Jaderná exploze: popis, klasifikace

Jaderný výbuch je nespravovaný proces. Během ní se uvolní velké množství sálavé a tepelné energie. Tento účinek je důsledkem štěpné reakce jaderného řetězce nebo jaderné fúze, která probíhá krátkou dobu.

Stručné obecné informace

Jaderný výbuch v jeho původu může být důsledkem lidské činnosti na Zemi nebo v blízkém prostoru Země. Tento jev se také v některých případech vyskytuje jako výsledek přirozených procesů u některých typů hvězd. Umělá jaderná exploze je silná zbraň. Používá se k zničení rozsáhlých pozemních a podzemních chráněných objektů, klastrů zařízení a nepřátelských jednotek. Kromě toho se tato zbraň používá k úplnému zničení a potlačení protichůdné strany jako nástroje k ničení malých a velkých osídlení s civilisty žijícími v nich, stejně jako s průmyslovými strategickými zařízeními.

Klasifikace

Jaderné výbuchy jsou zpravidla charakterizovány dvěma způsoby. Patří sem síla nabíjení a místo nabíjecího místa přímo v okamžiku narušení. Projekce tohoto bodu na povrchu země se nazývá epicentrum výbuchu. Výkon se měří v ekvivalentu TNT. Jedná se o hmotnost trinitrotoluenu, který při podkopání produkuje stejné množství energie jako odhadovaná jaderná energie. Nejčastěji při měření výkonu se používají jednotky jako kiloton (1 kt) a jeden megaton (1 Mt) trotylového ekvivalentu.

Fenomeny

Jaderná exploze je doprovázena specifickými účinky. Jsou charakteristické pouze pro tento proces a nejsou přítomny při jiných výbuchů. Intenzita jevů, které doprovázejí jadernou explozi, závisí na umístění střediska. Jako příklad můžeme považovat ten případ, který byl nejčastější, až do okamžiku zákazu testů na planetě (pod vodou, na zemi, v atmosféře) a ve skutečnosti ve vesmíru - umělou řetězovou reakci v povrchové vrstvě. Po detonaci procesu syntézy nebo štěpení ve velmi krátkém čase (o frakcích mikrosekund) se uvolňuje enormní množství tepelné a sálavé energie v omezeném objemu. Dokončení reakce je zpravidla prokázáno roztažením struktury zařízení a odpařením. Tyto účinky jsou způsobeny vlivem zvýšené teploty (až 107 K) a obrovského tlaku (asi 109 atm.) V samotném epicentru. Z velké vzdálenosti je tato fáze vizuálně velmi jasný světelný bod.

Elektromagnetické záření

Tlak světla během reakce se zahřeje a vytěsňuje okolní vzduch z epicentra. Výsledkem je vytvoření ohnivá koule Současně vzniká tlakový skok mezi stlačeným zářením a neporušeným vzduchem. To je způsobeno převahou rychlosti pohybu předního topení nad rychlostí zvuku v podmínkách prostředí. Jakmile jaderná reakce vstoupí do fáze rozpadu, uvolnění energie přestane. Následná expanze se provádí kvůli rozdílu tlaků a teplot v oblasti ohnivé koule a samotného okolního vzduchu. Je třeba poznamenat, že zvažované jevy nemají nic společného s vědeckým výzkumem hrdiny moderní série (mimochodem, jeho jméno je stejné jako slavný fyzik Glashow - Sheldon) "The Big Bang Theory".

Přetrvávající záření

Jaderné reakce jsou zdrojem elektromagnetického záření různých typů. Zejména se projevuje v širokém rozmezí v rozmezí od radiových vln po gamma kvantové, atomové jádra, neutrony, rychlé elektrony. Vyvíjející se záření, nazývané pronikavé záření, má naopak určité účinky. Jsou charakteristické pouze jadernému výbuchu. Vysoce energetické gamma-kvantové a neutrony v procesu interakce s atomy tvořícími okolní látku podléhají transformaci jejich stabilní formy na nestabilní radioaktivní izotopy s různými periody a poločasy. Výsledkem je tzv. Indukované záření. Spolu s fragmenty atomových jader štěpného materiálu nebo produktů z nich termonukleární fúze, které zůstávají z výbušného zařízení, výsledné radioaktivní složky vznikají do atmosféry. Dále jsou rozptýleny v poměrně rozsáhlých oblastech a vytvářejí infekci na zemi. Nestabilní izotopy doprovázející jadernou explozi jsou v takovém spektru, že šíření záření může trvat tisíce let, přestože intenzita záření s časem klesá.

Elektromagnetický impuls

Vysokoenergetické gama kvanta generované jaderným výbuchem v procesu procházení prostředím ionizují atomy, které ho tvoří, klepají z nich elektrony a poskytují jim hodně energie k dosažení kaskádové ionizace jiných atomů (až třicet tisíc ionizací na gamma-kvantum). Výsledkem je, že pod epicentrem se vytvoří "skvrna" iontů s kladným nábojem a obklopeným elektronovým plynem v obrovském množství. Tato nosná konfigurace, která je variabilní v čase, vytváří silné elektrické pole. To spolu s rekombinací ionizovaných atomových částic zmizí po explozi. V procesu existuje generace silných elektrické proudy. Poslouží jako další zdroj radiace. Celý komplex popsaných efektů se nazývá elektromagnetický puls. Navzdory skutečnosti, že do ní vstupuje méně než 1/3 z deseti miliardové frakce výbušné energie, dochází během velmi krátké doby. Výkon, který zároveň vyčnívá, může dosáhnout 100 GW.

Procesy na zemi. Zvláštní funkce

V procesu chemické detonace je teplota půdy přilehlé k náboji a přitahovaná k pohybu půdy relativně nízká. Jaderná exploze má své vlastní vlastnosti. Zejména teplota půdy může být desítky miliónů stupňů. Velká část energie generované zahřátím během prvních okamžiků se uvolňuje do vzduchu a vede kromě vzniku rázové vlny a tepelného záření. Při obvyklém výbuchu těchto jevů se nepozoruje. V tomto ohledu existují výrazné rozdíly v dopadu na půdní hmotu a povrch. Během zemního výbuchu chemické sloučeniny, až polovina energie je přenesena na zem, a během jaderného výbuchu, doslova několik procent. To způsobuje rozdíl ve velikosti trychtýře a energii seizmických vibrací.

Jaderná zima

Tento koncept popisuje hypotetické klima na planetě v případě rozsáhlé války s použitím jaderných zbraní. Pravděpodobně v souvislosti s odstraněním sazí a kouře do stratosféry, výsledky mnoha požárů vyvolaných několika hlavicemi, bude teplota na Zemi všude klesat na arktické parametry. To bude způsobeno výrazným nárůstem počtu odraženého slunečního světla z povrchu. Pravděpodobnost celosvětového ochlazování byla dlouho předpovězena (dokonce i v dobách Sovětského svazu). Pozdější potvrzení hypotézy bylo provedeno pomocí modelových výpočtů.