Ударная волна и атомный гриб
При отрыве ударной волны от огненного шара меняются характеристики излучающего слоя и резко возрастает мощность излучения в оптической части спектра (так называемый первый максимум). Далее конкурируют процессы высвечивания и изменения прозрачности окружающего воздуха, что приводит к реализации и второго максимума, менее мощного, но значительно более длительного — настолько, что выход световой энергии больше, чем в первом максимуме.
Вблизи взрыва все окружающее испаряется, подальше — плавится, но и еще дальше, где тепловой поток уже недостаточен для плавления твердых тел, грунт, скалы, дома текут, как жидкость, под чудовищным, разрушающим все прочностные связи напором газа, раскаленного до нестерпимого для глаз сияния.
Наконец, ударная волна уходит далеко от точки взрыва, где остается рыхлое и ослабевшее, но расширившееся во много раз облако из конденсировавшихся, обратившихся в мельчайшую и очень радиоактивную пыль паров того, что побывало плазмой заряда, и того, что в свой страшный час оказалось близко к месту, от которого следовало бы держаться как можно дальше. Облако начинает подниматься вверх. Оно остывает, меняя свой цвет, «надевает» белую шапку сконденсировавшейся влаги, за ним тянется пыль с поверхности земли, образуя «ножку» того, что принято называть «атомным грибом».
Схема «Слойка»
Первая в мире настоящая водородная бомба РДС-6С была испытана в СССР на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 года. В отличие от американской конструкции советский термоядерный заряд можно было на самолёте доставлять на территорию противника. Его разработала группа физиков под руководством Андрея Дмитриевича Сахарова и Юлия Борисовича Харитона при использовании схемы «Слойка». В её внешней оболочке находилось обычное взрывчатое вещество (тротил), в середине между слоями — термоядерное горючее, а в центре — ядерный заряд. Взрывчатое вещество запускали с помощью электродетонаторов, в результате чего происходило сжатие бомбы, ядерный заряд в центре взрывался и смешивался с термоядерным горючим. Начиналась реакция неуправляемого синтеза, то есть термоядерный взрыв. Мощность этого взрыва составила 400 килотонн — в 20 раз выше энерговыделения первой американской атомной бомбы. В радиусе четырёх километров вокруг эпицентра образовалась зона сплошных разрушений, всё было выжжено, а земля и скалы спеклись в сплошное стекло.
Метки: СССР, Тайны 20 века, оружие, США, бомба, Курчатов, уран, реактор, плутоний
Молодые ядерные державы
- Помимо пятерки великих ядерных держав, существует четыре страны, которые также обладают ядерным оружием и входят в состав так называемого ядерного клуба, о котором подробнее – чуть ниже.
- Поскольку первая пятерка – Россия, Америка, Франция, Великобритания и Китай – связана между собой определенными отношениями, документами и договорными обязательствами, то их принято называть «старыми», т.е. давно и официально заявившими о своем арсенале ядерного оружия. Но, кроме этих держав, членами ядерного клуба также называют такие страны, как Израиль, Индия, Корейская Народно-Демократическая Республика и Пакистан. Поскольку все членство в клубе (как, собственно, и сам клуб) является условным, то эти государства неофициально получили статус «молодых».
- Есть еще несколько держав, на территории которых зафиксировано или предполагается наличие ядерного оружия. В первую очередь это страны-члены НАТО или те, кто является союзником Соединенных Штатов Америки. К таковым причисляют Италию, Германию, Голландию, Бельгию, Турцию, а также предполагается, что ядерный арсенал есть в Японии и Южнокорейской республике.
- Они, в отличие от «старых» членов клуба, пока не являются официально признанными и подпадающими под действие Договора, оговаривающего нераспространение ядерного вооружения, подписанного в 1968 году.
https://www.youtube.com/watch?v=MhH7oA4HYHA
Взрывной характер
Ядро урана содержит 92 протона. Природный уран представляет собой в основном смесь двух изотопов: U238 (в ядре которого 146 нейтронов) и U235 (143 нейтрона), причем последнего в природном уране лишь 0,7%. Химические свойства изотопов абсолютно идентичны, потому и разделить их химическими методами невозможно, но различие в массах (235 и 238 единиц) позволяет сделать это физическими методами: смесь уранов переводят в газ (гексафторид урана), а затем прокачивают через бесчисленные пористые перегородки. Хотя изотопы урана не отличимы ни по внешнему виду, ни химически, их разделяет пропасть в свойствах ядерных характеров.
Процесс деления U238 — платный: прилетающий извне нейтрон должен принести с собой энергию — 1 МэВ или более. А U235 бескорыстен: для возбуждения и последующего распада от пришедшего нейтрона ничего не требуется, вполне достаточно его энергии связи в ядре.
Цепная реакция При попадании нейтронов ядро урана-235 легко делится, образуя новые нейтроны. При определенных условиях начинается цепная реакция.
При попадании нейтрона в способное к делению ядро образуется неустойчивый компаунд, но очень быстро (через 10−23−10−22 с) такое ядро разваливается на два осколка, не равных по массе и «мгновенно» (в течение 10−16−10−14 с) испускающих по два-три новых нейтрона, так что со временем может размножаться и число делящихся ядер (такая реакция называется цепной). Возможно такое только в U235, потому что жадный U238 не желает делиться от своих собственных нейтронов, энергия которых на порядок меньше 1 МэВ. Кинетическая энергия частиц — продуктов деления на много порядков превышает энергию, выделяющуюся при любом акте химической реакции, в которой состав ядер не меняется.
Металлический плутоний существует в шести фазах, плотности которых от 14,7 до 19,8 кг/см3. При температуре ниже 119 градусов Цельсия существует моноклинная альфа-фаза (19,8 кг/см3), но такой плутоний очень хрупок, а в кубической гранецентрированной дельта-фазе (15,9) он пластичен и хорошо обрабатывается (именно эту фазу и стараются сохранить с помощью легирующих добавок). При детонационном обжатии никаких фазовых переходов быть не может — плутоний находится в состоянии квазижидкости. Фазовые переходы опасны при производстве: при больших размерах деталей даже при незначительном изменении плотности возможно достижение критического состояния. Конечно, произойдет это без взрыва — заготовка просто раскалится, но может произойти сброс никелирования (а плутоний очень токсичен).
Критическая сборка
Продукты деления нестабильны и еще долго «приходят в себя», испуская различные излучения (в том числе нейтроны). Нейтроны, которые испускаются через значительное время (до десятков секунд) после деления, называют запаздывающими, и хотя доля их по сравнению с мгновенными мала (менее 1%), роль, которую они играют в работе ядерных установок, — важнейшая.
Забытое старое Взрывные линзы создавали сходящуюся волну. Надежность обеспечивалась парой детонаторов в каждом блоке.
Продукты деления при многочисленных столкновениях с окружающими атомами отдают им свою энергию, повышая температуру. После того как в сборке с делящимся веществом появились нейтроны, мощность тепловыделения может возрастать или убывать, а параметры сборки, в которой число делений в единицу времени постоянно, называют критическими. Критичность сборки может поддерживаться и при большом, и при малом числе нейтронов (при соответственно большей или меньшей мощности тепловыделения). Тепловую мощность увеличивают, либо подкачивая в критическую сборку дополнительные нейтроны извне, либо делая сборку сверхкритичной (тогда дополнительные нейтроны поставляют все более многочисленные поколения делящихся ядер). Например, если надо повысить тепловую мощность реактора, его выводят на такой режим, когда каждое поколение мгновенных нейтронов чуть менее многочисленно, чем предыдущее, но благодаря запаздывающим нейтронам реактор едва заметно переходит критическое состояние. Тогда он не идет в разгон, а набирает мощность медленно — так, что прирост ее можно в нужный момент остановить, введя поглотители нейтронов (стержни, содержащие кадмий или бор).
Плутониевая сборка (шаровой слой в центре) была окружена корпусом из урана-238, а затем слоем алюминия.
Образующиеся при делении нейтроны часто пролетают мимо окружающих ядер, не вызывая повторного деления. Чем ближе к поверхности материала рожден нейтрон, тем больше у него шансов вылететь из делящегося материала и никогда не возвратиться обратно. Поэтому формой сборки, сберегающей наибольшее количество нейтронов, является шар: для данной массы вещества он имеет минимальную поверхность. Ничем не окруженный (уединенный) шар из 94% U235 без полостей внутри становится критичным при массе в 49 кг и радиусе 85 мм. Если же сборка из такого же урана представляет собой цилиндр с длиной, равной диаметру, она становится критичной при массе в 52 кг. Поверхность уменьшается и при возрастании плотности. Поэтому-то взрывное сжатие, не меняя количества делящегося материала, может приводить сборку в критическое состояние. Именно этот процесс и лежит в основе распространенной конструкции ядерного заряда.
В первых ядерных зарядах в качестве источника нейтронов использовались полоний и бериллий (в центре).
Взрыв вовнутрь
Направленный внутрь взрыв сдавливает сборку давлением более миллиона атмосфер. Поверхность сборки уменьшается, в плутонии почти исчезает внутренняя полость, плотность увеличивается, причем очень быстро — за десяток микросекунд сжимаемая сборка проскакивает критическое состояние на тепловых нейтронах и становится существенно сверхкритичной на нейтронах быстрых.
Через период, определяемый ничтожным временем незначительного замедления быстрых нейтронов, каждый из нового, более многочисленного их поколения добавляет производимым им делением энергию в 202 МэВ в и без того распираемое чудовищным давлением вещество сборки. В масштабах происходящих явлений прочность даже самых лучших легированных сталей столь мизерна, что никому и в голову не приходит учитывать ее при расчетах динамики взрыва. Единственное, что не дает разлететься сборке, — инерция: чтобы расширить плутониевый шар за десяток наносекунд всего на 1 см, требуется придать веществу ускорение, в десятки триллионов раз превышающее ускорение свободного падения, а это непросто.
Зоны очага ядерного взрыва
Для определения характера возможных разрушений, объема и условий проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.
Зона полных разрушений характеризуется массовыми безвозвратными потерями среди незащищенного населения (до 100 %), полными разрушениями зданий и сооружений, а также части убежищ гражданской обороны, образованием сплошных завалов в населенных пунктах. Лес полностью уничтожается.
Зона сильных разрушений характеризуется массовыми безвозвратными потерями (до 90 %) среди незащищенного населения, полными разрушениями зданий и сооружений, образованием местных и сплошных завалов в населенных пунктах и лесах, сохранением убежищ и большинства противорадиационных укрытий подвального типа.
Зона средних разрушений характеризуется безвозвратными потерями среди населения (до 20 %), средними разрушениями зданий и сооружений, сплошных пожаров, сохранением коммунально-энергетических сетей, убежищ и большинства противорадиационных укрытий.
Зона слабых разрушений характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.
|
Степень лучевой болезни |
Доза излучения, вызывающая заболевание, рад |
|
|
людей |
животных |
|
|
Легкая (I) |
100-200 |
150-250 |
|
Средняя (II) |
200-400 |
250-400 |
|
Тяжелая (III) |
400-600 |
400-750 |
|
Крайне тяжелая (IV) |
Более 600 |
Более 750 |
Таблица 2. Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы облучения
Водородная бомба.
Поскольку масса каждого заряда урана или плутония в бомбе, основанной на делении ядер, должна быть докритической, мощность атомной бомбы можно наращивать, только увеличивая число зарядов. Таким образом, с повышением мощности бомбы она быстро растет в размерах и в конце концов становится нетранспортабельной. Поэтому исследователи, работавшие в области ядерного оружия, обратились к реакции термоядерного синтеза как возможному источнику энергии взрыва (см. также ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ). Термоядерную («водородную») бомбу в принципе можно сделать любых размеров.
Соответствующие исследования в США вначале почти не получили поддержки, и до 1950 разработки и испытания практически не проводились. Лишь некоторые ученые, в частности Э.Теллер, продолжали заниматься этим вопросом и совершенствовали теорию, на которой могли основываться испытания.
Советский Союз взорвал свою первую атомную бомбу в 1949. Президент Трумэн 13 января 1951 распорядился ускорить разработку водородной бомбы. В ноябре 1952 в США было взорвано нетранспортабельное термоядерное устройство. Это был первый термоядерный взрыв, мощность его составила несколько мегатонн тротилового эквивалента. В 1953 о взрыве своей термоядерной бомбы объявило советское правительство.
Кто свернул свои ядерные программы
Ряд стран добровольно, а некоторые и под давлением, либо свернули, либо на этапе планирования развития ядерной программы отказались от нее. Так, например, Австралия в 1960-х годах после предоставления своей территории для ядерных испытаний Великобритании решилась на строительство реакторов и постройку завода по обогащению урана. Однако после внутриполитических дебатов программу свернули.
Бразилия после неудачного сотрудничества с ФРГ в области разработки ядерного оружия в 1970−90-х годах вела «параллельную» ядерную программу вне контроля МАГАТЭ. Велись работы по добыче урана, а также по его обогащению, правда, на лабораторном уровне. В 1990—2000-х годах Бразилия признала существование такой программы, а позже она была закрыта. Сейчас страна обладает ядерными технологиями, которые при принятии политического решения позволят быстро приступить к разработке оружия.
Аргентина начала свои разработки на волне соперничества с Бразилией. В 1970-х программа получила наибольший импульс, когда к власти пришли военные, однако уже к 1990-м администрация сменилась на гражданскую. Когда программу свернули, по оценкам экспертов, оставалось около года работ для достижения технологического потенциала создания ядерного оружия. В итоге в 1991 году Аргентина и Бразилия подписали соглашение об использовании атомной энергии исключительно в мирных целях.
Ливия при Муаммаре Каддафи после неудачных попыток приобрести готовое оружие у Китая и Пакистана решилась на свою ядерную программу. В 1990-х годах Ливия смогла закупить 20 центрифуг для обогащения урана, однако недостаток технологий и квалифицированных кадров не позволил создать ядерное оружие. В 2003 году после переговоров с Великобританией и США Ливия свернула свою программу создания оружия массового уничтожения.
Египет отказался от ядерной программы после аварии на Чернобыльской АЭС.
Тайвань вел свои разработки 25 лет. В 1976 году под давлением МАГАТЭ и США официально отказался от программы и демонтировал установку по выделению плутония. Однако позже возобновил ядерные исследования тайно. В 1987 году один из руководителей Чжуншаньского института науки и техники бежал в США и рассказал о программе. В итоге работы были остановлены.
В 1957 году Швейцария создала Комиссию по изучению возможности обладания ядерным оружием, которая пришла к выводу, что оружие необходимо. Рассматривались варианты покупки оружия у США, Великобритании или СССР, а также разработки его с Францией и Швецией. Однако к концу 1960-х ситуация в Европе успокоилась, и Швейцария подписала Договор о нераспространении ядерного оружия. Потом еще некоторое время страна поставляла ядерные технологии за рубеж.
Швеция вела активные разработки с 1946 года. Ее отличительной чертой являлось создание ядерной инфраструктуры, руководство страны ориентировалось на реализацию концепции замкнутого ядерного топливного цикла. В итоге к концу 1960-х Швеция была готова к серийному производству ядерных боеголовок. В 1970-х ядерную программу закрыли, т.к. власти решили, что страна не потянет одновременное развитие современных видов обычных вооружений и создание ядерного арсенала.
Южная Корея начала свои разработки в конце 1950-х годов. В 1973 году Комитет по исследованию вооружений разработал план на 6−10 лет по созданию ядерного оружия. Велись переговоры с Францией по строительству завода по радиохимической переработке облученного ядерного топлива и выделению плутония. Однако Франция отказалась от сотрудничества. В 1975 году Южная Корея ратифицировала Договор о нераспространении ядерного оружия. США обещали предоставить стране «ядерный зонтик». После того, как президент Америки Картер заявил о намерении вывести войска из Кореи, страна тайно возобновила ядерную программу. Работы продолжались до 2004 года, пока не стали достоянием общественности. Южная Корея свернула свою программу, но на сегодняшний день страна способна в короткие сроки осуществить разработку ядерного оружия.
Опасность
То, что сверхдержавы обладают ядерными боеголовками, не очень хорошо для человечества. Отказаться от такого богатства страны не думают. Однако все правовые государства придерживаются закона ООН, гласящего о нераспространении и неиспользовании. Настоящей опасностью является то, что ЯО может попасть в руки различных террористических организаций. Ученые отмечают, что если такая группа людей завладеет информацией или даже оружием, то сумеет этим воспользоваться.
В прессе неоднократно говорилось о том, что американцы при перевозке боеголовок потеряли девять бомб — где они находятся неизвестно никому. Однако официальные власти опровергают эту информацию. После распада СССР много раз говорилось о том, что таковые могут попасть из стран постсоветского пространства в руки негосударственных организаций.
Особенно эта новость будоражила умы обывателей в период Первой и Второй Чеченской войны. В попытках завладеть ЯО обвинялась секта Аум Синрике. Сами Александр Лебедь и Алексей Яблоков подтверждали, что из мест хранения пропали в неизвестном направлении 84 боеголовки. Однако эта информация была опровергнута официальными лицами, которые отвечали за хранение оружия.
Специалисты утверждают, что террористические группировки, завладев ЯО, скорее всего, не смогут им воспользоваться, так как за бомбами нужен специальный уход и условия для хранения. Для активации боеголовок применяется специальный код, который вряд ли знают террористы.
Осознавая угрозу пополнения «ядерного клуба» негосударственными организациями, страны-лидеры разработали международные соглашения, которые обязывают не распространять и не передавать ОМП (оружие массового поражения) другим государствам и организациям.
«Туземцев» сделали дружелюбными
В октябре 1939 года ведущие физики, нашедшие убежище от нацистов в США, в том числе Энрико Ферми и Альберт Эйнштейн, обратились к президенту Франклину Рузвельту, желая объяснить, чем может грозить человечеству разработка атомной бомбы в Германии. В итоге в конце 1939 года в Америке началась работа по собственному ядерному проекту. Одновременно во всех странах из открытой печати полностью исчезли публикации, касающиеся вопросов деления ядер урана. В августе 1942 года администрация США утвердила совершенно секретный «Манхэттенский проект» под руководством итальянского физика Энрико Ферми. Когда 2 декабря 1942 года в рамках проекта была проведена первая цепная реакция деления ядер урана, в Белый дом ушла такая шифровка: «Итальянский мореход добрался до Нового света». Из столицы США спросили: «Туземцы дружелюбны?» — на что им ответили: «Да, мы подружились». Для цепной реакции использовались шесть тонн урана и 315 тонн графита в качестве замедлителя нейтронов, которые и позволили Ферми не довести дело до ядерного взрыва, а сделать «туземцев» — дружелюбными. А полутора годами раньше сотрудники Калифорнийского университета в Беркли под руководством Гленна Сиборга синтезировали трансурановый элемент №94, который впоследствии назвали плутонием. Дальнейшие опыты показали, что делиться под воздействием нейтронов может только один изотоп нового элемента — плутоний-239. Именно на основе этого вещества впоследствии было создано атомное устройство «Тринити», взорванное 16 июля 1945 года на полигоне в штате Нью-Мексико, а также атомная бомба «Толстяк», сброшенная американцами на японский город Нагасаки 9 августа 1945 года. А тремя днями раньше Хиросиму сожгла бомба «Малыш», созданная на основе урана.
1. Россия
Количество ядерных боеголовок: 7000Первое испытание: 1949 г.Последнее испытание: 1990 г.
Часть ядерного вооружения досталась России в наследство после прекращения существования СССР – с военных баз бывших союзных республик были вывезены имеющиеся ядерные боеголовки. Как утверждают российские военные, они могут решиться на использование ядерного оружия в ответ на аналогичные действия. Или в случае нанесения ударов оружием обычным, вследствие которых само существование России окажется под угрозой.
Будет ли ядерная война между КНДР и США
Если в конце прошлого века основным источником страхов перед ядерной войной служили обостренные отношения между Индией и Пакистаном, то главная страшилка века нынешнего – ядерное противостояние между КНДР и США. Угрожать Северной Корее ядерными ударами – добрая традиция США с 1953 года, но с появлением у КНДР собственных атомных бомб ситуация вышла на новый уровень. Отношения между Пхеньяном и Вашингтоном накалены до предела. Будет ли ядерная война между КНДР и США? Возможно и будет, если Трамп решит, что северокорейцев нужно остановить, пока они не успели создать межконтинентальные ракеты, которые гарантированно долетят до западного побережья мирового оплота демократии.
США держат ядерное оружие у границ КНДР уже начиная с 1957 года. А корейский дипломат заявляет, что теперь вся континентальная часть США находится в пределах досягаемости ядерного оружия Северной Кореи.
Что будет с Россией, если начнется война между КНДР и США? В договоре, подписанном между Россией и КНДР, военной статьи нет. Это значит, что когда начнется война, Россия может сохранить нейтралитет – разумеется, решительно осудив действия агрессора. В самом худшем для нашей страны варианте Владивосток может накрыть радиоактивными осадками от уничтоженных объектов КНДР.
Ядерная зима
- Падение температуры на один градус на один год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию.
- Ядерная осень — снижение температуры на 2-4 °C в течение нескольких лет; имеют место неурожаи, ураганы. Про ядерную осень см. ниже.
- Год без лета — интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и эпидемии следующей зимой, исторический пример — следующий, 1816 год, после извержения вулкана Тамбора..
- Десятилетняя ядерная зима — падение температуры на всей Земле в течение 10 лет примерно на 15-20 °C. Этот сценарий подразумевается многими моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги.Вероятна гибель большей части населения Земли, однако 10-50 % (по разным оценкам) людей выживут и сохранят большинство технологий.В среднем, такой сценарий отбросит цивилизацию в развитии примерно на 20, максимум 50 лет. Риски: продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на всё время прокорма всего выжившего человечества, а Финляндия и Норвегия, например, имеют стратегические запасы зерна для быстрого восстановления сельского хозяйства.
- Новый ледниковый период. Является крайне маловероятным сценарием продолжения предыдущего, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений супервулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба). При таком развитии событий, возврат к исходному состоянию может занять около ста лет.
- Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при наихудшем, но практически невероятном развитии событий. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замёрзнут, суша покроется толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только в океанах.
Огненный шар
Казалось бы, даже и мягкое, но двигающееся со скоростью света излучение должно оставить далеко позади вещество, которое его породило, но это не так: в холодном воздухе пробег квантов кэвных энергий составляет сантиметры, и двигаются они не по прямой, а меняя направление движения, переизлучаясь при каждом взаимодействии. Кванты ионизируют воздух, распространяются в нем, подобно вишневому соку, вылитому в стакан с водой. Это явление называют радиационной диффузией.
Молодой огненный шар взрыва мощностью в 100 кт через несколько десятков наносекунд после завершения вспышки делений имеет радиус 3 м и температуру почти 8 млн кельвинов. Но уже через 30 микросекунд его радиус составляет 18 м, правда, температура спускается ниже миллиона градусов. Шар пожирает пространство, а ионизованный воздух за его фронтом почти не двигается: передать ему значительный импульс при диффузии излучение не может. Но оно накачивает в этот воздух огромную энергию, нагревая его, и, когда энергия излучения иссякает, шар начинает расти за счет расширения горячей плазмы, распираемой изнутри тем, что раньше было зарядом. Расширяясь, подобно надуваемому пузырю, плазменная оболочка истончается. В отличие от пузыря, ее, конечно, ничто не надувает: с внутренней стороны почти не остается вещества, все оно летит от центра по инерции, но через 30 микросекунд после взрыва скорость этого полета — более 100 км/с, а гидродинамическое давление в веществе — более 150 000 атм! Стать чересчур уж тонкой оболочке не суждено, она лопается, образуя «волдыри».
Нейтронный источник В вакуумной нейтронной трубке между насыщенной тритием мишенью (катодом) 1 и анодным узлом 2 прикладывается импульсное напряжение в сотню киловольт. Когда напряжение максимально, необходимо, чтобы между анодом и катодом оказались ионы дейтерия, которые и требуется ускорить. Для этого служит ионный источник. На его анод 3 подается поджигающий импульс, и разряд, проходя по поверхности насыщенной дейтерием керамики 4, образует ионы дейтерия. Ускорившись, они бомбардируют мишень, насыщенную тритием, в результате чего выделяется энергия 17,6 МэВ и образуются нейтроны и ядра гелия-4.
По составу частиц и даже по энергетическому выходу эта реакция идентична синтезу — процессу слияния легких ядер. В 1950-х многие так и считали, но позже выяснилось, что в трубке происходит «срыв»: либо протон, либо нейтрон (из которых состоит ион дейтерия, разогнанный электрическим полем) «увязает» в ядре мишени (трития). Если увязает протон, то нейтрон отрывается и становится свободным.
Какой из механизмов передачи энергии огненного шара окружающей среде превалирует, зависит от мощности взрыва: если она велика — основную роль играет радиационная диффузия, если мала — расширение плазменного пузыря. Понятно, что возможен и промежуточный случай, когда эффективны оба механизма.
Процесс захватывает новые слои воздуха, энергии на то, чтобы ободрать все электроны с атомов, уже не хватает. Иссякает энергия ионизованного слоя и обрывков плазменного пузыря, они уже не в силах двигать перед собой огромную массу и заметно замедляются. Но то, что до взрыва было воздухом, движется, оторвавшись от шара, вбирая в себя все новые слои воздуха холодного… Начинается образование ударной волны.
ТХ ядерной бомбы
Схема РДС-1
Ядерные бомбы не имеют четких характеристик ввиду разнообразия применения подобных боеприпасов. Однако существует ряд общих аспектов, обязательно учитываемых при создании данного оружия.
К таковым относят:
- осесимметричное строение бомбы — все блоки и системы размещаются попарно в контейнерах цилиндрической, сфероцилиндрической или конической формы;
- при проектировании сокращают массу ядерной бомбы за счет объединения силовых узлов, выбора оптимальной формы оболочек и отсеков, а также применения более прочных материалов;
- минимизируют количество проводов и разъемов, а для передачи воздействия применяют пневмопровод или взрыводетанирующий шнур;
- блокировка основных узлов осуществляется с помощью перегородок, разрушаемых пирозарядами;
- активные вещества закачиваются с помощью отдельного контейнера или внешнего носителя.
С учетом требований к устройству, ядерная бомба состоит из следующих комплектующих:
- корпус, обеспечивающий защиту боеприпаса от физического и теплового воздействия — разделен на отсеки, может комплектоваться силовой рамой;
- ядерный заряд с силовым креплением;
- система самоликвидации с ее интеграцией в ядерный заряд;
- источник питания, рассчитанный на длительное хранение —приводится в действие уже при запуске ракеты;
- внешние датчики — для сбора информации;
- системы взведения, управления и подрыва, последняя внедрена в заряд;
- системы диагностики, подогрева и поддержания микроклимата внутри герметичных отсеков.
В зависимости от типа ядерной бомбы, в нее интегрируют и другие системы. Среди таких может быть датчик полета, пульт блокировки, расчет полетных опций, автопилот. В некоторых боеприпасах применяются и постановщики помех, рассчитанные на снижение противодействия ядерной бомбе.
