كان اكتشاف ألبرت أينشتاين لقدرة المواد على إطلاق كميات كبيرة من الطاقة على المستوى الذري بداية للفيزياء النووية. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، قام الباحثون بمحاكاة انفجار نووي محمول جوًا في المختبر ، لكن التجربة اكتسبت حياة سلمية مهددة بالانقراض على الأرض.
مبدأ العملية
في حالة حدوث انفجار نووي جوي ، تحتاج إلى تهيئة ظروف معينة تؤدي إلى حدوث انفجار نووي. عادة ، يتم استخدام TNT أو RDX كمفجرات ، يتم تحت تأثيرها ضغط مادة مشعة (عادةً اليورانيوم أو البلوتونيوم) إلى كتلة حرجة في غضون 10 ثوانٍ ، ثم يحدث إطلاق قوي للطاقة. إذا كانت القنبلة نووية حرارية ، فإن عملية تحويل العناصر الخفيفة إلى عناصر أثقل تحدث فيها. الطاقة المنبعثة في هذه الحالة تحمل معها انفجارًا أقوى.
يمكن أيضًا استخدام مفاعل نووي للأغراض السلمية ، حيث يمكن التحكم في الانشطار. لهذا ، يتم استخدام الأجهزة التي تمتص النيوترونات. العمليات التي تحدث في مثل هذا التثبيت دائمًا ما تكون في حالة توازن. حتى فيفي حالة وجود أي تغييرات طفيفة في المعلمات ، يقوم النظام بإطفاءها في الوقت المناسب والعودة إلى وضع التشغيل. في حالات الطوارئ ، يتم إعادة ضبط العناصر تلقائيًا لإيقاف التفاعل المتسلسل.
التجربة الأولى
اكتشفه أينشتاين ودرسه علماء الفيزياء النووية ، ولم يهتم إطلاق الطاقة بالعلماء فحسب ، بل بالجيش أيضًا. أدى احتمال الحصول على أسلحة جديدة يمكن أن تحدث انفجارات قوية من كمية قليلة من المواد إلى إجراء تجارب على العناصر المشعة.
جسديًا ، أثبت العالم الفرنسي جوليو كوري إمكانية حدوث انفجار له تأثير ضار كبير. اكتشف تفاعلًا متسلسلًا أصبح مصدرًا قويًا للطاقة. علاوة على ذلك ، خطط لإجراء تجارب مع أكسيد الديوتيريوم ، ولكن في ظروف الحرب العالمية الثانية كان من المستحيل القيام بذلك في فرنسا ، لذلك في المستقبل ، تولى العلماء البريطانيون تطوير أسلحة ذرية.
تم اختبار أول عبوة ناسفة في صيف عام 1945 في أمريكا. وفقًا لمعايير اليوم ، لم يكن للقنبلة سوى القليل من القوة ، ولكن في ذلك الوقت تجاوز التأثير الناتج كل التوقعات. قوة الانفجار وتأثيره على المنطقة المحيطة كانت هائلة.
النتائج
تم إجراء اختبارات لتحديد خصائص انفجار نووي جو. ووصف الحاضرون فيما بعد ما رأوه. لاحظوا نقطة مضيئة لامعة على مسافة عدة مئات من الكيلومترات. ثم تحولت إلى كرة ضخمة ، وسمع صوت عالٍ جدًا ، ولعدة كيلومتراتتدحرجت موجة الصدمة. انفجر البالون تاركًا وراءه سحابة طولها 12 كيلومترًا على شكل فطر. وظلت حفرة في موقع الانفجار امتدت عمقها وعرضها عشرات الأمتار. الأرض حوله لعدة مئات من الأمتار تحولت إلى تربة بلا حياة.
زادت درجة حرارة الهواء أثناء الانفجار النووي بشكل ملحوظ ، وبدا الغلاف الجوي نفسه أكثر كثافة. وقد شعر بذلك حتى شهود العيان الذين كانوا بعيدين عن مركز الزلزال في الملجأ. كان حجم ما رأوه مذهلاً ، لأنه لم يتخيل أحد القوة التي سيواجهونها. وخلص إلى أن الاختبارات كانت ناجحة.
العوامل المدمرة للانفجار النووي الجوي
أدرك الجيش على الفور أن سلاحًا جديدًا يمكن أن يقرر نتيجة أي حرب. لكن في ذلك الوقت لم يفكر أحد في تأثير العوامل المدمرة للانفجار النووي. اهتم العلماء فقط بأكثرها وضوحا:
- موجة صدمة
- انبعاث الضوء.
في ذلك الوقت لم يكن أحد يعلم عن التلوث الإشعاعي والإشعاع المؤين ، رغم أنه فيما بعد كان اختراق الإشعاع هو الأكثر خطورة. لذلك ، إذا تم تحديد موقع الدمار والدمار على مسافة عدة مئات من الأمتار من مركز انفجار نووي جوي ، فإن منطقة تشتت نواتج الاضمحلال الإشعاعي تمتد لمئات الكيلومترات. تعرض الشخص لأول مرة ، والذي تفاقم لاحقًا بسبب تساقط الإشعاع في المناطق المجاورة.
أيضًا ، لم يعرف العلماء بعد ذلك تحت التأثيرتولد موجة الصدمة الهوائية الناتجة عن انفجار نووي نبضًا كهرومغناطيسيًا يمكنه تعطيل جميع الأجهزة الإلكترونية على مسافة مئات الكيلومترات. وبالتالي ، لم يستطع المختبرين الأوائل حتى تخيل مدى قوة صنع السلاح ، وكيف يمكن أن تكون عواقب استخدامه كارثية.
أنواع الانفجارات
يتم تنفيذ التفجيرات النووية الجوية على ارتفاع طبقة التروبوسفير ، أي ضمن مسافة 10 كيلومترات فوق سطح الأرض. لكن بجانبهم هناك أنواع أخرى ، على سبيل المثال:
- أجريت على الأرض أو فوق الماء على سطح الأرض أو الماء ، على التوالي. كرة نارية تتسع من ومضة تبدو كأن الشمس تشرق من وراء الأفق
- ارتفاعات عالية ، أجريت في الغلاف الجوي. وفي نفس الوقت فإن الفلاش المضيء له حجم كبير جدًا ، فهو معلق في الهواء ولا يلمس الأرض أو الأسطح المائية.
- يحدث تحت الأرض أو تحت الماء في سمك قشرة الأرض أو في العمق. عادة لا يوجد فلاش
- الفضاء. تحدث هذه على بعد مئات الكيلومترات من الكرة الأرضية ، خارج الفضاء المحيط بالكوكب وتكون مصحوبة بسحابة من الجزيئات المضيئة.
تختلف الأنواع المختلفة ليس فقط في الفلاش ، ولكن أيضًا في الخصائص الخارجية الأخرى ، وكذلك العوامل الضارة ، وشدة الانفجار ونتائجه وعواقبه.
اختبار الأرض
القنابل الأولى تم اختبارها مباشرة على سطح الأرض. هذه الأنواع من الانفجارات مصحوبة بسحابة عيش الغراب المميزة فيالهواء وحفرة تمتد لعدة عشرات أو حتى مئات الأمتار في التربة. يبدو الانفجار الأرضي هو الأكثر إثارة للخوف ، لأن السحابة التي تحوم على ارتفاع منخفض فوق الأرض لا تجتذب الغبار فحسب ، بل تجتذب أيضًا جزءًا كبيرًا من التربة ، مما يجعلها سوداء تقريبًا. تختلط جزيئات التربة مع العناصر الكيميائية ثم تسقط على الأرض ، مما يجعل المنطقة ملوثة إشعاعيًا وغير صالحة للسكن على الإطلاق. للأغراض العسكرية ، يمكن استخدام هذا لتدمير المباني أو الأشياء القوية ، وإصابة مناطق شاسعة. التأثير المدمر هو الأقوى.
انفجارات سطحية
يتم إجراء الاختبارات أيضًا فوق سطح الماء. في هذه الحالة ، ستتكون السحابة من غبار الماء ، مما يقلل من شدة إشعاع الضوء ، لكنه يحمل جزيئات مشعة على مسافات كبيرة ، ونتيجة لذلك يمكن أن تتساقط مع هطول الأمطار على بعد ألف كيلومتر من موقع الاختبار.
لأغراض عسكرية ، يمكن استخدام هذا لتدمير القواعد البحرية والموانئ والسفن ، أو لتلويث المياه والسواحل.
انفجارات جوية
يمكن إنتاج هذه الأنواع على مسافة كبيرة من الأرض (في هذه الحالة تسمى عالية) أو على مسافة صغيرة (منخفضة). كلما زاد الانفجار ، قل تشابه السحابة الصاعدة مع شكل الفطر ، لأن عمود الغبار من الأرض لا يصل إليه.
الفلاش بهذا الشكل ساطع جدًا ، لذا يمكن رؤيته على بعد مئات الكيلومترات من مركز الزلزال. كرة نارية تنفجر منه مع قياس درجة الحرارةملايين الدرجات المئوية ترتفع وترسل إشعاعًا ضوئيًا قويًا. كل هذا مصحوب بصوت عال يشبه الرعد بشكل غامض.
عندما تبرد الكرة ، تتحول إلى سحابة ، مما يخلق تيارًا من الهواء يلتقط الغبار من السطح. يمكن أن يصل العمود الناتج إلى السحابة إذا لم يكن مرتفعًا جدًا فوق سطح الأرض. عندما تبدأ السحابة في التبدد ، يضعف تدفق الهواء.
نتيجة لمثل هذا الانفجار ، يمكن إصابة الأجسام الموجودة في الهواء والهياكل والأشخاص الموجودين في المنطقة المجاورة لها.
استخدام القتال
هيروشيما وناجازاكي هي المدن الوحيدة التي استخدمت ضدها الأسلحة النووية. المأساة التي حدثت هناك لا مثيل لها.
تعرض السكان لتأثير انفجار نووي محمول جواً بدأ على مسافة قصيرة من سطح الأرض وتم تصنيفه على أنه منخفض. في الوقت نفسه دمرت البنية التحتية بالكامل وقتل حوالي 200 ألف شخص. توفي ثلثاهم على الفور. أولئك الذين كانوا في مركز الزلزال ، تفككوا إلى جزيئات من درجات الحرارة الرهيبة. ترك انبعاث الضوء منها ظلالاً على الجدران
الأشخاص الذين كانوا على مسافة أبعد من مركز الزلزال لقوا حتفهم بسبب موجة الصدمة وأشعة غاما من انفجار نووي. تلقى بعض الناجين جرعة قاتلة من الإشعاع ، لكن الأطباء لم يعرفوا بعد بمرض الإشعاع ، لذلك لم يفهم أحد سبب تدهور حالة المرضى بعد ظهور علامات الوهم الوهمية على الشفاء. اعتبر الأطباء ذلكالزحار ، ولكن في غضون 3-8 أسابيع ، مات المرضى الذين أصيبوا بالقيء الشديد. المرض الغريب للناجين من القصف الذري لهيروشيما وناجازاكي كان الدافع لبدء البحث في مجال الطب النووي.
انفجارات شاهقة
بعد قصف المدن اليابانية ، لم تستخدم الأسلحة النووية لأغراض قتالية ، لكن استمرت الأبحاث حول قدراتها في أماكن مختلفة. جعلت تمارين الغلاف الجوي من الممكن فهم ما يحدث عندما يحدث انفجار على ارتفاع. اتضح أنه عندما يقع المركز على بعد 10 كيلومترات من سطح الأرض ، تنشأ موجة صغيرة نسبيًا من انفجار نووي ، لكن إشعاع الضوء والإشعاع يزدادان في نفس الوقت. وكلما زاد الانفجار زادت قوة التأين المصحوب بفشل المعدات الراديوية
يبدو كل شيء من السطح وكأنه وميض كبير ، يتبعه سحابة من جزيئات تبخر الهيدروجين والكربون والنيتروجين. لا يصل تدفق الهواء إلى الأرض ، لذلك لا يوجد عمود غبار. أيضًا ، لا يوجد تلوث عمليًا للمنطقة ، نظرًا لأن الكتل الجوية تتحرك بشكل ضعيف على ارتفاعات عالية ، لذلك قد يكون الغرض من مثل هذا الانفجار النووي هو تدمير الطائرات أو الصواريخ أو الأقمار الصناعية.
اختبارات تحت الأرض
في الآونة الأخيرة ، كان هناك اتفاق بين الدول ينظم التجارب النووية ويطلب إجراؤها تحت الأرض فقط ، مما يقلل التلوث والمناطق غير الصالحة للسكن حول مواقع الاختبار.
تعتبر الاختبارات تحت الأرض الأقل خطورة ، منذ الإجراءجميع العوامل المدمرة لحساب السلالة. في الوقت نفسه ، من المستحيل رؤية ومضات مضيئة أو سحابة عيش الغراب ، لا يتبقى منها سوى عمود من الغبار. لكن موجة الصدمة تؤدي إلى حدوث زلزال وانهيار التربة. عادة ما يتم استخدامه للأغراض السلمية ، لحل المشاكل الاقتصادية الوطنية. على سبيل المثال ، بهذه الطريقة يمكنك تدمير سلاسل الجبال أو تكوين خزانات صناعية.
اختبار تحت الماء
الانفجارات تحت الماء لها عواقب وخيمة أكثر. أولاً ، يظهر عمود من الرذاذ ، يرتفع إلى سحابة من الضباب المشع. في الوقت نفسه ، تتشكل أمواج بطول متر على سطح الماء ، مما يؤدي إلى تدمير السفن والهياكل تحت الماء. ثم تلوثت المناطق المجاورة بسبب تشتت سحابة تصب المطر المشع.
إجراءات وقائية
انفجار نووي يقتل كل شيء في طريقه ويدمر كل الأشياء المادية. لا يستطيع الأشخاص المحاصرون في مركز الزلزال الهروب ، فهم يحترقون على الفور على الأرض. ملجأ القنابل عديم النفع إطلاقا حيث سيتم تدميره على الفور
فقط أولئك الذين يبعدون بما يكفي عن الانفجار يمكنهم الهروب. على مسافة تزيد عن 1-3 كم من مركز الزلزال ، من الممكن تجنب تأثير موجة الصدمة ، ولكن من الضروري العثور بسرعة على ملجأ موثوق به بمجرد حدوث وميض ساطع. لدى الشخص من 2 إلى 8 ثوانٍ للقيام بذلك ، اعتمادًا على المسافة. في الملجأ ، لن تحدث إصابة مباشرة لإشعاع غاما ، ولكن لا يزال هناك احتمال كبير جدًا للتلوث الإشعاعي. يمكنك تقليل خطر الإصابة بداء الإشعاع باستخدام معدات الحماية الشخصية وتجنب الاتصال بهاأي عناصر في المنطقة.
الأسلحة النووية من أفظع اختراعات البشرية. إذا استخدم للأغراض السلمية ، يمكن أن يكون ذا فائدة كبيرة ، لكن استخدامه العسكري يشكل تهديدًا رهيبًا للحياة على الأرض. لا يمكن إيقاف التفاعل المتسلسل الذي بدأ ، لذلك هناك معاهدة لنزع السلاح النووي مصممة لحماية الكوكب من الكارثة.
