Millest on valmistatud vesinikupomm? Kohtuprotsess Uuel Maal

60 aastat tagasi, 1. märtsil 1954, plahvatas USA vesinikupomm Bikiiniatollil. Selle plahvatuse võimsus oli samaväärne tuhande pommi plahvatusega, mis heideti Jaapani linnadele Hiroshimale ja Nagasakile. See oli kõige võimsam test, mis kunagi USA-s tehtud. Pommi hinnanguline tootlikkus oli 15 megatonni. Seejärel tunnistati Ameerika Ühendriikides selliste pommide plahvatusjõu suurendamine sobimatuks.

Katse tulemusena sattus atmosfääri umbes 100 miljonit tonni saastunud pinnast. Kannatasid ka inimesed. USA sõjaväelased ei viivitanud katsega, teades, et tuul puhub asustatud saarte poole ja kalurid võivad kannatada. Saarlasi ja kalureid katsete eest isegi ei hoiatatud ja võimalik oht.

Nii sattus plahvatuse epitsentrist 140 km kaugusel asunud Jaapani kalalaev "Happy Dragon" ("Fukoryu-Maru") kiirgusele, vigastada sai 23 inimest (hiljem 12 neist hukkus). Jaapani tervishoiuministeeriumi andmetel on Castle Bravo testi tulemusena erineval määral saastunud üle 800 Jaapani kalapaadi. Nende peal oli umbes 20 tuhat inimest. Rongelapi ja Ailinginae atolli elanikud said tõsiseid kiirgusdoose. Vigastada said ka mõned Ameerika sõdurid.

Maailma üldsus väljendas muret võimsa šokisõja ja radioaktiivse sademe pärast. Mitmed väljapaistvad teadlased, sealhulgas Bertrand Russell, Albert Einstein, Frederic Joliot-Curie, protestisid. 1957. aastal toimus Kanadas Pugwashi linnas esimene teadusliikumise konverents, mille eesmärk oli tuumakatsetuste keelustamine, relvakonfliktide ohu vähendamine ja ühiselt lahenduste otsimine. globaalsed probleemid(Pugwashi liikumine).

USA vesinikupommi loomise ajaloost

Aatomilaengu tekitatud termotuumasünteesipommi idee esitati juba 1941. aastal. 1941. aasta mais pakkus füüsik Tokutaro Hagiwara Jaapani Kyoto ülikoolist välja võimaluse algatada vesiniku tuumade vahel termotuumareaktsioon, kasutades uraan-235 tuumade lõhustumise plahvatuslikku ahelreaktsiooni. Sarnase idee väljendas 1941. aasta septembris Columbia ülikoolis väljapaistev itaalia füüsik Enrico Fermi. Ta esitas selle oma kolleegile Ameerika füüsikule Edward Tellerile. Seejärel väljendasid Fermi ja Teller ideed tuumaplahvatuse teel deuteeriumikeskkonnas termotuumareaktsioonide algatamise võimalusest. Teller oli sellest ideest tules ja Manhattani projekti elluviimise ajal pühendas ta suurema osa oma ajast soojusenergia loomisele. tuumapomm.

Pean ütlema, et ta oli tõeline "militaristlik" teadlane, kes propageeris USA eelise tagamist tuumarelvade vallas. Teadlane oli tuumakatsetuste keelu vastu kolmes keskkonnas, ta tegi ettepaneku teha uusi töid, et luua odavamaid ja tõhusad tüübid aatomi . Ta pooldas relvade paigutamist kosmosesse.

Deuteeriumi superpommi probleeme puudutas ka rühm hiilgavaid teadlasi USAst ja Euroopast, kes töötasid Los Alamose laboris tuumarelvade loomise kallal. 1945. aasta lõpuks loodi suhteliselt ühtne "klassikalise super" kontseptsioon. Usuti, et uraan-235 baasil põhinevast primaarsest aatomipommist väljuv neutronite vool võib põhjustada detonatsiooni vedela deuteeriumiga silindris (läbi DT seguga vahekambri). Emil Konopinsky soovitas süütetemperatuuri alandamiseks lisada deuteeriumile triitiumi. 1946. aastal tegi Klaus Fuchs John Von Neumanni osalusel ettepaneku kasutada uut initsiatsioonisüsteemi. See sisaldas täiendavat vedela DT segu sekundaarset ühikut, mis süttis primaarse aatomipommi kiirguse tagajärjel.

Telleri kolleeg, Poola matemaatik Stanisław Ulam tegi ettepanekud, mis võimaldasid termotuumapommi väljatöötamist praktilisel tasandil tõlkida. Seega tegi ta termotuumasünteesi algatamiseks ettepaneku termotuumakütuse kokkusurumiseks enne selle kuumenemist, kasutades selleks primaarset lõhustumisreaktsiooni ja paigutades termotuumalaeng primaarsest tuumakomponendist eraldi. Nende arvutuste põhjal oletas Teller, et primaarse plahvatuse tekitatud röntgen- ja gammakiired suudavad sekundaarsesse tuumasünteesireaktsiooni algatamiseks piisavalt energiat üle kanda.

1950. aasta jaanuaris teatas USA president Harry Truman, et USA hakkab töötama igat tüüpi aatomirelvade, sealhulgas vesinikupommi ("superpomm") kallal. Esimesed maapealsed katsed termotuumareaktsioonidega otsustati läbi viia 1951. aastal. Niisiis kavatsesid nad katsetada "tugevdatud" aatomipommi "Punkt", samuti "klassikalise super" mudelit koos binaarse initsiatsioonikambriga. Seda testi nimetati "George'iks" (seade ise kandis nime "Cylinder"). George'i testi ettevalmistamisel kasutati klassikalist termotuumaseadme projekteerimise põhimõtet, kus primaarse aatomipommi energiat hoitakse alles ja seda kasutatakse teise komponendi kokkusurumiseks ja initsieerimiseks termotuumakütusega.

9. mail 1951 viidi läbi George'i test. Maal lahvatas esimene väike termotuumaleek. 1952. aastal alustati liitium-6 tootmise tehase ehitamist. 1953. aastal alustati tootmist.

1951. aasta septembris otsustas Los Alamos välja töötada termotuumaseadme Mike. 1. novembril 1952 katsetati Eniwetoki atollil termotuumalõhkeseadeldist. Plahvatuse võimsuseks hinnati 10-12 megatonni trotüüli ekvivalenti. Vedelat deuteeriumi kasutati termotuumasünteesi kütusena. Idee kaheastmelisest Teller-Ulami konfiguratsiooniga seadmest tasus end ära. Seade koosnes tavapärasest tuumalaengust ja krüogeensest paagist vedela deuteeriumi ja triitiumi seguga. Termotuumareaktsiooni "süüteküünal" oli plutooniumivarras, mis asus krüogeense paagi keskel. Test õnnestus.

Siiski tekkis probleem – superpomm oli konstrueeritud mittetransporditavas versioonis. Konstruktsiooni kogumass oli üle 70 tonni. Sõja ajal seda kasutada ei saanud. Peamine ülesanne oli luua transporditav termotuumarelv. Selleks oli vaja koguda piisavas koguses liitium-6. Piisav kogus kogunenud 1954. aasta kevadeks.

1. märtsil 1954 viisid ameeriklased Bikini atollil läbi uue termotuumakatsetuse Castle Bravo. Liitiumdeuteriidi kasutati termotuumakütusena. See oli kaheastmeline laeng: initsieeriv aatomilaeng ja termotuumakütus. Test tunnistati edukaks. Kuigi nad tegid plahvatuse jõus vea. Ta oli oodatust palju võimsam.

Edasised katsed võimaldasid parandada termotuumalaengu. 21. mail 1956 heideti alla esimene pomm lennukid. Laengu massi vähendati, mis võimaldas pommi vähendada. Juba 1960. aastaks suutis USA luua megatonniklassi lõhkepead, mida nad tuumaallveelaevadele paigutasid.

Meie artikkel on pühendatud sellise seadme, mida mõnikord nimetatakse vesinikuks, loomise ajaloole ja sünteesi üldpõhimõtetele. Selle asemel, et vabastada plahvatusohtlikku energiat raskete elementide (nt uraani) tuumade lõhustumisel, genereerib see seda veelgi rohkem, sulatades kergete elementide (nagu vesiniku isotoobid) tuumad üheks raskeks (nagu heelium).

Miks on tuumasünteesi eelistatav?

Termotuumareaktsioonis, mis seisneb selles osalevate keemiliste elementide tuumade ühinemises, tekib füüsilise seadme massiühiku kohta palju rohkem energiat kui puhtas aatomipommis, mis teostab tuuma lõhustumise reaktsiooni.

Aatomipommis ühendatakse lõhustuv tuumkütus kiiresti, tavaliste lõhkeainete detonatsioonienergia toimel väikeses sfäärilises mahus, kus tekib selle nn kriitiline mass ja algab lõhustumisreaktsioon. Sel juhul põhjustavad paljud lõhustuvatest tuumadest vabanevad neutronid teiste kütusemassi tuumade lõhustumise, mis samuti eraldavad täiendavaid neutroneid, mis viib ahelreaktsioonini. See katab kuni 20% kütusest enne pommi plahvatust või võib-olla palju vähem, kui tingimused pole ideaalsed: nii aatomipommid ah Hiroshimale kukkunud Baby ja Nagasakit tabanud Fat Man olid kasutegur (kui nende kohta üldse sellist terminit kasutada saab) oli vastavalt vaid 1,38% ja 13%.

Tuumade ühinemine (või ühinemine) katab kogu pommilaengu massi ja kestab seni, kuni neutronid suudavad leida veel reageerimata termotuumakütuse. Seetõttu on sellise pommi mass ja plahvatusjõud teoreetiliselt piiramatud. Selline ühinemine võiks teoreetiliselt kesta lõputult. Tõepoolest, termotuumapomm on üks potentsiaalseid viimsepäeva seadmeid, mis võib hävitada kogu inimelu.

Mis on tuumasünteesi reaktsioon?

Fusioonireaktsiooni kütuseks on vesiniku isotoop deuteerium või triitium. Esimene erineb tavalisest vesinikust selle poolest, et selle tuumas on lisaks ühele prootonile ka neutron ja triitiumi tuumas on juba kaks neutronit. Looduslikus vees moodustab üks deuteeriumi aatom 7000 vesinikuaatomit, kuid selle kogusest. veeklaasis sisalduv, on termotuumareaktsiooni tulemusena võimalik saada sama palju soojust kui 200 liitri bensiini põletamisel. Ameerika vesinikupommi isa Edward Teller rõhutas 1946. aastal poliitikutega peetud kohtumisel, et deuteerium annab kaalugrammi kohta rohkem energiat kui uraan või plutoonium, kuid selle gramm maksab paarkümmend senti võrreldes mitmesaja dollariga ühe grammi lõhustumiskütuse kohta. Triitium ei esine looduses üldse vabas olekus, seega on see palju kallim kui deuteerium, turuhinnaga aga kümneid tuhandeid dollareid grammi kohta. suurim arv energia vabaneb just deuteeriumi ja triitiumi tuumade ühinemisreaktsioonis, mille käigus moodustub heeliumi aatomi tuum ja vabaneb neutron, mis viib ära 17,59 MeV üleliigse energia

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

See reaktsioon on skemaatiliselt näidatud alloleval joonisel.

Kas seda on palju või vähe? Nagu teate, on kõik võrdluses teada. Seega on 1 MeV energia umbes 2,3 miljonit korda suurem kui see, mis vabaneb 1 kg õli põletamisel. Järelikult vabaneb ainult kahe deuteeriumi ja triitiumi tuuma ühinemisel nii palju energiat, kui eraldub 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg õli põletamisel. Aga me räägime ainult kaks aatomit. Võite ette kujutada, kui kõrged olid panused eelmise sajandi 40ndate teisel poolel, kui USA-s ja NSV Liidus algasid tööd, mille tulemuseks oli termotuumapomm.

Kuidas see kõik algas

Veel 1942. aasta suvel, USA-s aatomipommi projekti (Manhattani projekt) alguses ja hiljem sarnases nõukogude programmis, ammu enne uraani lõhustumisel põhineva pommi ehitamist, pälvis osa nendes osalejate tähelepanu. Programmid joonistati seadme juurde, mis suudab kasutada palju võimsamat termotuumasünteesi reaktsiooni. USA-s oli selle lähenemise pooldaja ja isegi, võib öelda, selle apologeet, juba eespool mainitud Edward Teller. NSV Liidus töötas selle suuna välja tulevane akadeemik ja dissident Andrei Sahharov.

Telleri jaoks tegi tema vaimustus termotuumasünteesi vastu aatomipommi loomise aastatel pigem karuteene. Manhatani projekti liikmena nõudis ta järjekindlalt vahendite ümbersuunamist projekti elluviimiseks enda ideid, mille eesmärk oli vesiniku- ja termotuumapomm, mis juhtkonnale ei meeldinud ja tekitas suhetes pingeid. Kuna tol ajal termotuumateaduslikku suunda ei toetatud, lahkus Teller pärast aatomipommi loomist projektist ja asus õpetama ning tegelema ka elementaarosakeste uurimisega.

Külma sõja puhkemine ja ennekõike Nõukogude aatomipommi loomine ja edukas katsetamine 1949. aastal sai aga ägedale antikommunistile Tellerile uueks võimaluseks oma teaduslikke ideid realiseerida. Ta naaseb Los Alamose laborisse, kus aatomipomm loodi, ning alustab koos Stanislav Ulami ja Cornelius Everettiga arvutusi.

Termotuumapommi põhimõte

Tuumasünteesireaktsiooni käivitamiseks tuleb pommilaeng koheselt kuumutada temperatuurini 50 miljonit kraadi. Telleri pakutud termotuumapommi skeem kasutab väikese aatomipommi plahvatust, mis asub vesiniku korpuse sees. Võib väita, et tema projekti arendamisel oli eelmise sajandi 40ndatel kolm põlvkonda:

• Telleri variant, tuntud kui "klassikaline super";
• keerukamad, aga ka realistlikumad mitme kontsentrilise sfääri konstruktsioonid;
• Teller-Ulami disaini lõplik versioon, mis on kõigi tänapäeval töötavate termotuumarelvasüsteemide aluseks.

Sarnased projekteerimisetapid läbisid ka NSV Liidu termotuumapommid, mille loomise alguses seisis Andrei Sahharov. Ilmselt läbis ta üsna iseseisvalt ja ameeriklastest sõltumatult (mida ei saa öelda Nõukogude aatomipommi kohta, mis loodi Ameerika Ühendriikides töötanud teadlaste ja luureohvitseride ühiste jõupingutustega) kõik ülaltoodud projekteerimisetapid.

Esimesel kahel põlvkonnal oli omadus, et neil oli üksteisega seotud "kihte", millest igaüks tugevdas mõnda eelmise kihi aspekti, ja mõnel juhul loodi tagasiside. Puudus selge jaotus primaarse aatomipommi ja sekundaarse termotuumapommi vahel. Seevastu Teller-Ulami termotuumapommi konstruktsioon eristab teravalt esmast plahvatust, sekundaarset plahvatust ja vajadusel täiendavat plahvatust.

Termotuumapommi seade Teller-Ulami põhimõttel

Paljud selle üksikasjad on endiselt salastatud, kuid on piisav kindlus, et kõik praegu saadaolevad termotuumarelvad kasutavad prototüübina Edward Tellerose ja Stanislav Ulami loodud seadet, milles kiirguse tekitamiseks kasutatakse aatomipommi (st primaarset laengut). , surub kokku ja soojendab termotuumasünteesi. Andrei Sahharov pakkus Nõukogude Liidus ilmselt iseseisvalt välja sarnase kontseptsiooni, mida ta nimetas "kolmandaks ideeks".

Skemaatiliselt on termotuumapommi seade selles teostuses näidatud alloleval joonisel.

See oli silindrilise kujuga, mille ühes otsas oli ligikaudu sfääriline primaarne aatomipomm. Sekundaarne termotuumalaeng esimestes, veel mittetööstuslikes proovides oli vedelast deuteeriumist, veidi hiljem muutus see tahkeks keemiline ühend nimetatakse liitiumdeuteriidiks.

Fakt on see, et liitiumhüdriidi LiH on pikka aega kasutatud tööstuses vesiniku õhupallideta transportimiseks. Pommi arendajad (seda ideed kasutati esmakordselt NSV Liidus) tegid lihtsalt ettepaneku võtta tavalise vesiniku asemel selle deuteeriumi isotoop ja ühendada see liitiumiga, kuna tahke termotuumalaenguga pommi on palju lihtsam valmistada.

Sekundaarse laengu kuju oli silinder, mis asetati plii- (või uraani) kestaga anumasse. Laengute vahel on neutronite kaitse kilp. Termotuumakütusega konteineri seinte ja pommi korpuse vaheline ruum täidetakse spetsiaalse plastikuga, tavaliselt vahtpolüstürooliga. Pommi korpus ise on valmistatud terasest või alumiiniumist.

Need kujundid on hiljutiste kujunduste (nt alloleval joonisel kujutatu) puhul muutunud.

Selles on esmane laeng lapik, nagu arbuus või Ameerika jalgpalli pall, ja sekundaarne laeng on sfääriline. Sellised kujundid sobivad palju tõhusamalt kooniliste rakettide lõhkepeade sisemahuga.

Termotuumaplahvatuse jada

Kui primaarne aatomipomm plahvatab, tekib selle protsessi esimestel hetkedel võimas röntgenkiirgus (neutronivoog), mis on osaliselt blokeeritud neutronkilbiga ja peegeldub sekundaarset ümbritsevast korpuse sisemisest vooderdist. tasu, nii et röntgenikiirgus sümmeetriliselt langevad sellele kogu pikkuses.

Termotuumasünteesi reaktsiooni algfaasis neelavad aatomiplahvatuse neutronid plastist täiteainesse, et vältida kütuse liiga kiiret kuumenemist.

Röntgenikiirgus põhjustab algselt tiheda plastvahu välimust, täites korpuse ja sekundaarlaengu vahelise ruumi, mis läheb kiiresti plasmaolekusse, kuumutades ja surudes kokku sekundaarlaengu.

Lisaks aurustavad röntgenikiirgus sekundaarlaengut ümbritseva anuma pinna. Selle laengu suhtes sümmeetriliselt aurustuv anuma aine omandab teatud impulsi, mis on suunatud oma teljest ja sekundaarlaengu kihid saavad impulsi, mis on impulsi jäävuse seaduse järgi seadme telje suunas. . Põhimõte on siin sama, mis raketil, ainult siis, kui kujutame ette, et raketikütus on oma teljest sümmeetriliselt hajutatud ja keha surutakse sissepoole.

Termotuumakütuse sellise kokkusurumise tulemusena väheneb selle maht tuhandeid kordi ja temperatuur jõuab tuumasünteesi reaktsiooni alguse tasemeni. Termotuumapomm plahvatab. Reaktsiooniga kaasneb triitiumi tuumade moodustumine, mis ühinevad deuteeriumi tuumadega, mis olid algselt sekundaarses laengus.

Esimesed sekundaarlaengud ehitati ümber plutooniumi varrasüdamiku, mida mitteametlikult kutsuti "küünlaks", mis läks tuuma lõhustumisreaktsiooni, st viidi läbi veel üks täiendav aatomiplahvatus, et temperatuuri veelgi tõsta. tuumasünteesi reaktsiooni algus. Nüüd arvatakse, et tõhusamad kompressioonisüsteemid on "küünla" kõrvaldanud, võimaldades pommi disaini veelgi miniatuurselt muuta.

Operatsioon Ivy

Nii nimetati 1952. aastal Marshalli saartel Ameerika termotuumarelvade katsetusi, mille käigus plahvatas esimene termotuumapomm. Seda kutsuti Ivy Mike'iks ja see ehitati tüüpilise Teller-Ulami skeemi järgi. Selle sekundaarne termotuumalaeng asetati silindrilisse anumasse, mis on soojusisolatsiooniga Dewari anum, milles on vedela deuteeriumi kujul olev termotuumakütus ja mille telge mööda liikus 239-plutooniumi "küünal". Dewar oli omakorda kaetud enam kui 5 tonni kaaluva 238-uraanikihiga, mis plahvatuse käigus aurustus, pakkudes tuumasünteesikütuse sümmeetrilist kokkusurumist. Primaar- ja sekundaarlaengutega konteiner asetati 80 tolli laiusesse ja 244 tolli pikkusesse teraskorpusesse, mille seinad olid 10–12 tolli paksused, mis oli kuni selle ajani suurim sepistatud toote näide. Sisepind Korpus oli vooderdatud plii- ja polüetüleenlehtedega, et peegeldada kiirgust pärast esmase laengu plahvatust ja luua plasma, mis soojendab sekundaarset laengut. Kogu seade kaalus 82 tonni. Vaade seadmest vahetult enne plahvatust on näidatud alloleval fotol.

Esimene termotuumapommi katsetus toimus 31. oktoobril 1952. Plahvatuse võimsus oli 10,4 megatonni. Attol Eniwetok, millel see toodeti, hävis täielikult. Plahvatuse hetk on näidatud alloleval fotol.

NSVL annab sümmeetrilise vastuse

USA termotuumaprimaat ei kestnud kaua. 12. augustil 1953 katsetati Semipalatinski polügoonil esimest Nõukogude termotuumapommi RDS-6, mis töötati välja Andrei Sahharovi ja Juli Haritoni juhtimisel, kuid see oli pigem laboriseade, tülikas ja väga ebatäiuslik. Nõukogude teadlased katsetasid hoolimata väikesest võimsusest, vaid 400 kg, täiesti valmis laskemoona termotuumakütusega tahke liitiumdeuteriidi, mitte vedela deuteeriumi kujul, nagu ameeriklased. Muide, tuleb märkida, et liitiumdeuteriidi koostises kasutatakse ainult 6 Li isotoopi (see on tingitud termotuumareaktsioonide kulgemise iseärasustest) ja looduses on see segunenud 7 Li isotoobiga. Seetõttu ehitati spetsiaalsed rajatised liitiumi isotoopide eraldamiseks ja ainult 6 Li valimiseks.

Jõu piirini jõudmine

Sellele järgnes kümme aastat katkematut võidurelvastumist, mille jooksul termotuumamoona võimsus pidevalt kasvas. Lõpuks, 30. oktoobril 1961, plahvatas NSV Liidus Novaja Zemlja katsetuse käigus umbes 4 km kõrgusel õhus võimsaim termotuumapomm, mis eales ehitatud ja katsetatud, mida läänes tuntakse tsaar Bomba nime all. saidile.

See kolmeastmeline laskemoon töötati välja tegelikult 101,5-megatonisena pommina, kuid soov vähendada territooriumi radioaktiivset saastumist sundis arendajaid loobuma kolmandast etapist, mille võimsus on 50 megatonni ja vähendama seadme hinnangulist tootlikkust 51,5-le. megatonnid. Samal ajal oli 1,5 megatonni primaarse aatomilaengu plahvatusvõimsus ja teine ​​termotuumaaste pidi andma veel 50. Tegelik plahvatusvõimsus oli kuni 58 megatonni.Pommi välimus on näha alloleval fotol .

Selle tagajärjed olid muljetavaldavad. Vaatamata väga märkimisväärsele plahvatuskõrgusele 4000 m, jõudis uskumatult ere tulekera oma alumise servaga peaaegu Maani ja tõusis ülemise servaga enam kui 4,5 km kõrgusele. Rõhk alla lõhkemispunkti oli kuus korda suurem Hiroshima plahvatuse tipprõhust. Valgussähvatus oli nii ere, et oli pilvesest ilmast hoolimata näha 1000 kilomeetri kauguselt. Üks testis osalejatest nägi eredat sähvatust läbi tumedate prillide ja tundis soojusimpulsi mõju isegi 270 km kaugusel. Allpool on foto plahvatuse hetkest.

Samal ajal näidati, et termotuumalaengu võimsusel pole tõesti piire. Piisas ju kolmanda etapi läbimisest ja projekteerimisvõime oleks saavutatud. Kuid saate sammude arvu veelgi suurendada, kuna tsaar Bomba kaal ei ületanud 27 tonni. Selle seadme vaade on näidatud alloleval fotol.

Pärast neid katsetusi sai paljudele poliitikutele ja sõjaväelastele nii NSV Liidus kui ka USA-s selgeks, et tuumarelvastumine on jõudnud oma piirini ja see tuleb peatada.

Kaasaegne Venemaa on pärinud NSV Liidu tuumaarsenali. Tänapäeval on Venemaa termotuumapommid jätkuvalt heidutusvahendiks neile, kes otsivad maailma hegemooniat. Loodame, et nad täidavad oma rolli heidutajana ja ei saa kunagi õhku.

Päike kui termotuumasünteesi reaktor

On hästi teada, et Päikese, täpsemalt selle tuuma temperatuur, mis ulatub 15 000 000 °K-ni, säilib tänu termotuumareaktsioonide pidevale kulgemisele. Kõik, mida me eelmisest tekstist õppida võisime, räägib aga selliste protsesside plahvatusohtlikkusest. Miks siis päike ei plahvata nagu termotuumapomm?

Fakt on see, et vesiniku tohutu osakaaluga päikesemassi koostises, mis ulatub 71% -ni, on selle deuteeriumi isotoobi osakaal, mille tuumad saavad osaleda ainult termotuumasünteesi reaktsioonis, tühine. Fakt on see, et deuteeriumi tuumad ise moodustuvad kahe vesiniku tuuma ühinemise tulemusena ja mitte ainult sulandumisel, vaid ühe prootoni lagunemisel neutroniks, positroniks ja neutriinoks (nn beeta-lagunemine) , mis on haruldane sündmus. Sel juhul jaotuvad tekkivad deuteeriumi tuumad üsna ühtlaselt üle päikese tuuma. Seetõttu on oma tohutu suuruse ja massiga suhteliselt väikese võimsusega üksikud ja haruldased termotuumareaktsioonide keskused justkui levinud üle kogu Päikese tuuma. Nende reaktsioonide käigus eralduvast soojusest ei piisa ilmselgelt kogu Päikesel leiduva deuteeriumi hetkeliseks põletamiseks, küll aga piisab selle soojendamiseks temperatuurini, mis tagab elu Maal.

Aatomienergia ei vabane mitte ainult raskete elementide aatomituumade lõhustumisel, vaid ka kergete tuumade kombineerimisel (sünteesil) raskemateks tuumadeks.

Näiteks vesinikuaatomite tuumad moodustavad kombineerituna heeliumi aatomite tuumad ja tuumakütuse massiühiku kohta vabaneb rohkem energiat kui uraani tuumade lõhustumisel.

Neid tuumasünteesi reaktsioone, mis toimuvad väga kõrgel temperatuuril, mõõdetuna kümnetes miljonites kraadides, nimetatakse termotuumareaktsioonideks. Nimetatakse relva, mis põhineb termotuumareaktsiooni tulemusena koheselt vabaneva energia kasutamisel termotuumarelvad.

Termotuumarelvi, mis kasutavad laenguna vesiniku isotoope (tuumalõhkeaine), nimetatakse sageli kui vesinikrelvad.

Eriti edukalt kulgeb vesiniku isotoopide – deuteeriumi ja triitiumi – ühinemisreaktsioon.

Liitiumdeuteeriumi (deuteeriumi ja liitiumi ühend) saab kasutada ka vesinikupommi laenguna.

Deuteerium ehk raske vesinik esineb looduslikult raskes vees mikrokogustes. Tavaline vesi sisaldab lisandina umbes 0,02% rasket vett. 1 kg deuteeriumi saamiseks on vaja töödelda vähemalt 25 tonni vett.

Triitiumi ehk ülirasket vesinikku looduses praktiliselt ei leidu. Seda saadakse kunstlikult, näiteks liitiumi kiiritamisel neutronitega. Sel eesmärgil saab kasutada tuumareaktorites eralduvaid neutroneid.

Praktiline seade vesinikupomm võib ette kujutada järgmiselt: rasket ja ülirasket vesinikku (st deuteeriumi ja triitiumi) sisaldava vesiniku laengu kõrval on kaks teineteisest kaugel asuvat uraani või plutooniumi poolkera (aatomlaeng).

Nende poolkerade lähendamiseks kasutatakse tavapärase lõhkeaine (TNT) laenguid. Samaaegselt plahvatades toovad TNT laengud kokku aatomilaengu poolkerad. Nende ühendamise hetkel toimub plahvatus, luues seeläbi tingimused termotuumareaktsiooniks ja järelikult toimub ka vesiniku laengu plahvatus. Seega toimub vesinikupommi plahvatuse reaktsioon läbi kahe faasi: esimene faas on uraani või plutooniumi lõhustumine, teine ​​on termotuumasünteesi faas, mille käigus tekivad heeliumi tuumad ja suure energiaga vabad neutronid. Praegu on olemas skeemid kolmefaasilise termotuumapommi ehitamiseks.

Kolmefaasilise pommi kest on valmistatud uraan-238-st (looduslik uraan). Sel juhul läbib reaktsioon kolm faasi: esimene lõhustumise faas (detoneerimiseks uraan või plutoonium), teine ​​- termotuumareaktsioon liitiumhüdriidis ja kolmas faas - uraan-238 lõhustumisreaktsioon. Uraani tuumade lõhustumise põhjustavad neutronid, mis eralduvad termotuumasünteesi reaktsiooni käigus võimsa joana.

Uraan-238-st kesta valmistamine võimaldab suurendada pommi võimsust kõige kättesaadavama tuumatooraine arvelt. Välisajakirjanduse andmetel on juba katsetatud pomme, mille võimsus on 10-14 miljonit tonni või rohkem. Selgub, et see pole piir. Tuumarelvade edasine täiustamine käib nii eriti suure võimsusega pommide loomise kui ka uute konstruktsioonide väljatöötamise suunas, mis võimaldavad pommide kaalu ja kaliibrit vähendada. Eelkõige tegelevad nad täielikult sünteesil põhineva pommi loomisega. Välisajakirjanduses on näiteks teateid võimalusest kasutada termotuumapommide lõhkamiseks uut meetodit, mis põhineb tavalõhkeainete lööklainete kasutamisel.

Vesinikupommi plahvatusest vabanev energia võib olla tuhandeid kordi suurem kui aatomipommi plahvatuse energia. Hävitusraadius ei saa aga olla nii mitu korda suurem kui aatomipommi plahvatuse põhjustatud hävimisraadius.

Lööklaine toimeraadius 10 miljoni tonnise TNT ekvivalendiga vesinikupommi õhuplahvatuse ajal on ligikaudu 8 korda suurem kui TNT ekvivalendiga aatomipommi plahvatamisel tekkiva lööklaine raadius 20 000 tonni, samas kui pommi võimsus on 500 korda suurem, s.o kuupjuure võrra 500. Vastavalt sellele suureneb ka hävitamisala umbes 64 korda, s.o võrdeliselt pommi võimsuse kasvuteguri ruutjuurega. .

Välisautorite sõnul võib 20 miljoni tonnise võimsusega tuumaplahvatuse korral tavapäraste maapealsete ehitiste täieliku hävimise ala Ameerika ekspertide sõnul ulatuda 200 km 2-ni, olulise hävingu tsoon - 500 km. 2 ja osaline - kuni 2580 km 2.

See tähendab, järeldavad väliseksperdid, et ühe sellise võimsusega pommi plahvatusest piisab tänapäevase suurlinna hävitamiseks. Nagu teate, on Pariisi poolt hõivatud ala 104 km2, Londoni - 300 km2, Chicago - 550 km2, Berliini - 880 km2.

20 miljoni tonnise võimsusega tuumaplahvatuse kahjustuste ja hävimise ulatust saab skemaatiliselt esitada järgmisel kujul:

Piirkond surmavad annused algkiirgus kuni 8 km raadiuses (alal kuni 200 km 2);

Valguskiirgusest mõjutatud ala (põletused)] kuni 32 km raadiuses (umbes 3000 km 2 suurusel alal).

Eluhoonete kahjustusi (klaasipuru, murenenud krohv jne) võib täheldada isegi kuni 120 km kaugusel plahvatuskohast.

Antud andmed avatud välisallikatest on orienteeruvad, need on saadud väiksema võimsusega tuumarelvade katsetamise käigus ja arvutustega. Nendest andmetest ühes või teises suunas kõrvalekalded sõltuvad sellest erinevaid tegureid, ja eelkõige maastikul, arengu iseloomul, ilmastikutingimustel, taimkattel jne.

Suurel määral on võimalik hävitamise raadiust muuta, luues kunstlikult teatud tingimused, mis vähendavad plahvatust kahjustavate tegurite mõju. Nii on näiteks suitsukatte loomisega võimalik vähendada valguskiirguse kahjustavat mõju, vähendada ala, kus inimesed võivad põleda ja esemed süttida.

Viis USA-s läbi katseid suitsuekraanide loomise kohta tuumaplahvatuste ajal aastatel 1954-1955. näitas, et kardinate tihedusega (õliudud), mis saadakse 440–620 l naftatarbimisel 1 km 2 kohta, võib tuumaplahvatuse valguskiirguse mõju sõltuvalt epitsentri kaugusest nõrgendada 65 võrra. 90%.

Valguskiirguse kahjulikku mõju nõrgendavad ka teised suitsud, mis mitte ainult ei ole kehvemad, vaid mõnel juhul isegi ületavad õliudu. Eelkõige võib tööstuslik suits, mis vähendab atmosfääri nähtavust, vähendada valguskiirguse mõju samal määral kui naftaudu.

Tuumaplahvatuste kahjustavat mõju saab oluliselt vähendada asulate hajutatud rajamine, metsaistandike rajamine jne.

Erilist tähelepanu väärib inimeste kahjustamise raadiuse järsk vähenemine olenevalt teatud kaitsevahendite kasutamisest. Teatavasti on näiteks ka suhteliselt väikesel kaugusel plahvatuse epitsentrist valguskiirguse ja läbitungiva kiirguse mõju eest ohutuks varjualuseks 1,6 m paksuse mullakihiga või 1 m betoonikihiga varjend.

Valgustüüpi varjualune vähendab kahjustatud piirkonna raadiust avatud asukohaga võrreldes kuus korda ja kahjustatud piirkond väheneb kümnekordselt. Kaetud pilude kasutamisel väheneb võimalike kahjustuste raadius 2 korda.

Järelikult on kõigi olemasolevate kaitsemeetodite ja -vahendite maksimaalse kasutamisega võimalik saavutada tuumarelva kahjustavate tegurite mõju oluline vähenemine ning seeläbi nende kasutamisel tekkivate inim- ja materiaalsete kaotuste vähenemine.

Rääkides suure võimsusega tuumarelvade plahvatuste põhjustatud hävingu ulatustest, tuleb meeles pidada, et kahju ei tekita mitte ainult lööklaine, valguskiirgus ja läbitungiv kiirgus, vaid ka plahvatuse käigus tekkinud pilve teele langevate radioaktiivsete ainete toime, mis ei hõlma mitte ainult gaasilisi plahvatusprodukte, vaid ka erineva suurusega tahkeid osakesi, nii kaalu kui ka suurusega. Eriti suur hulk maapinnal toimuvate plahvatuste käigus tekib radioaktiivne tolm.

Pilve tõusu kõrgus ja suurus sõltuvad suuresti plahvatuse võimsusest. Välisajakirjanduse andmetel ulatus mitme miljoni tonnise trotüüli võimsusega tuumalaengute katsetamisel, mida USA viis Vaikses ookeanis aastatel 1952-1954 läbi, pilve tipp 30-40 km kõrgusele. .

Esimestel minutitel pärast plahvatust on pilv pallikujuline ja aja jooksul venib see tuule suunas, saavutades tohutu suuruse (umbes 60-70 km).

Umbes tund pärast 20 tuhande tonnise TNT ekvivalendiga pommi plahvatust ulatub pilve maht 300 km 3-ni ja 20 miljoni tonnise pommi plahvatuse korral võib maht ulatuda 10 tuhande km 3-ni.

Õhumasside voolu suunas liikudes võib aatomipilv hõivata mitmekümne kilomeetri pikkuse riba.

Pilvest selle liikumise ajal, pärast hõreneva atmosfääri ülemistesse kihtidesse tõusmist, hakkab mõne minuti pärast maapinnale langema radioaktiivne tolm, saastades teel mitme tuhande ruutkilomeetri suuruse ala.

Alguses kukuvad välja kõige raskemad tolmuosakesed, millel on aega settida mõne tunni jooksul. Põhiline jämeda tolmu mass langeb esimese 6-8 tunni jooksul pärast plahvatust.

Umbes 50% (suurimatest) radioaktiivse tolmu osakestest kukub välja esimese 8 tunni jooksul pärast plahvatust. Seda sadenemist nimetatakse sageli kohalikuks, mitte üldiseks, kõikjal esinevaks.

Väiksemad tolmuosakesed jäävad õhku erinevatel kõrgustel ja langevad maapinnale umbes kaks nädalat pärast plahvatust. Selle aja jooksul võib pilv minna mitu korda ümber maakera, püüdes kinni laia riba, mis on paralleelne plahvatuse laiuskraadiga.

Väikesed osakesed (kuni 1 mikron) jäävad atmosfääri ülemistesse kihtidesse, jaotuvad ühtlasemalt üle maakera ja langevad välja järgmiste aastate jooksul. Teadlaste hinnangul jätkub peenradioaktiivse tolmu sadenemine kõikjal umbes kümme aastat.

Suurimaks ohuks elanikkonnale on esimestel plahvatusjärgsetel tundidel langev radioaktiivne tolm, kuna radioaktiivse saastatuse tase on nii kõrge, et võib põhjustada surmavaid vigastusi inimestele ja loomadele, kes satuvad territooriumile radioaktiivse aine teele. pilv.

Ala suurus ja saastatuse määr radioaktiivse tolmu sadenemise tagajärjel sõltub suuresti ilmastikutingimustest, maastikust, plahvatuse kõrgusest, pommilaengu suurusest, pinnase iseloomust jne. Kõige olulisem tegur, mis määrab saasteala suuruse, selle konfiguratsiooni, on plahvatuspiirkonnas erinevatel kõrgustel valitsevate tuulte suund ja tugevus.

Pilvede võimaliku liikumise suuna määramiseks on vaja teada, mis suunas ja millise kiirusega tuul puhub erinevatel kõrgustel, alustades umbes 1 km kõrguselt ja lõpetades 25-30 km kõrgusega. Selleks peab meteoroloogiateenistus läbi viima pidevaid tuulevaatlusi ja mõõtmisi raadiosondide abil erinevatel kõrgustel; saadud andmete põhjal määrake, millises suunas radioaktiivne pilv kõige tõenäolisemalt liigub.

Ameerika Ühendriikide 1954. aastal toodetud vesinikupommi plahvatuse ajal Vaikse ookeani keskosas (Bikiini atollil) oli saastunud ala pikliku ellipsi kujuline, mis ulatus allatuult 350 km ja vastu tuult 30 km. tuul. Riba maksimaalne laius oli umbes 65 km. Ohtliku saaste kogupindala ulatus umbes 8 tuhande km 2 -ni.

Teatavasti sai selle plahvatuse tagajärjel umbes 145 km kaugusel olnud Jaapani kalalaev Fukuryumaru radioaktiivse tolmuga. Sellel laeval viibinud 23 kalurit said vigastada ja üks neist sai surma.

Pärast 1. märtsil 1954 toimunud plahvatust langenud radioaktiivse tolmu tegevus mõjutas ka 29 Ameerika töötajat ja 239 Marshalli saarte elanikku, kes kõik said vigastada plahvatuskohast rohkem kui 300 km kaugusel. Nakatunud osutusid ka teised laevad, mis olid Vaikses ookeanis Bikinist kuni 1500 km kaugusel, ja mõned kalad Jaapani ranniku lähedal.

Atmosfääri saastatusest plahvatusproduktidega viitasid mais Vaikse ookeani rannikul ja Jaapanis sadanud vihmad, mille käigus tuvastati oluliselt suurenenud radioaktiivsus. Piirkonnad, kus 1954. aasta mais registreeriti radioaktiivseid sademeid, hõivavad ligikaudu kolmandiku kogu Jaapani territooriumist.

Ülaltoodud andmed suurekaliibriliste aatomipommide plahvatusel elanikkonnale tekitatud kahju ulatuse kohta näitavad, et suure tootlikkusega tuumalaenguid (miljoneid tonne TNT-d) võib pidada radioloogiliseks relvaks, see tähendab relvaks. mis mõjutab rohkem radioaktiivseid plahvatusprodukte kui lööklaine, valguskiirgus ja läbitungiv kiirgus, mis toimib plahvatuse hetkel.

Seetõttu on asulate ja rahvamajandusobjektide tsiviilkaitseks ettevalmistamise käigus vaja kõikjal ette näha meetmed elanikkonna, loomade, toidu, sööda ja vee kaitsmiseks rajale langeda võivate tuumalaengute plahvatusproduktidega saastumise eest. radioaktiivsest pilvest.

Samas tuleb silmas pidada, et radioaktiivsete ainete sadenemise tagajärjel ei saastu mitte ainult pinnase ja objektide pind, vaid ka õhk, taimestik, vesi avatud veehoidlates jne. Õhk saastub nii radioaktiivsete osakeste settimise perioodil kui ka sellele järgneval ajal, eriti teede ääres liikluses või tuulise ilmaga, mil settinud tolmuosakesed taas õhku tõusevad.

Järelikult võib radioaktiivne tolm, mis satub koos õhuga hingamisteedesse, mõjutada kaitsmata inimesi ja loomi.

Ohtlikud on ka toit ja vesi, mis on saastunud radioaktiivse tolmuga, mis allaneelamisel võib põhjustada tõsiseid haigusi, mis mõnikord lõppevad surmaga. Seega mõjutab tuumaplahvatuse käigus tekkinud radioaktiivsete ainete väljalangemise piirkonnas inimesi mitte ainult väliskiirgus, vaid ka saastunud toidu, vee või õhu sattumine kehasse. Tuumaplahvatuse saaduste kahjustuste eest kaitsmise korraldamisel tuleb meeles pidada, et nakatumise määr pilvede liikumise jälgedes väheneb plahvatuskohast kauguse kasvades.

Seetõttu on oht, millele nakkustsooni piirkonnas asuv elanikkond on avatud erinev kaugus plahvatuskohast ei ole sama. Kõige ohtlikumad on alad, mis asuvad plahvatuskoha lähedal, ja alad, mis asuvad piki pilvede liikumise telge (riba keskosa piki pilve liikumise jälge).

Radioaktiivse saaste ebaühtlus pilvede liikumisel on teatud määral loomulik. Seda asjaolu tuleb elanike kiirguskaitsealase tegevuse korraldamisel ja läbiviimisel arvestada.

Arvestada tuleks ka sellega, et plahvatuse hetkest kuni radioaktiivsete ainete pilvest väljakukkumiseni möödub mingi aeg. See aeg on seda pikem, mida kaugemal plahvatuskohast, ja seda saab arvutada mitme tunniga. Plahvatuskohast kaugemal asuvate piirkondade elanikel on piisavalt aega asjakohaste kaitsemeetmete võtmiseks.

Eelkõige hoiatusvahendite õigeaegse ettevalmistamise ja vastavate tsiviilkaitseüksuste täpse töö korral saab elanikkonda ohust teavitada umbes 2-3 tunniga.

Selle aja jooksul on elanikkonna eelneva ettevalmistuse ja kõrge korraldusega võimalik läbi viia mitmeid meetmeid, mis tagavad piisavalt usaldusväärse kaitse inimeste ja loomade radioaktiivsete kahjustuste eest. Teatud kaitsemeetmete ja -meetodite valiku määravad olukorra konkreetsed tingimused. Siiski tuleb eelnevalt kindlaks määrata üldpõhimõtted ja vastavalt sellele välja töötada tsiviilkaitseplaanid.

Võib arvata, et teatud tingimustel tuleks tunnistada kõige ratsionaalsemaks kaitsemeetmete rakendamist eelkõige kohapeal, kasutades selleks kõiki vahendeid ja. meetodid, mis kaitsevad nii radioaktiivsete ainete organismi sattumise kui ka välise kiirguse eest.

Nagu teada, kõige rohkem tõhus vahend kaitseks väliskiirguse eest on varjendid (kohandatud vastama tuumakaitse nõuetele, aga ka tihedatest materjalidest (tellis, tsement, raudbetoon jne) ehitatud massiivsete seintega hooned, sh keldrid, kaevud, keldrid, kaetud pilud ja tavalised elamud.

Hoonete ja rajatiste kaitseomaduste hindamisel saab juhinduda järgmistest indikatiivsetest andmetest: puitmaja nõrgestab mõju radioaktiivsed heitmed sõltuvalt seinte paksusest 4-10 korda, kivimaja - 10-50 korda, keldrid ja keldrid puitmajad- 50-100 korda, vahe mullakihi kattumisega 60-90 cm - 200-300 korda.

Sellest tulenevalt tuleks tsiviilkaitseplaanides ette näha vajadusel eelkõige võimsamate kaitsevahenditega ehitiste kasutamine; vigastusohu märguande saamisel peaksid elanikud viivitamatult nendesse ruumidesse varjuma ja jääma sinna kuni edasiste meetmete väljakuulutamiseni.

Varjatud aladel viibimise aeg sõltub peamiselt sellest, mil määral saastub asula, kus asub, ja sellest, kui kiiresti kiirgustase aja jooksul väheneb.

Nii on näiteks plahvatuskohast märkimisväärsel kaugusel asuvates asulates, kus kaitsmata inimeste saadav summaarne kiirgusdoos võib lühikese aja jooksul ohutuks muutuda, on elanikel soovitatav seekord varjupaikades oodata.

Kõrge radioaktiivse saastatusega piirkondades, kus kaitsmata inimeste saadav kogudoos on kõrge ja selle vähenemine nendes tingimustes pikeneb, muutub pikaajaline varjupaigas viibimine inimestele keeruliseks. Seetõttu tuleks sellistes piirkondades pidada kõige ratsionaalsemaks elanikele esmalt varjupaika panna ja seejärel evakueerida laenguta aladele. Evakueerimise algus ja selle kestus sõltuvad kohalikest tingimustest: radioaktiivse saastatuse tasemest, olemasolust. Sõiduk, sidevahendid, aastaaeg, evakueeritute majutuskohtade kaugus jne.

Seega saab radioaktiivse pilve jälje järgi radioaktiivse saastatuse territooriumi tinglikult jagada kaheks erineva elanikkonna kaitse põhimõttega tsooniks.

Esimene tsoon hõlmab territooriumi, kus kiirgustase püsib kõrgel 5-6 päeva pärast plahvatust ja väheneb aeglaselt (umbes 10-20% päevas). Elanikkonna evakueerimine sellistest piirkondadest võib alata alles pärast seda, kui kiirgustase langeb sellisele tasemele, et kogumise ja saastunud tsoonis liikumise ajal ei saaks inimesed koguannust üle 50 r.

Teine tsoon hõlmab alasid, kus kiirgustase langeb esimese 3-5 päeva jooksul pärast plahvatust 0,1 röntgenini/tunnis.

Elanikkonna evakueerimine sellest tsoonist ei ole soovitatav, kuna seda aega võib oodata varjupaikades.

Elanikkonna kaitsemeetmete edukas rakendamine igal juhul on mõeldamatu ilma hoolika kiirgusluure ja -vaatluseta ning pideva kiirgustaseme jälgimiseta.

Rääkides elanikkonna kaitsmisest radioaktiivsete kahjustuste eest tuumaplahvatuse käigus tekkinud pilve liikumise järel, tuleb meeles pidada, et kahjustusi on võimalik vältida või selle vähendamist saavutada ainult meetmete kogumi selge korraldamisega. , mis sisaldab:

• hoiatussüsteemi korraldamine, mis hoiatab elanikkonda õigeaegselt radioaktiivse pilve kõige tõenäolisemast liikumissuunast ja vigastuste ohust. Nendel eesmärkidel tuleb kasutada kõiki olemasolevaid sidevahendeid - telefoni, raadiojaamu, telegraafi, raadiosaadet jne;
• tsiviilkaitseformatsioonide ettevalmistamine luureks nii linnas kui ka maal;
• inimeste varjumine varjupaikadesse või muudesse radioaktiivse kiirguse eest kaitsvatesse ruumidesse (keldrid, keldrid, praod jne);
• elanikkonna ja loomade evakueerimine radioaktiivse tolmuga stabiilselt saastunud piirkonnast;
• kodanikukaitse meditsiiniteenistuse koosseisude ja asutuste ettevalmistamine kannatanute abistamiseks, peamiselt ravi, desinfitseerimine, veeuuringud ja toiduained teie poolt radioaktiivsete ainetega saastumise eest;
• toiduainete kaitsemeetmete varajane rakendamine ladudes, jaotusvõrgus, ettevõtetes Toitlustamine, samuti radioaktiivse tolmuga saastumisest pärit veevarustuse allikad (hoidlate sulgemine, konteinerite ettevalmistamine, improviseeritud materjalide valmistamine toodete varjamiseks, toidu ja pakendite saastest puhastamise vahendite ettevalmistamine, dosimeetriliste seadmetega varustamine);
• loomade kaitsemeetmete elluviimine ja loomade abistamine kahjustuste korral.

Loomade usaldusväärse kaitse tagamiseks on vaja ette näha nende pidamine kolhoosides, sovhoosides, võimalusel väikestes rühmades vastavalt brigaadidele, taludes või varjupaikadega asulates.

Samuti peaks see ette nägema täiendavate reservuaaride või kaevude rajamise, mis võivad muutuda veevarustuse varuallikateks püsiallikate vee saastumise korral.

Kasvavad tähtsust laod kus sööta hoitakse, samuti loomakasvatushooned, mis tuleks võimalusel pitseerida.

Väärtuslike aretusloomade kaitsmiseks on vaja üksikud fondid kaitse, mida saab teha kohapeal improviseeritud materjalidest (sidemed silmade kaitseks, kotid, tekid jne), samuti gaasimaskid (olemasolul).

Ruumide saastest puhastamise ja loomade veterinaarravi teostamiseks on vaja eelnevalt arvestada farmis olemasolevate desinfitseerimissõlmede, pihustite, vihmutite, vedelikulaoturite ja muude mehhanismide ja mahutitega, mille abil on võimalik teostada desinfitseerimist ja veterinaarravi;

Formeeringute ja asutuste korraldamine ja ettevalmistamine tsiviilkaitse konstruktsioonide, maastiku, transpordi, riiete, varustuse ja muu vara saastest puhastamiseks, mille jaoks võetakse eelnevalt meetmed munitsipaalvarustuse, põllumajandusmasinate, mehhanismide ja seadmete kohandamiseks. nendel eesmärkidel. Sõltuvalt varustuse olemasolust tuleb luua ja välja õpetada vastavad koosseisud - salgad, meeskonnad, rühmad, üksused jne.

Artikli sisu

H-POMM, suure hävitava jõuga relv (suurusjärgus megatonni TNT ekvivalendis), mille tööpõhimõte põhineb kergete tuumade termotuumasünteesi reaktsioonil. Plahvatuse energiaallikaks on Päikesel ja teistel tähtedel toimuvatele sarnased protsessid.

termotuumareaktsioonid.

Päikese sisemus sisaldab hiiglaslikus koguses vesinikku, mis on ülikõrge kokkusurutud olekus temperatuuril ca. 15 000 000 K. Nii kõrge temperatuuri ja plasmatiheduse juures kogevad vesiniku tuumad pidevalt üksteisega kokkupõrkeid, millest mõned lõppevad nende ühinemisega ja lõpuks raskemate heeliumi tuumade moodustumisega. Selliste reaktsioonidega, mida nimetatakse termotuumasünteesiks, kaasneb tohutu hulga energia vabanemine. Füüsikaseaduste kohaselt tuleneb termotuumasünteesi käigus energia vabanemine sellest, et raskema tuuma moodustumisel muundub osa selle koostisesse kuuluvate kergete tuumade massist kolossaalseks energiahulgaks. Seetõttu kaotab hiiglasliku massiga Päike u. 100 miljardit tonni ainet ja vabastab energiat, tänu millele see on muutunud võimalik elu maapinnal.

Vesiniku isotoobid.

Vesinikuaatom on kõigist olemasolevatest aatomitest lihtsaim. See koosneb ühest prootonist, mis on selle tuum, mille ümber tiirleb üks elektron. Vee (H 2 O) hoolikad uuringud on näidanud, et see sisaldab tühistes kogustes "rasket" vett, mis sisaldab vesiniku "rasket isotoopi" - deuteeriumi (2 H). Deuteeriumi tuum koosneb prootonist ja neutronist, neutraalsest osakesest, mille mass on prootoni omale lähedane.

Vesiniku kolmas isotoop on triitium, mille tuumas on üks prooton ja kaks neutronit. Triitium on ebastabiilne ja läbib spontaanset radioaktiivset lagunemist, muutudes heeliumi isotoobiks. Triitiumi jälgi on leitud Maa atmosfäärist, kus see tekib kosmiliste kiirte ja õhu moodustavate gaasimolekulide vastasmõju tulemusena. Triitiumi saadakse kunstlikult tuumareaktoris liitium-6 isotoobi kiiritamisel neutronvooga.

Vesinikupommi väljatöötamine.

Esialgne teoreetiline analüüs näitas, et termotuumasünteesi on kõige lihtsam teostada deuteeriumi ja triitiumi segus. Võttes selle aluseks, hakkasid USA teadlased 1950. aastate alguses ellu viima projekti vesinikupommi (HB) loomiseks. Esimesed tuumaseadme mudelkatsetused viidi läbi Eniwetoki polügoonil 1951. aasta kevadel; termotuumasüntees oli ainult osaline. Märkimisväärne edu saavutati 1. novembril 1951 massiivse tuumaseadme katsetamisel, mille plahvatusvõimsus oli TNT ekvivalendis 4 x 8 Mt.

Esimene vesiniku õhupomm lõhati NSV Liidus 12. augustil 1953 ja 1. märtsil 1954 lõhatsid ameeriklased Bikini atollil võimsama (umbes 15 Mt) õhupommi. Sellest ajast peale on mõlemad riigid plahvatanud täiustatud megatonniseid relvi.

Bikini atollil toimunud plahvatusega kaasnes suure hulga radioaktiivsete ainete õhkupaiskumine. Osa neist kukkus Jaapani kalalaeval Lucky Dragon plahvatuspaigast sadade kilomeetrite kaugusele, teine ​​aga kattis Rongelapi saart. Kuna termotuumasüntees toodab stabiilset heeliumi, ei tohiks puhtalt vesinikupommi plahvatuse radioaktiivsus olla suurem kui termotuumareaktsiooni aatomdetonaatoril. Kuid vaadeldaval juhul erines prognoositud ja tegelik radioaktiivne sade nii koguselt kui koostiselt oluliselt.

Vesinikupommi toimemehhanism.

Vesinikpommi plahvatuse ajal toimuvate protsesside jada võib kujutada järgmiselt. Esiteks plahvatab HB kesta sees asuv termotuumareaktsiooni laeng-initsiaator (väike aatomipomm), mille tulemusena toimub neutronite sähvatus ja tekib termotuumasünteesi algatamiseks vajalik kõrge temperatuur. Neutronid pommitavad liitiumdeuteriidist, deuteeriumi ühendist liitiumiga (kasutatakse liitiumi isotoopi massinumbriga 6) valmistatud sisetükki. Liitium-6 jagatakse neutronite toimel heeliumiks ja triitiumiks. Seega loob aatomikaitsme sünteesiks vajalikud materjalid otse pommis endas.

Seejärel algab deuteeriumi ja triitiumi segus termotuumareaktsioon, temperatuur pommi sees tõuseb kiiresti, kaasates ühinemisse üha rohkem vesinikku. Temperatuuri edasise tõusuga võib alata deuteeriumi tuumade vaheline reaktsioon, mis on iseloomulik puhtalt vesinikupommile. Kõik reaktsioonid kulgevad loomulikult nii kiiresti, et neid tajutakse hetkelistena.

Jagamine, süntees, jagunemine (superpomm).

Tegelikult lõpeb pommis ülalkirjeldatud protsesside jada deuteeriumi ja triitiumi reaktsiooni staadiumis. Lisaks eelistasid pommikonstruktorid kasutada mitte tuumade sulandumist, vaid nende lõhustumist. Deuteeriumi ja triitiumi tuumade ühinemisel tekivad heelium ja kiired neutronid, mille energia on piisavalt suur, et põhjustada uraan-238 tuumade lõhustumist (uraani peamine isotoop, palju odavam kui tavalistes aatomipommides kasutatav uraan-235). Kiired neutronid lõhestavad superpommi uraanikesta aatomid. Ühe tonni uraani lõhustamisel tekib energia, mis võrdub 18 Mt. Energia ei lähe mitte ainult plahvatusele ja soojuse vabanemisele. Iga uraani tuum jaguneb kaheks väga radioaktiivseks "fragmendiks". Lõhustumisproduktid sisaldavad 36 erinevat keemilist elementi ja peaaegu 200 radioaktiivsed isotoobid. Kõik see moodustab superpommide plahvatustega kaasneva radioaktiivse sademe.

Tänu ainulaadsele disainile ja kirjeldatud toimemehhanismile saab seda tüüpi relvi valmistada nii võimsaks, kui soovitakse. See on palju odavam kui sama võimsusega aatomipommid.

Plahvatuse tagajärjed.

Lööklaine ja termiline efekt.

Superpommi plahvatuse otsene (esmane) mõju on kolmekordne. Otsestest mõjudest kõige ilmsem on tohutu intensiivsusega lööklaine. Selle löögi tugevus, sõltuvalt pommi võimsusest, plahvatuse kõrgusest maapinnast ja maastiku iseloomust, väheneb plahvatuse epitsentrist kaugenedes. Plahvatuse termilise efekti määravad samad tegurid, kuid lisaks sõltub see ka õhu läbipaistvusest – udu vähendab järsult vahemaad, mille juures termiline välk võib põhjustada tõsiseid põletusi.

Arvutuste kohaselt jäävad inimesed 20-megatonnise pommi atmosfääris plahvatuse korral ellu 50% juhtudest, kui nad 1) leiavad varjupaiga maa-aluses raudbetoonist varjualuses, mis asub umbes 8 km kaugusel. plahvatuse epitsenter (EW), 2) asuvad tavalistes linnahoonetes umbes . 15 km EW-st, 3) olid avamaal ca. EV-st 20 km. Halva nähtavuse tingimustes ja vähemalt 25 km kaugusel, kui atmosfäär on selge, suureneb lagedal alal viibivatel inimestel ellujäämise tõenäosus kiiresti epitsentrist kauguse suurenedes; 32 km kaugusel on selle arvutatud väärtus üle 90%. Piirkond, mille põhjustab plahvatuse käigus tekkiv läbitungiv kiirgus surmav tulemus, on suhteliselt väike isegi suure tootlikkusega superpommi puhul.

Tulepall.

Olenevalt tulekeras osaleva põleva materjali koostisest ja massist võivad tekkida hiiglaslikud isemajandavad tuletormid, mis möllavad mitu tundi. Plahvatuse kõige ohtlikum (ehkki sekundaarne) tagajärg on aga keskkonna radioaktiivne saastumine.

Välja kukkuma.

Kuidas need moodustuvad.

Kui pomm plahvatab, täitub tekkinud tulekera tohutu hulga radioaktiivsete osakestega. Tavaliselt on need osakesed nii väikesed, et kui nad jõuavad atmosfääri ülakihtidesse, võivad nad seal püsida pikka aega. Kui aga tulekera puutub kokku Maa pinnaga, kõigega, mis sellel on, muutub see punakuumaks tolmuks ja tuhaks ning tõmbab need tuliseks tornaadoks. Leegi keerises segunevad ja seonduvad radioaktiivsete osakestega. Radioaktiivne tolm, välja arvatud suurim, ei setti kohe. Tekkiv plahvatuspilv kannab peenema tolmu endaga kaasa ja langeb allatuult liikudes tasapisi välja. Otse plahvatuskohas võib radioaktiivne sadenemine olla äärmiselt intensiivne – peamiselt sadestub maapinnale jäme tolm. Plahvatuspaigast sadade kilomeetrite kaugusel ja pikematel vahemaadel langevad maapinnale väikesed, kuid siiski nähtavad tuhaosakesed. Sageli moodustavad nad lumetaolise katte, mis on surmav kõigile, kes juhtuvad läheduses olema. Isegi väiksemad ja nähtamatud osakesed võivad enne maapinnale settimist atmosfääris rännata kuid ja isegi aastaid, tehes mitu korda ümber maakera. Väljakukkumise ajaks on nende radioaktiivsus oluliselt nõrgenenud. Kõige ohtlikum on strontsium-90 kiirgus poolväärtusajaga 28 aastat. Selle langust on selgelt täheldatud kogu maailmas. Asudes lehestikule ja rohule, siseneb ta toiduahelatesse, sealhulgas inimestesse. Selle tulemusena on enamiku riikide elanike luudest leitud märgatavaid, kuigi mitte veel ohtlikke koguseid strontsium-90. Strontsium-90 akumuleerumine inimese luudesse on pikas perspektiivis väga ohtlik, kuna see viib pahaloomuliste luukasvajate tekkeni.

Piirkonna pikaajaline saastumine radioaktiivse sademega.

Vaenutegevuse korral toob vesinikupommi kasutamine kaasa territooriumi kohese radioaktiivse saastamise ca raadiuses. 100 km kaugusel plahvatuse epitsentrist. Superpommi plahvatuse korral saastub kümnete tuhandete ruutkilomeetrite suurune ala. Selline tohutu hävitamisala ühe pommiga muudab selle täiesti uut tüüpi relvaks. Isegi kui superpomm sihtmärki ei taba, s.t. ei taba objekti põrutus-termilise mõjuga, läbitungiv kiirgus ja plahvatusega kaasnev radioaktiivne sade muudavad ümbritseva ruumi elamiskõlbmatuks. Sellised sademed võivad kesta mitu päeva, nädalat ja isegi kuid. Sõltuvalt nende arvust võib kiirguse intensiivsus ulatuda surmava tasemeni. Piisab suhteliselt väikesest arvust superpommidest, et katta suur riik täielikult kõigile elusolenditele surmava radioaktiivse tolmukihiga. Seega tähistas superpommi loomine ajastu algust, mil sai võimalikuks muuta terved mandrid elamiskõlbmatuks. Isegi kaua pärast seda, kui otsene kokkupuude sademetega on lõppenud, säilib isotoopide, nagu strontsium-90, kõrge radiotoksilisuse oht. Selle isotoobiga saastunud pinnasel kasvatatud toiduga satub radioaktiivsus inimkehasse.

16. jaanuaril 1963, külma sõja haripunktis, teatas Nikita Hruštšov maailmale, et Nõukogude Liidu arsenalis on uus massihävitusrelv – vesinikupomm.
Poolteist aastat varem korraldati NSV Liidus maailma võimsaim vesinikupommi plahvatus - Novaja Zemljal lasti õhku üle 50 megatonnise võimsusega laeng. Paljuski pani just see Nõukogude juhi avaldus maailmale teadvustama tuumavõidurelvastumise edasise eskaleerumise ohtu: juba 5. augustil 1963 kirjutati Moskvas alla leping, mis keelustas tuumarelvakatsetused atmosfääris. , kosmoses ja vee all.

Loomise ajalugu

Termotuumasünteesi teel energia saamise teoreetiline võimalus oli teada juba enne Teist maailmasõda, kuid just sõda ja sellele järgnenud võidurelvastumine tõstatasid küsimuse selle reaktsiooni praktiliseks loomiseks vajaliku tehnilise seadme loomisest. Teadaolevalt tehti Saksamaal 1944. aastal tööd termotuumasünteesi algatamiseks, kasutades tavapäraste lõhkeainete laenguid kasutades tuumkütuse kokkusurumist – kuid need ei õnnestunud, kuna ei suutnud saavutada vajalikku temperatuuri ja rõhku. USA ja NSV Liit on termotuumarelvi arendanud alates 1940. aastatest, olles 1950. aastate alguses katsetanud peaaegu üheaegselt esimesi termotuumaseadmeid. 1952. aastal korraldasid USA Enewetoki atollil 10,4 megatonnise võimsusega laengu (mis on 450 korda suurem kui Nagasakile heidetud pommi võimsusega) ja 1953. aastal 400 kilotonnise seadmega. katsetati NSV Liidus.
Esimeste termotuumaseadmete konstruktsioonid ei sobinud reaalseks lahingutegevuseks. Näiteks Ameerika Ühendriikides 1952. aastal katsetatud seade oli maapealne ehitis, mis oli sama kõrge kui 2-korruseline hoone ja kaalus üle 80 tonni. Selles hoiti tohutu külmutusseadme abil vedelat termotuumakütust. Seetõttu viidi tulevikus termotuumarelvade masstootmine läbi tahke kütuse - liitium-6 deuteriidi - abil. 1954. aastal katsetasid USA sellel põhinevat seadet Bikini atollil ja 1955. aastal katsetati Semipalatinski polügoonil uut Nõukogude termotuumapommi. 1957. aastal katsetati Ühendkuningriigis vesinikupommi. 1961. aasta oktoobris plahvatas NSV Liidus Novaja Zemljal termotuumapomm võimsusega 58 megatonni – võimsaim inimkonna poolt läbi aegade katsetatud pomm, mis läks ajalukku "tsaarbomba" nime all.

Edasine arendus oli suunatud vesinikupommide konstruktsiooni suuruse vähendamisele, et tagada nende ballistiliste rakettidega sihtmärki toimetamine. Juba 60ndatel vähendati seadmete massi mitmesaja kilogrammini ja 70ndateks võisid ballistilised raketid kanda rohkem kui 10 lõhkepead korraga - need on mitme lõhkepeaga raketid, millest igaüks võib tabada oma sihtmärki. . Tänaseks on USA-l, Venemaal ja Suurbritannial termotuumaarsenalid, termotuumalaengute katseid viidi läbi ka Hiinas (1967. aastal) ja Prantsusmaal (1968. aastal).

Kuidas vesinikupomm töötab

Vesinikpommi tegevus põhineb kergete tuumade termotuumasünteesi reaktsioonil vabaneva energia kasutamisel. Just see reaktsioon toimub tähtede sisemuses, kus ülikõrgete temperatuuride ja hiiglasliku rõhu mõjul põrkuvad vesiniku tuumad kokku ja sulanduvad raskemateks heeliumi tuumadeks. Reaktsiooni käigus muudetakse osa vesiniku tuumade massist suureks energiahulgaks – tänu sellele eraldavad tähed pidevalt tohutul hulgal energiat. Teadlased kopeerisid seda reaktsiooni vesiniku isotoopide – deuteeriumi ja triitiumi – abil, mis andsid nimetuse "vesinikpomm". Algselt kasutati laengute tootmiseks vesiniku vedelaid isotoope ja hiljem hakati kasutama liitium-6 deuteriidi. tahke, deuteeriumi ühend ja liitiumi isotoop.

Liitium-6 deuteriid on vesinikupommi, termotuumakütuse põhikomponent. See juba salvestab deuteeriumi ja liitiumi isotoop on triitiumi moodustumise tooraine. Termotuumasünteesi reaktsiooni käivitamiseks on vaja tekitada kõrged temperatuurid ja rõhud, samuti isoleerida triitium liitium-6-st. Need tingimused on esitatud järgmiselt.


AN602 pommi plahvatuse sähvatus vahetult pärast lööklaine eraldumist. Sel hetkel oli kuuli läbimõõt umbes 5,5 km ja mõne sekundi pärast tõusis see 10 km-ni.

Termotuumakütuse konteineri kest on valmistatud uraan-238-st ja plastikust, konteineri kõrvale on paigutatud tavapärane mitme kilotonnise mahutavusega tuumalaeng - seda nimetatakse päästikuks ehk vesinikupommi laenguinitsiaatoriks. Initsiaatori plutooniumilaengu plahvatuse ajal muutub mahuti kest võimsa röntgenikiirguse toimel plasmaks, kahaneb tuhandeid kordi, mis loob vajaliku kõrgsurve ja suurepärane temperatuur. Samal ajal interakteeruvad plutooniumi eralduvad neutronid liitium-6-ga, moodustades triitiumi. Deuteeriumi ja triitiumi tuumad interakteeruvad ülikõrge temperatuuri ja rõhu mõjul, mis viib termotuumaplahvatuseni.


Plahvatuse sähvatusest eralduv valgus võib põhjustada kolmanda astme põletusi kuni saja kilomeetri kaugusel. See foto on tehtud 160 km kauguselt.
Kui teete uraan-238 ja liitium-6 deuteriidi mitu kihti, lisab igaüks neist pommi plahvatusele oma võimsuse - see tähendab, et selline "pahv" võimaldab teil plahvatuse võimsust peaaegu piiramatult suurendada. Tänu sellele saab vesinikupommi valmistada peaaegu igasuguse võimsusega ja see tuleb palju odavam kui sama võimsusega tavaline tuumapomm.


Plahvatuse tekitatud seismiline laine tiirles ümber maakera kolm korda. Tuumaseene kõrgus ulatus 67 kilomeetrini ja selle "korgi" läbimõõt - 95 km. Helilaine jõudis katsepaigast 800 km kaugusel asuvale Diksoni saarele.

Vesinikupommi RDS-6S katsetamine, 1953