Ядерное оружие

Ядерное оружие (ЯО) – оружие массового поражения взрывного действия, поражающее действие которого основано на использовании внутриядерной энергии ядерного горючего.

Под ядерным горючим следует понимать вещества, которые используют для получения энергии в результате взрывных реакций деления их атомных ядер.

К ним относятся делящиеся изотопы, а также изотопы с пороговым характером деления. Основными делящимися изотопами, используемыми в настоящее время в качестве ядерного горючего, являются уран-235, плутоний-239 и уран-233.

Из изотопов с пороговым характером деления в качестве ядерного горючего применяется уран-238. Уран – металл серебристого цвета с голубоватым оттен-ком. Он обладает химической активностью, в природе встречаются только  виде соединений.

Содержание урана в рудах большинства месторождений составляет менее одного процента, а природный уран представляет собой смесь трех изотопов: урана-238 (99%), урана-235 (0,7%) и урана-234 (0,006%).

Плутоний – серебристый металл. Он токсичен, химически более активен, чем уран. В природе плутоний-239 в ничтожно малых количествах (10-19 %) обнаруживается в урановых рудах. Изотопы плутония-239 в промышленных количествах получают в результате облучения нейтронами в ядерных реакторах урана-238.

Уран, и плутоний радиоактивны. Они подвержены самопроизвольному альфа распаду и спонтанному делению.

Для каждого делящегося вещества существует своя минимальная масса, в которой возможно протекание самоподдерживающейся цепной реакции деления. Ее называют критической.

Критическая масса – это количество ядерного горючего, находящегося в определенных условиях, в котором каждое поколение нейтронов рождает новое, состоящее из такого же количества нейтронов.

Критическая масса делящегося вещества зависит от его геометрической формы, объема, плотности и количества посторонних примесей, которые могут поглощать нейтроны не подвергаясь делению, либо замедлять их (снижать энергию).

Критическая масса делящегося вещества в форме шара является наименьшей по отношению к другим геометрическим формам равного объема. Это объясняется тем, что для шара свойственно наименьшее отношение площади поверхности к объему. Так, например, критическая масса шара урана-235 диаметром 8,5 см. при нормальной плотности и чистоте 95% составляет 40–60 кг.

Значение критической массы можно существенно уменьшить, если делящееся вещество окружить оболочкой, способной возвращать (отражать) нейтроны в зону реакции.

Интересно
Отражающим нейтроны свойством обладают водородосодержащие вещества и ряд легких элементов. Чтобы произошел взрыв, масса делящегося вещества должна быть надкритической, т.е. стать больше критической. Создание такой массы должно происходить за короткий промежуток времени, иначе возможно расплавление и преждевременное разбрасывание делящего вещества.

Ядерное оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами).

Иногда, в зависимости от типа ядерного заряда – устройства, предназначенного для осуществления взрывного процесса освобождения внутриядерной энергии, употребляют более узкие понятия:

  • атомное оружие (тип ядерного заряда – атомный заряд, энергия взрыва которого обусловлена цепной реакцией в делящихся веществах, переведенных в надкритическое состояние);
  • термоядерное оружие (тип ядерного заряда – термоядерный заряд, энергия взрыва которого обусловлена реакциями деления и синтеза ядер);
  • нейтронное оружие (тип ядерного заряда – термоядерный заряд, основным поражающим фактором которого является нейтронная составляющая проникающей радиации).

Первый в истории человечества ядерный взрыв был осуществлен США 16 июля 1945 года на полигоне в пустыне Аламогордо (штат Нью-Мексико).

Ядерное устройство было разработано в рамках Манхэттенского проекта, научное руководство которым осуществлял профессор Калифорнийского уни-верситета физик Роберт Оппенгеймер, названный впоследствии «отцом» тактического ЯО. Научными предпосылками создания ЯО явились сделанные к тому времени фундаментальные открытия в ядерной физике, а также проведенные теоретические и экспериментальные работы.

В августе 1945 года США впервые применено в военных целях ядерное оружие против Японии, когда уже практически закончилась Вторая мировая война.

В результате бомбардировки городов Хиросимы (6 августа) и Нагасаки (9 августа) число мгновенно погибших составило около 120 тыс. человек. Общее число жертв к 1950 году в результате атомных бомбардировок достигло в Хиросиме около 200 тыс., в Нагасаки – свыше 100 тыс. человек.

Уничтожение в августе 1945 года сотен тысяч мирных жителей японских городов продемонстрировало всему миру, что США обладают оружием огромной разрушительной силы и не остановятся ни перед чем для реализации своих внешнеполитических целей.

Сразу же после Второй мировой войны, в период ядерной монополии, в Пентагоне был разработан план под кодовым названием «Троян», согласно которому предусматривалось нанесение ядерных ударов по семидесяти советским городам и военным центрам. При этом ядерное нападение на СССР планировалось на первый день 1950 года. К это-му времени США имели 309 ядерных боеприпасов.

На полигоне под Семипалатинском 29 августа 1949 года в 02.00 по местному времени был осуществлен первый взрыв советской атомной бомбы, возвестивший миру об утрате США монополии на атомное оружие. Убедившись, что СССР ликвидировал американскую атомную монополию, администрация президента США Г. Трумена приступила к созданию еще более мощного оружия (супербомбы), которое должно было обеспечить подавляющее военное превосходство США.

1 ноября 1952 года на острове Элугелаб (Маршалловы острова) США провели первое испытание термоядерного (водородного) устройства «Майк» мощностью 3 мегатонны. В этом устройстве общим весом более 65 т, мало похожем на боеприпас, в качестве ядерного топлива использовался жидкий водород, сконденсированный путем сильного охлаждения. Только за период с 16 июля 1945 года по 5 августа 1963 года, т.е. до заключения договора о запрещении испытаний ядерного оружия, в мире было проведено около 488 ядер-ных взрывов.

Ядерным взрывом называется взрыв, происходящий в результате освобождения энергии, заключенной в ядрах атомов химических элементов. В зависимости от свойств окружающей зону взрыва среды различают следующие виды ядерного взрыва. Высотный – это взрыв, для которого средой, окружающей зону взрыва, является разряженный воздух (на высотах свыше 10 км).

Различают следующие высотные ядерные взрывы:

  • стратосферный (на высотах от 10 до 80 км);
  • космический (на высотах более 80 км).

Воздушный – это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда светящаяся область не касается земли (воды).

Наземный (надводный) – это взрыв, произведенный на поверхности земли (воды), при котором светящаяся область касается поверхности земли (воды), а пылевой (водяной) столб с момента образования соединен с облаком взрыва.

Подземный (подводный) – это взрыв, произведенный под землей (под водой) и характеризующийся выбросом большого количества грунта (воды), перемешанного с продуктами ядерного взрывчатого вещества.

Взрыв любого ядерного заряда начинается с цепной реакции деления атомных ядер. Первоначально энергия при ядерных взрывах выделяется в виде кинетической энергии образующихся частиц (нейтронов, альфа – частиц, бета – частиц и др.) и энергии гамма – квантов.

Указанные частицы и гамма-кванты, взаимодействуя с атомами непрореагировавшей части вещества заряда, передают им большую часть своей энергии. В результате этого температура в зоне ядерной реакции повышается до нескольких десятков миллионов градусов. При такой температуре вещество заряда и элементы конструкции боеприпаса мгновенно превращаются в ионизированный газ (плазму).

В момент образования этот газ занимает объем ограниченный размерами боеприпаса и давление в нем составляет несколько десятков миллионов атмосфер. Часть нейтронов и гамма-квантов (мгновенные нейтроны и гамма-излучение), выходят за пределы зоны взрыва. Их поток вместе с образующимися запаздывающими нейтронами и осколочным гамма-излучением представляет собой поражающий фактор ядерного взрыва, называемый проникающей радиацией.

Образующаяся в результате ядерной реакции плазма испускает интенсивный поток рентгеновского излучения и, расширяясь, создает газовый поток, который представляет собой разлетающиеся с большой скоростью продукты взрыва заряда и испарившиеся вещества боеприпасов.

Рентгеновское излучение и газовый поток, в зависимости от окружающей зону взрыва среды, могут проявлять себя как самостоятельные поражающие факторы или, передавая свою энергию окружающей среде, могут вызвать формирование других поражающих факторов.

Радиоактивные продукты, осколки деления, а также радиоактивные изотопы, образующиеся под действием испускаемых при ядерной реакции нейтронов на элементы окружающей среды, могут создавать радиоактивное заражение атмосферы, местности, акватории.

Некоторые виды вооружения и военной техники, сооружений и имущества войск будут разрушаться (повреждаться) ударной волной с одновременным возгоранием от светового излучения. Радиоэлектронная аппаратура и приборы, кроме того, могут потерять работоспособность в результате воздействия электромагнитного импульса и ионизирующих излучений.

При поражениях личного состава могут наблюдаться комбинации травм, ожогов и лучевой болезни. Однако при определенных условиях расположения личного состава в момент взрыва возможны изолированные поражения только от одного из поражающих факторов.

Особенности поражающего воздействия ядерного взрыва и главный поражающий фактор определяется не только типом ядерного боеприпаса, но и мощностью взрыва, видом взрыва и характером объекта поражения. Все эти факторы учитываются при оценке эффективности ядерного удара и разработке содержания мероприятий по защите войск и объектов от ядерного оружия.

(Борисова, А.Г. Тактическая подготовка: учебное пособие, Издательство Южного федерального университета)

Нет времени писать работу?
Обратись к профи-репетиторам
"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)