Otkriće Alberta Einsteina o sposobnosti supstanci da oslobađaju velike količine energije na atomskom nivou označilo je početak nuklearne fizike. 1930-ih, istraživači su simulirali nuklearnu eksploziju u vazduhu u laboratoriji, ali stečeno iskustvo ugrozilo je miran život na Zemlji.
Princip rada
Za vazdušnu nuklearnu eksploziju morate stvoriti određene uslove koji izazivaju detonaciju. Obično se kao detonatori koriste TNT ili RDX, pod čijim se uticajem radioaktivna tvar (obično uranijum ili plutonijum) komprimuje do kritične mase u roku od 10 sekundi, a zatim dolazi do snažnog oslobađanja energije. Ako je bomba termonuklearna, onda se u njoj odvija proces transformacije lakih elemenata u teže. Energija oslobođena u ovom slučaju nosi sa sobom još snažniju eksploziju.
Nuklearni reaktor se takođe može koristiti u miroljubive svrhe, pošto se fisija može kontrolisati. Za to se koriste uređaji koji apsorbiraju neutrone. Procesi koji se odvijaju u takvoj instalaciji su uvijek u ravnoteži. Čakako dođe do manjih promjena u parametrima, sistem ih na vrijeme gasi i vraća se u radni režim. U hitnim situacijama, elementi se automatski resetuju kako bi se zaustavila lančana reakcija.
Prvo iskustvo
Otkriveno od strane Ajnštajna i dalje proučavano od strane nuklearnih fizičara, oslobađanje energije zanimalo je ne samo naučnike, već i vojsku. Mogućnost dobijanja novog oružja koje bi moglo stvoriti snažne eksplozije od male količine materijala dovela je do eksperimenata sa radioaktivnim elementima.
Fizički, mogućnost eksplozije sa značajnim štetnim efektom dokazao je francuski naučnik Joliot-Curie. Otkrio je lančanu reakciju, koja je postala moćan izvor energije. Nadalje, planirao je provesti eksperimente s deuterijum oksidom, ali u uvjetima Drugog svjetskog rata to je bilo nemoguće učiniti u Francuskoj, pa su se u budućnosti britanski naučnici zauzeli za razvoj atomskog oružja.
Prva eksplozivna naprava testirana je u ljeto 1945. godine u Americi. Prema današnjim standardima, bomba je imala malu snagu, ali je u to vrijeme rezultirajući efekat premašio sva očekivanja. Silina eksplozije i udar na okolinu bili su ogromni.
Rezultati
Sprovedena su ispitivanja kako bi se utvrdile karakteristike vazdušno-nuklearne eksplozije. Prisutni su naknadno opisali ono što su vidjeli. Na udaljenosti od nekoliko stotina kilometara uočili su sjajnu svjetleću tačku. Onda se pretvorila u ogromnu loptu, čuo se vrlo glasan zvuk, i to kilometrimaudarni talas se prevrnuo. Balon je eksplodirao, ostavljajući za sobom oblak od dvanaest kilometara u obliku pečurke. Na mjestu eksplozije ostao je krater koji se protezao desetinama metara u dubinu i širinu. Tlo oko njega nekoliko stotina metara pretvorilo se u beživotno tlo izdubljeno.
Temperatura vazduha tokom nuklearne eksplozije značajno je porasla, a činilo se da je i sama atmosfera postala gušća. To su osjetili i očevici koji su bili daleko od epicentra u skloništu. Obim onoga što su videli je bio neverovatan, jer niko nije slutio sa kakvom će se moći suočiti. Zaključeno je da su testovi uspješni.
Štetni faktori vazdušne nuklearne eksplozije
Vojska je odmah shvatila da novo oružje može odlučiti o ishodu svakog rata. Ali tada niko nije razmišljao o uticaju štetnih faktora nuklearne eksplozije. Naučnici su obratili pažnju samo na najočiglednije od njih:
- udarni val;
- emisija svjetlosti.
U to vrijeme niko nije znao za radioaktivnu kontaminaciju i jonizujuće zračenje, iako se kasnije pokazalo da je najopasnije bilo prodorno zračenje. Dakle, ako su devastacija i razaranja lokalizirani na udaljenosti od nekoliko stotina metara od epicentra zračne nuklearne eksplozije, tada se područje raspršivanja proizvoda raspadanja radijacije protezalo stotinama kilometara. Osoba je primila prvo izlaganje, koje je naknadno pogoršano padavinama radijacije u obližnjim područjima.
Takođe, naučnici to još nisu znali pod uticajemVazdušni udarni val nuklearne eksplozije stvara elektromagnetski impuls koji može onesposobiti svu elektroniku na udaljenosti od stotine kilometara. Dakle, prvi testeri nisu mogli ni zamisliti koliko je moćno oružje stvoreno i koliko katastrofalne posljedice njegove upotrebe mogu biti.
Vrste eksplozija
Vazdušne nuklearne eksplozije izvode se na visini troposfere, odnosno unutar 10 km iznad površine zemlje. Ali osim njih, postoje i druge vrste, na primjer:
- Kopenski ili nadvodni provod na površini zemlje, odnosno vode. Vatrena lopta koja se širi od bljeska, dok izgleda kao da sunce izlazi iza horizonta.
- Visoka, sprovedena u atmosferi. Istovremeno, svetleći blic ima veoma veliku veličinu, visi u vazduhu i ne dodiruje zemlju ili vodene površine.
- Pod zemljom ili pod vodom se javljaju u debljini zemljine kore ili na dubini. Obično nema blica.
- Space. Oni se dešavaju stotinama kilometara od globusa, izvan cirkumplanetarnog prostora i praćeni su oblakom blistavih molekula.
Različite vrste se razlikuju ne samo po bljesku, već i po drugim vanjskim karakteristikama, kao i štetnim faktorima, intenzitetu eksplozije, njenim rezultatima i posljedicama.
Testiranje na terenu
Prve bombe su testirane direktno na površini zemlje. Upravo su ove vrste eksplozija praćene izraženim oblakom pečurakazraka i kratera koji se proteže nekoliko desetina ili čak stotina metara u tlu. Eksplozija tla izgleda najstrašnije, jer oblak koji lebdi nisko iznad zemlje privlači ne samo prašinu, već i značajan dio tla, što ga čini gotovo crnim. Čestice tla se miješaju s kemijskim elementima i potom padaju na tlo, što područje čini radioaktivno kontaminiranom i potpuno nenastanjivim. U vojne svrhe, ovo se može koristiti za uništavanje moćnih zgrada ili objekata, zaraziti ogromna područja. Destruktivni efekat je najmoćniji.
Površinske eksplozije
Testovi se izvode i iznad površine vode. U tom slučaju, oblak će se sastojati od vodene prašine, koja smanjuje intenzitet svjetlosnog zračenja, ali prenosi radioaktivne čestice na velike udaljenosti, zbog čega one mogu ispasti zajedno s padavinama hiljadu kilometara od mjesta testiranja.
U vojne svrhe, ovo se može koristiti za uništavanje pomorskih baza, luka i brodova, ili za kontaminaciju voda i obala.
Zračne eksplozije
Ova vrsta se može proizvoditi na velikoj udaljenosti od tla (u tom slučaju se zove visoka) ili na maloj udaljenosti (niska). Što je eksplozija veća, oblak koji se diže ima manje sličnosti sa oblikom pečurke, jer ga stub prašine sa zemlje ne dopire.
Bljesak u ovom obliku je veoma jasan, pa se može vidjeti stotinama kilometara od epicentra. Vatrena lopta koja eksplodira iz nje s izmjerenom temperaturommilione stepeni Celzijusa, podiže se i odašilje snažno svjetlosno zračenje. Sve ovo je popraćeno glasnim zvukom, koji nejasno podsjeća na grmljavinu.
Kako se lopta hladi, pretvara se u oblak, koji stvara mlaz zraka koji podiže prašinu sa površine. Nastali stub može doseći oblak ako nije jako visoko iznad tla. Kako oblak počne da se rasipa, protok vazduha slabi.
Kao rezultat takve eksplozije, objekti u zraku, strukture i ljudi u njegovoj blizini mogu biti pogođeni.
Borbena upotreba
Hirošima i Nagasaki su jedini gradovi protiv kojih je korišteno nuklearno oružje. Tragedija koja se tamo dogodila je bez premca.
Stanovnici su iskusili efekat nuklearne eksplozije u vazduhu koja je pokrenuta na maloj udaljenosti od površine zemlje i klasifikovana kao niska. Istovremeno, infrastruktura je potpuno uništena, oko 200 hiljada ljudi je poginulo. Dvije trećine njih umrlo je odmah. Oni koji su bili u epicentru, raspali su se u molekule od monstruoznih temperatura. Njihova svjetlost ostavljala je sjene na zidovima.
Ljudi koji su bili dalje od epicentra umrli su od udarnog talasa i gama zračenja nuklearne eksplozije. Neki od preživjelih primili su smrtonosnu dozu zračenja, ali ljekari još nisu znali za radijacijsku bolest, pa nikome nije bilo jasno zašto se, nakon izmišljenih znakova oporavka, stanje pacijenata pogoršalo. Ljekari su to razmatralidizenterije, ali u roku od 3-8 sedmica, pacijenti koji su razvili jako povraćanje su umrli. Čudna bolest preživjelih od atomskog bombardiranja Hirošime i Nagasakija bila je poticaj za početak istraživanja u oblasti nuklearne medicine.
Eksplozije na velikim visinama
Nakon bombardovanja japanskih gradova, nuklearno oružje nije korišćeno u borbene svrhe, ali je istraživanje njegovih sposobnosti nastavljeno na raznim mestima. Atmosferske vježbe omogućile su razumijevanje šta se dešava kada se eksplozija dogodi na visini. Ispostavilo se da kada se centar nalazi 10 km od zemljine površine, nastaje relativno mali val nuklearne eksplozije, ali se istovremeno povećava svjetlosno i radijacijsko zračenje. Što je eksplozija bila veća, to je ionizacija jača, što je praćeno kvarom radio opreme.
Sa površine, sve to izgleda kao veliki sjajni bljesak, praćen oblakom isparavajućih molekula vodonika, ugljenika i azota. Struja zraka ne dopire do tla, tako da nema stuba prašine. Takođe, praktično nema kontaminacije teritorije, jer se vazdušne mase slabo kreću na velikoj visini, pa svrha takve nuklearne eksplozije može biti uništavanje aviona, projektila ili satelita.
Podzemni testovi
Nedavno postoji sporazum između zemalja koji reguliše nuklearna testiranja i zahtijeva da se ona izvode samo pod zemljom, čime se minimizira zagađenje i nenaseljena područja formirana oko poligona.
Podzemni testovi se smatraju najmanje opasnim od akcijesvi štetni faktori utiču na rasu. Istovremeno, nemoguće je vidjeti svjetleće bljeskove ili oblak gljive, od njega ostaje samo stup prašine. Ali udarni val dovodi do zemljotresa i kolapsa tla. Obično se koristi u miroljubive svrhe, za rješavanje nacionalnih ekonomskih problema. Na primjer, na ovaj način možete uništiti planinske lance ili formirati umjetne rezervoare.
Podvodno testiranje
Eksplozije pod vodom imaju strašnije posljedice. Prvo se pojavljuje stup spreja koji se diže u oblak radioaktivne magle. Istovremeno se na površini vode formiraju metarski valovi koji uništavaju brodove i podvodne strukture. Tada su susjedne teritorije kontaminirane zbog rasturajućeg oblaka koji sipa radioaktivnu kišu.
Zaštitne mjere
Nuklearna eksplozija ubija sve na svom putu i uništava sve materijalne objekte. Ljudi koji su uhvaćeni u njegovom epicentru nemaju načina da pobjegnu, odmah izgore do temelja. Sklonište za bombe je apsolutno beskorisno, jer će odmah biti uništeno.
Samo oni koji su dovoljno udaljeni od eksplozije mogu pobjeći. Na udaljenosti većoj od 1-3 km od epicentra moguće je izbjeći udar udarnog vala, ali za to je potrebno brzo pronaći pouzdano sklonište čim se pojavi jak bljesak. Osoba ima za to od 2 do 8 sekundi, ovisno o udaljenosti. U skloništu neće doći do direktnog udara gama zračenja, ali i dalje postoji vrlo velika vjerovatnoća radioaktivne kontaminacije. Rizik od radijacijske bolesti možete smanjiti korištenjem lične zaštitne opreme i izbjegavanjem kontakta s njimabilo koji predmet na teritoriji.
Nuklearno oružje je jedan od najstrašnijih izuma čovječanstva. Koristi se u miroljubive svrhe, može biti od velike koristi, ali njegova vojna upotreba je strašna prijetnja životu na zemlji. Lančana reakcija koja je započela ne može se zaustaviti, tako da postoji sporazum o nuklearnom razoružanju koji je osmišljen da zaštiti planetu od katastrofe.
