(поражающие факторы ядерного оружия (ЯО), последствия ядерной войны)
Ядерное оружие (ЯО ) – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер – изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изотопов гелия.
Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средства управления ими и доставки их к цели (носители).
Иногда в зависимости от типа заряда употребляют более узкие понятия, например: атомное оружие (устройства, в которых используются цепные реакции деления), термоядерное оружие, комбинированные заряды, нейтронное оружие. В рамках реализации «стратегической оборонной инициативы» (СОИ) в США ведется разработка нового поколения ядерного оружия – оружия направленной передачи энергии (рентгеновского лазера). «Накачку» рабочего тела такого лазера, испускающего когерентное излучение, предполагается осуществлять с помощью ядерного взрыва. В безвоздушном пространстве высокоэнергетический рентгеновский луч может поражать цели на расстоянии до 1000 км и более.
Реакция деления
Возможно вы искали - Книга: Эволюция многозарядного огнестрельного оружия
Открытие нейтрона привело к возникновению новых направлений в ядерных исследованиях. Поглощение нейтрона большинством ядер атомов сопровождается радиационным захватом, когда энергия возбуждения выделяется в виде γ-излучения.
В некоторых тяжелых элементах, в частности в уране и плутонии, наблюдается другое явление – распад ядра на два осколка. Этот процесс называется делением ядра. Он сопровождается испусканием около 200 МэВ энергии на каждое разделившееся ядро.
Изучение процесса деления урана показало, что тепловыми нейтронами, с энергией до 1 Мэв, делится лишь U-235; более тяжелый U-238 поглощает тепловые нейтроны без деления. Тепловыми нейтронами делятся также Ри-239 и U-233. Поэтому делящимися материалами, или ядерными взрывчатыми веществами (ЯВВ ), для цепных реакций деления называются те вещества, в которых реакцию деления вызывают тепловые нейтроны.
На рис. 1. в качестве примера показана реакция деления ядра U-235. На стадии а нейтрон приближается к ядру U-235, на стадии б образуется возбужденное составное ядро U-236, так как при поглощении нейтрона ядру передается энергия возбуждения которая слагается из энергии связи нейтрона в ядре и его кинетической энергии. Для U-235 характерным является то, что даже при очень малой кинетической энергии нейтрона энергия связи нейтрона в ядре больше некоторого порогового значения, называемого энергией активации
Энергия активации, являющаяся потенциальным барьером реакции, представляет собой ту энергию, которую необходимо сообщить ядру урана для совершения ядрами-осколками работы против ядерных сил при делении ядра на две части.
Похожий материал - Реферат: Эволюция оружия
Для того чтобы осуществить реакцию деления других тяжелых ядер, требуется значительная энергия возбуждения. Дополнительная энергия должна быть получена за счет движения нейтрона. Так, например, для деления ядра U-238 требуются нейтроны с кинетической энергией не менее 0,9 МэВ.
Реакция деления тяжелых ядер может быть использована для освобождения огромных количеств энергии. Действительно, в соответствующем количестве ЯВВ 1 нейтрон может дать начало разветвленной цепи делений, причем число ядер, участвующих в делении в единицу времени, будет возрастать по мере увеличения числа вторичных нейтронов в каждом поколении такой цепной реакции деления.
Основными частями ядерного боеприпаса являются:
– ядерное зарядное устройство (ядерный заряд), блок подрыва с предохранителями и источниками питания и корпус боеприпаса. В составе ядерного заряда находится
– главная составная часть – ЯВВ. Вследствие самопроизвольного (спонтанного) деления ядер урана или плутония, наличия блуждающих нейтронов в атмосфере и других факторов нельзя принять никаких мер, препятствующих цепной реакции в ЯВВ, имеющем надкритическую массу, (Крр >1). Следовательно, до взрыва общее количество ЯВВ в одном боеприпасе должно разделяться на отдельные части, каждая из которых имеет массу меньше критической. Для взрыва необходимо соединить в единое целое такое количество делящегося вещества, которое создаст надкритическую массу. В момент достижения системой максимальной надкритичности реакции деления. В момент достижения системой максимальной надкритичности реакцию деления следует инициировать от специального источника нейтронов.
Очень интересно - Реферат: Электронные средства разведки и сигнализации
Нейтронный боеприпас
Развитие ядерного оружия в иностранных армиях в прошедшие годы шло как по линии увеличения мощности ядерных зарядов, так и по пути уменьшения размеров и массы боеприпасов. Много внимания уделялось унификации и стандартизации отдельных узлов и ядерных боеприпасов в целом. Уменьшение размеров и массы термоядерных зарядов довольно сложное дело. Прежде чем создать новое поколение ядерного оружия с избирательным характером поражающего действия, потребовались коренные изменения в принципах конструирования и технологии производства.
Первым представителем новой разновидности ядерного оружия является нейтронный боеприпас, который по своему предназначению относится к тактическому ядерному оружию. Возможно появление и других разновидностей тактического ядерного оружия, например, с повышенным поражающим воздействием по ударной волне, но с уменьшенным воздействием других поражающих факторов
Нейтронный боеприпас представляет собой малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс. т., у которого основная доля энергии выделяется за счет реакций синтеза ядер дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакций синтеза. Нейтронная составляющая проникающей радиации такого малого по мощности ядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее воздействие на личный состав.
Поражающие факторы ядерного оружия
Вам будет интересно - Реферат: Ядерная опасность. Семипалатинский полигон
В зависимости от задач, решаемых с применением ядерного оружия, вида и места нахождения объектов ядерные взрывы разделяют на воздушные , высотные , наземные (надводные ) и подземные (подводные ). При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура достигает нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температура и давление вызывают мощную ударную волну.
Наряду с ударной волной и световым излучением взрыв ядерного боеприпаса сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и γ-квантов
Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающих под действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса (ЭМИ ). Так формируются основные поражающие факторы ядерного взрыва.
Ударная волна ядерного взрыва – один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна – в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно воздушной волной, ударной волной (в воде) и сейсмовзрывной волной (в грунте). Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.
Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток γ-излучения и нейтронов.
Похожий материал - Контрольная работа: Ядерное и бактериологическое оружие, поражающие факторы
Поражающее действие проникающей радиации характеризуется дозой излучения, т.е. количеством энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают экспозиционную дозу и поглощенную дозу.
Экспозиционная доза ранее измерялась внесистемными единицами – рентгенами (Р). Один рентген – это такая доза рентгеновского или γ-излучения, которая создает в 1 см3 воздуха 2,1–109 пар ионов.
В новой системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1 Р = 2,58–10-4 Кл/кг). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений при общем и равномерном облучении тела человека.
Последствия ядерной войны