Принцип работы атомной бомбы

Взрыв атомной бомбы и механизм его действия

Взрыв атомной бомбы является одним из самых удивительных, загадочных и страшных процессов.

Кто изобрел атомную бомбу? История изобретения и создания советской атомной бомбы. Последствия взрыва атомной бомбы - фото 9

Ядра некоторых изотопов радиоактивных элементов способны распадаться, при этом захватывая нейтрон. После этого выделяется ещё два или три нейтрона. Разрушение ядра одного атома при идеальных условиях может привести к распаду ещё двух или трех.

Происходит лавинообразный процесс разрушения все большего числа ядер с высвобождением гигантского количества энергии разрыва атомных связей. При взрыве огромные энергии высвобождаются за сверхмалый промежуток времени. Происходит это в одной точке. Поэтому взрыв атомной бомбы является настолько мощным и разрушительным.

Создание атомной бомбы - изображение 10

Первое ядерное испытание было проведено в июле 1945 года в США, недалеко от Алмогордо. В августе того же года американцы применили это оружие против японских городов Хиросима и Нагасаки. Взрыв атомной бомбы в городе привел к ужасным разрушениям и гибели большей части населения. 

Чем водородная бомба отличается от атомной

Принцип работы атомной бомбы - фотография 70

Термоядерный синтез — процесс, который происходит во время детонации водородной бомбы — самый мощный тип доступной человечеству энергии.

Эта термоядерная реакция, подобная той, что можно наблюдать на звездах, высвобождает невероятный поток энергии. В атомной же энергия получается от деления атомного ядра, поэтому взрыв атомной бомбы намного слабее.

Первое испытание

Советский Союз вновь опередил многих участников гонки холодной войны.

Первую водородную бомбу, изготовленную под руководством гениального Сахарова, испытали на секретном полигоне Семипалатинска.

Ударная волна

Принцип работы атомной бомбы - изображение 71

Прямое разрушительное воздействие водородной бомбы — сильнейшая, обладающая высокой интенсивностью ударная волна.

Ее мощность зависит от размера самой бомбы и той высоты, на которой произошла детонация заряда.

Тепловой эффект

Принцип работы атомной бомбы - изображение 72

Водородная бомба всего в 20 мегатонн создает огромное количество тепловой энергии: бетон плавился в радиусе пяти километров от места испытания снаряда.

В девятикилометровом радиусе будет уничтожено все живое, не устоят ни техника, ни постройки.

Огненный шар

Принцип работы атомной бомбы - фото 73

Самым зрелищным после взрыва покажется наблюдателям огромный огненный шар: пылающие бури, инициированные детонацией водородной бомбы, будут поддерживать себя сами, вовлекая в воронку все больше и больше горючего материала.

Радиационное заражение

Принцип работы атомной бомбы - фото 74

Самым опасным последствием взрыва станет радиационное заражение. Распад тяжелых элементов в бушующем огненном вихре наполнит атмосферу мельчайшими частицами радиоактивной пыли.

Царь-бомба

58 мегатонн — вот, сколько весила самая крупная водородная бомба, взорванная на полигоне архипелага Новая Земля.

Ударная волна три раза обогнула земной шар, заставив противников СССР лишний раз увериться в огромной разрушительной силе этого оружия. 

Создание атомной бомбы

Годом создания атомной бомбы стал 1896 год. Именно тогда французский физик А. Беккерель открыл радиоактивность урана. Впоследствии цепная реакция урана стала рассматриваться как источник огромной энергии и легла в основу разработки самого опасного оружия в мире. 

На протяжении нескольких последующих десятилетий учеными были обнаружены альфа, бета и гамма лучи. Тогда же было открыто большое количество радиоактивных изотопов, сформулирован закон радиоактивного распада и заложено начало исследования ядерной изомерии.

В 1940-х ученые обнаружили нейрон и позитрон и впервые провели расщепление ядра атома урана, сопровождающееся поглощением нейронов. Именно это открытие стало переломным моментом в истории.

В 1939 году французский физик Фредерик Жолио-Кюри запатентовал первую в мире ядерную бомбу.

ВПервые испытания - фото 14

Как устроена ядерная бомба?

В ее состав входят:

  1. Аварийный подрыв.
  2. Устройства взведения и предохранения.
  3. Источник питания.
  4. Различные датчики.

Транспортировка атомных бомб к месту атаки производится с помощью ракет. Ядерный боеприпас может входить в состав фугаса, торпеды, авиационный бомбы и прочих элементов. Для атомных бомб используют различные системы детонирования. 

Ядерное оружие может иметь большой, средний и малый калибр. Мощность взрыва обычно выражается в тротиловом эквиваленте. 

Предыстория создания советской ядерной бомбы - изображение 15

Принцип работы

Принцип действия ядерной бомбы основан на использовании энергии, выделяющейся при протекании цепной ядерной реакции. Во время этого процесса, тяжелые частицы делятся, а легкие – синтезируются.

При взрыве атомной бомбы, за кратчайший промежуток времени, на небольшой площади, выделяется огромное количество энергии. В центре взрыва, непосредственно протекает процесс высвобождения энергии.

 Энергия ядерного взрыва, проецируясь на землю, может привести к сейсмическим толчкам, которые распространяются на значительное расстояние. 

Поражающие факторы

Атомное оружие имеет такие факторы поражения:

  1. Радиоактивное заражение.
  2. Световое излучение.
  3. Ударная волна.
  4. Электромагнитный импульс.
  5. Проникающая радиация.

Взрыв ядерного снаряда сопровождается яркой вспышкой. По мощности эта вспышка в несколько раз сильнее, чем солнечные лучи, поэтому опасность поражения световым и тепловым излучение есть в радиусе нескольких километров от точки взрыва.

Образующаяся при взрыве радиация действует всего минуту после взрыва, но имеет максимальную проникающую способность. У людей она вызывает развитие лучевой болезни.

Техническое задание - фотография 16

Предыстория создания советской ядерной бомбы

После бомбардировки японских городов И. В. Сталин понял, что создание советской атомной бомбы является вопросом национальной безопасности. 20 августа 1945 года в СССР был создан комитет по ядерной энергетике во главе с Берия.

В 1943 году разведчики СССР передали из Англии материалы закрытых научных трудов в области атомной энергетики. Эти материалы проиллюстрировали, что работа заграничных ученых над созданием атомной бомбы серьезно продвинулась вперед.

«Ядерный клуб» мира - фотография 18

Техническое задание

Согласно заданию, конструкторам необходимо было построить РДС двух моделей:

  1. РДС-1. Бомба с плутониевым зарядом, которая подрывается путем сферического обжатия. Устройство было позаимствовано у американцев.
  2. РДС-2. Пушечная бомба с двумя урановыми зарядами, сближающимися в стволе пушки, прежде чем создастся критическая масса.

Когда Америка узнала о том, что Советский Союз владеет секретами создания ядерного оружия, у нее появилось стремление к скорейшей эскалации превентивной войны.

Летом 1949 года появился план «Троян», по данным которого 1 января 1950 года планировалось начать боевые действия против СССР. 

Испытания

29 августа на полигоне в Семипалатинске было подорвано устройство РДС-1. Первая атомная бомба в СССР взорвалась с мощность 22 Кт.

Заключение - изображение 19

«Ядерный клуб» мира

В него входят:

  1. Америка
  2. Россия 
  3. Англия 
  4. Франция
  5. Китай 
  6. Индия 
  7. Пакистан
  8. Корея 

Ядерное оружие есть также у Израиля, хотя руководство страны отказывается комментировать его наличие. 

Украина, Белоруссия и Казахстан, которые владели частью ядерного оружия СССР, после распада Союза передали свои бомбы России. 

Нейтронная бомба

Первый взрыв нейтронного оружия под индексом W-63 произошел в 1963 году в одной из шахт на полигоне в Неваде. 

В 1976 году на том же полигоне были выполнены испытания обновленного нейтронного заряда. Результаты испытаний настолько превзошли все ожидания военных, что решение о серийном производстве данного боеприпаса приняли за пару дней на самом высоком уровне.

Царь-бомба - фото 40

Конструкция и принцип действия нейтронной бомбы

Нейтронная бомба – это вид тактического ядерного оружия мощностью от 1 до 10 кт, где поражающим фактором является поток нейтронного излучения.

К первому типу относятся маломощные заряды весом до 50 кг, которые используются в качестве боеприпасов к безоткатному или артиллерийскому орудию. В центральной части бомбы располагается полый шар из делящегося вещества. Внутри его полости находится «бустинг», усиливающий деление. Снаружи шар экранирован бериллиевым отражателем нейтронов.

Реакция термоядерного синтеза в таком снаряде запускается разогревом действующего вещества до миллиона градусов путем подрыва атомной взрывчатки. 

Ядерное оружие третьего поколения... (2) - фотография 41

Второй тип нейтронного заряда используется в основном в крылатых ракетах или авиабомбах. Шар с «бустингом» вместо бериллиевого отражателя окружен небольшим слоем из дейтерий-тритиевой смеси.

Также существует и другой тип конструкции, когда дейтерий-тритиевая смесь выведена наружу атомной взрывчатки.

Еще одним поражающим фактором при взрыве нейтронной бомбы является наведенная радиоактивность. При захвате нейтронов веществом происходит частичное преобразование стабильных ядер в радиоактивные изотопы. Они в течении некоторого времени испускают собственное ядерное излучение, которое также становится опасным для живой силы противника.

1. АТОМНАЯ БОМБА: СОСТАВ, БОЕВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЦЕЛЬ СОЗДАНИЯ - фотография 42

Ядерное оружие - фотография 43

Закатом нейтронного оружия стал 1992 год. В СССР, а затем и России, был разработан гениальный по своей простоте и эффективности способ защиты ракет – в состав материала корпуса ввели бор и обедненный уран. 

Политические и исторические последствия

Работы по созданию нейтронного оружия начались в 60-х годах XX века в США. На данный момент такой технологией обладают Россия и Франция.

В 1991 году президентами России и США были подписаны обязательства, по которым тактические ракеты и артиллерийские снаряды с нейтронной боеголовкой должны быть полностью уничтожены. 

Зоны очага ядерного взрыва

Для определения характера возможных разрушений, объема и условий проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.

Зона полных разрушений характеризуется массовыми безвозвратными потерями среди незащищенного населения (до 100 %), полными разрушениями зданий и сооружений, а также части убежищ гражданской обороны, образованием сплошных завалов в населенных пунктах. Лес полностью уничтожается.

Зона сильных разрушений характеризуется массовыми безвозвратными потерями (до 90 %) среди незащищенного населения, полными разрушениями зданий и сооружений, образованием местных и сплошных завалов в населенных пунктах и лесах, сохранением убежищ и большинства противорадиационных укрытий подвального типа.

Зона средних разрушений характеризуется безвозвратными потерями среди населения (до 20 %), средними разрушениями зданий и сооружений, сплошных пожаров, сохранением коммунально-энергетических сетей, убежищ и большинства противорадиационных укрытий.

Зона слабых разрушений характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.

 

Степень лучевой болезни

Доза излучения, вызывающая заболевание, рад

людей

животных

Легкая (I)

100-200

150-250

Средняя (II)

200-400

250-400

Тяжелая (III)

400-600

400-750

Крайне тяжелая (IV)

Более 600

Более 750

Таблица 2. Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы облучения

Принципы устройства и действия ядерных боеприпасов

Ядерными боеприпасами называются авиабомбы, торпеды, боевые части ракет, артиллерийские снаряды и специальные ин­женерные мины, снаряженные ядерными зарядами.

Отли­чительные особенности ядерных боеприпасов обусловлены:

— типом носителя, определяющим форму, габаритные и ве­совые характеристики боеприпаса;

— калибром боеприпаса, который характеризуется тротиловым эквивалентом;

надежностью действия и безопасностью при хранении, транспортировке и боевом применении;

— экономичностью конструкции боеприпаса. 

Принцип работы атомной бомбы - изображение 51

Ядерный боеприпас состоит из ядерного заряда, датчиков подрыва, системы автома­тики и источников питания, размещенных в корпусе.

Ядерный заряд представляет собой устройство для осуществления взрывного про­цесса освобождения внутри­ядерной энергии.

По характе­ру происходящих в них взрыв­ных реакций ядерные заряды подразделяются на три вида:

— ядерные заряды деле­ния, энергия взрыва которых обусловлена только реакцией деления плутония-239, урана-235, урана-233;

— ядерные заряды, у ко­торых кроме реакции деления плутония или урана, происхо­дит реакция синтеза легких ядер; эти заряды еще называ­ются термоядерными зарядами типа „деление—синтез";

— ядерные заряды, энергия взрыва которых освобождается в результате развития трех ядерных реакций. Такие заряды на­зываются комбинированными зарядами или термоядерными заря­дами типа «деление — синтез — деление».

Принцип устройства ядерного заряда деления

Принцип работы атомной бомбы - изображение 53

Ядерные заряды деления в зависимости от способа создания надкритической массы подразделяются на заряды пушечного и имплозивного типов.

В ядерном заряде пушечного типа делящееся вещест­во до момента взрыва разделено на несколько частей.

Перевод частей ядерного заряда в надкритическое состояние осуществляется взрывом обыч­ных взрывчатых веществ. В резуль­тате этого в делящемся веществе протекает цепная ядерная реакция деления и происходит ядерный взрыв.

В ядерном заряде имплозивного типа делящееся ве­щество до момента взрыва представляет единое целое, но раз­меры и плотность его таковы, что системна находится в подкритическом состоянии. Перевод ядерного заряда в надкритическое состояние также осуществляется взрывом заряда обыч­ного ВВ. 

Принцип устройства термоядерных зарядов

Термоядерные боеприпасы могут снаряжаться термоядерными зарядами типа «деление — синтез»  или «деление — синтез—деление». В термоядерных зарядах обоих типов вслед за взрывной реакцией деления, которая вызывает нагрев термоядерного ВВ, происходит реакция синтеза.

Принцип работы атомной бомбы - изображение 54

Термоядерную реакцию синтеза оказалось проще осуще­ствить, используя в качестве термоядерного горючего дейтерид лития — твердое вещество, представляющее собой соединение литая с дейтерием.

При взаимодействии нейтронов с ядрами лития образуется тритий, который вступает в реакцию с дейтерием.

Принцип работы атомной бомбы - фото 55

Как "ржавеют" термоядерные бомбы

Принцип работы атомной бомбы - фотография 56

Изготовители ядерных боеголовок дают одинаковый гарантийный срок на свои изделия – 30 лет.

Сегодня из всего трехтысячного арсенала “в живых” осталось: 150 “стратегических” и около 400 “тактических” бомб, а также еще примерно 200 “тактических” изделий находятся на хранении в резерве.

Принцип работы атомной бомбы - изображение 60

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 908)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты