Ядрена експлозия: описание, класификация

Ядрен взрив е неуправляван процес. По време на него се отделя голямо количество лъчиста и топлинна енергия. Този ефект е резултат от реакция на делене на ядрена верига или ядрен синтез, който се осъществява за кратък период от време.

Кратка обща информация

Ядрената експлозия може да е следствие от човешката дейност на Земята или в близостта до Земята. Този феномен се среща и в някои случаи в резултат на естествени процеси върху някои видове звезди. Изкуствената ядрена експлозия е мощно оръжие. Той се използва за унищожаване на големи подземни и подземни защитени обекти, клъстери от оборудване и вражески войски. В допълнение, това оръжие се използва за пълното унищожаване и потискане на противоположната страна като средство за унищожаване на малки и големи селища живеещи в тях, както и промишлени стратегически съоръжения.

класификация

Като правило, ядрените експлозии се характеризират по два начина. Те включват правомощията на таксата и местоположението на точката за зареждане директно в момента на прекъсване. Проекцията на тази точка върху повърхността на земята се нарича епицентър на експлозията. Мощността се измерва в TNT еквивалент. Това е масата на тринитротолуола, която, когато е подкопана, произвежда същото количество енергия като оценената ядрена енергия. Най-често, когато се измерва мощността, се използват такива единици като един килотон (1 kt) и един мегатон (1 Mt) от TNT еквивалент.

явления

Ядрената експлозия е придружена от специфични ефекти. Те са характерни само за този процес и не присъстват при други експлозии. Интензивността на явленията, които съпътстват ядрената експлозия, зависи от местоположението на центъра. Като пример можем да разгледаме случая, който е бил най-честият до момента на забраната за тестове на планетата (под вода, на земята, в атмосферата) и всъщност в космоса - изкуствена верижна реакция в повърхностния слой. След детонацията на процеса на синтез или делене за много кратко време (около фракции от микросекунди) се отделя огромно количество топлинна и лъчиста енергия в ограничен обем. Завършването на реакцията, като правило, се доказва от разширяването на структурата на устройството и изпаряването. Тези ефекти се дължат на влиянието на повишената температура (до 107 К) и огромното налягане (около 109 атм.) В самия епицентър. От голямо разстояние тази фаза е визуално много ярка светлинна точка.

Електромагнитно излъчване

Лекото налягане по време на реакцията започва да се нагрява и измества околния въздух от епицентъра. В резултат се формира огнено кълбо. В същото време се генерира скок на налягането между компресираното лъчение и невъздушния въздух. Това се дължи на превъзходството на скоростта на движение на нагревателния фронт спрямо скоростта на звука в условията на околната среда. След като ядрената реакция навлезе в стадия на затихване, освобождаването на енергия спира. Последващото разширение се извършва поради разликата в наляганията и температурите в зоната на огнената топка и самия въздух. Трябва да се отбележи, че разглежданите явления нямат нищо общо с научните изследвания на героя на съвременната поредица (между другото името му е същото като известния физик Глешоу - Шелдън) "Теорията за Големия взрив".

Проникваща радиация

Ядрените реакции са източник на електромагнитно излъчване от различен тип. По-специално, тя се проявява в широк диапазон от радио вълни до гама-кванти, атомни ядра, неутрони, бързи електрони. Възникващата радиация, наречена проникваща радиация, от своя страна произвежда определени ефекти. Те са характерни само за ядрена експлозия. Високоенергийните гама-кванти и неутроните в процеса на взаимодействие с атомите, които образуват околното вещество, преминават през тяхната стабилна форма в нестабилни радиоактивни изотопи с различни периоди и пътища на полуразпад. В резултат се образува така нареченото индуцирано лъчение. Заедно с фрагментите от атомните ядра на делящия се материал или с продукти от термоядрен синтез, които остават от взривно устройство, получените радиоактивни компоненти се издигат в атмосферата. Освен това, те са разпръснати по доста голяма площ и образуват инфекция на земята. Нестабилните изотопи, съпровождащи ядрен взрив, са в такъв спектър, че разпространението на радиация може да продължи хиляди години, въпреки факта, че интензивността на лъчението намалява с времето.

Електромагнитен импулс

Високо-енергийните гама-кванти, генерирани от ядрен взрив в процеса на преминаване през околната среда, йонизират атомите, които го създават, избивайки електроните от тях и давайки им доста енергия за осъществяване на каскадна йонизация на други атоми (до тридесет хиляди йонизации на гама-квант). В резултат на това под епицентъра се образува „петно“ от йони, имащи положителен заряд и заобиколено от електронен газ в огромно количество. Тази конфигурация на носителя, променлива във времето, образува мощно електрическо поле. Той, заедно с рекомбинацията на йонизираните атомни частици, изчезва след експлозията. В този процес има поколение от силни електрически токове. Те служат като допълнителен източник на радиация. Целият комплекс от описани ефекти се нарича електромагнитен импулс. Независимо от факта, че по-малко от 1/3 от десет милиардната част от експлозивната енергия отива в нея, то се случва в много кратък период. Мощност, която в същото време се откроява, може да достигне 100 GW.

Наземни процеси. Специални функции

В процеса на химическа детонация, температурата на почвата, съседна на заряда и привлечена от движението на почвата, е сравнително ниска. Ядрената експлозия има свои характеристики. По-специално, температурата на почвата може да бъде десетки милиони градуса. Голяма част от енергията, генерирана от нагряването по време на първите моменти, се освобождава във въздуха и преминава в допълнение към образуването на ударна вълна и топлинно излъчване. С обичайната експлозия на тези явления не се наблюдава. В това отношение се наблюдават резки различия в въздействието върху почвената маса и повърхността. По време на експлозия на химическо съединение до половината от енергията се прехвърля на земята, а по време на ядрен взрив буквално няколко процента. Това води до разлика в размера на фунията и енергията на сеизмичните вибрации.

Ядрена зима

Тази концепция описва хипотетичния климат на планетата в случай на мащабна война с използването на ядрени оръжия. Вероятно във връзка с отстраняването на сажди и дим в стратосферата, в резултат на многобройни пожари, провокирани от няколко бойни глави, температурата на Земята ще падне навсякъде до арктическите параметри. Това ще се дължи на значително увеличение на броя на отразената слънчева светлина от повърхността. Вероятността за глобално охлаждане се предвижда дълго време (дори по време на Съветския съюз). По-късно потвърждение на хипотезата се извършва чрез изчисления на модела.