Что такое ядерная бомба – как действует, новое атомное оружие России, первое испытание в СССР, мощность взрыва и радиус поражения

Водородная против атомной. Что нужно знать о ядерном оружии | Futurist

Автор: Кристина Чернова |  26 сентября 2017, 18:00

Северная Корея угрожает США испытаниями сверхмощной водородной бомбы в Тихом океане. Япония, которая может пострадать из-за испытаний, назвала планы КНДР абсолютно неприемлемыми. Президенты Дональд Трамп и Ким Чен Ын ругаются в интервью и говорят об открытом военном конфликте. Для тех, кто не разбирается в ядерном оружии, но хочет быть в теме, «Футурист» составил путеводитель.

Как работает ядерное оружие?

Как и в обычной динамитной шашке, в ядерной бомбе используется энергия. Только высвобождается она не в ходе примитивной химической реакции, а в сложных ядерных процессах. Существует два основных способа выделения ядерной энергии из атома. В

ядерном делении ядро ​​атома распадается на два меньших фрагмента с нейтроном. Ядерный синтез – процесс, с помощью которого Солнце вырабатывает энергию – включает объединение двух меньших атомов с образованием более крупного. В любом процессе, делении или слиянии выделяются большие количества тепловой энергии и излучения. В зависимости от того, используется деление ядер или их синтез, бомбы делятся на ядерные (атомные) и термоядерные.

А можно поподробнее про ядерное деление?

Взрыв атомной бомбы над Хиросимой (1945 г)

Как вы помните, атом состоит из трех типов субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Центр атома, называемый

ядром, состоит из протонов и нейтронов. Протоны положительно заряжены, электроны – отрицательно, а нейтроны вообще не имеют заряда. Отношение протон-электрон всегда один к одному, поэтому атом в целом имеет нейтральный заряд. Например, атом углерода имеет шесть протонов и шесть электронов. Частицы удерживаются вместе фундаментальной силой – сильным ядерным взаимодействием.

Свойства атома могут значительно меняться в зависимости от того, сколько различных частиц в нем содержится. Если изменить количество протонов, у вас будет уже другой химический элемент. Если же изменить количество нейтронов, вы получите изотоп того же элемента, что у вас в руках. Например, углерод имеет три изотопа: 1) углерод-12 (шесть протонов + шесть нейтронов), стабильную и часто встречающуюся форму элемента, 2) углерод-13 (шесть протонов + семь нейтронов), который является стабильным, но редким и 3) углерод-14 (шесть протонов + восемь нейтронов), который является редким и неустойчивым (или радиоактивным).

Большинство атомных ядер стабильны, но некоторые из них неустойчивы (радиоактивны). Эти ядра спонтанно излучают частицы, которые ученые называют радиацией. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Существует три типа распада:

Альфа-распад: ядро ​​выбрасывает альфа-частицу – два протона и два нейтрона, связанных вместе. Бета-распад: нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино. Выброшенный электрон является бета-частицей. Спонтанное деление: ядро распадается на несколько частей и выбрасывает нейтроны, а также излучает импульс электромагнитной энергии – гамма-луч. Именно последний тип распада используется в ядерной бомбе. Свободные нейтроны, выброшенные в результате деления, начинают цепную реакцию, которая высвобождает колоссальное количество энергии.

Из чего делают ядерные бомбы?

Их могут делать из урана-235 и плутония-239. Уран в природе встречается в виде смеси трех изотопов: ²³⁸U (99,2745 % природного урана), ²³⁵U (0,72 %) и ²³⁴U (0,0055 %). Наиболее распространенный ²³⁸U не поддерживает цепную реакцию: на это способен лишь ²³⁵U. Чтобы достичь максимальной мощности взрыва, необходимо, чтобы содержание ²³⁵U в «начинке» бомбы составляло не менее 80%. Поэтому уран приходится искусственно обогащать. Для этого смесь урановых изотопов разделяют на две части так, чтобы в одной из них оказалось больше ²³⁵U.

Обычно при разделении изотопов остается много обедненного урана, не способного вступить в цепную реакцию – но есть способ заставить его это сделать. Дело в том, что плутоний-239 в природе не встречается. Зато его можно получить, бомбардируя нейтронами ²³⁸U.

Как измеряется их мощность?

​Мощность ядерного и термоядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения аналогичного результата. Она измеряется в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Мощность сверхмалых ядерных боеприпасов составляет менее 1 кт, в то время как сверхмощные бомбы дают более 1 Мт.

Мощность советской «Царь-бомбы» составляла по разным данным от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, мощность термоядерной бомбы, которую в начале сентября испытала КНДР, составила около 100 килотонн.

Кто создал ядерное оружие?

Американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс

В 1930-х годах итальянский физик Энрико Ферми продемонстрировал, что элементы, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, могут быть преобразованы в новые элементы. Результатом этой работы стало обнаружение

медленных нейтронов, а также открытие новых элементов, не представленных на периодической таблице. Вскоре после открытия Ферми немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман бомбардировали уран нейтронами, в результате чего образовался радиоактивный изотоп бария. Они пришли к выводу, что низкоскоростные нейтроны заставляют ядро ​​урана разрываться на две более мелкие части.

Эта работа взбудоражила умы всего мира. В Принстонском университете Нильс Бор работал с Джоном Уилером для разработки гипотетической модели процесса деления. Они предположили, что уран-235 подвергается делению. Примерно в то же время другие ученые обнаружили, что процесс деления привел к образованию еще большего количества нейтронов. Это побудило Бора и Уилера задать важный вопрос: могли ли свободные нейтроны, созданные в результате деления, начать цепную реакцию, которая высвободила бы огромное количество энергии? Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик

Фредерик Жолио-Кюри. Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия.

Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс. В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала — урана-235 и плутония-239. Одну бомбу, плутониевую «Штучку», взорвали на испытаниях, а еще две, уранового «Малыша» и плутониевого «Толстяка» сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки.

Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел?

Термоядерная бомба основана на реакции ядерного синтеза. В отличие от ядерного деления, которое может проходить как самопроизвольно, так и вынужденно, ядерный синтез невозможен без подвода внешней энергии. Атомные ядра заряжены положительно — поэтому они отталкиваются друг от друга. Эта ситуация называется кулоновским барьером. Чтобы преодолеть отталкивание, необходимо разогнать эти частицы до сумасшедших скоростей. Это можно осуществить при очень высокой температуре — порядка нескольких миллионов кельвинов (отсюда и название). Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся (проходят в недрах звезд), управляемые и неуправляемые или взрывные – они используются в водородных бомбах.

Статья по теме

Северная Корея опубликовала видео успешных испытаний баллистической ракеты

Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам, сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков

Андрея Сахарова и Юлия Харитона. Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать». В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля.

Из чего делают термоядерные бомбы?

Если вы думали, что водородные и термоядерные бомбы — это разные вещи, вы ошибались. Эти слова синонимичны. Именно водород (а точнее, его изотопы — дейтерий и тритий) требуется для проведения термоядерной реакции. Однако есть сложность: чтобы взорвать водородную бомбу, необходимо сначала в ходе обычного ядерного взрыва получить высокую температуру — лишь тогда атомные ядра начнут реагировать. Поэтому в случае с термоядерной бомбой большую роль играет конструкция.

Широко известны две схемы. Первая — сахаровская «слойка». В центре располагался ядерный детонатор, который был окружен слоями дейтерида лития в смеси с тритием, которые перемежались со слоями обогащенного урана. Такая конструкция позволяла достичь мощности в пределах 1 Мт. Вторая — американская схема Теллера — Улама, где ядерная бомба и изотопы водорода располагались раздельно. Выглядело это так: снизу — емкость со смесью жидких дейтерия и трития, по центру которой располагалась «свеча зажигания» — плутониевый стержень, а сверху — обычный ядерный заряд, и все это в оболочке из тяжелого металла (например, обедненного урана). Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве, вызывают в урановой оболочке реакции деления атомов и добавляют энергию в общую энергию взрыва. Надстраивание дополнительных слоев дейтерида лития урана-238 позволяет создавать снаряды неограниченной мощности. В 1953 году советский физик Виктор Давиденко случайно повторил идею Теллера — Улама, и на ее основе Сахаров придумал многоступенчатую схему, которая позволила создавать оружие небывалых мощностей. Именно по такой схеме работала «Кузькина мать».

Какие еще бомбы бывают?

Еще бывают нейтронные, но это вообще страшно. По сути, нейтронная бомба — это маломощная термоядерная бомба, 80% энергии взрыва которой составляет радиация (нейтронное излучение). Это выглядит как обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок с изотопом бериллия — источником нейтронов. При взрыве ядерного заряда запускается термоядерная реакция. Этот вид оружия разрабатывал американский физик Сэмюэль Коэн. Считалось, что нейтронное оружие уничтожает все живое даже в укрытиях, однако дальность поражения такого оружия невелика, так как атмосфера рассеивает потоки быстрых нейтронов, и ударная волна на больших расстояниях оказывается сильнее.

А как же кобальтовая бомба?

Нет, сынок, это фантастика. Официально кобальтовых бомб нет ни у одной страны. Теоретически это термоядерная бомба с оболочкой из кобальта, которая обеспечивает сильное радиоактивное заражение местности даже при сравнительно слабом ядерном взрыве. 510 тонн кобальта способны заразить всю поверхность Земли и уничтожить все живое на планете. Физик Лео Силард, описавший эту гипотетическую конструкцию в 1950 году, назвал ее «Машиной судного дня».

Что круче: ядерная бомба или термоядерная?

Натурный макет «Царь-бомбы»

Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. Ее мощность взрыва намного превосходит атомную и ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. При термоядерной реакции на каждый нуклон (так называются составляющие ядра, протоны и нейтроны) выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции. К примеру, при делении ядра урана на один нуклон приходится 0,9 МэВ (мегаэлектронвольт), а при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ.

Как бомбы доставляют до цели?

Статья по теме

Северная Корея vs США: возможно ли примирение? Мнение историка

Поначалу их сбрасывали с самолетов, однако средства противовоздушной обороны постоянно совершенствовались, и доставлять ядерное оружие таким образом оказалось неразумным. С ростом производства ракетной техники все права на доставку ядерного оружия перешли к баллистическим и крылатым ракетам различного базирования. Поэтому под бомбой теперь подразумевается не бомба, а боеголовка.

Есть мнение, что северокорейская водородная бомба слишком большая, чтобы ее можно было установить на ракете — поэтому, если КНДР решит воплотить угрозу в жизнь, ее повезут на корабле к месту взрыва.

Каковы последствия ядерной войны?

Хиросима и Нагасаки — это лишь малая часть возможного апокалипсиса. ​Например, известна гипотеза «ядерной зимы», которую выдвигали американский астрофизик Карл Саган и советский геофизик Георгий Голицын. Предполагается, что при взрыве нескольких ядерных боезарядов (не в пустыне или воде, а в населенных пунктах) возникнет множество пожаров, и в атмосферу выплеснется большое количество дыма и сажи, что приведет к глобальному похолоданию. Гипотезу критикуют, сравнивая эффект с вулканической активностью, которая оказывает незначительный эффект на климат. Кроме того, некоторые ученые отмечают, что скорее наступит глобальное потепление,чем похолодание — впрочем, обе стороны надеются, что мы этого никогда не узнаем.

Разрешено ли использовать ядерное оружие?

После гонки вооружений в XX веке страны одумались и решили ограничить использование ядерного оружия. ООН были приняты договоры о нераспространении ядерного оружия и запрещении ядерных испытаний (последний не был подписан молодыми ядерными державами Индией, Пакистаном, и КНДР). В июле 2017 года был принят новый договор о запрещении ядерного оружия.

«Каждое государство-участник обязуется никогда и ни при каких обстоятельствах не разрабатывать, не испытывать, не производить, не изготавливать, не приобретать иным образом, не иметь во владении и не накапливать ядерное оружие или другие ядерные взрывные устройства,» — гласит первая статья договора.

Однако документ не вступит в силу до тех пор, пока его не ратифицируют 50 государств.

Понравилась статья?

Поделись с друзьями!

  Поделиться 0   Поделиться 0   Твитнуть 0

Подпишись на еженедельную рассылку

futurist.ru

Атомная бомба ядерное оружие | Двигатель прогресса

June 10, 2012

Как устроена атомная бомба

История создания атомной бомбы, и в частности оружия, начинается в 1939 году, с открытия, сделанного Жолио Кюри. Именно с этого момента ученые осознали, что цепная реакция урана может стать не только источником огромной энергии, но и страшным оружием. И так, в основе устройства атомной бомбы лежит использование ядерной энергии, которая выделяется при цепной ядерной реакции.

Последнее подразумевает процесс деления тяжелых ядер или синтеза легких ядер. В результате чего, атомная бомба является оружием массового поражения, за счет того, что в кратчайший промежуток времени происходит выделение огромного количества внутриядерной энергии в небольшом пространстве. При том входе данного процесса принято выделять два ключевых места.

Первое, это центр ядерного взрыва, где непосредственно протекает данный процесс. И, второе, это эпицентр, который по своей сути представляет проекцию самого процесса на поверхность (землю или воду). Также ядерный взрыв высвобождает такое количество энергии, что при ее проекции на землю появляются сейсмический толчки. И дальность распространения подобных колебаний невероятно велика, хотя ощутимый урон окружающей среде они наносят лишь на расстоянии всего нескольких сотен метров.

Далее стоит отметить, что ядерный взрыв сопровождается и высвобождением большого количества тепла и света, которые и образует яркую вспышку. Причем по своей мощности она превышает во множество раз мощность лучей солнца. Таким образом, поражение светом и теплом можно получить на расстоянии даже нескольких километров.

Но одним высоко опасным типом поражения атомной бомбы является радиация, которая образуется при ядерном взрыве. Длительность воздействия этого явления невысока, и составляет в среднем 60 секунд, вот только проникающая способность этой волны поражает.

Что касается устройства атомной бомбы, то она включает в себя целый ряд различных компонентов. Как правило, выделяют два основных элемента данного типа оружия: корпус и систему автоматики.

В корпусе находится ядерный заряд и автоматика, и именно он выполняют защитную функцию по отношению к различным видам воздействия (механического, теплового и так далее). А роль системы автоматики заключается в том, чтобы взрыв произошел в четко заданное время, а не раньше или позже. Состоит система автоматики из таких систем как: аварийный подрыв; предохранения и взведения; источник питания; датчики подрыва и подрыва заряда.

А вот доставляются атомные бомбы с помощью баллистических, крылатых и зенитных ракет. Т.е. ядерные боеприпасы могут являться элементом авиабомбы, торпеда, фугаса и так далее.

И даже системы детонирования для атомной бомбы могут быть разными. Одной из наиболее простых систем является инжекторная, когда толчком для ядерного взрыва становится попадания снаряда в цель, с последующим образованием сверхкритической массы. Именно к такому типу атомных бомб относилась первая взорванная бомба над Хиросимой в 1945 году, содержащая уран. В отличие от нее, бомба, сброшенная на Нагасаки в том же году, была плутониевая.

После такой яркой демонстрации мощности и силы атомного оружия, оно моментально попало в разряд самого опасного средства массового поражения. Говоря о типах атомного оружия, следует упомянуть, что они определяются размером калибра. Так, в настоящий момент выделяют три основных калибра для данного оружия, это малый, крупный и средний. Мощность взрыва, чаще всего, характеризуют тротиловым эквивалентом. Так, например, малый калибр атомного оружия подразумевает мощность заряда, равной нескольким тысячам тонн тротила. А более мощное атомное оружие, точнее средний калибр, составляет уже десятки тысяч тонн тротила, и, наконец, последний уже измеряется в миллионах. Но при этом не стоит путать понятие атомного и водородного оружия, которое в целом и называют ядерным оружием. Основное отличие атомного оружия от водородного, это реакция деления ядер ряда тяжелых элементов, таких как плутоний и уран. А водородное оружие подразумевает процесс синтеза ядер атомов одного элемента в другой, т.е. гелия из водорода.

Первое испытание атомной бомбы

Первое испытание атомного оружия было проведено американскими вооруженными силами 16 июля 1945 года в местечке под названием Алмогордо, показавшее всю мощь атомной энергии. После чего, атомные бомбы, имеющиеся у сил США, были погружены на военный корабль и отправлены к берегам Японии. Отказ правительства Японии от мирного диалога позволил в действии показать всю мощь атомного оружия, жертвами которого сначала стал город Хиросима, а чуть позднее Нагасаки. Так, 6 августа 1945 года впервые атомное оружие было применено на мирных жителях, в результате чего город практически был стерт в лица земли ударными волнами. Больше половины жителей города погибли впервые дни атомной атаки, и составило в общем, около двухсот сорока тысяч человек. А спустя всего четыре дня, военную базу США покинули сразу два самолета с опасным грузом на борту, целями которых были Кокура и Нагасаки. И если Кокура, охваченная непроглядным дымом представляла собой трудную цель, то в Нагасаки цель была поражена. В конечном счете, от атомной бомбы в Нагасаки в первые дни погибло 73 тысячи человека от полученных повреждений и облучения к этим жертвам добавился список уже в тридцать пять тысяч человек. При этом смерть последних жертв была довольно мучительной, так как действие радиации невероятно губительно.

Факторы поражения атомного оружия

Таким образом, атомное оружие имеет несколько типов поражения; светового, радиоактивного, ударная волна, проникающая радиация и электромагнитный импульс. При образовании светового излучения после взрыва ядерного оружия, которое позднее превращается в губительное тепло. Далее наступает очередь радиоактивного заражения, которое опасно лишь впервые часы после взрыва. Ударную волну принято считать наиболее опасным этапом ядерного взрыва, ведь она в считанные секунды наносит огромный вред различным строениям, техники и людям. А вот проникающая радиация очень опасна для человеческого организма, и нередко становится причиной лучевой болезни. Электромагнитный импульс поражает технику. В совокупности все это и делает очень опасным атомное оружие.

lab-37.com

Атомная бомба | Журнал Популярная Механика

В конце концов вещество все же разлетается, прекращается деление, но процесс на этом не завершается: энергия перераспределяется между ионизованными осколками разделившихся ядер и другими испущенными при делении частицами. Их энергия — порядка десятков и даже сотен МэВ, но только электрически нейтральные гамма-кванты больших энергий и нейтроны имеют шансы избежать взаимодействия с веществом и «ускользнуть». Заряженные же частицы быстро теряют энергию в актах столкновений и ионизаций. При этом испускается излучение — правда, уже не жесткое ядерное, а более мягкое, с энергией на три порядка меньшей, но все же более чем достаточной, чтобы выбить у атомов электроны — не только с внешних оболочек, но и вообще все. Мешанина из голых ядер, ободранных с них электронов и излучения с плотностью в граммы на кубический сантиметр (попытайтесь представить, как хорошо можно загореть под светом, приобретшим плотность алюминия!) — все то, что мгновение назад было зарядом, — приходит в некое подобие равновесия. В совсем молодом огненном шаре устанавливается температура порядка десятков миллионов градусов.

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.

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».

Нейтронное инициирование

Внимательные читатели могут с карандашом в руках прикинуть энерговыделение при взрыве. При времени нахождения сборки в сверхкритическом состоянии порядка микросекунд, возрасте нейтронов порядка пикосекунд и коэффициенте размножения менее 2 выделяется около гигаджоуля энергии, что эквивалентно… 250 кг тротила. А где же кило- и мегатонны?

---

Нейтроны — медленные и быстрые

В неделящемся веществе, «отскакивая» от ядер, нейтроны передают им часть своей энергии, тем большую, чем легче (ближе им по массе) ядра. Чем в большем числе столкновений поучаствовали нейтроны, тем более они замедляются, и, наконец, приходят в тепловое равновесие с окружающим веществом — термализуются (это занимает миллисекунды). Скорость тепловых нейтронов — 2200 м/с (энергия 0,025 эВ). Нейтроны могут ускользнуть из замедлителя, захватываются его ядрами, но с замедлением их способность вступать в ядерные реакции существенно возрастает, поэтому нейтроны, которые «не потерялись», с лихвой компенсируют убыль численности.
Так, если шар делящегося вещества окружить замедлителем, многие нейтроны покинут замедлитель или будут поглощены в нем, но будут и такие, которые вернутся в шар («отразятся») и, потеряв свою энергию, с гораздо большей вероятностью вызовут акты деления. Если шар окружить слоем бериллия толщиной 25 мм, то, можно сэкономить 20 кг U235 и все равно достичь критического состояния сборки. Но за такую экономию платят временем: каждое последующее поколение нейтронов, прежде чем вызвать деление, должно сначала замедлиться. Эта задержка уменьшает число поколений нейтронов, рождающихся в единицу времени, а значит, энерговыделение затягивается. Чем меньше делящегося вещества в сборке, тем больше требуется замедлителя для развития цепной реакции, а деление идет на все более низкоэнергетичных нейтронах. В предельном случае, когда критичность достигается только на тепловых нейтронах, например — в растворе солей урана в хорошем замедлителе — воде, масса сборок — сотни граммов, но раствор просто периодически вскипает. Выделяющиеся пузырьки пара уменьшают среднюю плотность делящегося вещества, цепная реакция прекращается, а, когда пузырьки покидают жидкость — вспышка делений повторяется (если закупорить сосуд, пар разорвет его — но это будет тепловой взрыв, лишенный всех типичных «ядерных» признаков).

Дело в том, что цепь делений в сборке начинается не с одного нейтрона: в нужную микросекунду их впрыскивают в сверхкритическую сборку миллионами. В первых ядерных зарядах для этого использовались изотопные источники, расположенные в полости внутри плутониевой сборки: полоний-210 в момент сжатия соединялся с бериллием и своими альфа-частицами вызывал нейтронную эмиссию. Но все изотопные источники слабоваты (в первом американском изделии генерировалось менее миллиона нейтронов за микросекунду), а полоний уж очень скоропортящийся — всего за 138 суток снижает свою активность вдвое. Поэтому на смену изотопам пришли менее опасные (не излучающие в невключенном состоянии), а главное — излучающие более интенсивно нейтронные трубки (см. врезку): за несколько микросекунд (столько длится формируемый трубкой импульс) рождаются сотни миллионов нейтронов. А вот если она не сработает или сработает не вовремя, произойдет так называемый хлопок, или «пшик» — маломощный тепловой взрыв.

www.popmech.ru

Ядерная бомба — это… Что такое Ядерная бомба?



Ядерная бомба

        авиационная бомба с ядерным зарядом (См. Ядерный заряд); один из видов ядерных боеприпасов. Сбрасывается с самолётов или других летательных аппаратов для поражения различных целей. См. также Атомная бомба.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Ядерная батарея
• Ядерная геология

Смотреть что такое «Ядерная бомба» в других словарях:

• ЯДЕРНАЯ БОМБА — авиационная бомба с ядерным зарядом, обладает большой разрушительной силой. Первые две ядерные бомбы с тротиловым эквивалентом ок. 20 кт каждая были сброшены американской авиацией на японские города Хиросима и Нагасаки, соответственно 6 и 9… …   Большой Энциклопедический словарь

• Ядерная бомба — авиационная бомба с ядерным зарядом, вид ядерных боеприпасов. Впервые ядерные бомбы с тротиловым эквивалентом около 20 тысяч тонн были сброшены американской авиацией на японские города Хиросима и Нагасаки в августе 1945. Современные ядерные бомбы …   Морской словарь

• ЯДЕРНАЯ БОМБА — (см.) с (см.) большой разрушительной силы …   Большая политехническая энциклопедия

• ядерная бомба — авиационная бомба с ядерным зарядом, обладает большой разрушительной силой. Первые две ядерные бомбы с тротиловым эквивалентом около 20 кт каждая были сброшены американской авиацией на японские города Хиросима и Нагасаки соответственно 6 и… …   Энциклопедический словарь

• Ядерная бомба — Взрыв атомной бомбы в Нагасаки (1945) Ядерное оружие (или атомное оружие) взрывное устройство, в котором источником энергии является синтез или деление атомных ядер ядерная реакция. В узком смысле взрывное устройство, использующее энергию деления …   Википедия

• Ядерная бомба — авиационная бомба с ядерным зарядом; вид ядерных боеприпасов. Современные Я. б. имеют тротиловый эквивалент от десятков до миллионов тонн. Носителями являются истребителн, истребители бомбардировщики и бомбардировщики …   Словарь военных терминов

• ЯДЕРНАЯ БОМБА — см. Ядерные боеприпасы …   Энциклопедия РВСН

• ЯДЕРНАЯ БОМБА — см. Ядерные боеприпасы …   Военный энциклопедический словарь

• маломощная ядерная бомба, способная до взрыва проникать глубоко под землю — Находится в стадии разработки в США и планируется применять для взрыва в непосредственной близости от зарубежных ядерных объектов с целью вывода их из строя [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в… …   Справочник технического переводчика

• БОМБА — (франц. bombe) 1) устаревшее название артиллерийского снаряда. С 19 в. в русской артиллерии бомбой назывались снаряды массой св. 1 пуда (16 кг)2)] Авиационная бомба, вид авиационных боеприпасов. Существуют ядерные (см. Водородная бомба, Ядерная… …   Большой Энциклопедический словарь

Книги

• В поисках утраченного величия. Иран, ядерное оружие и Ближний Восток, Млечин Леонид Михайлович. Книга, посвященная древней, но до сих пор загадочной для мира стране — Исламской Республике Иран, помогает разобраться в хитросплетениях восточной политики, ее религиозных основах и тактике… Подробнее  Купить за 481 руб
• Второе дыхание, Дик Фрэнсис. Мир тесен, и в нем намертво переплетаются такие несопоставимые на первый взгляд вещи, как ядерная бомба, прогнозы погоды и лошадь, обещающая стать фавориткой нынешнего сезона. Перри Стюарт,… Подробнее  Купить за 380 руб
• В поисках утраченного величия. Иран, ядерное оружие и Ближний Восток, Млечин Леонид Михайлович. Книга, посвященная древней, но до сих пор загадочной для мира стране — Исламской Республике Иран, помогает разобраться в хитросплетениях восточной политики, ее религиозных основах и тактике… Подробнее  Купить за 319 руб

Другие книги по запросу «Ядерная бомба» >>

dic.academic.ru

Атомная бомба — это… Что такое Атомная бомба?



Атомная бомба

   снаряд для получения взрыва большой силы в результате весьма быстрого выделения атомной (ядерной) энергии. Состоит из ядерного горючего, которым могут быть изотопы урана 233 и 235 и изотоп плутония 239. Для взрыва А. б. необходимо, чтобы количество атомного горючего было больше некоторого «критического» значения. При меньших размерах цепная ядерная реакция, обусловливающая взрыв, не может произойти, т. е. выделяющиеся при этом нейтроны вылетают наружу и не используются в ядерной реакции. Взрывающее устройство А. б. состоит из взрывателя и взрывчатого вещества, назначением которого является соединение в нужный момент двух частей ядерного горючего для получения цепной ядерной реакции взрывного характера. Мощность А. б. принято характеризовать тротиловым эквивалентом, т. е. таким весом тротилового заряда, энергия взрыва которого равна энергии взрыва данной А. б. В месте взрыва А. б. происходит очень сильное повышение давления и температуры, достигающей нескольких миллионов градусов, и получается ослепительная вспышка. В результате взрыва А. б. возникает мощная взрывная волна, а также образуется большое количество вредных для живых организмов радиоактивных веществ и потоков нейтронов. Основными элементами А. б. являются: заряд, оболочка и так называемое взрывающее устройство. По внешнему виду и форме А. б. похожа на обычную авиационную бомбу крупного калибра.

Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов — М.. 1958.

• Атомная артиллерия
• Атомная война

Смотреть что такое «Атомная бомба» в других словарях:

• АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие …   Современная энциклопедия

• АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, см. АТОМНОЕ ОРУЖИЕ …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Атомная бомба — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие.   …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Aviacinė bomba su atominiu užtaisu, branduolinio šaudmens rūšis. Į taikinį neša naikintuvai, taktiniai naikintuvai, bombonešiai. Pagrindinės atominės bombos dalys:… …   Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalijimosi reakcija. atitikmenys: angl. atom bomb rus. атомная бомба …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. atomic bomb vok. Atombombe, f rus. атомная бомба, f pranc. bombe atomique, f …   Fizikos terminų žodynas

• атомная бомба — branduolinė bomba statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalinimosi reakcija. Branduolinį užtaisą sudaro urano ²³⁵U, ²³³U arba plutonio ²³⁹Pu… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

• Атомная бомба —         авиационная бомба с ядерным зарядом. Первые А. б. были изготовлены в США в конце 2 й мировой войны. При взрыве А. б. освобождается огромное количество ядерной энергии (См. Ядерная энергия). В июле 1945 американцы провели испытание А. б.,… …   Большая советская энциклопедия

• Атомная бомба — первоначальное название авиационной ядерной бомбы, действие которой ос ноч пю на взрывной цепной ядер нон реакции деления. С появлением так называемой водородной бомбы, основанной на термоядерной реакции синтеза, утвердился обшпй для них термин… …   Словарь военных терминов

• АТОМНАЯ БОМБА — см. Ядерное оружие …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• Атомная бомба — …   Википедия

tactical_terms.academic.ru

Атомная бомба — это… Что такое Атомная бомба?



Атомная бомба

        авиационная бомба с ядерным зарядом. Первые А. б. были изготовлены в США в конце 2-й мировой войны. При взрыве А. б. освобождается огромное количество ядерной энергии (См. Ядерная энергия). В июле 1945 американцы провели испытание А. б., а затем сбросили 2 бомбы с тротиловым эквивалентом (См. Тротиловый эквивалент) 20 тыс. т на японские города Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа 1945). Взрыв А. б. вызвал большие разрушения в этих городах и огромные жертвы среди мирного гражданского населения. В Хиросиме было убито и ранено более 140 тыс. чел., а в Нагасаки около 75 тыс. чел. В дальнейшем несколько сот тыс. чел. умерло в результате последствий атомной бомбардировки. Применение А. б. не было вызвано военной необходимостью. Американские правящие круги, спекулируя на временной монополии США в области ядерного оружия, пытались использовать его для устрашения свободолюбивых народов. Однако атомные «секреты» уже в 1947 были раскрыты советскими учёными во главе с академиком И. В. Курчатовым, а в августе 1949 в СССР произведён экспериментальный взрыв атомного устройства, что привело к полному краху атомного шантажа. Термин «А. б.» в настоящее время употребляется редко (см. Ядерное оружие. Ядерные боеприпасы и лит. к этим статьям).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

• Атомная артиллерия
• Атомная дипломатия

Смотреть что такое «Атомная бомба» в других словарях:

• АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие …   Современная энциклопедия

• АТОМНАЯ БОМБА — АТОМНАЯ БОМБА, см. АТОМНОЕ ОРУЖИЕ …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Атомная бомба — АТОМНАЯ БОМБА, смотри в статье Ядерное оружие.   …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Aviacinė bomba su atominiu užtaisu, branduolinio šaudmens rūšis. Į taikinį neša naikintuvai, taktiniai naikintuvai, bombonešiai. Pagrindinės atominės bombos dalys:… …   Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis chemija apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalijimosi reakcija. atitikmenys: angl. atom bomb rus. атомная бомба …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

• атомная бомба — atominė bomba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. atomic bomb vok. Atombombe, f rus. атомная бомба, f pranc. bombe atomique, f …   Fizikos terminų žodynas

• атомная бомба — branduolinė bomba statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Branduolinis ginklas, kurio sprogstamasis veikimas pagrįstas staigia atomų branduolių dalinimosi reakcija. Branduolinį užtaisą sudaro urano ²³⁵U, ²³³U arba plutonio ²³⁹Pu… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

• Атомная бомба — первоначальное название авиационной ядерной бомбы, действие которой ос ноч пю на взрывной цепной ядер нон реакции деления. С появлением так называемой водородной бомбы, основанной на термоядерной реакции синтеза, утвердился обшпй для них термин… …   Словарь военных терминов

• АТОМНАЯ БОМБА — см. Ядерное оружие …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• Атомная бомба — …   Википедия

dic.academic.ru

АТОМНАЯ БОМБА — ЧТО ТАКОЕ? КТО ТАКОЙ?

Есть вещество, 1 кг которого уничтожил во время войны большой японский город Хиросиму. Это вещество—металл УРАН.

В куске урана, как братья-близнецы, мирно живут два вида урана, два ИЗОТОПА. Но если «братьев» отделить, один из них, который называется уран-235, начинает показывать свой буйный характер.

Дело в том, что атомы урана 235 очень непрочные, легко распадаются, и из ядра атома вылетает несколько частиц — нейтронов, которые, как пули, разбивают ещё два-три соседних атома. А их нейтроны в свою очередь — ещё по два-три атома, и ещё, ещё, ещё…

И словно камень покатился с горы, задел по пути второй, третий, а там, глядишь, целая лавина с грохотом летит вниз, сметая всё на своём пути. Так происходит лавинная, или цепная, реакция — взрыв атомной бомбы.

Почему же не взрываются заводы, на которых отделяют уран-235? Потому что взрыв начинается только тогда, когда вес куска урана будет не меньше килограмма. Бомбу делают из двух половинок, каждая меньше килограмма. Когда половинки соединяются, вспыхивает ослепительно яркое, ярче солнца, пламя взрыва.

При распаде одного атома образуется совсем немного тепла. Но ведь даже в кусочке урана величиной с напёрсток — 60 000 000 000 000 000 000 000 атомов! И взрыв даже самой маленькой бомбы получается такой, будто взорвалось 20 000 т обычной взрывчатки — тола.

Температура взрыва — десять миллионов градусов; всё сгорает вокруг, остаётся голая, оплавленная, превратившаяся в камень земля. Взрывная волна гигантской силы сметает дома, опрокидывает, словно игрушечные, железнодорожные вагоны. На месте взрыва земля начинает испускать губительные для всего живого невидимые лучи, и человек заболевает лучевой болезнью. Больше 20 лет назад взорвалась бомба над Хиросимой, а люди там умирают от лучевой болезни до сих пор…

Чтобы делать атомные бомбы, их надо испытывать, взрывать на особых площадках— полигонах. И хотя нет войны, эти испытательные взрывы сеют смерть. Высоко в воздух поднимаются похожие на гриб облака, подхватывая с земли ставшую ядовитой пыль, и несёт ветер лучевую болезнь за тысячи километров от места взрыва… Страшное оружие — атомная бомба!

Вот почему советские люди вместе со всеми миролюбивыми людьми боролись против этих испытаний. И победили. Уже существует договор о прекращении атомных испытаний. Правда, пока не решена главная задача — запретить совсем это страшное оружие, уничтожить его. Но люди знают: так будет!

 

www.what-who.com