Определения




Скачать 339.39 Kb.
НазваниеОпределения
страница1/4
Дата10.10.2012
Размер339.39 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4

Оглавление


Оглавление 1

Введение 2

Глава 1. Определения 3

Глава 2. История ядерного оружия 5

Глава 3. Атомная бомба 12

Глава 4. Водородная бомба 18

Глава 5. Средства доставки 27

Глава 6. Поражающие факторы 29

Глава 7. Ядерный клуб 35

Заключение 37

Список используемой литературы 39



Введение


Войны преследуют человечество на протяжении всей истории. По подсчётам швейцарского учёного Жан-Жака Бабеля, за последние пять с половиной тясяч лет на нашей планете мир царил всего 292 года. На Земле прогремело почти 15 тыс. войн, причём более половины из них - в Европе. В 17 веке на европейском континенте погибли 3 млн человек, в 18 – свыше 5, а в 18 веке – почти 6 млн человек. В 20 столетии Первая мировая война унесла около 10, а Вторая мировая – примерно 55 млн жизней.

Эти цифры заставляют содрогнуться. Но они не идут ни в коем сравнении с жертвами, которые пришлось бы заплатить человечеству в случае ядерного конфликта. Когда великого учёного Альберта Эйнштейна спросили, каким оружием будет вестись третья мировая война, он ответил: «Не знаю. Но единственным средством ведения четвёртой будет каменный топор. И это не гипербола».

Мощь ядерных арсеналов планеты в некоторые годы противостояния (в экстремальные годы гонки вооружений) была эквивалентна 50 тыс. мегатонн (Мт) тринитротолуола. Что означает эта цифра? Она в 10 тыс. раз превосходит сумму всех взрывчатых веществ, используемых в годы Второй мировой войны, которая, как уже отмечалось, унесла более 55 млн жизней. Для транспортировки такого количества взрывчатки необходим поезд длиной 200 миль. Если погрузить в вагоны 50 тыс. Мт тринитротолуола, то такой эшелон смерти примерно 400 раз окольцевал бы Землю по Экватору и в 40 раз превысил расстояние до Луны.

Осознавая опасность этих цифр, я решила рассмотреть проблему ядерного оружия, разобраться в том, как работает атомная и водородная бомба, а главное, нужно ли нашей стране поддерживать свой «ядерный щит».

Глава 1.Определения


Ядерное оружие-это совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления;

Ядерный боеприпас- оружие взрывного действия, основанное на использовании ядерной энергии, высвобождающейся при цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер;

Выделят два основных вида ядерного оружия – это атомное и водородное оружие.

Атомная бомба – это однофазное или одноступенчатое устройство, в котором основной выход энергии происходит от ядерных реакций деления тяжёлых элементов (урана – 235 или плутония – 239) с образование более лёгких элементов.



Термоядерное оружие – это оружие массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтез одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия).


Глава 2.История ядерного оружия

2.1 История создания ядерного оружия


Перед тем, как перейти к процессу действия атомной и водородной бомбы, обратимся к истории создания ядерного оружия.

1905 Альберт Эйнштейн издал свою специальную теорию относительности. Согласно этой теории, соотношение между массой и энергией выражено уравнением E = mc^2, которое значит, что данная масса (m) связана с количеством энергии © равной этой массе, умноженной на квадрат скорости света ©. Очень малое количество вещества эквивалентно к большому количеству энергии. Например, 1 кг вещества, преобразованного в энергию, был бы эквивалентен энергии, выпущенной, при взрыве 22 мегатонн тротила.

В 1938 г, в результате экспериментов немецких химиков Отто Хана и Фритца Страссманна (1902-1980), им удается разбить атом урана на две приблизительно равных части при помощи бомбардировки урана нейтронами. Британский физик Отто Роберт Фриш (1904-1979) объяснил как при делении ядра атома выделяется энергия.

В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество.

Это заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. Европа была накануне Второй мировой войны, и потенциальное обладание таким мощным оружием подталкивало милитаристские круги на быстрейшее его создание, но тормозом стала проблема наличия большого количества урановой руды для широкомасштабных исследований.

Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно вести работы. США в сентябре 1940 года закупили большое количество требуемой руды по подставным документам у Бельгии, что и позволило им вести работы над созданием ядерного оружия полным ходом.

Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту. В нем якобы говорится о попытках нацистской Германии очистить Уран-235, что может привести их к созданию атомной бомбы. Сейчас стало известно, что германские учёные были очень далеки от проведения цепной реакции. В их планы входило изготовление «грязной», сильно радиоактивной бомбы.

Как бы то ни было, правительством Соединённых Штатов было принято решение – в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Этот проект вошел историю как «Manhattan Project». Возглавил его Лесли Гровс. Следующие шесть лет, с 1939 по 1945, на проект Манхэттен было потрачено более двух биллионов долларов. В Oak Ridge, штат Теннеси, был построен огромный завод по очистке урана. H.C. Urey и Ernest O. Lawrence (изобретатель циклотрона) предложили способ очистки, основанный на принципе газовой диффузии с последующим магнитным разделением двух изотопов. Газовая центрифуга отделяла легкий Уран-235 от более тяжелого Урана-238.

На территории Соединенных Штатов, в Лос-Аламосе, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр. Над проектом работало множество учёных, главным же был Роберт Оппенгеймер. Под его началом были собраны лучшие умы того времени не только США и Англии, но практически всей Западной Европы. Над созданием ядерного оружия трудился огромный коллектив, включая 12 лауреатов Нобелевской премии. Работа в Лос-Аламосе, где находилась лаборатория, не прекращалась ни на минуту.

В Европе тем временем шла Вторая мировая война, и Германия проводила массовые бомбардировки городов Англии, что подвергало опасности английский атомный проект “Tub Alloys”, и Англия добровольно передала США свои разработки и ведущих ученых проекта, что позволило США занять ведущее положение в развитии ядерной физики (создания ядерного оружия).

16 июля 1945 года, в 5:29:45 по местному времени, яркая вспышка озарила небо над плато в горах Джемеза на севере от Нью-Мехико. Характерное облако радиоактивной пыли, напоминающее гриб, поднялось на 30 тысяч футов. Все что осталось на месте взрыва – фрагменты зеленого радиоактивного стекла, в которое превратился песок. Так было положено начало атомной эре.

К осени 1944 года, когда работы по созданию атомной бомбы подходили к завершению, в США был создан 509-й авиаполк “летающих крепостей” Б-29, командиром которого был назначен опытный летчик полковник Тиббетс. Полк приступил к регулярным длительным тренировочным полетам над океаном на высотах 10-13 тысяч метров. К лету 1945 года американцам удалось собрать две атомные бомбы, получившие названия «Малыш» и «Толстяк». Первая бомба весила 2722 кг и была снаряжена обогащенным Ураном-235. «Толстяк» с зарядом из Плутония-239 мощностью более 20 кт имела массу 3175 кг.

Президент США Г. Трумэн стал первым политическим руководителем, кто принял решение на применение ядерных бомб. С военной точки зрения необходимости таких бомбардировок густонаселенных японских городов не было. Но политические мотивы в этот период превалировали над военными.

10 мая 1945 года в “Пентагоне” собрался комитет по выбору целей для нанесения первых ядерных ударов. Для победного завершения Второй мировой войны необходимо было разгромить Японию – союзника гитлеровской Германии. Начало боевых действий назначено на 10 августа 1945 года. США хотели продемонстрировать всему миру, каким мощным оружием они обладают (для устрашения), поэтому первыми целями для ядерных ударов были выбраны японские города (Хиросима, Нагасаки, Кокура, Ниигата), которые не должны были подвергаться обычной бомбардировки с воздуха американскими ВВС.

Утром 6 августа 1945 г. Над Хиросимой было ясное, безоблачное небо. Как и прежде, приближение с востока двух американских самолета (один из них назывался Энола Гей) на высоте 10-13 км не вызвало тревоги (т.к. каждый день они показывались в небе Хиросимы). Один из самолетов спикировал и что-то сбросил, а затем оба самолета повернули и улетели. Сброшенный предмет на парашюте медленно спускался и вдруг на высоте 600 м над землей взорвался. Это была бомба «Малыш».

9 августа еще одна бомба была сброшена над городом Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны300 тысяч человек, еще 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв. км были полностью разрушены все строения. Только в одной Хиросиме из 90 тысяч строений было уничтожено 62 тысячи. Эти бомбардировки потрясли весь мир.

Считается, что это событие положило начало гонке ядерных вооружений и противостоянию двух политических систем того времени на новом качественном уровне. С середины 1945 года и по 1953 год американское военно-политическое руководство в вопросах строительства стратегических ядерных сил (СЯС) исходило из того, что США монопольно владеют ядерным оружием и могут достичь мирового господства путем ликвидации СССР в ходе ядерной войны.

Подготовка к такой войне началась практически сразу после разгрома гитлеровской Германии. Об этом свидетельствует директива Объединенного комитета военного планирования от 14 декабря 1945 года, где ставилась задача по подготовке атомной бомбардировки 20 советских городов – основных политических и промышленных центров Советского Союза (Москва, Ленинград, Горький, Куйбышев, Свердловск, Новосибирск, Омск, Саратов, Казань, Баку, Ташкент, Челябинск, Нижний Тагил, Магнитогорск, Пермь, Тбилиси, Новокузнецк, Грозный, Иркутск, Ярославль). При этом планировалось использовать весь наличный на то время запас атомных бомб (196 штук), носителями которых являлись модернизированные бомбардировщики В-29. Определялся и способ их применения – внезапный атомный «первый удар», который должен поставить советское руководство перед фактом бесперспективности дальнейшего сопротивления.

К середине 1948 года в Комитете начальников штабов был составлен план ядерной войны с СССР, получивший кодовое название «Чариотир». Он предусматривал, что война должна начаться «с концентрированных налетов с использованием атомных бомб против правительственных, политических и административных центров, промышленных городов и избранных предприятий нефтеочистительной промышленности с баз в западном полушарии и Англии». Только за первые 30 дней намечалось сбросить 133 ядерные бомбы на 70 советских городов. Среди Лос-Аламовских ученых над созданием атомной бомбы работал немецкий коммунист Клаус Фукс. Благодаря ему СССР всего через 4 года после американцев стал ядерной державой. Он в течение 1945 -1947 годов четыре раза передавал сведения по практическим и теоретическим вопросам создания атомных и водородных бомб, чем ускорил их появление в СССР.

Через 12 дней после сборки первой атомной бомбы в Лос-Аламосе мы получили описание ее устройства из Вашингтона и Нью-Йорка. Первая телеграмма поступила в Центр 13 июня, вторая – 4 июля 1945 года. Детальный доклад Фукса («Чарльз») был доставлен диппочтой после того, как он встретился 19 сентября со своим курьером Гарри Голдом.

Доклад содержал тридцать три страницы текста с описанием конструкции атомной бомбы. Позднее было получено дополнительное сообщение по устройству атомной бомбы. Сообщение о том, что американцы взорвали атомное устройство, впечатления на И.В. Сталина не произвело. Но последствия бомбардировок г. Хиросимы и г. Нагасаки потрясли его.

Сталин приказал Л. Берии продумать вопрос о создании собственного ядерного оружия. Последний хотел монополизировать руководство этими работами и сосредоточить их в своем ведомстве. Однако Сталин этот план не принял. По его настоянию 20 августа 1945 года был образован специальный комитет по атомной энергии под руководством Л. Берия. Его заместителем назначили наркома боеприпасов Б.Л. Ванникова. В комитет вошли видные ученые А.Ф. Иоффе, П.Л. Капица и И.В. Курчатов.

В феврале 1945 года были захвачены немецкие документы о высококачественных запасах урана в районе Бухово – в Родопских горах, Болгария. Было создано советско-болгарское горное общество, которое занималось добычей урана. Урановая руда из Бухово была использована при пуске первого советского атомного реактора. В 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества.

Сообщение о том, что Советский Союз овладел секретом ядерного оружия, вызвало у правящих кругов США желание как можно быстрее развязать превентивную войну. Был разработан план «Тройан», в котором предусматривалось начать боевые действия 1 января 1950 года. На то время США располагало 840 стратегическими бомбардировщиками в строевых частях, 1350 – в резерве и свыше 300 атомными бомбами.

В районе Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием «РДС-1». План «Тройан», согласно которому на 70 городов СССР должны были быть сброшены атомные бомбы, был сорван из-за угрозы ответного удара. Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.

2.2 Основные ядерные взрывы

Глава 3.

Дата

Название

Мощность, кт

Государство

Значение

16 июля 1945

Тринити

19

США

Первый ядерный взрыв

6 августа 1945

Малыш

11

США

Бомбардировка Хиросимы

9 августа 1945

Толстяк

21

США

Бомбардировка Нагасаки

29 августа 1949

РДС-1

22

СССР

Первый ядерный взрыв СССР

3 октября 1952

Ураган

25

Великобритания

Первый ядерный взрыв Великобритании

1 ноября 1952

Иви Майк

10400

США

Первый термоядерный взрыв США

12 августа 1953

РДС-6с

400

СССР

Первый термоядерный взрыв СССР

1 марта 1954

Касл Браво

15 000

США

Самый мощный взрыв США

8 ноября 1957

Схватка X

1800

Великобритания

Первый термоядерный взрыв Великобритании

13 февраля 1960

Голубой тушканчик

60

Франция

Первый ядерный взрыв Франции

31 октября 1961

Царь-бомба

58 000

СССР

Взрыв самой мощной термоядерной бомбы в истории

16 октября 1964

596

22

КНР

Первый ядерный взрыв Китая

17 июня 1967

Испытание 6

3300

КНР

Первый термоядерный взрыв Китая

24 августа 1968

Канопу-с

2600

Франция

Первый термоядерный взрыв Франции

18 мая 1974

Улыбающийся Будда

12

Индия

Первый ядерный взрыв Индии

11 мая 1998

Шакти-I

30

Индия

Первый термоядерный взрыв Индии

28 мая 1998

Чагаи-I

~9

Пакистан

Первый ядерный взрыв Пакистана

9 октября 2006

Квандай-ри

~2

КНДР

Первый ядерный взрыв Северной Кореи
Атомная бомба




Ядерным взрывом называется взрыв, происходящий в результате освобождения энергии, заключенной в ядрах атомов химических элементов.

Возможность выделения внутриядерной энергии обусловлена следующими природными свойствами химических элементов:

- атомные ядра различных изотопов обладают различной средней энергией связи их нуклонов — энергией связи, приходящейся на один нуклон, которая с увеличением массового числа А изотопа сначала увеличивается, а затем, достигнув максимума при А ≈60, постепенно уменьшается;

- превращение ядер с меньшей средней энергией связи нуклонов в ядра с большей средней энергией связи их нуклонов сопровождается выделением энергии, количество которой равно разности энергий связи нуклонов в новых и исходных ядрах.

Эти свойства позволяют выделить внутриядерную энергию в результате деления ядер тяжелых химических элементов (с большим массовым числом) и синтеза ядер легких элементов (с малым массовым числом).

3.1 Реакция деления атомных ядер.


Деление атомных ядер может происходить самопроизвольно или при воздействии на них элементарных частиц и легких ядер.

Для получения взрыва используют деление ядер тяжелых изотопов, которое происходит при воздействии на них нейтронов любых энергий, протекает с высокой скоростью (одно деление длится 10-15—10-14 с), сопровождается выделением большого количества энергии (около 200 МэВ на одно деление) и испусканием двух или более нейтронов, способных вызвать деление других ядер. В большой массе таких изотопов под воздействием нейтронов любых энергий возникает саморазвивающаяся цепная ядерная реакция деления, сопровождающаяся лавинообразным нарастанием числа делящихся ядер и выделением вследствие этого большого количества энергии в течение малого промежутка времени. Такими свойствами обладают уран-233, уран-235, плутоний-239, плутоний-241 и ряд трансплутониевых элементов. Их называют делящимися изотопами.

В ядерных боеприпасах могут использоваться и изотопы, деление ядер которых вызывают нейтроны с энергией не ниже определенного значения — изотопы с пороговым характером деления, например уран-238. Ядра урана-238 делятся только под воздействием быстрых нейтронов. Их деление происходит без самоподдерживающейся цепной реакции. Вещества, которые используют для получения энергии в результате взрывных реакций деления их атомных ядер, называют ядерным горючим. К ним относятся делящиеся изотопы, а также изотопы с пороговым характером деления.

Основными делящимися изотопами, используемыми в настоящее время в качестве ядерного горючего, являются уран-235, плутоний-239 и уран-233. Из них практически только уран-235 существует в природе. Он встречается в природном уране, представляющем собой смесь трех изотопов: урана-238 (99,282%), урана-235 (0,712%) и урана-234 (0,006%). Изотопы плутония-239 и урана-233 в промышленных количествах получают в результате облучения нейтронами в ядерных реакторах урана-238 и тория-232 соответственно. Из изотопов с пороговым характером деления в качестве ядерного горючего применяется уран-238.

Уран — металл серебристого цвета с голубоватым оттенком. Он обладает высокой химической активностью, в природе встречается только в виде соединений. Содержание урана в рудах большинства месторождений составляет менее одного процента.

Плутоний — серебристый металл. Он токсичен, химически более активен, чем уран. В природе плутоннй-239 в ничтожно малых количествах обнаруживается в урановых рудах. Его содержание по отношению к урану составляет 10-9%. Поэтому даже богатые урановые месторождения не могут быть источниками промышленного получения плутония.

Уран и плутоний радиоактивны. Они подвержены самопроизвольному альфа-распаду (испусканию альфа-частиц, представляющих собой ядра гелия) и спонтанному делению. Для каждого делящегося вещества существует своя минимальная масса, в которой возможно протекание самоподдерживающейся цепной реакции деления. Ее называют критической.

Критическая масса делящегося вещества зависит от его геометрической формы, объема, плотности и количества посторонних примесей, которые могут поглощать нейтроны, не подвергаясь делению, либо замедлять их (снижать их энергию).

Критическая масса делящегося вещества в форме шара является наименьшей по отношению к другим геометрическим формам равного объема. Это объясняется тем, что для шара свойственно наименьшее отношение площади поверхности к объему, а следовательно, минимальное относительное количество нейтронов, выходящих за пределы массы делящегося вещества не вызывая делений ядер (нейтронов утечки).

Критическая масса шара из урана-235 при нормальной плотности и чистоте ~95% составляет 40-—60 кг, а из плутония-239 — 10—20кг.

При увеличении количества примесей в делящемся веществе его критическая масса увеличивается, при увеличении плотности делящегося вещества — уменьшается.

Значение критической массы можно существенно уменьшить, если делящееся вещество окружить оболочкой, способной возвращать (отражать) нейтроны в зону реакции. Отражающим нейтроны свойством обладают водородосодержащие вещества и ряд легких элементов.

Чтобы произошел взрыв, масса делящегося вещества должна быть надкритической, т. е. стать больше критической. Создание такой массы должно происходить за короткий промежуток времени, иначе возможно расплавление и преждевременное разбрасывание делящегося вещества.

Энерговыделение при реакции деления атомных ядер, приходящееся на единицу массы вещества, в десятки миллионов раз превышает соответствующее энерговыделение при обычном взрыве. Например, при делении всех ядер, содержащихся в одном килограмме урана, выделяется такое же количество энергии, как при взрыве 20 тыс. т тротила.

3.2 Атомные заряды.


Основным элементом атомных зарядов является делящееся вещество. До взрыва делящееся вещество в заряде находятся в подкритическом состоянии. Для получения взрыва оно переводится в надкритическое состояние. По принципу перевода делящегося вещества в надкритическое состояние атомные заряды разделяются на заряды пушечного и имплозивного типов. В зарядах пушечного типа две или больше частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро соединяются друг с другом в надкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества — «выстреливания» одной части в другую. При создании зарядов по такой схеме трудно обеспечить высокую надкритичиость делящегося вещества, вследствие чего коэффициент полезного использования его невелик. Достоинством схемы пушечного типа является возможность создания зарядов сравнительно малого диаметрами высокой стойкости к воздействию механических нагрузок, что позволяет использовать их в артиллерийских снарядах и минах.

В зарядах имплозивного типа делящееся вещество, имеющее при нормальной плотности массу меньше критической, переводится в надкритическое состояние повышением его плотности в результате всестороннего обжатия с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества. В таких зарядах представляется возможность получить высокую надкритичность и, следовательно, высокий коэффициент полезного использования делящегося вещества. Максимальное увеличение плотности делящегося вещества достигается при его сферическом обжатии в результате взрыва сферического слоя взрывчатого вещества.
  1   2   3   4

Похожие:

Определения iconАтопический дерматит у детей и подростков (лекция)
Современные определения и понятия в аллергологии (определения Европейского общества аллергологов/иммунологов)
Определения iconМониторинг и прогнозирование термины и определения гост р 22 02-95
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий в области мониторинга окружающей среды и прогнозирования...
Определения iconПростейшая ориентировка в пространстве и времени
Более точные определения, производимые при помощи инструментов, описаны в главе XV. Некоторые из способов определения касаются обеих...
Определения iconМинобрнауки россии
Вступительный экзамен предназначен для определения практической и теоретической подготовленности бакалавра и проводится с целью определения...
Определения iconУрок 14 Тема: Основные понятия и определения
Цели урока: разобрать основные понятия и определения, научиться выбирать номенклатуру деталей для обработки на гпс
Определения iconАлгоритм определения астрономического азимута оптико-электронным астровизиром
В результате сравнительного анализа, выполненного на основе полученных экспериментальных данных, сделан вывод о предпочтительности...
Определения iconМетодические указания для самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя Тема: Постановка реакций агглютинации, преципитации, рпга, реакции Кумбса
Оухтерлони для определения токсинов дифтерийной палочки, определения уровня иммуноглобулинов в сыворотке крови (демонстрация)
Определения iconВопросы: Понятие чрезвычайной ситуации, термины, понятия, определения
Лекция Чрезвычайные ситуации, их источники и поражающие факторы. Понятия, термины и определения, классификация
Определения iconГост р 50922-96 Защита информации основные термины и определения
Настоящий стандарт устанавливает основные термины и их определения в области защиты информации
Определения iconПрограмма аттестационного собеседования для поступающих в иатэ нияу мифи
Аттестационное собеседование предназначено для определения практической и теоретической подготовленности соискателя и проводятся...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница