Реферат на тему: Ядерное оружие

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Я решил выбрать эту тему для своего эссе, потому что ядерное оружие не может принести никакой пользы, его нужно запретить. Считаю, что перед человечеством стоит задача предотвратить гонку ядерных вооружений и распространение ядерного оружия в других государствах. Проведение политики мира, разрешение конфликтов между странами путем переговоров и соглашений, обязательное выполнение всех резолюций ООН — все это основные задачи человечества в поддержании мира.

Научные знания могут служить как гуманным, благородным, так и варварским целям. Все зависит от того, кто отвечает за науку и какие результаты она дает, кто и по каким причинам занимается научной деятельностью и какое моральное и социальное отношение люди имеют к науке. Эти вопросы возникли в то время, когда атомная бомба представляла реальную угрозу для человечества.

Я считаю, что ядерное оружие — это самое мощное оружие на сегодняшний день. Они находятся на службе пяти сверхпростых стран: Россия, США, Великобритания, Франция и Китай. Есть также ряд государств, которые более или менее успешны в разработке ядерного оружия, но их исследования либо незакончены, либо эти страны не имеют необходимых средств доставки оружия к цели, что делает их бессмысленными. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран разработали ядерное оружие на различных уровнях, в то время как Германия, Израиль, Япония и Южная Африка теоретически обладают необходимым потенциалом для разработки ядерного оружия в относительно короткие сроки.

Роль ядерного оружия трудно переоценить. Я считаю, что они, с одной стороны, являются эффективным сдерживающим фактором, а с другой — наиболее действенным инструментом укрепления мира и предотвращения военных конфликтов между державами, которые ими обладают. Прошло 58 лет с тех пор, как в Хиросиме была применена первая ядерная бомба. Международное сообщество вплотную подошло к осознанию того, что ядерная война неизбежно приведет к глобальной экологической катастрофе, которая сделает выживание человечества невозможным. За прошедшие годы были созданы правовые механизмы снижения напряженности и конфронтации между ядерными державами. Например, было подписано много договоров о сокращении ядерных потенциалов держав; была подписана Конвенция о нераспространении, в которой государства, обладающие ядерным оружием, обязались не передавать технологии другим странам для производства этого оружия, а страны, не обладающие ядерным оружием, обязались не предпринимать шагов по его разработке; наконец, супердержавы лишь недавно согласились на полное запрещение ядерных испытаний. Очевидно, что ядерное оружие является важнейшим инструментом, ставшим регулятивным символом целой эпохи в истории международных отношений и истории человечества… Как и каждое событие, разработка ядерного оружия имеет свою историю.

История ядерного оружия

1902 — 1903. Отправная точка: А. Беккерель, Ф. Содди, Е. Резерфорд.

Первые сигналы о том, что в атомах спрятаны огромные запасы энергии, исходили от того самого элемента, который позднее предложил способ их извлечения. В конце 19 века Антуан Анри Беккерель, пытавшийся обнаружить рентгеновские лучи во флуоресценции солей урана, открыл явление радиоактивности — лучи Беккереля. Открытие Беккереля заинтересовало многих: во Франции Марию и Пьера Кюри, Поля Вилляра, в Англии — Эрнеста Резерфорда и Фредерика Содди, в Германии и Австрии — Эгона Швейтлера, Стивена Майера, чуть позже — Отто Гана.

Но первыми, кто полностью понял, что попало в их руки, были Ф. Содди и Е. Резерфорд. И это произошло не позднее 1902-1903 годов, потому что уже в 1903 году Ф. Содди писал: «Ядерная энергия, вероятно, будет иметь несравнимо большую мощность, чем молекулярная, <…> и осознание этого факта должно заставить нас задуматься о планете, на которой мы живем, как о складе взрывчатых веществ с невероятной взрывной мощью». (Пять лет спустя Ф. Содди писал о возможности использования ядерной энергии, чтобы «превратить всю планету в цветущий сад», но это не имело значения, самые важные слова уже были сказаны).

1905. А. Эйн. Релятивистский аргумент Эйнштейна в пользу ядерной энергетики…

Когда в США была испытана первая атомная бомба, был подготовлен к печати так называемый «Доклад Смита», который был опубликован в том же 1945 году, но после Хиросимы и Нагасаки, под названием «Официальный доклад о разработке атомной бомбы под надзором правительства США». Введение к этой книге началось с заявления о том, что соотношение Эйнштейна E=mc2 было выбрано «в качестве руководящего принципа для представления» всего последующего.

И сам Эйнштейн считал, что это фундаментальное следствие теории относительности, которую он разработал в 1905 году, найдет экспериментальное подтверждение в изучении радиоактивных веществ.

1932 год. «Год чудес» в «Великом триеннале» ядерной физики, 1932-1934 годы.

В 1932 году Джеймс Чедвик наконец открыл нейтрон, предсказанный Э. Резерфордом, его учителем в Кембридже. И вряд ли исследователи получили в руки этот «эффективный инструмент», так как открытия спровоцировали лавину.

Дмитрий Дмитриевич Иваненко (СССР) и Вернер Гейзенберг (Германия) создают протоно-нейтронную модель атомного ядра. Студенты Э. Резерфорда Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепляют ядра лития протонами, ускоряемыми электростатическим ускорителем. В США Гарольд Юрий и его коллеги открыли дейтерий, тяжелый протон водорода. Другой американец, Карл Андерсон, открыл позитрон, положительно заряженный аналог электрона в космическом излучении.

В 1933 году Патрик Блэкетт и Джузеппе Окьялини подтвердили открытие Андерсона. Гилберт Льюис и Р. Макдональд в США обнаружили тяжелую воду. Непосредственно во Франции (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри), в Англии (Блэкет, Окиалини и Чадвик), в США (Андерсон) и в Германии (Л. Мейтнер) вблизи ядер достаточно тяжелых элементов произошло рождение электрон-позитронных пар жестких гамма-квантов.

В 1934 году Энрико Ферми добавил к протоно-нейтронной модели ядра гипотезу Вольфганга Поли, согласно которой нейтрино (бесмассовая нейтральная частица, вылетающая при бета-распаде) устанавливает теорию бета-распада. Тот же Ферми опубликовал первые работы по облучению урана медленными нейтронами, в которых пришел к выводу, что ему удалось получить новые элементы под номерами 93 и 94 (Ферми не добился успеха в химической идентификации — не хватило для анализа).

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри экспериментально открывают феномен искусственной радиоактивности химических элементов.

Ида Ноддак (Германия) теоретически предсказывает возможность расщепления ядер урана.

Лео Силард в Англии предлагает цепную ядерную реакцию с нейтронным облучением бериллия, которая, по его мнению, может быть использована для создания мощного нового типа взрывчатого вещества.

Маркус Олифант, Пол Хартек и Эрнест Резерфорд открыли тритий, сверхтяжелый изотоп водорода.

Прорыв в ядерной физике за эти три года был настолько значительным, что к 1934 году физики имели все теоретические предпосылки для создания атомной бомбы — деление урана, цепную природу этого деления и, действительно, уже открытый плутоний.

Однако потребовалось еще несколько лет исследований физиков в сотрудничестве с химиками, чтобы обнаружить явление деления урана медленными нейтронами.

1938 — 1939. «Томный» характер атомной энергетики.

На этот раз немцы сделали шаг вперед. Отто Хан и Фриц Штрассманн уверенно заявляют, что при бомбардировке атомов урана медленными нейтронами некоторые ядра делятся на две примерно равные части, высвобождая большое количество ядерной энергии. Теоретическое объяснение этому феномену дают Лиза Мейтнер и Отто Фриш, которые были вынуждены эмигрировать из нацистской Германии в Швецию. Они в очередной раз доказывают, но теперь не спекулятивно, а строго говоря, что ядерное деление должно сопровождаться выбросом огромного количества энергии, что Фриш экспериментально подтверждает.

С начала 1939 года новое явление изучалось непосредственно в Англии, Франции, США и Советском Союзе. Нильс Бор и Джон Уилер в США и Яков Ильич Френкель в СССР предложили теорию ядерного деления и почти сразу же обнаружили цепную природу ядерного деления (В. Зинн и Л. Силард (США), Яков Борисович Зельдович и Юлий Борисович Харитон (СССР)). Появляется концепция критической массы урана, с которой начинается процесс деления (Франсис Перрен, Франция). Выявлена решающая роль изотопа урана-235 (актинурания, как тогда говорилось), который составляет всего 0,71% природной урановой смеси (Нильса Бора). Обнаружены два трансурановых элемента, 93 и 94 — нептуний и плутоний (Эдвин МакМиллан, Филип Абельсон, Гленн Сиборг, США), и обнаружено, что плутоний под действием нейтронов делится так же, как и уран-235 (Джозеф Кеннеди, Сиборг, Эмилио Сегр, Артур Вэл, США).

Таким образом, наконец-то стало известно все, что необходимо для производства атомной энергии. Позже Содди предложил называть эту энергию так, как она должна быть: «инертной», т.е. «разделенной» (слово «атомной» в точности означает «неделимой»). Но неологизм Ф. Содди не был привит.

1939 — 1945. Придурок в конце.

Европа была накануне Второй мировой войны, и потенциальное обладание таким мощным оружием подтолкнуло милитаристские круги к его скорейшему созданию, но проблема больших количеств урановой руды для крупномасштабных исследований стала тормозом. Физики Германии, Англии, Соединенных Штатов и Японии работают над созданием ядерного оружия. Понимая, что невозможно работать без достаточного количества урановой руды, Соединенные Штаты закупили у Бельгии в сентябре 1940 года большое количество необходимой руды по поддельным документам, что позволило им работать в полную силу над созданием ядерного оружия. В Лос-Аламосе (Манхэттенский проект) был создан научный центр по разработке ядерного оружия. Его возглавлял генерал Лесли Гроувс, а руководителем научного проекта был назначен Роберт Оппенгеймер.

В 1939 году началась Вторая мировая война. Но все же на пороге этого развития физики-ядерщики, кажется, наконец-то осознали, к чему на самом деле могут привести их открытия. 2 августа 1939 года Альберт Эйнштейн (после того, как убедил Лео Силарда и Юджина Вигнера) написал письмо президенту Рузвельту, а в октябре 1939 года в США появился первый правительственный комитет по атомной энергетике. Датский физик Нильс Бор (Нобелевский лауреат 1913 года, автор «Модели атомной структуры») признал последствия создания ядерного оружия для человека и призвал правительства и народы запретить использование ядерной энергии в военных целях, но его голос не был услышан, и разработка ядерного оружия продолжалась полным ходом, слишком заманчивым было стремление стать обладателем столь мощного оружия.

В Англии, где ведутся работы по военному применению урана-235, люди предпочитают не использовать эвфемизмов типа «ядерной энергии», а называть лопату лопатой. Летом 1941 года Чадвик заявил: «Мы убеждены, что создание атомной бомбы реально и может сыграть решающую роль в войне».

Аналогичные призывы звучат в Кремле и советскими учеными. Но после 22 июня 1941 года ядерные проблемы здесь исчезли на заднем плане.

Но в результате массовых бомбардировок английских городов немецкой авиацией ядерный проект «Tub Alloys» оказался под угрозой, и Англия добровольно передала США свои разработки и ведущих ученых проекта, что позволило США занять лидирующую позицию в развитии ядерной физики и создании ядерного оружия.

В Германии в 1942 г. неудачи на германо-советском фронте отразились на сокращении работ из-за отсутствия финансирования «уранового проекта», так как не принесли немедленной пользы для разработки ядерного оружия.

Между тем, в США работа идет в двух направлениях: Выделение урана-235 из природной смеси, а точнее — поиск наиболее эффективного способа выделения изотопов урана и строительство ядерного реактора для получения плутония-239, который, как и уран-235, подходит для «инертной» бомбы. Первый в мире реактор был введен в эксплуатацию в декабре 1942 года в США под руководством Энрико Ферми.

Под давлением спецслужб Советский Союз также вынужден принять государственную программу по созданию атомной бомбы. В феврале 1943 года в Москве была создана секретная лаборатория N2 Академии наук СССР, где под руководством Игоря Викторовича Курчатова они работали в тех же двух направлениях, что и американцы. В этом случае новостной канал из США продолжал работать во время войны и после нее, внося значительные коррективы в советскую программу.

Осенью 1944 года, когда работы над атомной бомбой близились к завершению, в США был создан 509-й авиаполк «Летающая крепость» «Боинг В-29 Суперкрепость», командиром которого был назначен опытный летчик: Полковник Тиббетс. Полк начал регулярные длительные тренировочные полеты над океаном на высотах 10-13 тысяч метров.

10 мая 1945 г. Пентагон собрал комитет по выбору целей для первых ядерных ударов. Для победного окончания Второй мировой войны необходимо было победить Японию, союзника гитлеровской Германии. Начало военных действий было запланировано на 10 августа 1945 года. США хотели показать миру, каким мощным оружием они обладают, поэтому первыми объектами для ядерных атак были выбраны японские города (Хиросима, Нагасаки, Кокура, Ниигата), которые не должны были подвергаться обычным воздушным бомбардировкам ВВС США.

В июле 1945 года американцы испытали первую в мире плутониевую бомбу на территории Аламогордо. Пришло время действовать…

1945. Хиросима и Нагасаки.

В течение весны 1945 г. многие японцы постоянно подвергались атакам американских бомбардировщиков Б-29. Эти самолеты были почти неуязвимы, летали на высоте, недоступной для японских самолетов. Например, в результате одного из этих рейдов было убито 125 тысяч жителей Токио, а другого — 100 тысяч, 6 марта 1945 года Токио был окончательно превращен в руины. Американское руководство опасалось, что последующие рейды не оставят им цели для демонстрации нового оружия. Поэтому четыре города — Хиросима, Кокура, Ниигата и Нагасаки — заранее не подверглись бомбардировке.

5 августа в 5:23 минуты 15 секунд над городом Хиросима была проведена первая в истории человечества ядерная бомбардировка. Удар был почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. В это время суток во всех частях города зажигались небольшие угольные печи, так как многие были заняты приготовлением завтрака. Все эти печи были опрокинуты взрывной волной, что привело к многочисленным пожарам в местах, удаленных от эпицентра. Население должно было искать убежища в бункерах, но этого не произошло по нескольким причинам: во-первых, не было слышно никакой тревоги, а во-вторых, группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы, уже пролетали над Хиросимой.

За первой вспышкой взрыва последовали другие катастрофы. Самое главное, это была жара. Она длилась всего несколько секунд, но была настолько прочной, что даже расплавила плитку и кристаллы кварца на гранитные плиты и превратила телефонные столбы в угли на расстоянии 4 км от центра взрыва.

На смену тепловой волне пришла ударная волна. Порыв ветра пролетел со скоростью 800 км/ч. За исключением нескольких стен, всего остального. В круге диаметром 4 км он был превращен в порошок. Двойное воздействие тепла и ударной волны в течение нескольких секунд привели к тысячам пожаров.

После волн на город через несколько минут обрушился странный дождь, большой, как воздушные шары, капли которых были окрашены в черный цвет. Это странное явление связано с тем, что огненный шар превратился во влажный пар, содержащийся в атмосфере, который затем сконцентрировался в облаке, поднявшемся в небо. Когда это облако, содержащее водяной пар и мелкие частицы пыли, достигло более холодных слоев атмосферы по мере того, как оно поднималось, влага снова конденсировалась, а затем падала как дождь.

Люди, попавшие под огненный шар «младенца» с расстояния до 800 метров, сгорели настолько, что превратились в пыль. Выжившие выглядели еще более ужасно, чем мертвые: Они были полностью сожжены тепловой волной, а ударная волна оторвала обгоревшую кожу. Черные капли дождя были радиоактивными, поэтому они сильно обгорели.

Из 76 000 имеющихся зданий в Хиросиме 70 000 были полностью разрушены: 6820 зданий были разрушены, а 55 000 — полностью сожжены. Большинство больниц было разрушено, и 10 процентов всего медицинского персонала продолжали функционировать. Выжившие начали замечать странные формы болезни. Они состояли из рвоты, рвоты и потери аппетита. Позже началась лихорадка и приступы сонливости и слабости. В крови было небольшое количество белых шариков. Все это были первые признаки лучевой болезни.

После успешной бомбардировки Хиросимы вторая бомбардировка была запланирована на 12 августа. Но поскольку метеорологи пообещали, что погода ухудшится, было решено провести бомбардировку 9 августа. В качестве цели был выбран город Кокура. Около 8:30 утра американские самолеты достигли города, но металлургический завод предотвратил бомбардировку. Этот завод был обыскан накануне и все еще горел. Самолеты повернули в сторону Нагасаки. В 1102 году на город была сброшена бомба «Толстяк». Он взорвался на высоте 567 метров.

Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, убили более 200 000 человек за считанные секунды. Многие люди подверглись облучению, что привело к лучевой болезни, катаракте, раку и бесплодию.

1945 — 1957. Ядерный паритет достигнут.

3 ноября 1945 года в Пентагон поступило сообщение № 329 о выборе двадцати важнейших объектов для нанесения ядерных ударов в СССР (Москва, Ленинград, Горький, Куйбышев, Свердловск, Новосибирск, Омск, Саратов, Казань, Баку, Ташкент, Челябинск, Нижний Тагил, Магнитогорск, Пермь, Тбилиси, Новокузнецк, Грозный, Иркутск, Ярославль). В Соединенных Штатах был разработан военный план. Согласно плану «Трояна» от 14 июля 1949 года, бомбардировке подлежало 70 городов СССР. Начало военных действий было запланировано на 1 января 1950 года, а затем дата нападения была перенесена на 1 января 1957 года, когда все страны НАТО должны были вступить в войну с СССР. 164 дивизии НАТО, расположенные на военных базах вокруг территории СССР, были готовы к боевым действиям.

Советский ядерный проект отставал от американского ровно на четыре года. В декабре 1946 года И. Курчатов запустил первый в Европе ядерный реактор. Начало войны было прервано тем, что 29 августа 1949 г. на полигоне под Семипалатинском была испытана первая плутониевая бомба, разработанная группой ученых под руководством И.В. Курчатова (И.Е. Тамм, А.И. Алиханов, Ю.И. Френкель, Д.Д. Иваненко, А.П. Александров). Совсем недавно (1992 г.) стало известно, что это была точная копия американской бомбы, которая была известна нашим специалистам еще в 1945 году.

Но тогда, в 1949 году, успех СССР показался неожиданным. В конце концов, чтобы сделать бомбу, недостаточно иметь известный научный потенциал и специфический интеллект, который может быть произведен практически вручную. Даже минимальное количество оружейного урана и плутония потребовалось для создания совершенно новой и очень высокотехнологичной промышленности, которая считалась нереальной на Западе для Советского Союза в течение следующих двадцати лет.

Во всяком случае, Советский Союз имел атомную бомбу, и 4 октября 1957 года СССР запустил в космос первый искусственный спутник, полностью нарушив милитаристские планы США и НАТО. Таким образом, было предупреждено о начале Третьей мировой войны. Начался обратный отсчет времени для новой эры — мир во всем мире находится под угрозой уничтожения.

Типы ядерных зарядов

Ядерные заряды.

Действие ядерного оружия основано на реакции деления тяжелых ядер (уран-235, плутоний-239 и др.). Цепная реакция деления развивается не в каком-либо количестве расщепляющегося материала, а только в массе, определенной для каждого материала. Наименьшее количество расщепляющегося материала, в котором возможна саморазвивающаяся цепная ядерная реакция, называется критической массой. Уменьшение критической массы наблюдается при увеличении плотности вещества.

Делящийся материал в атомном заряде находится в подкритическом состоянии. По принципу перехода в сверхкритическое состояние атомные заряды делятся на пушечный и импульсный. В зарядах пушечного типа две или более части расщепляющегося материала, каждая из которых имеет массу меньше критической массы, быстро соединяются, образуя сверхкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества (воспламенение одной части в другую). Трудно обеспечить высокую сверхкритичность, когда такая система используется для создания зарядов, что приводит к низкой эффективности. Преимуществом пушечного типа является возможность изготовления зарядов небольшого диаметра и высокая устойчивость к механическим нагрузкам, что позволяет использовать их в артиллерийских гранатах и минах.

В имплозивном типе заряда делящийся материал, масса которого меньше критической массы при нормальной плотности, преобразуется в сверхкритическое состояние путем увеличения его плотности при сжатии обычной взрывчаткой. С помощью таких зарядов можно добиться высокой сверхкритичности и, следовательно, высокой эффективности расщепляющегося материала.

Термоядерные заряды

Действие термоядерного оружия основано на реакции синтеза ядер легких элементов. Термоядерная цепная реакция требует очень высокой температуры (около нескольких миллионов градусов), которая достигается взрывом обычного атомного заряда. В качестве термоядерного топлива широко используется дейтерид лития 6 (твердое вещество, представляющее собой соединение лития 6 и дейтерия).

Нейтронные заряды.

Заряд нейтронов — особый тип термоядерного заряда, где выход нейтронов значительно увеличивается. В боеголовке Ланса реакция синтеза составляет около 70 процентов высвобождаемой энергии.

«Чистый» груз.

Чистый заряд — это ядерный заряд, взрыв которого значительно снижает выход долгоживущих радиоактивных изотопов.

Мощность ядерных боеголовок

Ядерное оружие обладает огромной силой. При делении урана весом около килограмма высвобождается столько же энергии, сколько при взрыве тротила весом около 20 тысяч тонн. Реакции термоядерного синтеза еще более энергоемкие. Взрывная сила ядерных боеголовок обычно измеряется в единицах, эквивалентных ТНТ. ТНТ-эквивалентом является масса тринитротолуола, которая позволила бы произвести взрыв мощностью, эквивалентной взрыву соответствующих ядерных боеприпасов. Обычно он измеряется в килотонах (кТ) или мегатоннах (MgT).

Ядерные боеголовки делятся на калибры в зависимости от их мощности:

ультрафин
маленький (от 1 до 10 кТ)
средний (от 10 до 100 кТ)
большой (от 100 кТ до 1 мгТ)
сверхбольшой (более 1 мгТ)

Термоядерные заряды используются для оснащения боеприпасов сверхкрупных, крупных и средних калибров; ядерные заряды используются для оснащения боеприпасов сверхкрупных, малых и средних калибров; нейтронные заряды используются для оснащения боеприпасов сверхкрупных, крупных и средних калибров.

В зависимости от задач, которые будут решаться с ядерным оружием, типа и расположения установок, для которых планируется нанесение ядерных ударов, а также характера предстоящих боевых действий, ядерные взрывы могут происходить в воздухе, вблизи земли (вода) и под землей (вода).

Воздействие ядерных взрывов

Воздействие ядерного взрыва определяется механическим действием ударной волны, тепловым действием светового излучения, радиационным действием проникающего излучения и радиоактивным загрязнением. Электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) от ядерного взрыва является поражающим фактором для некоторых элементов объектов.

Распределение энергии ядерного взрыва зависит от типа взрыва и условий, при которых он происходит. При атмосферном взрыве около 50% энергии взрыва используется для создания ударной волны, 30-40% — для светового излучения, до 5% — для проникающего излучения и электромагнитного импульса и до 15% — для радиоактивного загрязнения.

Нейтронный взрыв характеризуется теми же значимыми факторами, но энергия взрыва распределяется несколько иначе: 8 — 10% — для образования ударной волны, 5 — 8% — для легкого излучения и около 85% — для образования нейтронного и гамма-излучения (проникающего излучения).

Воздействие атомного взрыва на человека и элементы объекта не происходит одновременно и различается по длительности, типу и степени воздействия.

Ядерный взрыв может немедленно уничтожить или вывести из строя уязвимые лица, открытое оборудование, конструкции и различные материальные активы.

Основные заметные факторы ядерного взрыва:

шоковая волна
световое излучение
проникающая радиация
радиоактивное заражение местности
электромагнитный импульс.

Shockwave

В большинстве случаев это является основной причиной ядерного взрыва. Его природа схожа с ударной волной обычного взрыва, но он более долговечен и обладает гораздо большей разрушительной силой. Ударная волна от ядерного взрыва может привести к гибели людей, разрушению строений и повреждению боеприпасов, расположенных на значительном расстоянии от центра взрыва.

Волна давления — это область сильного сжатия воздуха, которая распространяется с высокой скоростью от центра взрыва во всех направлениях. Скорость распространения зависит от давления воздуха на фронте волны давления; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука, но резко уменьшается с увеличением расстояния от взрыва.

За первые 2 секунды ударная волна проходит около 1000 м, за 5 секунд — 2000 м, за 8 секунд — около 3000 м.

Это служит обоснованием стандарта ZOMP N5 «Меры, которые должны быть приняты в случае ядерного взрыва»: отлично — 2 сек, хорошо — 3 сек, удовлетворительно — 4 сек.

Чрезвычайно сильные синяки и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа (1 кгс/см2). Происходят разрывы внутренних органов, переломы, внутреннее кровотечение, сотрясение мозга и длительная потеря сознания. Переломы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печень, селезенка, почки), заполненных газом (легкие, кишечник) или имеющих полости, заполненные жидкостью (мозг, мочевой пузырь и желчный пузырь). Эти травмы могут быть смертельными.

Тяжелые ушибы и травмы возможны при давлении от 60 до 100 кПа (0,6-1,0 кгс/см2 ). Для них характерны сильные ушибы всего тела, потеря сознания, переломы костей, кровотечение из носа и ушей, возможные повреждения внутренних органов и внутреннее кровотечение.

Средняя тяжесть поражения возникает при избыточном давлении 40 — 60 кПа (0,4-0,6 кгс/см2). Могут произойти вывих конечностей, ушибы мозга, нарушение слуха, носовое и ушное кровотечение.

Небольшие поражения происходят при избыточном давлении 20 — 40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2). Они проявляются в быстро прогрессирующих нарушениях функций организма (звон в ушах, головокружение, головные боли). Возможны вывихи и синяки.

Чрезмерное фронтальное давление 10 кПа (0,1 кгс/см2 ) или меньше для людей и животных вне укрытий считается безопасным.

Радиус удара строительного мусора, в частности разбитого стекла, которое разбивается при избыточном давлении более 2 кПа (0,02 кгс/см2 ), может превышать радиус прямого удара.

Гарантированную защиту людей от ударной волны обеспечивает размещение в убежищах экстренной помощи. При отсутствии укрытий используются радиационно-защищенные укрытия, подземные конструкции, естественные укрытия и рельеф местности.

Механический эффект ударной волны. Схема разрушения элементов объекта (объектов) зависит от нагрузки, создаваемой ударной волной, и реакции объекта на эту нагрузку.

Общая оценка разрушений, вызванных ударом ядерного взрыва, как правило, основывается на степени их тяжести. Для большинства элементов объекта обычно рассматриваются три степени слабого, среднего и серьезного ущерба. Для жилых и промышленных зданий обычно учитывается четвертая степень — полный отказ. В случае слабого разрушения объект, как правило, не выходит из строя; его можно ввести в эксплуатацию сразу же или после мелкого (текущего) ремонта. Среднее разрушение обычно называется разрушением в основном вторичных элементов объекта. Основные элементы могут быть деформированы и частично повреждены. Ремонт возможен при средних или больших объемах ремонта. Серьезное разрушение объекта характеризуется сильной деформацией или разрушением его основных элементов, в результате чего объект выходит из строя и не может быть отремонтирован.

Для гражданских и промышленных зданий степень разрушения характеризуется следующим строительным состоянием.

Слабое разрушение. Уничтожаются оконные и дверные заполнители, а также легкие перегородки, частично разрушается крыша, возможны трещины в стенах верхних этажей. Подвалы и подвалы полностью сохранены. Он безопасен в здании и может быть использован после планового ремонта.

Среднее разрушение проявляется в разрушении крыш и встроенных элементов — внутренних перегородок, окон, а также в появлении трещин в стенах, обрушении отдельных частей чердачных плит и стен верхних этажей. Подвальные помещения сохранены. После уборки и ремонта можно использовать часть помещений нижних этажей. Восстановление зданий возможно в случае проведения капитального ремонта.

Тяжелые разрушения характеризуются разрушением несущих конструкций и плит верхнего перекрытия, образованием трещин в стенах и деформацией плит нижнего перекрытия. Использование помещений становится невозможным, а ремонт и реставрация подходят в большинстве случаев.

Полное уничтожение. Все основные компоненты, включая несущие конструкции, разрушены. Использование зданий невозможно. Подвальные помещения могут быть сохранены в случае тяжелых и полных разрушений и могут быть частично использованы после удаления обломков.

Самыми большими разрушениями являются надземные здания, которые рассчитаны на собственный вес и вертикальные нагрузки, более устойчивыми являются подземные и подземные сооружения. Здания с металлическим каркасом разрушаются в среднем при 20 — 40 кПа, а полностью — при 60-80 кПа, кирпичные здания — при 10 — 20 и 30 — 40, деревянные здания — при 10 и 20 кПа. Здания с большим количеством проемов более устойчивы, так как в первую очередь разрушаются заполнители проемов, а несущие конструкции подвергаются меньшей нагрузке. Разрушение остекления в зданиях происходит при 2-7 кПа.

Степень разрушения в городе зависит от типа зданий, их количества этажей и плотности застройки. При плотности застройки в 50% давление на здания может быть ниже (на 20%-40%), чем на здания, расположенные снаружи на таком же расстоянии от центра взрыва. Если плотность застройки составляет менее 30%, то экранирующий эффект зданий незначителен и не имеет практического значения.

Энергетические, промышленные и коммунальные объекты могут иметь следующие уровни разрушения.

Слабые стороны: деформации трубопроводов, их повреждение на стыках; повреждение и разрушение контрольно-измерительных приборов; повреждение верхних частей колодцев на водо-, тепло- и газопроводных сетях; отдельные обрывы в линиях электропередач; повреждение машин, требующих замены линий электропередач, оборудования и других поврежденных частей.

Разрушения среды: отдельные обрывы и деформации трубопроводов, кабелей; деформации и повреждения отдельных опор линий электропередач; деформации и смещения опор резервуаров, их разрушение выше уровня жидкости;

Повреждение машин, требующих капитального ремонта.

Обширные разрушения: Массовые повреждения трубопроводов, кабелей и опор линий электропередач и другие повреждения, которые не могут быть устранены во время капитального ремонта.

Стойки — это подземные энергетические сети. Подземные газовые, водопроводные и канализационные сети разрушаются только в случае взрыва грунта в непосредственной близости от центра при давлении ударной волны 600 — 1500 кПа. Степень и тип выхода из строя трубопровода зависит от диаметра и материала труб, а также от глубины прокладки. Энергетические сети в зданиях обычно выходят из строя при разрушении частей здания. Линии воздушной связи и электрические линии сильно повреждены при 80 — 120 кПа, причем линии, идущие радиально от центра взрыва, повреждены в меньшей степени, чем линии, идущие перпендикулярно направлению распространения ударной волны.

Станочное оборудование предприятий разрушается при избыточном давлении 35 — 70 кПа. Измерительные приборы — при 20 — 30 кПа, а наиболее чувствительные приборы могут быть повреждены при 10 кПа и даже при 5 кПа. Следует отметить, что при обрушении строительных конструкций разрушается и оборудование.

В гидросистемах наиболее опасные поверхностные и подводные взрывы происходят с верхней части бассейна. Наиболее устойчивыми элементами гидросистем являются бетонные и земляные плотины, которые разрушаются при давлении свыше 1000 кПа. Самыми слабыми являются гидравлические затворы переливных плотин, электрооборудование и различные надстройки.

Степень разрушения (повреждения) транспортных средств зависит от их положения по отношению к направлению распространения ударных волн. Транспортные средства, которые находятся на борту в направлении удара, как правило, переворачиваются и получают более серьезные повреждения, чем транспортные средства, которые подвергаются воздействию взрыва спереди. Загруженные и закрепленные транспортные средства менее повреждены. Двигатели более стабильны. Например, в случае серьезных повреждений двигатели автомобилей легко повреждаются, и они могут передвигаться во время движения.

Наиболее ударопрочными являются морские и речные суда, а также железнодорожный транспорт. Когда взрыв происходит в воздухе или на поверхности, повреждение кораблей в основном вызывается ударной волной в воздухе. Поэтому ущерб в основном причиняется надводным частям кораблей — палубным надстройкам, мачтам, радиолокационным антеннам и т.д. Котлы, вытяжки и другое внутреннее оборудование повреждены входящей ударной волной. Транспортные сосуды повреждены при давлении в среднем 60-80 кПа. Железнодорожный подвижной состав может эксплуатироваться после воздействия избыточного давления: вагоны до 40 кПа, тепловозы до 70 кПа (слабое разрушение).

Самолеты более уязвимы, чем другие транспортные средства. Нагрузки, создаваемые избыточным давлением в 10 кПа, достаточны, чтобы вызвать вмятины в корпусе самолета, деформацию крыльев и стрингеров, что может привести к временному снятию с летных работ.

Воздушный шок также влияет на растения. Полный ущерб лесной площади наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа (0,5 кгс/см2). Деревья вырываются из корней, ломаются и выбрасываются, в результате чего образуется твердый мусор. При избыточном давлении от 30 до 50 кПа (от 03,1 до 0,5 кгс/см2) повреждается около 50% деревьев (также твердый мусор), при давлении от 10 до 30 кПа (от 0,1 до 0,3 кгс/см2) повреждается до 30% деревьев. Молодые деревья более устойчивы к ударам, чем старые и зрелые.

Световое излучение

Световое излучение ядерного взрыва естественно состоит из количества видимого света и близко к нему в спектре ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения — светящаяся взрывная поверхность, состоящая из материалов ядерных боеприпасов, нагретых до высокой температуры, воздуха и почвы (в случае наземного взрыва). Температура светящейся поверхности в течение некоторого времени сопоставима с температурой поверхности Солнца (максимум 8000 — 10000 и минимум 1800 °С). Размеры светящейся поверхности и ее температура со временем быстро меняются. Длительность светового излучения зависит от силы и типа взрыва и может длиться до нескольких десятков секунд. В случае взрыва в воздухе 20-киловаттной ядерной боеголовки световое излучение длится 3 с, а термоядерный заряд — от 1 Мт до 10 с. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световой импульс — это отношение количества световой энергии к площади освещаемой поверхности, перпендикулярной распространению световых лучей. Единицей светового импульса являются джоули на квадратный метр (Дж/м2) или калорийность на квадратный сантиметр (кал/см2).

1 Дж/м2=23,9* 10-6 кДж/см2; 1 кДж/м2= 0,0239 кДж/см2; 1 кДж/см2= 40 кДж/см2. Световой импульс зависит от силы и типа взрыва, расстояния до центра взрыва и затухания светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего действия дыма, пыли, растительности, непроходимой местности и т.д.

При наземных и поверхностных взрывах световой импульс на тех же расстояниях меньше, чем при воздушных взрывах той же мощности. Это связано с тем, что световой импульс излучает полусферу, хотя и большего диаметра, чем при взрыве воздуха. Что касается распространения светового излучения, то здесь важны и другие факторы. Во-первых, часть светового излучения поглощается непосредственно в зоне взрыва слоями водяного пара и пыли. Во-вторых, большинство световых лучей должны проникать сквозь слои воздуха вблизи земли, прежде чем попасть на объект на поверхности. В этих наиболее насыщенных слоях атмосферы происходит значительное поглощение светового излучения молекулами водяного пара и углекислого газа; рассеяние за счет присутствия в воздухе различных частиц также значительно больше. Кроме того, необходимо учитывать рельеф местности. Количество световой энергии, которое достигает объекта на определенном расстоянии от наземного взрыва, может составлять около трех четвертей для коротких расстояний и около половины для воздушного взрыва той же величины.

В случае подземных или подводных взрывов почти весь свет поглощается.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучаемые чрезвычайно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большой толщиной тонкого воздуха. Поэтому температура огненного шара (намного выше, чем при взрыве на воздухе) ниже. На высотах около 30-100 км каждый световой импульс потребляет около 25-35% от общей энергии взрыва.

Как правило, для расчетов используются табличные данные о зависимости световых импульсов от мощности и типа взрыва и расстояния до центра (эпицентра) взрыва. Эти данные приведены для очень прозрачного воздуха с учетом возможности рассеяния и поглощения энергии светового излучения атмосферой.

При оценке светового импульса необходимо учитывать возможность воздействия отраженного излучения. Если поверхность земли хорошо отражает свет (снежный покров, сухая трава, бетонный покров и т.д.), то прямое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным светом. Общий световой импульс при взрыве воздуха может быть в 1,5-2 раза больше, чем прямой свет. При взрыве между облаками и землей световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, закрытые для прямого излучения.

Световой импульс, отраженный облаками, может достигать половины прямого импульса.

Воздействие светового излучения на человека и сельскохозяйственных животных. Легкое излучение, испускаемое ядерным взрывом, вызывает ожоги открытых участков тела, временную слепоту или ожоги сетчатки глаза, если она непосредственно поражена. Возможны вторичные ожоги, вызванные пламенем горящих зданий, сооружений и растительности, легковоспламеняющейся или тлеющей одежды.

Независимо от причины, ожоги делятся по степени тяжести поражения.

Ожоги первой степени проявляются как болезненность, покраснение и отечность кожи. Они не представляют серьезной опасности и лечатся быстро и без последствий. Ожоги второй степени образуют волдыри, заполненные прозрачной протеиновой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять трудоспособность на некоторое время и потребовать специального лечения. Пострадавшие люди с ожогами первой и второй степени, которые достигают 50-60% поверхности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризуются некрозом кожи с частичным поражением зародышевого слоя. Ожоги четвертой степени: некроз кожи и более глубоких слоев ткани (подкожной клетчатки, мышц, костных сухожилий). Ожоги третьей и четвертой степени на значительной части кожи могут быть смертельными. Одежда из человеческого и животного волоса защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще встречаются на открытых участках тела у человека и на участках тела, покрытых короткими и редкими волосками у животных. Световые импульсы, необходимые для повреждения кожи покрытых волосами животных, выше.

Степень незначительных ожогов на закрытых участках кожи зависит от типа одежды, ее цвета, плотности и толщины. Лица, одетые в свободную, светлую, шерстяную одежду, как правило, меньше подвергаются воздействию светового излучения, чем лица, одетые в облегающую темную одежду или прозрачную одежду, особенно из синтетических материалов.

Пожары, вызванные воздействием светового излучения и ударных волн на объекты народного хозяйства, представляют большую опасность для людей и сельскохозяйственных животных. По данным зарубежной прессы, около 50 процентов всех смертей в городах Хиросима и Нагасаки произошли в результате ожогов, из которых от 20 до 30 процентов — непосредственно от светового излучения и от 70 до 80 процентов — от ожогов.

На глаза человека может влиять временная слепота — яркая вспышка света. В солнечный день блик длится 2 — 5 минут, а ночью, когда зрачок расширяется и больше света проходит через зрачок — до 30 минут и более. Более серьезное (необратимое) повреждение — ожог дна глаза — возникает, когда человек или животное фиксирует глаза на вспышке взрыва. Такие необратимые поражения возникают в результате концентрированного пучка (сфокусированного через хрусталик) световой энергии, падающего непосредственно на сетчатку глаза в количестве, достаточном для ожога тканей. Концентрация энергии, достаточная для ожога сетчатки глаза, может также произойти на расстоянии от места взрыва, где интенсивность светового излучения низка и не вызывает ожогов кожи. В Соединенных Штатах испытательный взрыв мощностью около 20 кТ вызвал ожоги сетчатки на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва при прямом световом импульсе около 6 кДж/м2 (0,15 кал/см2). При закрытых глазах временная слепота и ожоги орбитального дна исключаются.

Защита от светового излучения легче, чем от других вредных факторов. Световое излучение распространяется по прямой линии. Любой непрозрачный барьер, любой объект, создающий тень, может служить защитой от него. При использовании для покрытия ямы, рвов, холмов, набережных, откосов, перегородок между окнами, различной техники, верхушек деревьев и т.д., можно значительно уменьшить или полностью исключить ожоги, вызванные световым излучением. Приюты и радиационные укрытия обеспечивают полную защиту.

Тепловое воздействие на материалы. Энергия импульса света, падающего на поверхность объекта, частично отражается от его поверхности, поглощается им и проникает в него, если объект прозрачен. Поэтому тип (степень) поражения элементов объекта зависит как от светового импульса, так и от времени его воздействия, а также от плотности, теплоемкости, теплопроводности, толщины, цвета, способа обработки материалов, расположения поверхности для приема падающего светового излучения — все, что будет определять степень поглощения световой энергии ядерного взрыва.

Световой импульс и время светового излучения зависят от силы ядерного взрыва. При более длительной световой экспозиции больше тепла поступает с освещаемой поверхности внутрь материала, так что требуется больше световой энергии для нагревания материала до той же температуры, что и при кратковременном освещении. Поэтому чем выше тротиловый эквивалент, тем больше световой импульс, необходимый для воспламенения материала. И наоборот, одни и те же световые импульсы могут причинить больший ущерб при более низкой интенсивности взрыва, поскольку время, необходимое для их освещения, меньше (наблюдается через более короткие промежутки времени), чем при мощных взрывах.

Тепловой эффект сильнее в поверхностных слоях материала, чем они тоньше, чем менее прозрачны, тем менее теплопроводны и тем меньше их удельный вес. Однако, если светлая поверхность материала быстро темнеет в начальный период светового излучения, остальная световая энергия, которую он поглощает в больших количествах, темнеет, как и материал более темного цвета. Когда под воздействием излучения на поверхности материала образуется большое количество дыма, его экранирующий эффект ослабляет общий эффект излучения.

К материалам и предметам, которые легко воспламеняются легким излучением, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, сухие листья, стружка, резина и резинотехнические изделия, дерево, деревянные конструкции.

Пожары в учреждениях и населенных пунктах обусловлены легким излучением и вторичными факторами, вызванными ударной волной. Наименьшее избыточное давление, при котором могут возникать пожары по вторичным причинам, составляет 10 кПа (0,1 кгс/см2). Огонь материалов можно наблюдать при световых импульсах 125 кДж (3 ккал/см2) и более. Эти импульсы света в ясный солнечный день наблюдаются на гораздо большем расстоянии, чем избыточное давление на фронте ударной волны.

Заключение

Хиросима и Нагасаки — это предупреждение на будущее. Человечество не может позволить, чтобы решение о том, идти или не идти на войну, было в руках безответственных и близоруких государственных деятелей. В современном мире не должно быть места для случайностей при решении вопросов войны и мира. Преступления против человечества в целом, бессмысленные для решения спорных международных проблем и политических конфликтов, термоядерная война была политикой национального самоубийства только для тех, кто осмелился ее развязать. Каким бы ни был исход, мир окажется в неизмеримо худшем положении, чем раньше, чтобы выжившие могли позавидовать судьбе мертвых.

По мнению экспертов, наша планета опасно насыщена ядерным оружием. В начале 1970-х годов в мире уже накоплен такой запас ядерного оружия, что на каждого жителя Земли приходится около 15 тонн тринитротолуола в виде обычных взрывчатых веществ.

Такие арсеналы представляют большую опасность для всей планеты, для планеты, а не для отдельных стран. Их создание поглощает огромные материальные ресурсы, которые могут быть использованы для борьбы с болезнями, неграмотностью и нищетой в некоторых отсталых регионах мира.

Ученые предполагают, что в результате нескольких крупномасштабных ядерных взрывов, в которых сгорели леса, города и огромные слои дыма, Гари поднимется в стратосферу и перекроет путь солнечной радиации. Это явление известно как «ядерная зима». Зима продлится несколько лет, может быть, даже несколько месяцев, но за это время озоновый слой Земли будет почти полностью разрушен. Земля будет затоплена ультрафиолетовыми лучами. Моделирование этой ситуации показывает, что в результате взрыва мощностью 100 Кт температура вблизи поверхности Земли снизится в среднем на 10-20 градусов.

После ядерной зимы дальнейшее естественное продолжение жизни на Земле будет весьма проблематичным:

будет нехватка продовольствия и энергии. Вследствие серьезного изменения климата сельское хозяйство будет деградировать, природа будет разрушена или сильно изменена.
произойдет радиоактивное загрязнение части территории, что, в свою очередь, приведет к уничтожению дикой природы.
глобальные изменения окружающей среды (загрязнение, исчезновение многих видов, уничтожение дикой природы).

Ядерное оружие представляет большую угрозу для всего человечества. По расчетам американских специалистов, взрыв 20-метрового термоядерного заряда может выровнять все жилые здания в радиусе 24 км и уничтожить все живое на расстоянии 140 км от эпицентра.

Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную мощь, эксперты полагают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен миллионов людей и превратила бы все достижения мировой цивилизации и культуры в руины.

Окончание холодной войны несколько разрядило международную политическую обстановку. Был подписан ряд договоров о прекращении ядерных испытаний и ядерном разоружении.

Безопасная эксплуатация атомных электростанций также является важным вопросом сегодня. В конце концов, наиболее частое несоблюдение правил безопасности может привести к тем же последствиям, что и ядерная война.

К сожалению, ситуация в мире ухудшилась из-за войны в Ираке, но пока существуют Организация Объединенных Наций (ООН) и правозащитные организации, у нас есть надежда на благоразумие и на соблюдение Соединенными Штатами всех правовых резолюций.

Сегодня люди должны думать о своем будущем, о мире, в котором они будут жить в ближайшие десятилетия.

Список литературы

«Гражданская оборона», В.Г. Атаманджук, Л.Г. Шишев, Н.И. Акимов. Москва, 1984.
«Гражданская оборона», Л.Г. Шишев, Н.И. Акимов, Москва, 1983.
«Что за звон колоколов», A.I. Ioirish, 1994.
«Воздействие ядерного оружия», Сэмюэл Гластон, Филип Долан, 1976 год.
«Хиросима», И.Д. Морохов, Москва, 1973 год.
«Холодная смерть», В.С. Шумский, 1984.
«Ядерное безумие как государственная политика», Р. Богданов, Москва, 1986.