Odkritje Alberta Einsteina o sposobnosti snovi, da sproščajo velike količine energije na atomski ravni, je pomenilo začetek jedrske fizike. V tridesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci v laboratoriju simulirali jedrsko eksplozijo v zraku, a pridobljena izkušnja je ogrozila mirno življenje na Zemlji.
Načelo delovanja
Za zračno jedrsko eksplozijo morate ustvariti določene pogoje, ki izzovejo detonacijo. Običajno se kot detonatorji uporabljata TNT ali RDX, pod vplivom katerih se radioaktivna snov (običajno uran ali plutonij) v 10 sekundah stisne do kritične mase, nato pa pride do močnega sproščanja energije. Če je bomba termonuklearna, potem v njej poteka proces preoblikovanja lahkih elementov v težje. Energija, ki se sprosti v tem primeru, nosi s seboj še močnejšo eksplozijo.
Jedrski reaktor se lahko uporablja tudi v miroljubne namene, saj je cepitev mogoče nadzorovati. Za to se uporabljajo naprave, ki absorbirajo nevtrone. Procesi, ki se pojavljajo v takšni inštalaciji, so vedno v ravnotežju. celoče pride do manjših sprememb parametrov, jih sistem pravočasno ugasne in se vrne v način delovanja. V nujnih primerih se elementi samodejno ponastavijo, da se ustavi verižna reakcija.
Prva izkušnja
Sproščanje energije, ki ga je odkril Einstein in ga nadalje preučevali jedrski fiziki, ni zanimalo le znanstvenikov, ampak tudi vojsko. Možnost pridobitve novega orožja, ki bi lahko ustvarila močne eksplozije iz majhne količine materiala, je privedla do poskusov z radioaktivnimi elementi.
Fizično je možnost eksplozije s precejšnjim škodljivim učinkom dokazal francoski znanstvenik Joliot-Curie. Odkril je verižno reakcijo, ki je postala močan vir energije. Nadalje je nameraval izvesti poskuse z devterijevim oksidom, vendar v razmerah druge svetovne vojne v Franciji to ni bilo mogoče, zato so se v prihodnosti britanski znanstveniki lotili razvoja atomskega orožja.
Prva eksplozivna naprava je bila testirana poleti 1945 v Ameriki. Po današnjih standardih je imela bomba malo moči, vendar je takrat nastali učinek presegel vsa pričakovanja. Sila eksplozije in udarec na okolico sta bila ogromna.
Rezultati
Izvedeni so bili testi za določitev značilnosti zračno-jedrske eksplozije. Prisotni so nato opisali, kaj so videli. Opazili so svetlo svetlečo piko na razdalji nekaj sto kilometrov. Nato se je spremenila v ogromno kroglo, slišal se je zelo glasen zvok in to na kilometreudarni val se je prevrnil. Balon je eksplodiral in za seboj pustil dvanajst kilometrov dolg oblak v obliki gobe. Na mestu eksplozije je ostal krater, ki sega več deset metrov v globino in širino. Tla okoli njega so se nekaj sto metrov spremenila v neživo, razdolbeno zemljo.
Temperatura zraka med jedrsko eksplozijo se je močno povečala, zdelo se je, da je samo ozračje postalo gostejše. To so občutili tudi očividci, ki so bili v zavetišču daleč od epicentra. Obseg tega, kar so videli, je bil neverjeten, saj si nihče ni predstavljal, s kakšno močjo se bodo soočili. Ugotovljeno je bilo, da so bili testi uspešni.
Škodljivi dejavniki zračne jedrske eksplozije
Vojska je takoj spoznala, da lahko novo orožje odloči o izidu vsake vojne. Toda takrat nihče ni razmišljal o vplivu škodljivih dejavnikov jedrske eksplozije. Znanstveniki so bili pozorni le na najbolj očitne od njih:
- udarni val;
- svetlobna emisija.
Takrat nihče ni vedel za radioaktivno onesnaženje in ionizirajoče sevanje, čeprav se je kasneje izkazalo, da je bilo najnevarnejše prodorno sevanje. Torej, če sta bila opustošenje in uničenje lokalizirana na razdalji nekaj sto metrov od epicentra zračne jedrske eksplozije, se je območje razpršitve produktov razpada sevanja razširilo na stotine kilometrov. Oseba je prejela prvo izpostavljenost, ki se je nato poslabšala zaradi padavin sevanja v bližnjih območjih.
Tudi znanstveniki tega še niso vedeli pod vplivomZračni udarni val jedrske eksplozije ustvari elektromagnetni impulz, ki lahko onemogoči vso elektroniko na razdalji več sto kilometrov. Tako si prvi preizkuševalci niso mogli niti predstavljati, kako močno je orožje nastalo in kako katastrofalne bi lahko bile posledice njegove uporabe.
Vrste eksplozij
Zračne jedrske eksplozije se izvajajo na višini troposfere, torej znotraj 10 km nad zemeljsko površino. Toda poleg njih obstajajo še druge vrste, na primer:
- zemeljsko ali nadvodno vodenje na površini zemlje oziroma vode. Ognjena krogla, ki se razširi iz bliska, medtem ko je videti, kot da sonce vzhaja izza obzorja.
- Na visoki nadmorski višini, izvedeno v ozračju. Hkrati ima svetleča bliskavica zelo veliko velikost, visi v zraku in se ne dotika zemlje ali vodnih površin.
- Podzemna ali podvodna se pojavljajo v debelini zemeljske skorje ali v globini. Običajno ni bliskavice.
- Vesolje. Pojavljajo se na stotine kilometrov od zemeljske oble, izven okrog planeta in jih spremlja oblak svetlečih molekul.
Različne vrste se ne razlikujejo samo po bliskavici, temveč tudi po drugih zunanjih značilnostih, pa tudi po škodljivih dejavnikih, intenzivnosti eksplozije, njenih posledicah in posledicah.
Temeljno testiranje
Prve bombe so bile testirane neposredno na površini zemlje. Prav te vrste eksplozij spremlja izrazit gobast oblakzrak in krater, ki se razteza na več deset ali celo sto metrov v tleh. Eksplozija tal je videti najbolj zastrašujoča, saj oblak, ki lebdi nizko nad tlemi, ne privlači le prahu, ampak tudi pomemben del zemlje, zaradi česar je skoraj črna. Delci tal se mešajo s kemičnimi elementi in nato padejo na tla, zaradi česar je območje radioaktivno onesnaženo in popolnoma nenaseljeno. Za vojaške namene se to lahko uporablja za uničenje močnih zgradb ali predmetov, okužitev velikih ozemelj. Uničujoči učinek je najmočnejši.
površinske eksplozije
Test se izvaja tudi nad vodno gladino. V tem primeru bo oblak sestavljen iz vodnega prahu, ki zmanjšuje intenzivnost svetlobnega sevanja, vendar prenaša radioaktivne delce na velike razdalje, zaradi česar lahko padejo skupaj s padavinami tisoč kilometrov od mesta testiranja.
Za vojaške namene se to lahko uporablja za uničenje pomorskih oporišč, pristanišč in ladij ali za onesnaženje voda in obal.
zračne eksplozije
Ta vrsta se lahko proizvaja na veliki razdalji od tal (v tem primeru se imenuje visoka) ali na majhni razdalji (nizko). Večja kot je eksplozija, manj podobnosti ima dvigajoči se oblak z obliko gobe, saj ga steber prahu s tal ne doseže.
Bliskavica v tej obliki je zelo svetla, zato jo je mogoče videti na stotine kilometrov od epicentra. Iz njega eksplodira ognjena krogla z izmerjeno temperaturona milijone stopinj Celzija, se dvigne in oddaja močno svetlobno sevanje. Vse to spremlja glasen zvok, ki nejasno spominja na grmenje.
Ko se žoga ohladi, se spremeni v oblak, ki ustvari tok zraka, ki pobira prah s površine. Nastali steber lahko doseže oblak, če ni zelo visoko nad tlemi. Ko se oblak začne razpršiti, pretok zraka oslabi.
Zaradi takšne eksplozije so lahko zadeti predmeti v zraku, strukture in ljudje v njegovi bližini.
Bojna uporaba
Hirošima in Nagasaki sta edini mesti, proti kateri je bilo uporabljeno jedrsko orožje. Tragedija, ki se je tam zgodila, je bila neprimerljiva.
Prebivalci so doživeli učinek jedrske eksplozije v zraku, ki se je sprožila na kratki razdalji od površine zemlje in je bila razvrščena kot nizka. Hkrati je bila infrastruktura popolnoma uničena, umrlo je okoli 200 tisoč ljudi. Dve tretjini jih je umrlo takoj. Tisti, ki so bili v epicentru, so se zaradi pošastnih temperatur razpadli na molekule. Njihova svetloba je pustila sence na stenah.
Ljudje, ki so bili dlje od epicentra, so umrli zaradi udarnega vala in gama sevanja jedrske eksplozije. Nekateri preživeli so prejeli smrtonosno dozo sevanja, vendar zdravniki še niso vedeli za sevalno bolezen, zato nihče ni razumel, zakaj se je po namišljenih znakih okrevanja stanje bolnikov poslabšalo. Zdravniki so to upoštevalidizenterije, toda v 3-8 tednih so bolniki, pri katerih je prišlo do hudega bruhanja, umrli. Čudna bolezen preživelih atomskih bombardiranja Hirošime in Nagasakija je bila spodbuda za začetek raziskav na področju nuklearne medicine.
Eksplozije na visoki nadmorski višini
Po bombardiranju japonskih mest jedrskega orožja niso uporabljali v bojne namene, vendar so se raziskave njegovih zmogljivosti nadaljevale na različnih mestih. Atmosferske vaje so omogočile razumevanje, kaj se zgodi, ko pride do eksplozije na višini. Izkazalo se je, da ko se središče nahaja 10 km od zemeljske površine, nastane razmeroma majhen val jedrske eksplozije, vendar se svetlobno in sevalno sevanje hkrati poveča. Večja kot je bila eksplozija, močnejša je ionizacija, ki jo spremlja odpoved radijske opreme.
S površine je vse videti kot velik svetel blisk, ki mu sledi oblak izhlapevajočih se molekul vodika, ogljika in dušika. Zračni tok ne doseže tal, zato ni prašnega stolpca. Prav tako praktično ni kontaminacije ozemlja, saj se zračne mase na visoki nadmorski višini premikajo šibko, zato je lahko namen takšne jedrske eksplozije uničiti letala, rakete ali satelite.
Podzemni testi
Nedavno obstaja sporazum med državami, ki urejajo jedrske poskuse in zahtevajo, da se izvajajo samo pod zemljo, kar zmanjšuje onesnaževanje in nenaseljiva območja, ki nastajajo okoli testnih mest.
Podzemni testi veljajo za najmanj nevarne od akcijeza pasmo so odgovorni vsi škodljivi dejavniki. Hkrati je nemogoče videti svetleče bliske ali oblak gob, od njega ostane le steber prahu. Toda udarni val vodi v potres in propad tal. Običajno se uporablja v miroljubne namene, za reševanje nacionalnih gospodarskih problemov. Tako lahko na primer uničite gorovje ali ustvarite umetne rezervoarje.
Podvodno testiranje
Eksplozije pod vodo imajo hujše posledice. Najprej se pojavi kolona pršila, ki se dvigne v oblak radioaktivne megle. Hkrati se na površini vode tvorijo meter dolgi valovi, ki uničujejo ladje in podvodne strukture. Nato so sosednja ozemlja kontaminirana zaradi razpršenega oblaka, ki lije radioaktivni dež.
Zaščitni ukrepi
Jedrska eksplozija ubije vse na svoji poti in uniči vse materialne predmete. Ljudje, ki so ujeti v njegovem epicentru, nimajo možnosti pobegniti, v trenutku zgorejo do tal. Zaklonišče za bombe je popolnoma neuporabno, saj bo takoj uničeno.
Le tisti, ki so dovolj oddaljeni od eksplozije, lahko pobegnejo. Na razdalji več kot 1-3 km od epicentra se je mogoče izogniti udarcu udarnega vala, vendar je za to treba hitro najti zanesljivo zavetje, takoj ko se pojavi svetel blisk. Oseba ima za to od 2 do 8 sekund, odvisno od razdalje. V zavetišču ne bo prišlo do neposrednega udarca gama sevanja, vendar je še vedno zelo velika verjetnost radioaktivne kontaminacije. Tveganje za sevalno bolezen lahko zmanjšate z uporabo osebne zaščitne opreme in izogibanjem stiku z njimikateri koli predmeti na ozemlju.
Jedrsko orožje je eden najbolj groznih izumov človeštva. Če se uporablja v miroljubne namene, je lahko v veliko korist, vendar je njegova vojaška uporaba strašna grožnja življenju na zemlji. Verižne reakcije, ki se je začela, ni mogoče ustaviti, zato obstaja pogodba o jedrski razorožitvi, namenjena zaščiti planeta pred katastrofo.
