, je jadrová fúzia nemožná bez dodávky vonkajšej energie. Atómové jadrá sú kladne nabité, takže sa navzájom odpudzujú. Táto situácia sa nazýva Coulombova bariéra. Na prekonanie odpudzovania je potrebné tieto častice rozptýliť na šialenú rýchlosť. Dá sa to robiť pri veľmi vysokých teplotách – rádovo niekoľko miliónov kelvinov (odtiaľ názov). Existujú tri typy termonukleárnych reakcií: samoudržiavacie (prebiehajú vo vnútri hviezd), riadené a neriadené alebo výbušné – používajú sa vo vodíkových bombách.

Myšlienku termonukleárnej fúznej bomby iniciovanej atómovým nábojom navrhol Enrico Fermi svojmu kolegovi Edward Teller už v roku 1941, na samom začiatku projektu Manhattan. V tom čase však táto myšlienka nebola žiadaná. Tellerov vývoj sa zlepšil Stanislav Ulam , vďaka čomu je myšlienka termonukleárnej bomby realizovateľná v praxi. V roku 1952 bolo na atole Enewetok počas operácie Ivy Mike testované prvé termonukleárne výbušné zariadenie. Išlo však o laboratórnu vzorku, nevhodnú na boj. O rok neskôr Sovietsky zväz vybuchol prvú termonukleárnu bombu na svete, zostavenú podľa návrhu fyzikov. Andrej Sacharov a Júlia Kharitonová . Zariadenie pripomínalo poschodovú tortu, takže impozantná zbraň dostala prezývku „Sloika“. V priebehu ďalšieho vývoja sa zrodila najsilnejšia bomba na Zemi, „Cár Bomba“ alebo „Kuzkinova matka“. V októbri 1961 bol testovaný na súostroví Novaya Zemlya.

Z čoho sú vyrobené termonukleárne bomby?

Ak si to myslel vodík a termonuklearne bomby su rozne veci, mylili ste sa. Tieto slová sú synonymá. Je to vodík (alebo skôr jeho izotopy - deutérium a trícium), ktorý je potrebný na uskutočnenie termonukleárnej reakcie. Je tu však problém: na odpálenie vodíkovej bomby je najprv potrebné získať vysokú teplotu pri klasickom jadrovom výbuchu – až potom začnú reagovať atómové jadrá. Preto v prípade termonukleárnej bomby hrá dôležitú úlohu dizajn.

Dve schémy sú všeobecne známe. Prvým je Sacharovov „obláčik“. V strede bola jadrová rozbuška, ktorá bola obklopená vrstvami deuteridu lítneho zmiešaného s tríciom, ktoré boli rozptýlené vrstvami obohateného uránu. Tento dizajn umožnil dosiahnuť výkon do 1 Mt. Druhým je americká Teller-Ulamova schéma, kde boli jadrová bomba a izotopy vodíka umiestnené oddelene. Vyzeralo to takto: zdola - nádoba so zmesou tekutého deutéria a trícia, v strede ktorej bola "zapaľovacia sviečka" - plutóniová tyč a zhora - konvenčná jadrová nálož, a to všetko v plášť z ťažkého kovu (napríklad ochudobnený urán). Rýchle neutróny vznikajúce pri výbuchu spôsobujú štiepne reakcie atómov v uránovom obale a pridávajú energiu k celkovej energii výbuchu. Pridanie ďalších vrstiev deuteridu lítneho uránu-238 vám umožňuje vytvárať strely s neobmedzenou silou. V roku 1953 sovietsky fyzik Viktor Davidenko náhodne zopakoval myšlienku Teller-Ulam a na jej základe prišiel Sacharov s viacstupňovou schémou, ktorá umožnila vytvoriť zbrane bezprecedentnej sily. Podľa tejto schémy pracovala Kuzkinova matka.

Aké ďalšie bomby existujú?

Existujú aj neutrónové, ale to je vo všeobecnosti desivé. Neutrónová bomba je v skutočnosti termonukleárna bomba s nízkym výťažkom, ktorej 80 % energie výbuchu tvorí žiarenie (neutrónové žiarenie). Vyzerá ako obyčajná jadrová nálož s nízkou výťažnosťou, do ktorej je pridaný blok s izotopom berýlia – zdroj neutrónov. Keď jadrová zbraň vybuchne, spustí sa termonukleárna reakcia. Tento typ zbrane vyvinul americký fyzik Samuel Cohen . Verilo sa, že neutrónové zbrane ničia všetok život aj v úkrytoch, avšak rozsah zničenia takýchto zbraní je malý, pretože atmosféra rozptyľuje rýchle neutrónové toky a rázová vlna je silnejšia na veľké vzdialenosti.

Ale čo kobaltová bomba?

Nie, synu, je to fantastické. Žiadna krajina oficiálne nemá kobaltové bomby. Teoreticky ide o termonukleárnu bombu s kobaltovým plášťom, ktorý zabezpečuje silné rádioaktívne zamorenie oblasti aj pri relatívne slabom jadrovom výbuchu. 510 ton kobaltu môže infikovať celý povrch Zeme a zničiť všetok život na planéte. Fyzik Leo Szilard , ktorý opísal tento hypotetický dizajn v roku 1950, ho nazval „Stroj súdneho dňa“.

Čo je chladnejšie: jadrová bomba alebo termonukleárna?


Kompletný model "Car-bomba"

Vodíková bomba je oveľa vyspelejšia a technologicky vyspelejšia ako atómová bomba. Jeho výbušná sila ďaleko prevyšuje tú atómovú a je obmedzená iba počtom dostupných komponentov. Pri termonukleárnej reakcii sa na každý nukleón (takzvané základné jadrá, protóny a neutróny) uvoľní oveľa viac energie ako pri jadrovej reakcii. Napríklad pri štiepení jadra uránu pripadá na jeden nukleón 0,9 MeV (megaelektrónvolt) a pri syntéze jadra hélia z jadier vodíka sa uvoľní energia rovnajúca sa 6 MeV.

Ako bomby dodaťdo cieľa?

Najprv boli zhadzované z lietadiel, ale protivzdušná obrana sa neustále zlepšovala a dodávanie jadrových zbraní týmto spôsobom sa ukázalo ako nerozumné. S rastom výroby raketovej techniky boli všetky práva na dodávku jadrových zbraní prevedené na balistické a riadené strely rôznych základní. Preto už bomba nie je bomba, ale bojová hlavica.

Existuje názor, že severokórejská vodíková bomba je príliš veľká na to, aby sa dala nainštalovať na raketu – takže ak sa KĽDR rozhodne hrozbu priviesť k životu, prevezie ju loď na miesto výbuchu.

Aké sú dôsledky jadrovej vojny?

Hirošima a Nagasaki sú len malou časťou možnej apokalypsy. Napríklad známa hypotéza „jadrovej zimy“, ktorú predložili americký astrofyzik Carl Sagan a sovietsky geofyzik Georgij Golitsyn. Predpokladá sa, že výbuch niekoľkých jadrových hlavíc (nie v púšti alebo vo vode, ale v osadách) spôsobí veľa požiarov, do atmosféry sa rozstrekuje veľké množstvo dymu a sadzí, čo povedie ku globálnemu ochladeniu. Hypotéza je kritizovaná porovnaním účinku so sopečnou činnosťou, ktorá má malý vplyv na klímu. Niektorí vedci navyše poznamenávajú, že globálne otepľovanie je pravdepodobnejšie než ochladzovanie – obe strany však dúfajú, že sa to nikdy nedozvieme.

Sú povolené jadrové zbrane?

Po pretekoch v zbrojení v 20. storočí krajiny zmenili názor a rozhodli sa obmedziť používanie jadrových zbraní. OSN prijala zmluvy o nešírení jadrových zbraní a zákaze jadrových testov (ten nepodpísali mladé jadrové mocnosti India, Pakistan a KĽDR). V júli 2017 bola prijatá nová zmluva o zákaze jadrových zbraní.

„Žiadny zmluvný štát sa zaväzuje nikdy a za žiadnych okolností nevyvíjať, testovať, vyrábať, vyrábať, inak získavať, vlastniť alebo skladovať jadrové zbrane alebo iné jadrové výbušné zariadenia,“ uvádza sa v prvom článku zmluvy.

Dokument však nenadobudne platnosť, kým ho neratifikuje 50 štátov.



Sekcie