Ядерный взрыв: определение, физика, последствия¶

Ядерный взрыв — взрыв, обусловленный высвобождением энергии в результате ядерных реакций деления тяжёлых ядер (урана, плутония) или синтеза лёгких ядер (дейтерия, трития), либо их комбинации. По разрушительной силе и мощности превосходит любые известные виды взрывчатых веществ; энерговыделение измеряется в килотоннах и мегатоннах тротилового эквивалента.

¶Физическая природа

¶Деление

Основа большинства ядерных зарядов — цепная реакция деления. Нейтрон, попадая в ядро урана-235 или плутония-239, расщепляет его на два осколка, высвобождая энергию (около 200 МэВ на акт) и новые нейтроны, которые, в свою очередь, вызывают деление соседних ядер. Для поддержания цепной реакции необходимо достичь критической массы — минимального количества вещества, при котором число нейтронов, успевающих вызвать новое деление, превышает число нейтронов, покидающих активную зону. Если критическая масса достигается резко (путём «сборки» двух или нескольких подкритических частей), происходит взрыв.

¶Термоядерный синтез

В термоядерном заряде (водородной бомбе) первая стадия — деление — используется для инициирования синтеза лёгких ядер. Под действием сверхвысоких температур (сотни миллионов градусов) ядра дейтерия и трития сливаются, образуя гелий и нейтрон, высвобождая энергию, значительно превышающую энергию деления. Первый термоядерный заряд — «РДС-220 Водородная бомба» («Советская лазаретная») — был испытан СССР 12 августа 1953 года.

¶Классификация

По мощности ядерные взрывы подразделяются на:

• Тактические — от долей до десятков килотонн;
• Стратегические — от сотен килотонн до единиц мегатонн.

По способу размещения — наземные, подземные, подводные, воздушные, космические. Характер поражающих факторов зависит от высоты подрыва: при наземном и низковоздушном подрыве формируется радиоактивное заражение местности, при высоковоздушном — оно минимально.

¶Поражающие факторы

¶Световое излучение

При взрыве выделяется огромное количество энергии в виде светового и теплового излучения. Светящаяся область («огненный шар») имеет температуру в миллионы градусов. Световое излучение вызывает ожоги кожи и повреждение зрения (слепота) на значительных расстояниях, а также возгорание горючих материалов.

¶Ударная волна

Распространяющаяся от центра взрыва область сжатого воздуха с резким скачком давления. Основной разрушительный фактор: повреждает здания, сооружения, технику. Мощность ударной волны убывает с расстоянием обратно пропорционально кубу расстояния.

¶Проникающая радиация

Поток гамма-излучения и нейтронов, высвобождаемых в момент взрыва. Длительность воздействия — секунды, но на расстояниях в сотни метров вызывает лучевую болезнь и поражение техники.

¶Радиоактивное заражение

Радиоактивные продукты деления, выпадающие из конденсационного следа («осадки»), заражают местность. Различают локальное заражение (вблизи центра взрыва), зональное (вдоль направления ветра) и глобальное (распространение радиоактивных частиц по атмосфере). Является фактором длительного действия — от дней до десятилетий.

¶Электромагнитный импульс (ЭМИ)

Электромагнитное поле, возникающее при взрыве, способное выводить из строя радиоэлектронику, линии электропередачи и связь на больших площадях.

¶История испытаний

Первое в мире испытание атомной бомбы — «Тринити» — проведено США 16 июля 1945 года в Нью-Мексико (мощность ~20 кт). В августе 1945 года атомные бомбы «Малыш» (Уран-235, ~15 кт) и «Толстяк» (Плутоний-239, ~21 кт) были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки — единственные случаи применения ядерного оружия в боевых условиях.

СССР провёл первое испытание атомной бомбы (РДС-1) 29 августа 1949 года. Крупнейшее по мощности ядерное взрывное устройство, когда-либо испытанное, — термоядерная бомба «Царь-бомба» (РДС-220) — взорвано 30 октября 1961 года над архипелагом Новая Земля; мощность составила около 50 Мт.

Всего с 1945 по 1996 год в мире произведено более 2000 ядерных испытаний (СССР — 715, США — 1032, Великобритания — 45, Франция — 210, Китай — 45, Индия — 3, Пакистан — 2, КНДР — 6).

¶Международно-правовое регулирование

Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) открыт для подписания 1 июля 1968 года, вступил в силу 1970 году. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) открыт в 1996 году, но не вступил в силу из-за нератификации ряда государств. Россия ратифицировала ДВЗЯИ в 2000 году.

¶Последствия для здоровья и окружающей среды

Острая лучевая болезнь развивается при дозах свыше 1 Гр; при дозах свыше 4—6 Гр смерть наступает без лечения в течение нескольких недель. Отдалённые последствия включают повышенную заболеваемость лейкемией и солидными опухолями. Наиболее изучены последствия взрывов в Хиросиме и Нагасаки, а также аварии на Чернобыльской АЭС (1986).

¶См. также

• Ядерное оружие
• Ядерное деление
• Термоядерный синтез
• Электромагнитный импульс

¶Источники

• «Оружие ядерного клуба» / В. И. Гулин, В. С. Нечаев
• «Ядерное оружие» / Б. Л. Идлис, Г. Н. Смирнов
• Данные Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ)
• Открытые данные Семейного ядерного полигона, Национального ядерного центра РК