Albert Einsteinin löytö aineiden kyvystä vapauttaa suuria määriä energiaa atomitasolla merkitsi ydinfysiikan alkua. 1930-luvulla tutkijat simuloivat ilmassa tapahtuvaa ydinräjähdystä laboratoriossa, mutta saadut kokemukset vaaransivat rauhanomaisen elämän maan päällä.
Toimintaperiaate
Ilmaydinräjähdystä varten sinun on luotava tietyt olosuhteet, jotka aiheuttavat räjähdyksen. Sytyttiminä käytetään yleensä TNT:tä tai RDX:ää, joiden vaikutuksesta radioaktiivinen aine (yleensä uraani tai plutonium) puristetaan kriittiseen massaan 10 sekunnissa, minkä jälkeen tapahtuu voimakas energian vapautuminen. Jos pommi on lämpöydin, siinä tapahtuu kevyiden elementtien muuttumisprosessi raskaammiksi. Tässä tapauksessa vapautuva energia kantaa mukanaan vieläkin voimakkaamman räjähdyksen.
Ydinreaktoria voidaan käyttää myös rauhanomaisiin tarkoituksiin, koska fissiota voidaan hallita. Tätä varten käytetään laitteita, jotka absorboivat neutroneja. Tällaisessa asennuksessa tapahtuvat prosessit ovat aina tasapainossa. JopaJos parametreissa tapahtuu pieniä muutoksia, järjestelmä sammuttaa ne ajoissa ja palaa toimintatilaan. Hätätilanteissa elementit nollataan automaattisesti ketjureaktion pysäyttämiseksi.
Ensimmäinen kokemus
Einstein löysi ja ydinfyysikot tutkivat edelleen, energian vapautuminen ei kiinnosta vain tiedemiehiä vaan myös armeijaa. Mahdollisuus hankkia uusia aseita, jotka voisivat luoda voimakkaita räjähdyksiä pienestä määrästä materiaalia, johti kokeisiin radioaktiivisilla elementeillä.
Ranskalainen tiedemies Joliot-Curie todisti fyysisesti räjähdyksen mahdollisuuden, jolla on merkittävä vahingollinen vaikutus. Hän löysi ketjureaktion, josta tuli voimakas energialähde. Lisäksi hän aikoi tehdä kokeita deuteriumoksidilla, mutta toisen maailmansodan olosuhteissa se oli mahdotonta tehdä Ranskassa, joten tulevaisuudessa brittitutkijat ryhtyivät atomiaseiden kehittämiseen.
Ensimmäistä räjähdettä testattiin kesällä 1945 Amerikassa. Nykystandardien mukaan pommilla oli vähän tehoa, mutta tuolloin tuloksena saatu vaikutus ylitti kaikki odotukset. Räjähdyksen voima ja vaikutus ympäröivään alueeseen olivat v altavat.
Tulokset
Kokeet suoritettiin ilma-ydinräjähdyksen ominaisuuksien määrittämiseksi. Myöhemmin paikalla olleet kuvailivat näkemäänsä. He havaitsivat kirkkaan valopisteen useiden satojen kilometrien etäisyydeltä. Sitten se muuttui v altavaksi palloksi, kuului erittäin kova ääni, ja kilometrien ajanshokkia alto kaatui. Ilmapallo räjähti jättäen jälkeensä kahdentoista kilometrin pituisen sienen muotoisen pilven. Räjähdyspaikalle jäi kraatteri, joka ulottui kymmeniä metrejä syvyyteen ja leveyteen. Maa hänen ympärillään useiden satojen metrien ajan muuttui elottomaksi, kuoppaiseksi maaperäksi.
Ilman lämpötila nousi merkittävästi ydinräjähdyksen aikana, ja itse ilmakehä näytti tihentyvän. Tämän tunsivat jopa silminnäkijät, jotka olivat kaukana suojan episentrumista. Heidän näkemyksensä mittakaava oli hämmästyttävä, koska kukaan ei kuvitellut, millaista voimaa he kohtaavat. Todettiin, että testit onnistuivat.
Ilmaydinräjähdyksen vahingolliset tekijät
Armeija ymmärsi välittömästi, että uusi ase voi päättää minkä tahansa sodan tuloksen. Mutta tuolloin kukaan ei ajatellut ydinräjähdyksen haitallisten tekijöiden vaikutusta. Tiedemiehet kiinnittivät huomiota vain ilmeisimpiin niistä:
- shokkia alto;
- valopäästöt.
Tuolloin kukaan ei tiennyt radioaktiivisesta saastumisesta ja ionisoivasta säteilystä, vaikka myöhemmin se tunkeutuva säteily osoittautui vaarallisimmaksi. Joten jos tuho ja tuho sijaitsevat useiden satojen metrien etäisyydellä ilmaydinräjähdyksen keskuksesta, säteilyn hajoamistuotteiden leviämisalue ulottui satoja kilometrejä. Henkilö sai ensimmäisen altistuksen, jota myöhemmin pahensi säteilylaskeuma lähialueilla.
Lisäksi tutkijat eivät vielä tienneet, että vaikutuksen alaisenaYdinräjähdyksen ilmaiskua alto synnyttää sähkömagneettisen pulssin, joka voi sammuttaa kaiken elektroniikan satojen kilometrien etäisyydellä. Näin ollen ensimmäiset testaajat eivät voineet edes kuvitella, kuinka voimakas ase luotiin ja kuinka katastrofaaliset sen käytön seuraukset voivat olla.
Räjähdystyypit
Ilmaydinräjähdykset suoritetaan troposfäärin korkeudella eli 10 kilometrin säteellä maan pinnasta. Mutta niiden lisäksi on muitakin tyyppejä, esimerkiksi:
- Maan tai veden pinnalla johdettu maanpinnan tai veden pinnalla vastaavasti. Tulipallo, joka laajenee salamasta samalla kun se näyttää auringon nousev alta horisontin takaa.
- Korkealla, ilmakehässä. Samaan aikaan valosalama on erittäin suurikokoinen, se roikkuu ilmassa eikä kosketa maata tai vesipintoja.
- Maanalainen tai vedenalainen esiintyy maankuoren paksuudessa tai syvyydessä. Yleensä salamaa ei ole.
- Space. Näitä esiintyy satojen kilometrien päässä maapallosta, planeetan ympärillä olevan avaruuden ulkopuolella, ja niihin liittyy valoa sisältävien molekyylien pilvi.
Eri tyypit eroavat paitsi välähdyksen, myös muiden ulkoisten ominaisuuksien sekä vahingollisten tekijöiden, räjähdyksen voimakkuuden, sen tulosten ja seurausten suhteen.
Maatestaus
Ensimmäiset pommit testattiin suoraan maan pinnalla. Juuri tämäntyyppisiin räjähdyksiin liittyy selkeä sienipilviilma ja useita kymmeniä tai jopa satoja metrejä ulottuva kraatteri maaperässä. Maan räjähdys näyttää pelottavimm alta, koska matalalla maan päällä leijuva pilvi houkuttelee pölyn lisäksi myös merkittävän osan maaperästä, mikä tekee siitä melkein mustaa. Maaperähiukkaset sekoittuvat kemiallisten alkuaineiden kanssa ja putoavat sitten maahan, mikä tekee alueesta radioaktiivisesti saastuneen ja täysin asumiskelvottoman. Sotilaallisiin tarkoituksiin tätä voidaan käyttää voimakkaiden rakennusten tai esineiden tuhoamiseen, laajojen alueiden saastuttamiseen. Tuhoava vaikutus on voimakkain.
Pintaräjähdykset
Testit suoritetaan myös vedenpinnan yläpuolella. Tässä tapauksessa pilvi koostuu vesipölystä, joka vähentää valosäteilyn voimakkuutta, mutta kuljettaa radioaktiivisia hiukkasia pitkiä matkoja, minkä seurauksena ne voivat pudota sateen mukana tuhannen kilometrin päässä testipaikasta.
Sotilaallisiin tarkoituksiin tätä voidaan käyttää laivastotukikohtien, satamien ja laivojen tuhoamiseen tai vesien ja rannikoiden saastuttamiseen.
Ilmaräjähdyksiä
Tätä lajia voidaan tuottaa suurella etäisyydellä maasta (jolloin sitä kutsutaan korkeaksi) tai pienellä etäisyydellä (matala). Mitä korkeampi räjähdys, sitä vähemmän nousevalla pilvellä on yhtäläisyyksiä sienen muodon kanssa, koska maasta tuleva pölypatsas ei yletä siihen.
Salama tässä muodossa on erittäin kirkas, joten se näkyy satojen kilometrien päässä episentrumista. Siitä räjähtänyt tulipallo, jonka lämpötila mitataan tuumaamiljoonia Celsius-asteita, nousee ylös ja lähettää voimakasta valosäteilyä. Kaikkeen tähän liittyy kova ääni, joka muistuttaa epämääräisesti ukkonen.
Kun pallo jäähtyy, se muuttuu pilveksi, joka luo ilmavirran, joka kerää pölyä pinn alta. Tuloksena oleva pilari voi saavuttaa pilven, jos se ei ole kovin korkealla maanpinnan yläpuolella. Kun pilvi alkaa haihtua, ilmavirtaus heikkenee.
Tällaisen räjähdyksen seurauksena ilmassa oleviin esineisiin, rakenteisiin ja sen läheisyydessä oleviin ihmisiin voi osua.
Taistelukäyttö
Hiroshima ja Nagasaki ovat ainoita kaupunkeja, joita vastaan käytettiin ydinaseita. Siellä tapahtunut tragedia oli vertaansa vailla.
Asukkaat kokivat ilmassa tapahtuneen ydinräjähdyksen vaikutuksen, joka sytytettiin lyhyen matkan päässä maan pinnasta ja luokiteltiin matalaksi. Samaan aikaan infrastruktuuri tuhoutui täysin, noin 200 tuhatta ihmistä kuoli. Kaksi kolmasosaa heistä kuoli välittömästi. Ne, jotka olivat episentrumissa, hajosivat molekyyleiksi hirvittävistä lämpötiloista. Niiden valosäteily jätti varjot seinille.
Ihmiset, jotka olivat kauempana episentrumista, kuolivat ydinräjähdyksen shokkia altoon ja gammasäteilyyn. Osa selviytyneistä sai tappavan säteilyannoksen, mutta lääkärit eivät vielä tienneet säteilysairaudesta, joten kukaan ei ymmärtänyt, miksi kuvitteellisten toipumismerkkien jälkeen potilaiden tila heikkeni. Lääkärit harkitsivat sitäpunatautia, mutta 3–8 viikon kuluessa potilaat, joille kehittyi vaikea oksentelu, kuolivat. Hiroshiman ja Nagasakin atomipommituksista selviytyneiden outo sairaus oli sysäys isotooppilääketieteen alan tutkimuksen aloittamiselle.
Räjähdykset korkealla
Japanin kaupunkien pommituksen jälkeen ydinaseita ei käytetty taistelutarkoituksiin, mutta niiden kykyjen tutkiminen jatkui eri paikoissa. Ilmakehäharjoittelut mahdollistivat sen ymmärtämisen, mitä tapahtuu, kun räjähdys tapahtuu korkealla. Kävi ilmi, että kun keskus sijaitsee 10 km:n päässä maan pinnasta, syntyy suhteellisen pieni ydinräjähdyksen a alto, mutta valo- ja säteilysäteily lisääntyvät samanaikaisesti. Mitä korkeampi räjähdys tehtiin, sitä voimakkaammin ionisaatio lisääntyy, mihin liittyy radiolaitteiden vika.
Pinn alta katsottuna kaikki näyttää suurelta kirkka alta välähdältä, jota seuraa pilvi haihtuvia vedyn, hiilen ja typen molekyylejä. Ilmavirta ei ulotu maahan, joten pölypylvästä ei ole. Alueella ei myöskään käytännössä ole saastumista, koska ilmamassat liikkuvat heikosti korkealla, joten tällaisen ydinräjähdyksen tarkoitus voi olla lentokoneiden, ohjusten tai satelliittien tuhoaminen.
Maalaiset testit
Maiden välillä on äskettäin tehty sopimus, joka säätelee ydinkokeita ja vaatii niiden suorittamista vain maan alla, mikä minimoi saastumisen ja koealueiden ympärille muodostuvat asumiskelvottomat alueet.
Maanalaisia testejä pidetään vähiten vaarallisina toiminnan jälkeenkaikki haitalliset tekijät ovat vastuussa rodusta. Samanaikaisesti on mahdotonta nähdä valon välähdyksiä tai sienipilviä, siitä jää vain pölypylväs. Mutta shokkia alto johtaa maanjäristykseen ja maaperän romahtamiseen. Yleensä sitä käytetään rauhanomaisiin tarkoituksiin, kansantaloudellisten ongelmien ratkaisemiseen. Tällä tavalla voit esimerkiksi tuhota vuoristojonoja tai muodostaa keinotekoisia altaita.
Vedenalainen testaus
Räjähdyksillä veden alla on vakavammat seuraukset. Ensin ilmestyy suihkepatsas, joka nousee radioaktiivisen sumun pilveksi. Samaan aikaan veden pinnalle muodostuu metrin pituisia a altoja, jotka tuhoavat laivoja ja vedenalaisia rakenteita. Sitten viereiset alueet ovat saastuneet radioaktiivista sadetta kaataneen leviävän pilven takia.
Suojatoimenpiteet
Ydinräjähdys tappaa kaiken tiellään ja tuhoaa kaikki aineelliset esineet. Sen episentriin jääneillä ihmisillä ei ole mahdollisuutta paeta, he palavat välittömästi maan tasalle. Pommisuoja on täysin hyödytön, koska se tuhotaan välittömästi.
Vain ne, jotka ovat riittävän kaukana räjähdyksestä, voivat paeta. Yli 1-3 kilometrin etäisyydellä episentrumista on mahdollista välttää iskuaallon vaikutus, mutta tätä varten on tarpeen löytää nopeasti luotettava suoja heti, kun kirkas salama tapahtuu. Henkilöllä on 2-8 sekuntia aikaa tehdä tämä etäisyydestä riippuen. Suojassa ei tapahdu suoraa gammasäteilyn osumaa, mutta radioaktiivisen saastumisen todennäköisyys on silti erittäin suuri. Voit vähentää säteilysairauden riskiä käyttämällä henkilökohtaisia suojavarusteita ja välttämällä kosketustakaikki alueella olevat kohteet.
Ydinaseet ovat yksi ihmiskunnan kauheimmista keksinnöistä. Rauhanomaisiin tarkoituksiin käytettynä siitä voi olla suurta hyötyä, mutta sen sotilaallinen käyttö on kauhea uhka elämälle maan päällä. Alkanutta ketjureaktiota ei voida pysäyttää, joten on olemassa ydinaseriisuntasopimus, jonka tarkoituksena on suojella planeettaa katastrofilta.
