Атомдық деңгейде заттардың үлкен көлемдегі энергия бөлетін қабілетін Альберт Эйнштейн ашуы ядролық физиканың бастауын белгіледі. 1930 жылдары зерттеушілер зертханада ауадағы ядролық жарылысты модельдеді, бірақ жинақталған тәжірибе Жердегі бейбіт өмірге қауіп төндірді.
Жұмыс принципі
Әуедегі ядролық жарылыс үшін детонацияны тудыратын белгілі бір жағдайларды жасау керек. Әдетте, TNT немесе RDX детонаторлар ретінде пайдаланылады, оның әсерінен радиоактивті зат (әдетте уран немесе плутоний) 10 секунд ішінде сыни массаға дейін қысылады, содан кейін энергияның күшті шығарылуы орын алады. Егер бомба термоядролық болса, онда жеңіл элементтердің ауырға айналу процесі жүреді. Бұл жағдайда бөлінетін энергия одан да күшті жарылыс әкеледі.
Ядролық реакторды бейбіт мақсатта да пайдалануға болады, өйткені бөлінуді бақылауға болады. Ол үшін нейтрондарды сіңіретін құрылғылар қолданылады. Мұндай қондырғыда орын алатын процестер әрқашан тепе-теңдікте болады. Тіптіегер параметрлерде шамалы өзгерістер болса, жүйе оларды уақытында сөндіреді және жұмыс режиміне оралады. Төтенше жағдайларда тізбекті реакцияны тоқтату үшін элементтер автоматты түрде қалпына келтіріледі.
Алғашқы тәжірибе
Эйнштейн ашқан және одан әрі ядролық физиктер зерттеген энергияның бөлінуі ғалымдарды ғана емес, сонымен бірге әскерилерді де қызықтырды. Шағын материалдан күшті жарылыстар тудыратын жаңа қаруларды алу мүмкіндігі радиоактивті элементтермен эксперименттерге әкелді.
Физикалық тұрғыдан айтарлықтай зақымдаушы әсері бар жарылыс болу мүмкіндігін француз ғалымы Жолио-Кюри дәлелдеген. Ол қуатты энергия көзіне айналған тізбекті реакцияны ашты. Одан әрі ол дейтерий оксидімен тәжірибе жүргізуді жоспарлады, бірақ Екінші дүниежүзілік соғыс жағдайында Францияда мұны жасау мүмкін болмады, сондықтан болашақта британдық ғалымдар атом қаруын жасаумен айналысты.
Алғашқы жарылғыш құрылғы 1945 жылдың жазында Америкада сынақтан өтті. Бүгінгі стандарттар бойынша, бомбаның күші аз болды, бірақ сол кезде нәтиже барлық күткеннен асып түсті. Жарылыс күші мен оның айналасына тигізген әсері орасан зор болды.
Нәтижелер
Ауа-ядролық жарылыстың сипаттамаларын анықтау үшін сынақтар жүргізілді. Жиналғандар кейін көргендерін айтып берді. Олар бірнеше жүз километр қашықтықта жарқын жарық нүктені байқады. Содан кейін ол үлкен допқа айналды, өте қатты дыбыс естілді және километрлерсоққы толқыны аударылды. Шар жарылып, артында саңырауқұлақ тәрізді он екі шақырымдық бұлт қалды. Жарылыс орнында тереңдігі мен ені ондаған метрге созылған кратер қалды. Оның айналасындағы бірнеше жүз метр жер жансыз, шұңқырлы топыраққа айналды.
Ядролық жарылыс кезінде ауа температурасы айтарлықтай көтеріліп, атмосфераның өзі тығыздалғандай болды. Мұны баспанадағы эпицентрден шалғай жатқан куәгерлер де сезген. Олардың көргендерінің ауқымы таң қалдырды, өйткені олардың қандай күшке тап болатынын ешкім елестеткен жоқ. Сынақтар сәтті өтті деген қорытындыға келді.
Әуедегі ядролық жарылыстың зақымдаушы факторлары
Әскерилер жаңа қару кез келген соғыстың нәтижесін шеше алатынын бірден түсінді. Бірақ ол кезде ядролық жарылыстың зиянды факторларының әсері туралы ешкім ойлаған жоқ. Ғалымдар олардың ең айқынына ғана назар аударды:
- соққы толқыны;
- жарық шығару.
Ол кезде радиоактивті ластану және иондаушы сәулелер туралы ешкім білмеді, бірақ кейінірек бұл ең қауіпті болып шыққан еніп кететін сәуле болды. Сонымен, егер қираулар мен қираулар әуедегі ядролық жарылыстың эпицентрінен бірнеше жүз метр қашықтықта локализацияланса, онда радиациялық ыдырау өнімдерінің таралу аймағы жүздеген километрге созылды. Адам бірінші экспозицияны алды, кейін ол жақын маңдағы аймақтардағы радиацияның түсуінен асқынды.
Сонымен қатар ғалымдар әсер еткенін әлі білмегенЯдролық жарылыстың ауа соққы толқыны жүздеген шақырым қашықтықтағы барлық электрониканы өшіре алатын электромагниттік импульсті тудырады. Осылайша, алғашқы сынақшылар қарудың қаншалықты күшті жасалғанын және оны қолданудың салдары қаншалықты апатты болатынын елестете де алмады.
Жарылыс түрлері
Әуедегі ядролық жарылыстар тропосфераның биіктігінде, яғни жер бетінен 10 км биіктікте жүргізіледі. Бірақ олардан басқа басқа да түрлері бар, мысалы:
- Сәйкесінше жердің немесе судың бетінде жүргізілетін жер үсті немесе су. Жарқылдан кеңейетін отты шар, көкжиектен шыққан күн сияқты.
- Атмосферада жүргізілген биіктік. Бұл ретте жарық жарқылдың өлшемі өте үлкен, ол ауада ілініп тұрады және жерге немесе су бетіне тимейді.
- Жер асты немесе су асты жер қыртысының қалыңдығында немесе тереңдігінде болады. Әдетте жарқыл болмайды.
- Ғарыш. Олар жер шарынан жүздеген шақырым жерде, айналма кеңістіктен тыс жерде болады және жарық молекулаларының бұлтымен бірге жүреді.
Әртүрлі түрлер жарқылмен ғана емес, сонымен қатар басқа сыртқы сипаттамалармен, сондай-ақ зақымдаушы факторлармен, жарылыс қарқындылығымен, оның нәтижелерімен және салдарымен ерекшеленеді.
Жердегі сынақ
Алғашқы бомбалар жер бетінде тікелей сынақтан өтті. Дәл осындай жарылыс түрлері саңырауқұлақ бұлттарымен бірге жүредіауа және топырақта бірнеше ондаған, тіпті жүздеген метрге созылатын кратер. Жер үстіндегі жарылыс ең қорқынышты болып көрінеді, өйткені жер үстінде қалқып тұрған бұлт шаңды ғана емес, топырақтың едәуір бөлігін де тартады, бұл оны дерлік қара етеді. Топырақ бөлшектері химиялық элементтермен араласып, кейін жерге түседі, бұл аумақты радиоактивті ластанған және өмір сүруге мүлдем жарамсыз етеді. Әскери мақсатта бұл қуатты ғимараттарды немесе нысандарды жою, кең аумақтарды жұқтыру үшін пайдаланылуы мүмкін. Деструктивті әсер ең күшті.
Жер бетіндегі жарылыстар
Сынақтар су бетінің үстінде де жүргізіледі. Бұл жағдайда бұлт судың шаңынан тұрады, ол жарық сәулеленуінің қарқындылығын төмендетеді, бірақ радиоактивті бөлшектерді үлкен қашықтыққа тасымалдайды, нәтижесінде олар сынақ алаңынан мың шақырым жерде жауын-шашынмен бірге құлап кетуі мүмкін.
Әскери мақсатта бұл әскери-теңіз базаларын, порттар мен кемелерді жою немесе сулар мен жағалауларды ластау үшін қолданылуы мүмкін.
Әуе жарылыстары
Бұл түрді жерден үлкен қашықтықта (бұл жағдайда ол жоғары деп аталады) немесе аз қашықтықта (төмен) өндіруге болады. Жарылыс неғұрлым жоғары болса, көтеріліп жатқан бұлттың саңырауқұлақ пішінімен ұқсастығы соғұрлым аз болады, өйткені жердегі шаң бағанасы оған жетпейді.
Бұл пішіндегі жарқыл өте жарқын, сондықтан оны эпицентрден жүздеген шақырым жерде көруге болады. Одан өлшенген температурамен жарылған отты шармиллиондаған градус Цельсий, жоғары көтеріледі және күшті жарық сәулесін жібереді. Мұның бәрі күн күркіреуін анық емес еске түсіретін қатты дыбыспен бірге жүреді.
Доп суыған сайын бұлтқа айналады, бұл ауа ағынын жасайды, ол жерден шаңды көтереді. Алынған тірек жер бетінен өте биік болмаса, бұлтқа жете алады. Бұлт тарай бастағанда, ауа ағыны әлсірейді.
Мұндай жарылыс нәтижесінде ауадағы заттарға, құрылымдарға және оның маңындағы адамдарға соғуы мүмкін.
Жауынгерлік қолдану
Хиросима мен Нагасаки - ядролық қару қолданылған жалғыз қалалар. Онда болған қайғылы оқиға теңдесі жоқ.
Тұрғындар жер бетінен қысқа қашықтықта басталған және төмен деп жіктелген ауадағы ядролық жарылыс әсерін сезінді. Сонымен бірге инфрақұрылым толығымен жойылып, 200 мыңға жуық адам қаза тапты. Олардың үштен екісі бірден қайтыс болды. Эпицентрде болғандар құбыжық температурадан молекулаларға ыдырап кетті. Олардан жарық шығару қабырғаларда көлеңкелер қалдырды.
Эпицентрден алыс жатқан адамдар ядролық жарылыстың соққы толқыны мен гамма-сәулеленуінен қайтыс болды. Тірі қалғандардың кейбірі өлімге әкелетін сәуле дозасын алды, бірақ дәрігерлер радиациялық ауру туралы әлі білмеді, сондықтан қалпына келтірудің ойдан шығарылған белгілерінен кейін науқастардың жағдайы неге нашарлағанын ешкім түсінбеді. Дәрігерлер оны қарастырдыдизентерия, бірақ 3-8 апта ішінде қатты құсу дамыған науқастар қайтыс болды. Хиросима мен Нагасакидегі атом бомбасынан аман қалғандардың оғаш ауруы ядролық медицина саласындағы зерттеулердің басталуына түрткі болды.
Биік биіктіктегі жарылыстар
Жапон қалаларын бомбалаудан кейін ядролық қару жауынгерлік мақсатта пайдаланылмады, бірақ олардың мүмкіндіктерін зерттеу әртүрлі жерлерде жалғасты. Атмосфералық жаттығулар биіктікте жарылыс болған кезде не болатынын түсінуге мүмкіндік берді. Орталық жер бетінен 10 км қашықтықта орналасқан кезде салыстырмалы түрде шағын ядролық жарылыс толқыны пайда болады, бірақ жарық пен радиациялық радиация бір уақытта артады. Жарылыс неғұрлым жоғары болса, соғұрлым иондану күшейеді, бұл радиожабдықтың істен шығуымен бірге жүреді.
Сыртынан оның бәрі үлкен жарқыраған жарқылға ұқсайды, одан кейін сутегі, көміртек және азоттың буланатын молекулаларының бұлты пайда болады. Ауа ағыны жерге жетпейді, сондықтан шаң бағанасы жоқ. Сондай-ақ аумақтың ластануы іс жүзінде жоқ, өйткені ауа массалары биіктікте әлсіз қозғалады, сондықтан мұндай ядролық жарылыстың мақсаты ұшақтарды, зымырандарды немесе спутниктерді жою болуы мүмкін.
Жерасты сынақтары
Жақында елдер арасында ядролық сынақтарды реттейтін және оларды тек жер астында жүргізуді талап ететін, ластануды барынша азайтатын және полигондар айналасында қалыптасқан өмір сүруге жарамсыз аумақтарды қамтамасыз ететін келісім болды.
Әрекеттен бері жерасты сынақтары ең қауіптісі болып саналадыбарлық зақымдаушы факторлар тұқымды құрайды. Бұл кезде жарқыраған жарқырауды немесе саңырауқұлақ бұлтын көру мүмкін емес, одан шаң бағанасы ғана қалады. Бірақ соққы толқыны жер сілкінісі мен топырақтың опырылуына әкеледі. Ол әдетте бейбіт мақсатта, халық шаруашылығы мәселелерін шешу үшін қолданылады. Мысалы, осылайша тау жоталарын жоюға немесе жасанды су қоймаларын қалыптастыруға болады.
Су астындағы сынақ
Су астындағы жарылыстардың салдары одан да ауыр. Алдымен радиоактивті тұман бұлтына дейін көтерілген спрей бағанасы пайда болады. Сонымен бірге су бетінде ұзындығы метрлік толқындар пайда болып, кемелер мен су астындағы құрылыстарды бұзады. Одан кейін іргелес аумақтар радиоактивті жаңбыр жауған шашыраңқы бұлт салдарынан ластанған.
Қорғаныс шаралары
Ядролық жарылыс жолындағы барлық нәрсені өлтіреді және барлық материалдық нысандарды жояды. Оның ошағында ұсталған адамдардың қашып құтылу мүмкіндігі жоқ, олар әп-сәтте жанып кетеді. Бомбадан қорғайтын орын мүлдем пайдасыз, себебі ол дереу жойылады.
Жарылыстан жеткілікті алыс адамдар ғана құтыла алады. Эпицентрден 1-3 км-ден астам қашықтықта дүмпу толқынының әсерін болдырмауға болады, бірақ ол үшін жарқыраған жарқырау пайда болған кезде тез арада сенімді баспана табу керек. Бұл үшін адамға қашықтыққа байланысты 2-ден 8 секундқа дейін уақыт бар. Панаханада гамма-сәулеленудің тікелей соққысы болмайды, бірақ әлі де радиоактивті ластану ықтималдығы өте жоғары. Жеке қорғаныс құралдарын пайдалану және жанасудан аулақ болу арқылы сәулелік ауру қаупін азайтуға боладыаумақтағы кез келген заттар.
Ядролық қару – адамзаттың ең қорқынышты өнертабыстарының бірі. Бейбіт мақсатта пайдаланса, ол үлкен пайда әкелуі мүмкін, бірақ оны әскери мақсатта пайдалану жер бетіндегі өмірге қорқынышты қауіп төндіреді. Басталған тізбекті реакцияны тоқтату мүмкін емес, сондықтан планетаны апаттан қорғауға арналған ядролық қарусыздану туралы келісім бар.
