Ядерный взрыв: описание, классификация :: SYL.ru
Ядерный взрыв представляет собой неуправляемый процесс. В ходе него осуществляется высвобождение большого количества лучистой и тепловой энергии. Данный эффект является результатом ядерной цепной реакции деления либо термоядерного синтеза, проходящей за небольшой временной отрезок. 
Краткие общие сведения
Ядерный взрыв по своему происхождению может являться следствием человеческой деятельности на Земле либо в околоземном пространстве. Это явление также в ряде случаев возникает в результате природных процессов на некоторых видах звезд. Искусственный ядерный взрыв представляет собой мощное оружие. Применяется оно для уничтожения масштабных наземных и подземных защищенных объектов, скоплений техники и войск противника. Кроме того, используется это оружие для полного уничтожения и подавления противоборствующей стороны в качестве инструмента, разрушающего малые и большие населенные пункты с проживающими в них мирными гражданами, а также промышленные стратегические объекты.
Классификация
Как правило, ядерные взрывы характеризуют по двум признакам. К ним относят мощность заряда и местоположение точки заряда непосредственно в подрывной момент. Проекция этой точки на поверхность земли именуется эпицентром взрыва. Мощность измеряют в тротиловом эквиваленте. Это масса тринитротолуола, при подрыве которого происходит выделение такого же количества энергии, как и при оцениваемом ядерном. Чаще всего при измерении мощности используются такие единицы, как одна килотонна (1 кт) и одна мегатонна (1 Мт) тротилового эквивалента. 
Явления
Ядерный взрыв сопровождается специфическими эффектами. Они характерны только для данного процесса и не присутствуют при прочих подрывах. Интенсивность явлений, которые сопровождают ядерный взрыв, зависит от местоположения центра. В качестве примера можно рассмотреть случай, являвшийся наиболее частым до момента запрета испытаний на планете (под водой, на земле, в атмосфере) и, собственно, в космосе, — искусственная цепная реакция в приземном слое. После детонирования процесса синтеза или деления за весьма краткое время (около долей микросекунд) происходит выделение в ограниченном объеме огромного количества тепловой и лучистой энергии. О завершении реакции, как правило, свидетельствует разлет конструкции устройства и испарения. Эти эффекты обусловлены влиянием повышенной температуры (до 107 К) и огромного давления (порядка 109 атм.) в самом эпицентре. С большого расстояния визуально данная фаза представляет собой очень яркую светящуюся точку. 
Электромагнитное излучение
Световое давление во время реакции начинает нагревать и вытеснять окружающий воздух из эпицентра. В результате формируется огненный шар. Вместе с этим образуется скачок давления между сжатым излучением и невозмущенным воздухом. Это обусловлено превосходством скорости перемещения нагревательного фронта над звуковой скоростью в условиях среды. После того как ядерная реакция входит в стадию затухания, прекращается выделение энергии. Последующее расширение осуществляется благодаря разнице в давлениях и температурах в зоне огненного шара и непосредственно окружающего воздуха. Следует отметить, что рассматриваемые явления не имеют ничего общего с научными изысканиями героя современного сериала (его, кстати, зовут так же, как и известного физика Глэшоу – Шелдон) «Теория большого взрыва».
Проникающая радиация
Ядерные реакции представляют собой источник электромагнитного излучения разного типа. В частности, оно проявляется в широком спектре в диапазоне от радиоволн до гамма-квантов, атомных ядер, нейтронов, быстрых электронов. Появляющееся излучение, именуемое проникающей радиацией, в свою очередь, порождает определенные последствия. Они свойственны только ядерному взрыву. Высокоэнергичные гамма-кванты и нейтроны в процессе взаимодействия с атомами, входящими в состав окружающего вещества, претерпевают преобразование своей стабильной формы в радиоактивные изотопы нестабильного типа с разными периодами и путями полураспада. В результате формируется так называемая наведенная радиация. Вместе с осколками ядер атомов расщепляющегося вещества либо с продуктами от термоядерного синтеза, которые остаются от взрывного устройства, получившиеся радиоактивные компоненты поднимаются в атмосферу. Далее они рассеиваются на достаточно большой территории и формируют заражение на местности. Нестабильные изотопы, сопровождающие ядерный взрыв, находятся в таком спектре, что распространение радиации может продолжаться тысячелетиями, несмотря на то что интенсивность излучения со временем снижается. 
Электромагнитный импульс
Образованные от ядерного взрыва высокоэнергичные гамма-кванты в процессе прохождения через окружающую среду ионизируют атомы, входящие в ее состав, выбивая электроны из них и сообщая им довольно большую энергию для осуществления каскадной ионизации прочих атомов (вплоть до тридцати тысяч ионизаций на гамма-квант). В итоге под эпицентром формируется «пятно» ионов, имеющих положительный заряд и окруженных электронным газом в огромном количестве. Данная конфигурация носителей, переменная во времени, образует мощное электрическое поле. Оно вместе с рекомбинацией ионизированных атомных частиц исчезает после взрыва. В процессе происходит порождение сильных электрических токов. Они служат в качестве дополнительного источника излучения. Весь описанный комплекс эффектов носит название электромагнитного импульса. Несмотря на то что в него уходит меньше 1/3 десятимиллиардной доли взрывной энергии, происходит он в течение весьма короткого периода. Мощность, которая при этом выделяется, может достигнуть 100 ГВт. 
Процессы наземного типа. Особенности
В процессе химической детонации температура примыкавшего к заряду и привлеченного к движению грунта сравнительно невелика. Ядерный взрыв имеет свои особенности. В частности, температура грунта может составлять десятки миллионов градусов. Большая часть образованной от нагрева энергии в течение первых же мгновений выделяется в воздух и идет дополнительно на образование ударной волны и теплового излучения. При обычном взрыве данных явлений не наблюдается. В связи с этим отмечаются резкие различия в воздействии на грунтовый массив и поверхность. При наземном взрыве химического соединения передается до половины энергии в грунт, а при ядерном – буквально несколько процентов. Это обуславливает разницу в размерах воронки и энергии сейсмических колебаний. 
Ядерная зима
Данное понятие характеризует гипотетическое состояние климата на планете в случае широкомасштабной войны с применением ядерного оружия. Предположительно, в связи с выносом в стратосферу огромного количества сажи и дыма, результатов многочисленных пожаров, спровоцированных несколькими боезарядами, на Земле температура понизится повсеместно до арктических показателей. Это будет обусловлено и значительным увеличением числа отраженных от поверхности солнечных лучей. Вероятность возникновения глобального похолодания была предсказана достаточно давно (еще во времена существования Советского Союза). Позже подтверждение гипотезы было осуществлено модельными расчетами.
www.syl.ru
Атомный взрыв Википедия
Воспроизвести медиафайлЯ́дерный взрыв — неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления (или термоядерного синтеза в случае Термоядерного взрыва) за очень малый промежуток времени. По своему происхождению ядерные взрывы являются либо продуктом деятельности человека на Земле и в околоземном космическом пространстве, либо природными процессами на некоторых видах звёзд. Искусственные ядерные взрывы — мощное оружие, предназначенное для уничтожения крупных наземных и защищённых подземных военных объектов, скоплений войск и техники противника (в основном тактическое ядерное оружие), а также полное подавление и уничтожение противоборствующей стороны: разрушение больших и малых населённых пунктов с мирным населением, стратегической промышленности, крупных транспортных узлов, деловых центров (стратегическое ядерное оружие).
Содержание
- 1 Физические основы
- 1.1 Цепная реакция деления
- 1.2 Термоядерный синтез
- 2 Классификация ядерных взрывов
- 2.1 Классификация по мощности
- 2.2 Классификация по нахождению центра взрыва
- 3 Явления при ядерном взрыве
- 3.1 Специфичные только для ядерного взрыва
- 3.2 Характерные для сильного взрыва вообще
- 4 Применение ядерных взрывов
- 4.1 Военное
- 4.2 Мирное
- 5 Природные ядерные взрывы
- 6 Особенности проявлений взрыва в зависимости от места его центра
- 6.1 Космический взрыв
- 6.2 Атмосферный взрыв
- 6.3 Наземный взрыв
- 6.4 Подводный взрыв
ru-wiki.ru
Ядерный взрыв | Выживач вики
Я́дерный взрыв — неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. По своему происхождению ядерные взрывы являются либо продуктом деятельности человека на Земле и в околоземном космическом пространстве, либо природными процессами на некоторых видах звёзд. Искусственные ядерные взрывы — мощное оружие, предназначенное для уничтожения крупных наземных и защищённых подземных военных объектов, скоплений войск и техники противника (в основном тактическое ядерное оружие), а также полное подавление и уничтожение противоборствующей стороны: разрушение больших и малых населённых пунктов с мирным населением и стратегической промышленности (Стратегическое ядерное оружие). Ядерный взрыв может иметь мирное применение.СодержаниеПравить
1 Физические основы2 Классификация ядерных взрывов
2.1 Классификация по мощности
2.2 Классификация по нахождению центра взрыва
3 Явления при ядерном взрыве
3.1 Специфичные только для ядерного взрыва
3.2 Характерные для сильного взрыва вообще вообще
4.1 Космический взрыв
4.2 Воздушный взрыв
4.2.1 Огненный шар
4.2.2 Ударная волна
4.3 Наземный взрыв
4.4 Подводный взрыв
4.4.1 Пузырь
4.4.2 Султан
4.4.3 Базисная волна
4.4.4 Гравитационные волны
4.5 Подземный взрыв
5 Поражающие факторы
5.1 Ударная волна
5.2 Оптическое излучение
5.3 Проникающая радиация
5.4 Электромагнитный импульс
5.5 Радиактивное заражение
5.6 Эпидемиологическая и экологическая обстановка
5.7 Психологическое воздействие
Физические основыПравить
Атомные ядра некоторых изотопов химических элементов с большой атомной массой (например урана или плутония) при их облучении нейтронами определённой энергии теряют свою устойчивость иСхема деления ядер урана
распадаются с выделением энергии на два меньших и приблизительно равных по массе осколка — происходит реакция деления атомного ядра. При этом наряду с осколками, обладающими большой кинетической энергией, выделяются ещё несколько нейтронов, которые способны вызвать аналогичный процесс в соседних таких же атомах. В свою очередь, нейтроны, образовавшиеся при их делении, могут привести к делению дополнительного количества атомов расщепляющего материала — реакция становится цепной, приобретает каскадный характер. В зависимости от внешних условий, количества и чистоты расщепляющегося материала её течение может происходить по-разному. Если вследствие вылета нейтронов из зоны деления или их поглощения атомными ядрами без последующего деления число расщеплённых ядер в последующей стадии цепной реакции меньше чем в предыдущей, то происходит её затухание. При равном числе расщеплённых ядер в обеих стадиях цепная реакция становится самоподдерживающейся, а в случае превышения количества расщеплённых ядер в каждой последующей стадии в реакцию вовлекаются всё новые атомы расщепляющегося вещества. Если такое превышение является многократным, то в ограниченном объёме за очень короткий промежуток времени образуется большое количество атомных ядер-осколков деления, электронов, нейтронов и квантов электромагнитного излучения с очень высокой кинетической энергией. Единственно возможной формой их существования является агрегатное состояние высокотемпературной плазмы, в сгусток которой превращается весь расщепляющийся материал и любое другое вещество в его окрестности. Этот сгусток не может быть сдержан в своём первоначальном объёме и стремится перейти в равновесное состояние путём расширения в окружающую среду и теплообмена с ней. Поскольку скорость упорядоченного движения составляющих сгусток частиц много выше скорости звука как в нём, так и в окружающей его среде (если это не вакуум), расширение не может иметь плавного характера и сопровождается образованием ударной волны — то есть носит характер взрыва.Классификация ядерных взрывовПравить
Ядерные взрывы обычно классифицируют по двум признакам: мощности заряда, производящего взрыв, и местоположению точки нахождения заряда в момент подрыва (центр ядерного взрыва). Проекция этой точки на поверхность земли называется эпицентром ядерного взрыва. Мощность ядерного взрыва измеряется в так называемом тротиловом эквиваленте — массе тринитротолуола, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько при оцениваемом ядерном. Наиболее часто используемыми единицами измерения мощности ядерного взрыва служат 1 килотонна (кт) или 1 мегатонна (Мт) тротилового эквивалента. Классификация по мощости| ‘Мощность:’ | Сверхмалая менее 1 кт | Малая 1—10 кт | Средняя 10—100 кт | Большая 100—1000 кт | Сверхбольшая свыше 1 Мт |
|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр огненного шара | 50—200 м | 200—500 м | 500—1000 м | 1000—2000 м | |
| Максимум свечения | до 0,03 сек | 0,03—0,1 сек | 0,1—0,3 сек | 0,3—1 сек | 1—3 сек и более |
| Время свечения | 0,2 сек | 1—2 сек | 2—5 сек | 5—10 сек | 20—40 сек |
| Высота «гриба» | менее 3,5 км | 3,5—7 км | 7—12,2 км | 12,2—19 км | свыше 19 км |
| Высота облака | менее 1,3 км | 1,3—2 км | 2—4,5 км | 4,5—8,5 км | свыше 8,5 км |
| Диаметр облака | менее 2 км | 2—4 км | 4—10 км | 10—22 км | свыше 22 км |
Классификация по находению центра взрыва
Приведённая высота (глубина) заряда в метрах на тонны тротилового эквивалента в кубическом корне (в скобках пример для взрыва мощностью 1 мегатонна):
Ядерный взрыв в космосе
магнитосферный — свыше 400—500 км
космический или экзоатмосферный: свыше 100 км
ru.survival.wikia.com
Ядерный взрыв — WiKi
Физические основы
Цепная реакция деления
Атомные ядра некоторых изотопов химических элементов с большой атомной массой (например, урана или плутония) при их облучении нейтронами определённой энергии теряют свою устойчивость и распадаются с выделением энергии на два меньших и приблизительно равных по массе осколка — происходит реакция деления атомного ядра. При этом наряду с осколками, обладающими большой кинетической энергией, выделяются ещё несколько нейтронов, которые способны вызвать аналогичный процесс в соседних таких же атомах. В свою очередь, нейтроны, образовавшиеся при их делении, могут привести к делению новых порций атомов — реакция становится цепной, приобретает каскадный характер. В зависимости от внешних условий, количества и чистоты расщепляющегося материала её течение может происходить по-разному. Вылет нейтронов из зоны деления или их поглощение без последующего деления сокращает число делений в новых стадиях цепной реакции, что приводит к её затуханию. При равном числе расщеплённых ядер в обеих стадиях цепная реакция становится самоподдерживающейся, а в случае превышения количества расщеплённых ядер в каждой последующей стадии в реакцию вовлекаются всё новые атомы расщепляющегося вещества. Если такое превышение является многократным, то в ограниченном объёме за очень короткий промежуток времени образуется большое количество атомных ядер-осколков деления, электронов, нейтронов и квантов электромагнитного излучения с очень высокой энергией. Единственно возможной формой их существования является агрегатное состояние высокотемпературной плазмы, в сгусток которой превращается весь расщепляющийся материал и любое другое вещество в его окрестности. Этот сгусток не может быть сдержан в своём первоначальном объёме и стремится перейти в равновесное состояние путём расширения в окружающую среду и теплообмена с ней. Поскольку скорость упорядоченного движения составляющих сгусток частиц намного выше скорости звука как в нём, так и в окружающей его среде (если это не вакуум), расширение не может иметь плавного характера и сопровождается образованием ударной волны — то есть носит характер взрыва.
Термоядерный синтез
Реакции термоядерного синтеза с выделением энергии возможны только среди элементов с небольшой атомной массой, не превышающих приблизительно атомную массу железа. Они не носят цепного характера и возможны только при высоких давлениях и температурах, когда кинетической энергии сталкивающихся атомных ядер достаточно для преодоления кулоновского барьера отталкивания между ними, либо для заметной вероятности их слияния за счёт действия туннельного эффекта квантовой механики. Для возможности этого процесса необходимо совершить работу для разгона исходных атомных ядер до высоких скоростей, но если они сольются в новое ядро, то выделившаяся при этом энергия будет больше, чем затраченная. Появление нового ядра в результате термоядерного синтеза как правило сопровождается образованием различного рода элементарных частиц и высокоэнергетичных квантов электромагнитного излучения. Наряду со вновь образовавшимся ядром все они имеют большую кинетическую энергию, то есть в реакции термоядерного синтеза происходит преобразование внутриядерной энергии сильного взаимодействия в тепловую. Как следствие, в итоге результат оказывается тот же, что и в случае цепной реакции деления — в ограниченном объёме образуется сгусток высокотемпературной плазмы, расширение которого в окружающей плотной среде имеет характер взрыва.
Классификация ядерных взрывов
Ядерные взрывы обычно классифицируют по двум признакам: мощности заряда, производящего взрыв, и местоположению точки нахождения заряда в момент подрыва (центр ядерного взрыва). Проекция этой точки на поверхность земли называется эпицентром ядерного взрыва. Мощность ядерного взрыва измеряется в так называемом тротиловом эквиваленте — массе тринитротолуола, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько при оцениваемом ядерном. Наиболее часто используемыми единицами измерения мощности ядерного взрыва служат 1 килотонна (кт) или 1 мегатонна (Мт) тротилового эквивалента.
Классификация по мощности
[лит 1](С. 35, 48)[лит 2](С. 629)
| Мощность: | Сверхмалая менее 1 кт | Малая 1—10 кт | Средняя 10—100 кт | Большая 100—1000 кт | Сверхбольшая свыше 1 Мт |
|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр огненного шара[# 1] | 50—200 м | 200—500 м | 500—1000 м | 1000—2000 м | свыше 2000 м |
| Максимум свечения[# 2] | до 0,03 сек | 0,03—0,1 сек | 0,1—0,3 сек | 0,3—1 сек | 1—3 сек и более |
| Время свечения[# 3] | 0,2 сек | 1—2 сек | 2—5 сек | 5—10 сек | 20—40 сек |
| Высота «гриба» | менее 3,5 км | 3,5—7 км | 7—12,2 км | 12,2—19 км | свыше 19 км |
| Высота облака | менее 1,3 км | 1,3—2 км | 2—4,5 км | 4,5—8,5 км | свыше 8,5 км |
| Диаметр облака | менее 2 км | 2—4 км | 4—10 км | 10—22 км | свыше 22 км |
| Огненное облако[# 4] | 0,083 кт | 4 кт | 360 кт |  | |
| Ядерный гриб[# 5] | 0,02 кт
| 2,2 кт
| 19 кт
|  | |
| Мощность: | Сверхмалая менее 1 кт | Малая 1—10 кт | Средняя 10—100 кт | Большая 100—1000 кт | Сверхбольшая свыше 1 Мт |
| |||||
Взрыв мощностью 20 кт даёт зону полных разрушений радиусом около 1 км, 20 Мт — уже 10 км. По расчётам, при взрыве мощностью 100 Мт зона полного разрушения будет иметь радиус около 35 км, сильных разрушений — около 50 км, на расстоянии около 80 км незащищённые люди получат ожоги третьей степени. Практически одним таким взрывом может быть полностью уничтожен любой из самых крупных городов Земли.
Вспышка взрыва Царь-бомбы сразу после отделения ударной волны. Диаметр шара в это время около 5,5 км[лит 2](С. 81), а через несколько секунд будет около 10 кмНаиболее мощным искусственным ядерным взрывом был атмосферный взрыв на высоте около 4 км советской 58-мегатонной термоядерной бомбы АН602, прозванной Царь-бомба, на полигоне на Новой Земле. Причём испытана на неполную мощность, в так называемом чистом варианте. Полная проектная мощность с урановой оболочкой-отражателем нейтронов могла бы составить порядка 100 мегатонн тротилового эквивалента.
Классификация по нахождению центра взрыва
Приведённая высота (глубина) заряда в метрах на тонны тротилового эквивалента в кубическом корне (в скобках пример для взрыва мощностью 1 мегатонна)[лит 3], [лит 1] (С. 26):
- космический: свыше 100 км
- атмосферные:
- высотный: более 10—15 км, но чаще считается на высотах 40—100 км, когда ударная волна почти не образуется
- высокий воздушный: свыше 10 м/т1/3, когда форма вспышки близка к сферической (свыше 1 км)
- низкий воздушный: от 3,5 до 10 м/т1/3 — огненная сфера в процессе роста могла бы коснуться земли, но вместо этого отбрасывается вверх отражённой от поверхности ударной волной и принимает усечённую форму (от 350 до 1000 м)
- наземный — от глубины 0,3 м/т1/3 до высоты 3,5 м/т1/3 — вспышка касается земли и принимает форму полусферы (от глубины 30 м до высоты 350 м):
- наземный с образованием вдавленной воронки без значительного выброса грунта: ниже 0,5 м/т1/3 (ниже 50 м)
- наземный контактный: от глубины 0,3 до высоты 0,3 м/т1/3 — когда грунт из воронки выбрасывается и попадает в светящуюся область (от высоты 30 м до глубины 30 м)
- подземный — полусферическая светящаяся область не образуется и воздушная ударная волна ослабляется с увеличением глубины:
- на выброс (выброс грунта и кратер в разы больше, чем при наземном взрыве)
- малозаглублённый — на глубине от 0,3 до 3,5 м/т1/3 (глубина 30—350 м)
- взрыв рыхления — в глубине образуется полость или столб обрушения, а на поверхности кольцеобразный вывал грунта (холм вспучивания), в центре которого провальная воронка
- камуфлетный: глубже 7—10 м/т1/3 — в глубине остаётся замкнутая (котловая) полость или столб обрушения; если столб обрушения достигает поверхности, то образуется провальная воронка без холма вспучивания (глубже 700—1000 м)
- на выброс (выброс грунта и кратер в разы больше, чем при наземном взрыве)
- надводный — на высоте над водой до 3,5 м/т1/3 (до 350 м)
- надводный контактный — происходит испарение воды и образуется подводная ударная волна
- подводный:
- на малой глубине: менее 0,3 м/т1/3 — вода испаряется до поверхности и столб воды (взрывной султан) не образуется, 90 % радиоактивных загрязнений уходит с облаком, 10 % остаётся в воде (менее 30 м)
- с образованием взрывного султана и облака султана: 0,25—2,2 м/т1/3 (25—220 м)
- глубоководный: глубже 2,5 м/т1/3 — когда образующийся пузырь выходит на поверхность с образованем султана, но без облака, 90 % радиоактивных продуктов остаётся в воде в районе взрыва и не более 10 % выходит с брызгами базисной волны (глубже 250 м).
Возможны также переходные случаи, при которых образуется подводная донная воронка и происходит выброс воды и грунта:
- при подводном придонном взрыве[лит 2](С. 308), причём если взрыв в неглубоком водоёме и на расстоянии от дна до 0,1—0,2 м/т1/3 (до 10—20 м), то грунт из подводной воронки попадает в облако взрыва и служит источником заражения
- при надводном взрыве в неглубоком водоёме
- при наземном взрыве на небольшом острове, когда остров полностью уничтожается и на его месте остаётся водная гладь и подводная воронка, то есть наземный взрыв фактически становится надводным (Кастль Браво и Иви Майк).
Высотный взрыв Hardtack Teak[en], 3,8 Мт на высоте 76,8 км
Усечённый огненный шар низкого воздушного взрыва Upshot-Knothole Grable, 15 кт на высоте 160 м
Огненная полусфера наземного взрыва Иви Майк и молнии, 10,4 Мт
Подводная воронка диаметром 1,5 км на месте острова Элугелаб[en] (атолл Эниветок) после наземного взрыва Иви Майк, 10,4 Мт
Огненный пузырь подводного взрыва Доминик Рыба-меч, 20 кт на глубине 200 м, вид с воздуха
Остаток вышки после взрыва на ней заряда Teapot Пчела, 8 кт на высоте 150 м
Неглубокая воронка после наземного контактного взрыва РДС-6с, 400 кт на башне 30 м
Выход парового пузыря через 10—15 сек после взрыва Вигвам, 30 кт на глубине 610 м
Озеро Чаган, затопленная воронка подземного взрыва Чаган, 170 кт на глубине 178 м
Кратер диаметром 390 м и глубиной 100 м после взрыва Седан, 104 кт на глубине 194 м
Холм вспучивания от подземного испытания Whetstone Sulky[en], 0,087 кт на глубине 27 м
Провальные воронки камуфлетных взрывов (равнина Юкка Флэт[en])
Внутри котловой полости подземного взрыва Гном, 3,1 кт на глубине 361 м. Стрелкой указан человек
Схема котловой полости после взрыва Гном
Явления при ядерном взрыве
Специфичные только для ядерного взрыва
Ослепляющая и обжигающая вспышка атмосферного атомного взрыва — это в основном нагретый светящийся воздух Не настолько яркая вспышка обычного взрыва состоит из продуктов детонации (испытание Minor Scale[en]: взрыв 4800 тонн АСДТ, эквивалентный по ударной волне ядерному взрыву 8 кт)Сопутствующие ядерному взрыву явления варьируют от местонахождения его центра. Ниже рассматривается случай атмосферного ядерного взрыва в приземном слое, который был наиболее частым до запрета ядерных испытаний на земле, под водой, в атмосфере и в космосе. После инициирования реакции деления или синтеза за очень короткое время порядка долей микросекунд в ограниченном объёме выделяется огромное количество лучистой и тепловой энергии. Реакция обычно заканчивается после испарения и разлёта конструкции взрывного устройства вследствие огромной температуры (до 107 К) и давления (до 109 атм.) в точке взрыва. Визуально с большого расстояния эта фаза воспринимается как очень яркая светящаяся точка.
Световое давление от электромагнитного излучения при реакции нагревает и вытесняет окружающий воздух от точки взрыва — образуется огненный шар и начинает формироваться скачок давления между воздухом, сжатым излучением, и невозмущённым, поскольку скорость перемещения фронта нагрева изначально многократно превосходит скорость звука в среде. После затухания ядерной реакции энерговыделение прекращается и дальнейшее расширение происходит за счёт разницы температур и давлений в области огненного шара и окружающего воздуха.
Происходящие в заряде ядерные реакции служат источником разнообразных излучений: электромагнитного в широком спектре от радиоволн до высокоэнергичных гамма-квантов, быстрых электронов,
ru-wiki.org
Самый большой кошмар — ядерный взрыв
Человек всегда стремится к созданию чего-то нового и ошеломляющего. Он всегда хочет заявить о себе всему миру. Но самое страшное, когда целая страна хочет кому-то что-то доказать. Ярким примером этого служит ситуация в конце Второй мировой войны. Когда США решили продемонстрировать всем, а главное — СССР, что они сверхдержава. Результатом этой демонстрации стало сбрасывание на два известных города в Японии ядерных бомб. После того, как ядерный взрыв в полной мере ощутили жители, его почувствовал весь мир. Так началась эра «ядерного оружия». Бесспорно, самые передовые технологии принадлежат военным. И то, что стало очень востребованным у военных, скоро появится в мирном использовании.
Примеров много: памперсы (создавались для космонавтов), гигиенические прокладки (стельки для солдат), мобильная связь и GPS (военная связь и навигация) и многое другое. Не обошли стороной и ядерный взрыв. Вы не поверите, но тоже используется в мирных целях. На данный момент люди взорвали сотни таких бомб мирного и военного действия. Всем известные скандальные фото разгребания завалов ВТЦ в Америке, когда якобы два небоскреба сложились в аккурат при бомбардировке их пассажирскими самолетами. На фото показывались последствия микроядерных взрывов зарядов. Но это кричащий факт. Легальное и публичное применение ядерных зарядов получила строительная и горнодобывающая отрасль.
По классификации ядерный взрыв можно разделить по силе заряда и расположению эпицентра взрыва. В свою очередь сила заряда измеряется в «мегатоннах» или «килотоннах» в тротиловом эквиваленте и делится по заданным пределам. По своему расположению взрывы бывают: наземные, подземные, подводные, надводные, воздушные и космические. Процесс ядерного взрыва описывается как реакция распада ядер радиоактивных элементов, которая протекает без контроля. Последствия ядерного взрыва огромные — излучение, ударные волны и радиация. После ядерного взрыва сразу же идет яркая вспышка — световое излучение (при непосредственной близости — может сжигать). Далее идет ударная волна, сопровождающаяся огромным давлением и толчками земной поверхности.
Но на этом ужасы, которые вызывает ядерный взрыв, только начинаются. Чуть отставая (и более сильно отставая при большом расстоянии от эпицентра) за ударной волной идет рентгеновское и электромагнитное излучение. Чем ближе вы к центру, тем больше насыщенность излучения. Все попавшее в радиус действия такое взрыва получает проникающую радиацию. И это тоже не все… После того, как все вышеуказанное уже прошло, на оставшиеся в живых организмы и уцелевшие предметы действует радиоактивное заражение. Оно же в свою очередь имеет самый долгоиграющий эффект — годы и даже десятки лет. Естественно, что на данной территории нормально существовать не может ни один живой организм.
Но как же тогда выжила планета, — скажете вы, — если упоминалось о больших количествах ядерных взрывов? Дело в том, что львиная доля их была относительно малой и в различных средах (под землей, под водой, в космосе). Если же речь идет о самом большом кошмаре человечества, то это последствие мощных бомбардировок при помощи ядерного оружия нескольких стран — ядерная зима. Ученые ведущих стран в этом направлении воссоздали эту картину на мощных ПК. Сценарий такой: мощные массовые взрывы кроме радиации и ударной волны, которые уничтожат более 70% населения планеты, поднимут высоко в небо огромное количество мусора, пыли и камней. Эта вся «летающая материя» затмит солнце на пару лет.
Далее последствия предсказуемые — отсутствие солнечного света нарушит большинство естественных природных процессов, и, возможно, вымрут оставшиеся в живых организмы. Это искусственное затмение и зовется ядерной зимой. Возможно, именно это и послужило неким тормозом для массового вооружения стан смертоносным оружием. В любом случае был проведен ряд разоружений и принят протокол по ядерному ограничению. Стоит отметить, что ядерные взрывы бывают и природного характера. Таковыми считаются взрывы при образовании галактик и исчезновении звезд. Такие явления называются Большим взрывом.
К слову, понятие ТБВ (Теории Большого взрыва) в мире довольно популярно. Примером этого служить одноименный американский комедийный сериал. Его названию, казалось бы, должна быть и соответствующая тема. Но режиссер сделал хитрый ход и привязал этот термин к персонажам — Раджеш Кутрапали, Говард Воловиц, Леонард Хофстедер и Шелдон Купер. Они — молодые талантливые ученые-ботаны. По мнению многих телезрителей, если бы не Шелдон, Теория большого взрыва была бы нудной. Этот сериал несколько очеловечил многие понятия в фундаментальных науках и сделал менее страшным понятие Большого взрыва.
fb.ru
Ядерный взрыв
В отличие от ядерных реакторов, в которых происходит регулируемая ядерная реакция деления, при ядерном взрыве происходит экспоненциально быстрое освобождение большого количества ядерной энергии, продолжающееся до тех пор, пока не израсходуется весь ядерный заряд. Ядерная энергия может освобождаться в больших количествах в двух процессах – в цепной реакции деления тяжёлых ядер нейтронами и в реакции соединения (синтеза) лёгких ядер. Обычно в качестве ядерного заряда используют чистые изотопы 235U и 239Pu. Схематически устройство атомной бомбы показано на рис. 1. Для осуществления ядерного взрыва в результате цепной реакции деления необходимо, чтобы масса делящегося вещества (урана-235, плутония-239 и др.) превышала критическую (50 кг для 235U и 11 кг для 239Pu). До взрыва система должна быть подкритической. Обычно это многослойная конструкция. Переход в надкритическое состояние происходит за счет делящегося вещества с помощью сходящейся сферической детонационной волны. Для такого сближения обычно используется химический взрыв вещества из сплава тротила и гексогена. При полном делении 1 кг урана выделяется энергия равная энерговыделению при взрыве 20 килотонн тротила. Атомный взрыв развивается за счёт экспоненциально растущего со временем числа разделившихся ядер. N(t) = N0exp(t/τ). Среднее время
между двумя последовательными актами деления 10-8
сек. Отсюда можно получить для времени полного деления 1 кг ядерной взрывчатки
величину 10-7
– 10-6 сек. Это и определяет время атомного взрыва. Для осуществления термоядерного взрыва используются реакции синтеза лёгких ядер. d + t
4He + n +17.588 МэВ
Сама идея водородной бомбы чрезвычайно проста. Это
цилиндрический контейнер с жидким дейтерием. Дейтерий должен нагреваться после
взрыва обычной атомной бомбы. При достаточно сильном нагреве должно выделятся
большое количество энергии в результате реакции термоядерного синтеза между
ядрами дейтерия. Температура, необходимая для начала термоядерной реакции должна
составлять миллион градусов. Однако детальное исследование величины сечений
реакций синтеза ядер дейтерия, от которой зависит скорость распространения
реакции горения показало, что она протекает недостаточно эффективно и быстро.
Тепловая энергия, которая высвобождается за счет термоядерных реакций,
рассеивается гораздо быстрее, чем пополняется за счет последующих реакций
синтеза. Естественно в этом случае взрывной процесс происходить не будет.
Произойдет разброс горючего материала. Принципиально новое решение состояло в
том, чтобы инициирование термоядерной реакции происходило в результате создания
сверхплотной среды дейтерия. Был предложен способ создания сверхплотной среды
дейтерия под действием рентгеновского излучения, образующегося при взрыве
атомной бомбы. В результате сжатия горючего вещества происходит
самоподдерживающаяся реакция термоядерного синтеза. Схематически реализация
этого подхода показана на рис. 2.
|
nuclphys.sinp.msu.ru
Что такое мирный ядерный взрыв ? СССР и США
Огромная энергия, выделяющаяся при ядерных взрывах, с самого начала работ над ядерным оружием приводила к мысли о ее использовании в мирных целях. Каждый килограмм термоядерного топлива способен в составе термоядерного устройства выделить энергию, эквивалентную взрыву 30 тыс. т взрывчатого вещества. Ядерный взрыв (ЯВ) такой мощности стоит около миллиона долларов. При дальнейшем увеличении мощности ядерного устройства в десятки и сотни раз его стоимость растет незначительно. Термоядерный взрыв сегодня — это самый мощный и в то же время самый дешевый источник энергии на Земле.
Существующие возражения против технического применения ЯВ достаточно серьезны и обоснованны. В первую очередь они связаны с опасностью радиоактивного заражения окружающей среды и большим энерговыделением при ЯВ. Ведь ошибки при использовании ядерных зарядов (ЯЗ) даже при отсутствии радиоактивности могут привести к большим бедам именно из-за больших масштабов работ, производимых ЯВ.
Воронка глубиной 98 м и диаметром 390 м от первого в мире промышленного взрыва Sedan. Взрыв заряда мощностью 104 кт на глубине 194 м мгновенно переместил 12 млн. тонн земли
Требования к мирным ЯЗ существенно отличаются от требований к боевым зарядам. С одной стороны, эти требования мягче, так как нет жестких условий на массу ЯЗ, форму (размещение в носителях), срок службы. А с другой — некоторые требования являются более высокими, например: по допустимому количеству образующихся при взрыве осколков деления, количеству остающихся несгоревшими плутония и трития, химическому составу конструкционных материалов и т.п. В боевых термоядерных зарядах примерно половина энергии выделяется в реакциях деления ядер урана и плутония с образованием соответствующего количества радиоактивных осколков деления. Это и является главным препятствием для использования таких зарядов в промышленности. Если бы вся энергия взрыва получалась в реакциях синтеза, то радиоактивность в основном определялась бы несгоревшим тритием и активацией нейтронами различных материалов заряда и окружающей среды. Такая наведенная радиоактивность могла бы стать в сотни раз меньшей, чем при взрыве боевого заряда.
Делать ЯЗ, при взрыве которого будут полностью отсутствовать осколки деления, пока никто не умеет. Чистыми мирными термоядерными зарядами называют заряды, в которых основная доля энергии выделяется в термоядерных реакциях (> 90%). Степенью чистоты такого заряда называют выраженное в процентах отношение энергии, полученной в реакциях синтеза, к полной энергии взрыва. Если, например, полная энергия составляет 100 кт тротилового эквивалента (т.э.), количество сгоревшего делящегося вещества равно 100 г, чему соответствует энерговыделение примерно 1,6 кт т.э., то чистота заряда
Проведенная в российских ядерных центрах (ВНИИЭФ, Саров и ВНИИТФ, Снежинск) огромная работа больших коллективов теоретиков, математиков, конструкторов, экспериментаторов позволила создать чистые промышленные заряды, приступить к разработке проектов по их мирному применению и осуществить некоторые эксперименты.
Не менее важной проблемой для промышленного использования ЯВ является исследование его воздействия на окружающую заряд среду. Неопределенности знаний свойств веществ, окружающих ЯЗ, погрешности в их математическом описании могут привести к заметным ошибкам в прогнозировании действия ЯВ. Выделение огромной энергии ЯВ происходит чрезвычайно быстро и с такой интенсивностью, что менее чем за миллионную долю секунды (10- 6 с) сам заряд и материал прилегающих к нему конструкций превращаются в горячую (с температурой до десятка миллионов градусов) плотную плазму. При подземном взрыве этот раздувающийся шар с гигантским давлением обрушивается на окружающую взрывную камеру горную породу, превращая ее в плотный, но менее горячий газ. Сжатие вещества достигает 4-5 раз. От центра взрыва распространяется мощная сферически расходящаяся ударная волна со скоростью десятков километров в секунду. Амплитуда ударной волны в горной породе столь велика, что на расстоянии нескольких сот метров от центра взрыва происходит интенсивное дробление горных пород. При выходе на земную поверхность ударная волна откалывает целые плиты горной породы толщиной до десятков-сотен метров шириной до нескольких километров. За тысячи километров от места взрыва, даже на противоположной стороне земного шара, эхо взрыва может быть зафиксировано как сейсмическое колебание земной коры. Давление вблизи ЯВ (речь идет о ЯЗ мощностью в несколько десятков килотонн тротилового эквивалента) достигает миллиарда атмосфер, что может сравниться с давлением внутри звезд. Поведение веществ при таких давлениях описывается численно квантово-механическими закономерностями. Для теоретического описания свойств веществ при меньших давлениях (при удалении ударной волны от центра взрыва) требуется привлечение экспериментальных данных. Исследованиями ученых российских и американских ядерных лабораторий получены достоверные данные об уравнениях состояния многих веществ в широком диапазоне давлений.
Заявления официальных представителей СССР о необходимости исследования ЯВ в мирных целях прозвучали в 1949 году. В США на это обратили внимание в 1956 году. В течение 1957-1958 годов там была сформирована обширная программа проведения ЯВ в научных и промышленных целях «Project Plowshare» — «Плуг». В число грандиозных проектов с применением ЯВ входили прокладка еще одного Панамского канала, строительство огромной гавани на побережье Аляски и т.п. В интересах программы «Плуг» на полигоне в Неваде была проведена серия ядерных взрывов в разных грунтах, осуществлены широкие исследования по численному моделированию заглубленных ЯВ.
Другой пример применения ЯВ еще не реализован, но его огромное значение для всего человечества уже отмечалось в итоговых документах нескольких международных симпозиумов. Речь идет о потенциальной опасности, угрожающей Земле из космоса, — о возможности столкновения нашей планеты с двумя типами объектов Солнечной системы: астероидами и кометами. (Если они попадают в атмосферу Земли, их называют метеоритами.) Известно около 100 астероидов размерами больше километра. Считается, что их полное число на порядок больше. Такое столкновение еще не означает конца света. История знает много примеров падения астероидов на Землю. При столкновении с астероидом диаметром 20 км можно ожидать образования кратера диаметром до 200 км. Падение подобного астероида 65 млн лет назад, по гипотезе Л. Альвареса (США, 1980 год), так изменило климат на Земле, что вызвало вымирание динозавров. Во всяком случае масштаб возможной катастрофы таков, что вряд ли следует успокаивать себя невысокой степенью ее вероятности. В 1966 году появился прогноз о возможности столкновения с Землей астероида Икар диаметром 0,5 км. Тогда же появилось предложение расстрелять его с помощью ракет с ядерными боеголовками.
Предлагаются два способа воздействия на космические объекты, угрожающие нашей планете. Во-первых, с помощью ЯВ можно изменить траекторию полета астероида. Во-вторых, при точном попадании раздробить его. (При этом угроза падения на Землю осколков астероида, правда, остается, но значительно уменьшается уровень воздействия.) Так как расстояния до точки перехвата огромны из-за требований безопасности, то это накладывает жесткие требования к своевременному обнаружению опасных небесных тел и расчету их траекторий. Даже так называемый оперативный перехват, когда опасность замечена поздно, должен, по мнению ракетчиков, происходить за 30-90 суток до предполагаемого столкновения. Естественно, что для защиты от таких глобальных катастроф необходимо объединение всех ученых мира.
Наконец, еще один нереализованный, но практически разрабатывавшийся в свое время проект использования ЯВ — ядерный взрыволет, идея которого была высказана Андреем Дмитриевичем Сахаровым в 1962 году в Федеральном ядерном центре (Саров). Идея А.Д. Сахарова состояла в использовании ЯВ для вывода в космос огромного полезного веса. В двигательной установке предполагалось использовать энергию последовательных взрывов ЯЗ. Полезная нагрузка в 1000 т и более должна была обеспечивать экипажу многолетнее пребывание в космосе. Задача разработки такого взрыволета оказалась очень сложной. Тем не менее в результате проектных работ все же был сделан вывод о возможности создания двигательной системы, использующей энергию ЯЗ. Принципиальная схема взрыволета в том виде, как ее первоначально предложил А.Д.Сахаров.
Ядерное взрывное устройство промышленного назначения;справа — Ядерные промышленные заряды , Автор Фото к статьям из КНЦ
На долю РСФСР, по разным оценкам, пришлось от 79 до 81 (а некоторые пишут про 123 ) мирного ядерного взрыва. Не менее 16 краёв и областей России хранят в своих недрах следы могучих атомных ударов. В скобках указано количество ядерных взрывов в мирных целях, осуществлённых на территории регионов: Архангельская обл. (4 взрыва), Астраханская обл. (15), Башкирия (7), Ивановская обл. (1), Иркутская обл. (2), республика Калмыкия (1), Кемеровская обл. (1), республика Коми (3), Красноярский край (9), Мурманская обл. (2), Оренбургская обл. (4), Пермская обл. (8), Ставропольский край (1), Тюменская обл. (8), Читинская обл. (1), Якутия (12).
Мирные ядерные взрывы в СССР проводились в период с 1965 по 1988 год так же в рамках секретной «Программы № 7″. Осуществлением программы занимались специалисты двух секретных ядерных центров: «Арзамас-16″ (Саров) и «Челябинск-70″ (Снежинск). По этой программе в 169 мирных ядерных взрывах было подорвано 186 ядерных устройств. При этом официально по данным ВНИПИпромтехнология Минатома загрязнение территории произошло в 4 случаях (объекты «Кратон-3″, «Кристалл», «Тайга» и «Глобус-1″). По данным ЦНИИатоминформ Минатома к 1994 году (то есть спустя 20—30 лет после проведения МЯВ) в 24 случаях из 115 остались «локальные надфоновые загрязнения вокруг скважин».
Кстати, «локальные надфоновые загрязнения вокруг скважин» — это совсем не «Фукусима». Довелось мне в начале 90-х годов побегать с дозиметром (в частном порядке) недалеко от Арзамаса (который совсем не «Арзамас-16″). Там в лесу фоновое значение радиоактивности было 5-15 мкРентген/час, но встречались пятна до 30 мкРентген/час. Кстати, «изучил» я там не всю местность, лишь совсем немного. Напомню, безопасным для человека считается радиация до 50 мкРентген/час. Но вернёмся к нашим «баранам».
Промышленные атомные взрывы
Эпоха промышленных атомных взрывов началась 30 марта 1965г., когда в Башкирии был произведён подрыв сразу двух ядерных зарядов. Так впервые попытались использовать атом для интенсификации добычи нефти в «проблемном» месторождении. В 1966г. теперь уже за рубежом – в Казахстане атомным зарядом была сделана полость-хранилище в подземном массиве каменной соли, а в Узбекистане – перекрыт аварийный фонтан на газовом месторождении. В 1969г. на Ставрополье ядерным фугасом попытались интенсифицировать «вялую» добычу газа. В 1970г. в Оренбургской обл. создали подземную ёмкость для хранения газа. В 1971г. взрывом в Коми АССР началось атомное сейсмозондирование. В 1972г. в Мурманской обл. ядерный взрыв применили для дробления пластов руды. В 1973г. в Башкирии сделали глубинный резервуар для захоронения стоков нефтехимического производства.
Здесь перечислены только те эпизоды, когда для выполнения данной функции атомный взрыв использовался впервые. В реальности же промышленные атомные взрывы гремели в регионах СССР на протяжении 23-х лет почти ежегодно и неоднократно. Пик пришёлся на 1984г. – 11 «мирных взрывов» (из них 8 – на территории РСФСР). Последний ядерный взрыв в мирных целях был произведён в Архангельской обл. 6 сентября 1988г.
Остановимся на примерах, наиболее ярко характеризующих основные направления использования энергии мирных атомных взрывов.
В 1966г. на Урта-Булакском газовом месторождении (Узбекистан) произошла авария – под огромным давлением на волю вырвался газовый фонтан. Каждый день «на воздух» вылетало и сгорало до 12 млн. кубометров газа – и так продолжалось в течение трёх лет! Помимо бесполезных потерь колоссального количества «голубого топлива», вместе с природным газом в атмосферу вырывался сероводород и продукты горения. Были испробованы все возможные способы, но тампонировать аварийную скважину не удавалось. Только пробурив наклонную штольню и подорвав в ней ядерный фугас, удалось ликвидировать чудовищную «свечку». Успешную технологию использовали затем на газовых промыслах других республик СССР – Украины, Туркмении, РСФСР.
Интенсификация добычи нефти и газа с помощью атомных взрывов производилась в Башкортостане (Грачевское месторождение), Пермской обл. (Осинское и Гежское), Тюменской обл. (Средний Булык). Подземные ёмкости для хранения тех же нефти и газа «вырубали» ядерными ударами в недрах Астраханской, Оренбургской, Тюменской обл. и Якутии. Предотвратить этим же способом аварийные выходы метана из угольных пластов пытались в Донбассе.
«Мирные» атомные взрывы были прекращены в связи с международным договором о запрете испытаний ядерного оружия: поскольку международные средства контроля не способны отличить «мирный» атомный взрыв от совершенствования ядерных вооружений.
Промышленные ядерные взрывы на территории СССР
Взрывы на выброс
Это создание каналов, водохранилищ, гаваней и так далее. В чем экономичность таких работ? В небольшом шарике сосредоточена огромная энергия. И получается, что на единицу объема стоимость ядерного взрыва намного меньше, чем у обычной взрывчатки. При этом заряд сделан таким образом, что при увеличении мощности стоимость его не растет. Низкая стоимость заложения снаряда: для обычной взрывчатки нужно создавать штольни, строить сооружения. Для заложения ядерного заряда можно использовать обычные исследовательские скважины. Обычно стоимость заряда меньше, чем бурение скважины.
Чаган
Первым в СССР экспериментом по использованию энергии ядерного взрыва в мирных целях был подземный взрыв на выброс в 1965 году на берегу речки Чаган в 80 км к западу от Семипалатинска для создания водоема большой вместимости. Мощность заряда 140 килотонн. Глубина заложения заряда 180 м. В результате взрыва образовалась воронка диаметром 520 м и глубиной 90 м.
Вверх на огромную высоту взлетели куски гранита весом в десятки тонн, после чего образовался всем хорошо знакомый гриб, поднимающийся вверх и сносимый ветром. Обломки скальных пород и земля перекрыли русло реки Чаган, и образовалась гигантская воронка диаметром 400 м и глубиной 100 м. «Такого красивого зрелища от ядерного взрыва я ранее не видел, хотя и повидал немало ядерных взрывов в воздухе», – вспоминал впоследствии Иван Турчин, один из опытнейших испытателей Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики.
после :
По замыслам советских ученых, такие воронки от ядерных взрывов должны были в скором времени покрыть территорию засушливых среднеазиатских районов – только для Казахстана требовалось создать примерно сорок водоемов общим объемом до 120–140 млн. м3. Исследование показало, что для аккумуляции весенних стоков в долинах рек можно создать емкости в виде глубоких воронок, каждая из которых способна вместить до 3–5 млн. м3 воды при незначительном зеркале испарения. Задержанная с помощью воронок вода могла быть использована для нужд энергетики, орошения и предотвращения засоления Каспийского, Аральского и Азовского морей.
На протяжении нескольких лет в озеро Чаган было заселено 36 видов рыб (в том числе даже амазонские пираньи). Почти все эти виды были нехарактерны для местной фауны, и 90 % организмов погибло. У оставшихся в живых было отмечено аномальное количество мутаций и изменение внешнего вида у потомства (например, пресноводный рак чрезвычайно увеличился в размерах). В 1974 году опытную станцию закрыли.
Радиоактивное загрязнение воды озера на конец 90–х гг. оценивалось в 300 пикокюри/литр (предельно допустимый уровень загрязнения воды по суммарной радиоактивности альфа–частиц составляет 15 пикокюри/литр). До сих пор озеро используется для водопоя скота.
Так выглядит земля через 20 лет после проведения подземного ядерного взрыва в 20 км от его эпицентра
Куэльпор
В начале семидесятых годов ученые запланировали подземную разработку месторождений северной части Хибин (районы Куэльпор и Партомчорр). Руды здесь относительно бедные. Чтобы их освоение оказалось экономически выгодным, потребовались новые технологии. И тогда специалисты одного из оборонных НИИ предложили вести отбойку руды с помощью ядерных взрывов. Экспериментальные взрывы на руднике Куэльпор были проведены в 1972 и 1984 годах. Они получили кодовые названия «Днепр-1» и «Днепр-2».
Ядерное взрывное устройство с энерговыделением 2,1 кт было применено для дробления руды. Это был взрыв «Днепр–1», произведенный в Мурманской области в 1972 г. Чтобы максимально снизить загрязнение руды продуктами взрыва, взрывное устройство было размещено за пределами подвергаемого дроблению блока руды, то есть на границе рудного тела и покрывающих пород. Заряд был дополнительно экранирован слоем карбида бора. Полученные экспериментальные данные подтвердили расчетную эффективность использования ядерных взрывов для дробления рудных тел.
В Мурманской области в 1984 г. был произведен еще один взрыв для отбойки руды («Днепр–2»), но это уже был групповой взрыв двух ЯВУ с энерговыделением 1,8 кт каждый. В этом эксперименте был использован эффект столкновения ударных волн, что существенно увеличивало выход руды.
Гора, образовавшаяся в результате взрыва
За более чем 20-летний период наблюдения за состоянием вод на объекте «Днепр» не было зафиксировано случаев превышения допустимой концентрации в рудничной воде стронция-90, цезия-137 и плутония-239
Переброска рек взрывом
Все помнят про пресловутые проекты переброски северных рек, но мало кто знает, какими методами планировалось их осуществлять. Одним из самых эффективных считался метод ядерных взрывов. 21 октября 1968 года на Семипалатинском полигоне был проведен промышленный взрыв «Телькем», целью которого было изучение экскавационного действия ядерного взрыва в целях прокладки канала. Для проведения взрыва был выбран ранее разработанный во ВНИИТФ заряд небольшой мощности в 0,24 кт, заложенный на глубину 31 м. Взрыв привел к образованию воронки диаметром 80 м и глубиной 20 м. 12 ноября 1968 года в этих же целях был проведен второй взрыв «Телькем-2» с одновременным подрывом уже трех ядерных зарядов, аналогичных использованному в опыте «Телькем», заложенных через каждые 40 м. В результате взрыва образовалась выемка в виде траншеи длиной 140 м, шириной 70 м и глубиной 16 м. «Телькем-2» был модельным взрывом для прокладки реального канала «Печора–Колва» с целью переброски вод Печоры в Каспийское море. Настала пора переходить от экспериментов к практике.
23 марта 1971 года на проектируемой трассе Печоро-Колвинского канала в Пермской области в 100 км северо-западнее города Красновишерска раздался мощный строенный взрыв – это сработали три ядерных заряда мощностью 15 кт каждый (напомним, такая же мощность была у бомбы, сравнявшей с землей Хиросиму), закопанных на расстоянии 162–167 м друг от друга на глубине 127 м. В результате взрыва образовался канал длиной 700 м, шириной 340 м и глубиной от 10 до 15 м с устойчивыми бортами с углом откоса 8–10 градусов.
Гашение мощных и неуправляемых газовых и нефтяных фонтанов
С помощью ядерных взрывов тушили неуправляемые газовые фонтаны, в которых сгорали ежедневно миллионы кубометров газа. Впервые в мире газовый фонтан был потушен с помощью ядерного взрыва в 1966 году на месторождении Урта-Булак в Узбекистане.
Создание подземных хранилищ
Камуфлетный взрыв – взрыв, произведенный столь глубоко под землей, что полость взрыва не сообщается с земной поверхностью. Было проведено 15 взрывов под Астраханью, 6 взрывов под Уральском для создания хранилищ газового конденсата.
Возле газовых месторождений можно увидеть горящие факелы – это газоконденсат (ценное топливо, мотористы заливают его в машины и ездят). Газ после очистки идет в газопроводы, а газоконденсат девать некуда, когда емкости заполнены. Поэтому его и сжигают. Емкости дорогие и они занимают много места, иногда взрываются. Наземные емкости «газят» через клапаны, выбрасывая в атмосферу конденсат. На глубине километра с помощью ядерного взрыва создаются пустоты в соляных пластах. Такой взрыв полностью исключает попадание радиоактивных продуктов на поверхность. При взрыве с температурой миллионы градусов образуется газовый пузырь – все там испаряется. Пузырь расширяется, его окружает расплавленная порода и по мере остывания образуется полость. Все радиоактивные вещества остаются в ней. Все радиоактивные осколки стекают на дно полости, затем эту линзу расплава покрывают расплавленные горные породы, причем защита достигает 10 метров!
Глубинное сейсмическое зондирование земной коры
Для поиска полезных ископаемых геологи делают профили с помощью серий взрывов. Взрывы регистрируются сейсмографами, по которым определяется строение земной коры. Но для этого нужно прорубить тайгу на сотни километров и через каждые 20 километров пробурить скважину, в которую устанавливается небольшой заряд. Заряд слабый, поэтому результаты исследований не очень достоверны. Кроме того, таким способом невозможно глубоко зондировать земную кору. Иная картина при ядерном взрыве. Заряд опускается на глубину от 500 до 700 метров – это делается для того, чтобы радиоактивные вещества не попадали чрез грунтовые воды на поверхность. На профиле приблизительно 3000 км расставляются сейсмографы, и на нем проводится 3-4 взрыва. Были проведены профили по Сибири. Благодаря этому, приблизительно в 100 раз сократился объем геологических исследований.
Взрывы по целям:
Создание подземных емкостей и хранилищ для создания запаса полезных ископаемых — 42 взрыва,
Глубинное сейсмическое зондирование земной коры, для выявления залежей полезных ископаемых — 39 взрывов,
Интенсификация добычи газа и нефти — 21 взрыв,
Экскавационные эксперименты (выемка и перемещение огромных объёмов породы и грунта) — 6 взрывов,
Ликвидация аварийных газовых фонтанов — 5 взрывов,
Образование провальных воронок (воронок от взрывов) — 3 взрыва,
Захоронение жидких токсичных отходов (перекрытие взрывом путей отхода сопутствующим добычи ископаемых вредных отходов не поддающихся очистке) — 2 взрыва
Дробление руды — 2 взрыва,
Предупреждение внезапных выбросов угольной пыли и метана (специализированный взрыв для нужд угледобычи) — 1 взрыв,
Создание плотины-хвостохранилища путем рыхления породы (специализированный взрыв для нужд нефтедобычи) — 1 взрыв.
Подробности об этих взрывах читайте в вышеупомянутой Википедии, статья называется «Мирные ядерные взрывы в СССР».
Ядерные взрывы для сейсмозондирования территории СССР
Из десятков взрывов был и неудачный. В Якутии скважину не цементировали и газы вырвались наружу. Эта неудача подорвала доверие к атомщикам. С 1986 года на любые ядерные взрывы наложен мораторий.
МИРНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ В США.
Программа использования мирных ядерных взрывов на территории США на зывалась «Операция Плаушер» (Operation Plowshare). Она была запущена в 1957 году, свернута в 1973 году. В рамках программы было осуществлено 27 взрывов на территории трёх штатов США.
В июне 1950 года в одной из газет США печатается научная статья молодого физика из Лос-Аламоса, в которой рассматривается возможность прокладки каналов, дробления руды, разрушения айсбергов и осуществление прочих мирных целей при помощи энергии вырабатываемой атомными взрывами, с этого момента идея использования мирного атома находит последователей среди научных кругов и рядовых обывателей. В 1957 году в США объявлен старт программы «Плаушер» (в переводе — «Плуг»), согласно которой при помощи промышленных ядерных взрывов планируется создать железнодорожную насыпь в горах Бристоль (пустыня Мохаве), развернуть добычу нефти в Канаде, соорудить глубоководную гавань в Австралии.
В 1961 году в штате Нью-Мехико в рамках программы на глубине 350 метров подрывают первый мирный ядерный заряд, в результате взрыва образовывается огромная подземная полость, в которой предполагается хранить газ, но эксперимент оканчивается скандалом: вырвавшееся из под земли радиоактивное облако накрывает пересечение двух важных шоссейных дорог, движение на них временно перекрывается. В 1962 году в штате Невада производится следующий взрыв, в результате взрыва образуется огромная воронка. В дальнейшем при помощи таких зарядов планируется рыть котлованы и строить морские гавани, однако и этот взрыв сопровождается скандалом: в радиусе 300 километров от эпицентра взрыва фиксируется выпадание опасных радиоактивных осадков.
дальнейшем Эдвард Теллер создает водородную бомбу и выдвигает идею глобального проекта создания крупной морской гавани на Аляске, но категорически против его осуществления встает коренное население Аляски. В результате протестов проект свертывается. Следующей глобальной идеей была прокладка второго Панамского канала. Для прокладки канала, согласно плану, требуется от 10 до 14 лет и 302 ядерных взрыва. Однако под воздействием прессы, выдвинувшей опасение относительно полной расцепки двух континентов в результате вероятного разрушения Панамского перешейка, что повлечет за собой глобальную сверхкатастрофу, в 1970 году проект закрывают. В начале 1970-х годов проводится ряд экспериментов на газовых и нефтяных месторождениях, однако конкуренты атомщиков выступили в прессе с предположением, что зараженный радиацией газ попадет в общую сеть и таким образом окажется в доме каждого американца, после этого эксперименты были прекращены.
В 1973 году проект «Плаушер» признается бесперспективным и закрывается. Одной из причиной закрытия проекта стала невозможность проведения испытаний на территории чьей-либо частной собственности, так как государство не могло навязывать испытания владельцам земель, а доказать целесообразность испытаний у государства не получилось. Второй причиной явилась экологическая небезопасность программы: на территории США образовалось несколько зон радиоактивного заражения.В СССР также «баловались» мирным атомом, причём с гораздо большим успехом.
Эффективность мирных атомных взрывов
Мирные атомные взрывы были относительно эффективны и оправданны при ликвидации аварийных выбросов на газовых скважинах. Авария, которую обычными средствами не удавалось обуздать месяцами и даже годами, сама по себе наносила колоссальный экологический ущерб, и тут уж выбиралось меньшее из двух зол.
Бесспорно, атомные взрывы оказались неприемлемы для строительных работ на поверхности земли (сооружение каналов, водохранилищ, насыпных плотин и т.д.) – радиоактивное заражение местности, пусть даже небольшое, не оправдывает достигаемых целей.
Что касается прочих путей применения подземных атомных взрывов в мирных целях – сторонники и противники спорят об их эффективности. На взгляд беспристрастного наблюдателя, экономическая польза от этих взрывов не столь высока, чтобы оправдать негативные последствия такой технологии. Судите сами.
Считается, что в проблемных нефтяных месторождениях удаётся добыть традиционными способами лишь 35% имеющейся там нефти. Тогда как подземный атомный взрыв, создающий огромные трещины в недрах, увеличивает прогнозируемый выход нефти до 70%. И в первое время после взрыва выход нефти из скважин действительно существенно возрастал. Однако если оценить более продолжительный период (несколько лет), то, по мнению ряда экспертов, средний прирост эффективности при такой добыче нефти составляет не более 10-15%.
Не дало ожидаемого эффекта и «выдавливание» метана из угольных пластов для предотвращения аварий на шахтах. По сведениям украинских источников, очередная авария на угольной шахте, связанная со скоплением метана, произошла в Донбассе уже полгода спустя после профилактического атомного взрыва.
Почти два десятка гигантских подземных газо- и нефтехранилищ, сооружённых в пластах каменной соли с помощью атомных взрывов, с течением времени не только накапливают радиоактивный рассол, но и выдавливают его к поверхности земли, что может ухудшить радиационную обстановку. Некоторые из этих ёмкостей уже пришлось замуровать.
Атомные взрывы в целях сейсморазведки, действительно, помогли в поиске новых нефтегазовых месторождений и изучении строения земной коры. Однако высказаны серьёзные опасения, что они повлияли на тектонические процессы, а порою даже «подтолкнули» нежелательную сейсмическую активность.
Место, где был произведён подземный атомный взрыв, фактически становится захоронением радиоактивных отходов. Правда, оно скрыто в земной толще на глубине 1-2 км (хотя было зафиксировано 5 неудачных случаев, когда при подземном взрыве его продукты сразу же вырывались на поверхность). Но со временем подвижки земной коры, грунтовые воды, подверженные коррозии трубы и обсадные колонны могут вызвать распространение радионуклидов. Поэтому места взрывов определены законодательством как ядерные установки в стадии вывода из эксплуатации, что требует долговременного расходования средств для контроля за их состоянием и поддержания в надёжной изоляции. Возникает и вопрос специального «атомного» лицензирования для топливно-энергетических компаний, которые связаны с эксплуатацией этого месторождения или хранилища.
Необходимо отметить, что для мирных ядерных взрывов разрабатывались и термоядерные заряды, более «чистые» в плане радиоактивных последствий. Однако инициатором термоядерной реакции в любом случае оставался атомный взрыв – реакция деления тяжёлых ядер урана или плутония, являющаяся основным «загрязнителем» места взрыва долгоживущими изотопами.
Таким образом, технология промышленных атомных взрывов оказалась низкорентабельной в долгосрочной перспективе. Поэтому, хотя в международных договорах закладывалась возможность возврата к обсуждению темы атомных взрывов в мирных целях (с разработкой специальной процедуры контроля), на деле такую инициативу не выдвинет никто. Образно выражаясь, «овчинка» не стоит выделки.
Энергия атома может и непременно будет использоваться в нефте- и газодобыче. В частности, «Центр исследований и проектных разработок средств освоения ресурсов морей и океанов ЦНИИ судостроения» среди вариантов освоения Штокмановского месторождения в Баренцевом море рассматривает использование плавучей или даже первой подводной АЭС.
Но атомная энергия будет участвовать в добыче углеводородов только в виде вырабатываемого электричества и промышленного тепла, а не технологии мирных атомных взрывов.
[источники]
источники
http://www.energyland.info/news-show-neft_gaz-atom-9666
http://ekimoff.ru/178/
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D1%83%D1%88%D0%B5%D1%80
http://www.energyland.info/news-show-neft_gaz-atom-9666
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/888.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E8%F0%ED%FB%E5_%FF%E4%E5%F0%ED%FB%E5_%E2%E7%F0%FB%E2%FB_%E2_%D1%D1%D1%D0
И еще немного интересного про атом: вот к примеру Ядерный миномет, а вот Атомные самолеты США. и СОВЕТСКИЙ АТОМНЫЙ САМОЛЕТ , ну и помните мы обсуждали ПОТЕРЯННЫЕ АТОМНЫЕ БОМБЫ ?
masterok.livejournal.com