Albert Einstein felfedezése, hogy az anyagok képesek nagy mennyiségű energiát felszabadítani atomi szinten, a magfizika kezdetét jelentette. Az 1930-as években a kutatók egy levegőben lebegő nukleáris robbanást szimuláltak a laboratóriumban, de a szerzett tapasztalatok veszélyeztették a békés életet a Földön.
Működési elv
Légi nukleáris robbanáshoz bizonyos feltételeket kell teremtenie, amelyek detonációt váltanak ki. Detonátorként általában TNT-t vagy RDX-et használnak, amelyek hatására egy radioaktív anyag (általában urán vagy plutónium) 10 másodpercen belül kritikus tömegre préselődik, majd erőteljes energiafelszabadulás következik be. Ha a bomba termonukleáris, akkor a könnyű elemek nehezebbekké való átalakulásának folyamata megy végbe benne. Az ebben az esetben felszabaduló energia még erősebb robbanást hordoz magában.
Az atomreaktor békés célokra is használható, mivel a hasadás szabályozható. Ehhez neutronokat elnyelő eszközöket használnak. Az ilyen telepítésben végbemenő folyamatok mindig egyensúlyban vannak. Mégha a paraméterekben kisebb változás történik, a rendszer időben kioltja azokat, és visszatér az üzemmódba. Vészhelyzetben az elemek automatikusan visszaállnak a láncreakció leállítására.
Első élmény
Einstein fedezte fel és nukleáris fizikusok tanulmányozta tovább, az energiafelszabadítás nemcsak a tudósokat, hanem a katonaságot is érdekelte. Az új fegyverek beszerzésének lehetősége, amelyek kis mennyiségű anyagból erőteljes robbanásokat hozhatnak létre, radioaktív elemekkel végzett kísérletekhez vezetett.
Fizikailag a jelentős károsító hatású robbanás lehetőségét Joliot-Curie francia tudós bizonyította. Felfedezett egy láncreakciót, amely erőteljes energiaforrássá vált. Továbbá azt tervezte, hogy kísérleteket végez deutérium-oxiddal, de a második világháború körülményei között ez lehetetlen volt Franciaországban, ezért a jövőben a brit tudósok az atomfegyverek fejlesztésébe fogtak.
Az első robbanószerkezetet 1945 nyarán tesztelték Amerikában. A mai mércével mérve a bombának csekély ereje volt, de akkoriban az ebből eredő hatás minden várakozást felülmúlt. A robbanás ereje és a környező területre gyakorolt hatás óriási volt.
Eredmények
Teszteket végeztek a levegő-nukleáris robbanás jellemzőinek meghatározására. A jelenlévők ezt követően leírták a látottakat. Több száz kilométeres távolságból egy fényes, világító pontot figyeltek meg. Aztán hatalmas golyóvá változott, nagyon hangos hang hallatszott, és kilométereken keresztüllökéshullám gördült át. A léggömb felrobbant, tizenkét kilométeres, gomba alakú felhőt hagyva maga után. A robbanás helyén egy kráter maradt, több tíz méter mélységben és szélességgel. Körülötte több száz méteren át a talaj élettelen, gödrös talajmá változott.
A levegő hőmérséklete a nukleáris robbanás során jelentősen megemelkedett, és maga a légkör is sűrűsödni látszott. Ezt még azok a szemtanúk is érezték, akik messze voltak a menhely epicentrumától. A látottak mértéke elképesztő volt, mert senki sem gondolta, milyen hatalommal kell szembenéznie. Arra a következtetésre jutottak, hogy a tesztek sikeresek voltak.
A légi nukleáris robbanás káros tényezői
A katonaság azonnal rájött, hogy egy új fegyver bármilyen háború kimenetelét eldöntheti. De akkoriban senki sem gondolt egy nukleáris robbanás károsító tényezőinek hatására. A tudósok csak a legnyilvánvalóbbakra figyeltek fel:
- lökéshullám;
- fénykibocsátás.
Akkoriban még senki sem tudott a radioaktív szennyeződésről és az ionizáló sugárzásról, bár később az áthatoló sugárzás bizonyult a legveszélyesebbnek. Tehát, ha a pusztítás és a pusztítás több száz méter távolságra történt a levegőben zajló nukleáris robbanás epicentrumától, akkor a sugárzás bomlástermékeinek terjedési területe több száz kilométerre terjedt ki. Egy személy megkapta az első expozíciót, amelyet később súlyosbított a közeli területeken kihulló sugárzás.
A tudósok még nem tudták, hogy hatása alattA nukleáris robbanás légi lökéshulláma olyan elektromágneses impulzust generál, amely több száz kilométeres távolságból letilthatja az összes elektronikát. Így az első tesztelők el sem tudták képzelni, milyen erős a fegyver, és milyen katasztrofális következményekkel járhat a használata.
Robbanások típusai
A légi nukleáris robbanásokat a troposzféra magasságában, azaz a földfelszín felett 10 km-en belül hajtják végre. De rajtuk kívül vannak más típusok is, például:
- Szárazföldi vagy víz feletti, amelyet a föld, illetve a víz felszínén vezetnek. Egy tűzgolyó, amely egy villanástól kitágul, miközben úgy néz ki, mint a horizont mögül felkelő nap.
- Magas tengerszint feletti magasság, légkörben végezve. Ugyanakkor a világító vaku nagyon nagy méretű, a levegőben lóg, és nem érinti a földet vagy a víz felszínét.
- Föld alatti vagy víz alatti a földkéreg vastagságában vagy mélységében fordul elő. Általában nincs vaku.
- Space. Ezek a földgömbtől több száz kilométerre, a körkörös téren kívül fordulnak elő, és világító molekulák felhője kíséri őket.
A különböző típusok nemcsak villanásban, hanem egyéb külső jellemzőkben, valamint károsító tényezőkben, a robbanás intenzitásában, eredményeiben és következményeiben is különböznek egymástól.
Talajtesztelés
Az első bombákat közvetlenül a Föld felszínén tesztelték. Az ilyen típusú robbanásokat külön gombafelhő kísérilevegő és a talajban több tíz vagy akár több száz méterig húzódó kráter. A földi robbanás tűnik a legijesztőbbnek, hiszen a föld felett alacsonyan lebegő felhő nemcsak a port vonzza magához, hanem a talaj jelentős részét is, amitől az szinte feketévé válik. A talajrészecskék vegyi elemekkel keverednek, majd a földre esnek, ami radioaktívan szennyezettté és teljesen lakhatatlanná teszi a területet. Katonai célokra ez felhasználható erős épületek vagy tárgyak elpusztítására, hatalmas területek megfertőzésére. A pusztító hatás a legerősebb.
Felszíni robbanások
A vizsgálatokat a vízfelszín felett is végezzük. Ebben az esetben a felhő vízporból áll majd, ami csökkenti a fénysugárzás intenzitását, de nagy távolságokra szállítja a radioaktív részecskéket, aminek következtében azok a csapadékkal együtt a vizsgálati helyszíntől ezer kilométerre is kihullhatnak.
Katonai célokra felhasználható haditengerészeti bázisok, kikötők és hajók megsemmisítésére, vagy vizek és partok szennyezésére.
Légirobbanások
Ez a faj a talajtól nagy távolságra (ebben az esetben magasnak nevezik) vagy kis távolságra (alacsony) is előállítható. Minél nagyobb a robbanás, annál kevésbé hasonlít a felszálló felhő a gomba alakjához, mivel a földből származó poroszlop nem éri el.
A vaku ebben a formában nagyon fényes, így több száz kilométerre is látható az epicentrumtól. Egy tűzgolyó robbant ki belőle, amelynek hőmérséklete ben mérttöbb millió Celsius-fok, felemelkedik és erőteljes fénysugárzást bocsát ki. Mindezt hangos, halványan mennydörgésre emlékeztető hang kíséri.
Ahogy a labda lehűl, felhővé alakul, ami légáramot hoz létre, amely felszívja a port a felszínről. A létrejövő oszlop elérheti a felhőt, ha nem nagyon magasan a talaj felett. Ahogy a felhő oszlani kezd, a légáramlás gyengül.
Egy ilyen robbanás következtében a levegőben lévő tárgyak, építmények és a közelében lévő emberek eltalálhatók.
Harci használat
Hirosima és Nagaszaki az egyetlen város, amely ellen nukleáris fegyvert alkalmaztak. Az ott történt tragédia páratlan volt.
A lakosok megtapaszt alták egy levegőben lebegő nukleáris robbanás hatását, amely a Föld felszínétől rövid távolságban indult, és alacsonynak minősítették. Ezzel egy időben az infrastruktúra teljesen megsemmisült, mintegy 200 ezer ember h alt meg. Kétharmaduk azonnal megh alt. Azok, akik az epicentrumban voltak, molekulákra bomlottak szét a szörnyű hőmérséklettől. A belőlük kibocsátott fény árnyékokat hagyott a falakon.
Az epicentrumtól távolabb lévő emberek megh altak egy atomrobbanás lökéshulláma és gammasugárzása következtében. A túlélők egy része halálos sugárdózist kapott, de az orvosok még nem tudtak a sugárbetegségről, így senki sem értette, hogy a gyógyulás képzeletbeli jelei után miért romlott le a betegek állapota. Az orvosok úgy gondoltákvérhas, de 3-8 héten belül megh altak azok a betegek, akiknél súlyos hányás alakult ki. A hirosimai és nagaszaki atomrobbantások túlélőinek különös betegsége volt a lendület a nukleáris medicina kutatásának megkezdéséhez.
Robbanások nagy magasságban
A japán városok bombázása után az atomfegyvereket nem használták harci célokra, de a képességeik kutatása különböző helyeken folytatódott. A légköri gyakorlatok lehetővé tették annak megértését, hogy mi történik, ha a magasságban robbanás történik. Kiderült, hogy amikor a központ 10 km-re van a földfelszíntől, akkor egy viszonylag kis nukleáris robbanáshullám keletkezik, ugyanakkor a fény- és a sugárzási sugárzás egyszerre növekszik. Minél nagyobb a robbanás, annál erősebb az ionizáció növekedése, ami a rádióberendezések meghibásodásával jár együtt.
A felszínről az egész úgy néz ki, mint egy nagy fényes villanás, amelyet hidrogén-, szén- és nitrogén-molekulák párolgó felhője követ. A levegőáramlás nem éri el a talajt, így nincs poroszlop. Ezenkívül gyakorlatilag nincs szennyeződés a területen, mivel a légtömegek gyengén mozognak nagy magasságban, így egy ilyen nukleáris robbanás célja repülőgépek, rakéták vagy műholdak megsemmisítése lehet.
Föld alatti tesztek
A közelmúltban megállapodás született az országok között, amelyek szabályozzák a nukleáris kísérleteket, és előírják, hogy azokat csak a föld alatt végezzék, ami minimalizálja a szennyezést és a kísérleti helyszínek körül kialakuló lakhatatlan területeket.
A földalatti tesztek számítanak a legkevésbé veszélyesnek az akció ótaminden károsító tényező felelős a fajtáért. Ugyanakkor fényvillanásokat vagy gombafelhőt nem lehet látni, csak egy poroszlop marad belőle. De a lökéshullám földrengéshez és a talaj összeomlásához vezet. Általában békés célokra, nemzetgazdasági problémák megoldására használják. Így például elpusztíthat hegyláncokat vagy mesterséges tározókat alakíthat ki.
Víz alatti tesztelés
A víz alatti robbanások súlyosabb következményekkel járnak. Először egy permetoszlop jelenik meg, amely radioaktív ködfelhővé emelkedik. Ugyanakkor a víz felszínén méteres hullámok keletkeznek, amelyek tönkreteszik a hajókat és a víz alatti építményeket. Ezután a szomszédos területek szennyezettek a szétszóródó felhő miatt, amely radioaktív esőt zúdít.
Védelmi intézkedések
A nukleáris robbanás mindent megöl, ami az útjába kerül, és minden anyagi tárgyat elpusztít. Az epicentrumába került embereknek nincs módjuk elmenekülni, azonnal porig égnek. A bomba menedékhely teljesen használhatatlan, mivel azonnal megsemmisül.
Csak azok menekülhetnek meg, akik elég messze vannak a robbanástól. Az epicentrumtól több mint 1-3 km távolságra elkerülhető a lökéshullám becsapódása, de ehhez gyorsan kell megbízható menedéket találni, amint egy fényes villanás következik be. A távolságtól függően egy személynek 2-8 másodperce van erre. Az óvóhelyen a gamma-sugárzás közvetlen találata nem történik meg, de a radioaktív szennyeződés valószínűsége továbbra is nagyon nagy. Csökkentheti a sugárbetegség kockázatát, ha egyéni védőfelszerelést használ és kerüli az érintkezéstbármely tárgy a területen.
A nukleáris fegyverek az emberiség egyik legszörnyűbb találmánya. Békés célokra használva nagy haszonnal járhat, de katonai felhasználása szörnyű veszélyt jelent a földi életre. A megindult láncreakciót nem lehet megállítani, ezért van egy nukleáris leszerelési szerződés, amelynek célja a bolygó katasztrófa elleni védelme.
