Objav Alberta Einsteina o schopnosti látok uvoľňovať veľké množstvo energie na atómovej úrovni znamenal začiatok jadrovej fyziky. V tridsiatych rokoch minulého storočia výskumníci simulovali vzdušný jadrový výbuch v laboratóriu, ale získané skúsenosti ohrozili mierový život na Zemi.
Princíp fungovania
Pre vzdušný jadrový výbuch musíte vytvoriť určité podmienky, ktoré vyvolajú detonáciu. Zvyčajne sa ako rozbušky používajú TNT alebo RDX, pod vplyvom ktorých sa rádioaktívna látka (zvyčajne urán alebo plutónium) stlačí na kritickú hmotnosť do 10 sekúnd a potom dôjde k silnému uvoľneniu energie. Ak je bomba termonukleárna, tak v nej prebieha proces premeny ľahkých prvkov na ťažšie. Energia uvoľnená v tomto prípade so sebou nesie ešte silnejší výbuch.
Jadrový reaktor možno použiť aj na mierové účely, keďže štiepenie je možné kontrolovať. Na to sa používajú zariadenia, ktoré pohlcujú neutróny. Procesy vyskytujúce sa v takejto inštalácii sú vždy v rovnováhe. Dokoncaak dôjde k malým zmenám parametrov, systém ich včas zhasne a vráti sa do prevádzkového režimu. V núdzových situáciách sa prvky automaticky resetujú, aby zastavili reťazovú reakciu.
Prvá skúsenosť
Uvoľňovanie energie, ktoré objavil Einstein a ďalej skúmali nukleárni fyzici, zaujímalo nielen vedcov, ale aj armádu. Možnosť získať nové zbrane, ktoré by z malého množstva materiálu mohli spôsobiť silné výbuchy, viedla k experimentom s rádioaktívnymi prvkami.
Fyzicky možnosť výbuchu s výrazným škodlivým účinkom dokázal francúzsky vedec Joliot-Curie. Objavil reťazovú reakciu, ktorá sa stala silným zdrojom energie. Ďalej plánoval uskutočniť experimenty s oxidom deutéria, ale v podmienkach druhej svetovej vojny to vo Francúzsku nebolo možné, takže v budúcnosti sa britskí vedci pustili do vývoja atómových zbraní.
Prvé výbušné zariadenie bolo testované v lete 1945 v Amerike. Na dnešné pomery mala bomba malú silu, no v tom čase výsledný efekt prekonal všetky očakávania. Sila výbuchu a dopad na okolie boli obrovské.
Results
Uskutočnili sa testy na určenie charakteristík výbuchu vzduch-jadrový výbuch. Prítomní následne opísali, čo videli. Vo vzdialenosti niekoľkých stoviek kilometrov pozorovali jasnú svietiacu bodku. Potom sa zmenil na obrovskú guľu, bolo počuť veľmi hlasný zvuk a na kilometreprevalila sa rázová vlna. Balón explodoval a zanechal za sebou dvanásťkilometrový mrak v tvare hríbu. Na mieste výbuchu zostal kráter siahajúci desiatky metrov do hĺbky a šírky. Zem okolo neho sa na niekoľko stoviek metrov zmenila na pôdu bez života a jamiek.
Teplota vzduchu počas jadrového výbuchu sa výrazne zvýšila a samotná atmosféra sa zdalo byť hustejšia. Pocítili to aj očití svedkovia, ktorí boli ďaleko od epicentra v úkryte. Rozsah toho, čo videli, bol úžasný, pretože nikto si nevedel predstaviť, akej moci budú čeliť. Dospelo sa k záveru, že testy boli úspešné.
Škodlivé faktory vzdušného jadrového výbuchu
Armáda si okamžite uvedomila, že o výsledku akejkoľvek vojny môže rozhodnúť nová zbraň. V tom čase však nikto nepremýšľal o vplyve škodlivých faktorov jadrového výbuchu. Vedci venovali pozornosť len tým najzrejmejším z nich:
- šoková vlna;
- emisia svetla.
V tom čase nikto nevedel o rádioaktívnej kontaminácii a ionizujúcom žiarení, aj keď neskôr sa ako najnebezpečnejšie ukázalo práve prenikajúce žiarenie. Ak by teda devastácia a deštrukcia boli lokalizované vo vzdialenosti niekoľkých stoviek metrov od epicentra vzdušného jadrového výbuchu, potom by sa oblasť rozptylu produktov rozpadu žiarenia rozšírila na stovky kilometrov. Osoba dostala prvé ožiarenie, ktoré sa následne zhoršilo radiačným spadom v blízkych oblastiach.
To pod vplyvom vedci ešte nevedeliVzduchová rázová vlna jadrového výbuchu generuje elektromagnetický impulz, ktorý dokáže znefunkčniť všetku elektroniku na vzdialenosť stoviek kilometrov. Prví testeri si teda ani nevedeli predstaviť, aká silná bola zbraň vytvorená a aké katastrofálne následky môže mať jej použitie.
Typy výbuchov
Vzduchové jadrové výbuchy sa uskutočňujú vo výške troposféry, to znamená do 10 km nad zemským povrchom. Ale okrem nich existujú aj iné typy, napríklad:
- Pozemné alebo nad vodou vedené na povrchu zeme alebo vody. Ohnivá guľa, ktorá sa rozpína ako blesk, pričom vyzerá ako slnko vychádzajúce spoza horizontu.
- Vysoká výška, vedená v atmosfére. Svetelný blesk má zároveň veľmi veľké rozmery, visí vo vzduchu a nedotýka sa zeme ani vodných plôch.
- Podzemné alebo podvodné sa vyskytujú v hrúbke zemskej kôry alebo v hĺbke. Zvyčajne neexistuje žiadny blesk.
- Vesmír. Vyskytujú sa stovky kilometrov od zemegule mimo cirkuplanetárneho priestoru a sú sprevádzané oblakom svietiacich molekúl.
Rôzne typy sa líšia nielen zábleskom, ale aj inými vonkajšími charakteristikami, ako aj škodlivými faktormi, intenzitou výbuchu, jeho následkami a následkami.
Pozemné testovanie
Prvé bomby boli testované priamo na povrchu Zeme. Práve tieto typy výbuchov sú sprevádzané výrazným hríbovým mrakom vvzduch a kráter siahajúci niekoľko desiatok či dokonca stoviek metrov v pôde. Najdesivejšie vyzerá pozemná explózia, keďže mrak vznášajúci sa nízko nad zemou priťahuje nielen prach, ale aj značnú časť pôdy, vďaka čomu je takmer čierna. Pôdne častice sa zmiešajú s chemickými prvkami a potom padajú na zem, čo robí oblasť rádioaktívne kontaminovanou a úplne neobývateľnou. Na vojenské účely sa to dá použiť na zničenie mocných budov alebo objektov, infikovanie rozsiahlych území. Deštruktívny účinok je najsilnejší.
Povrchové výbuchy
Testy sa vykonávajú aj nad hladinou vodnej hladiny. V tomto prípade bude oblak pozostávať z vodného prachu, ktorý znižuje intenzitu svetelného žiarenia, no prenáša rádioaktívne častice na veľké vzdialenosti, v dôsledku čoho môžu spolu so zrážkami vypadnúť tisíc kilometrov od miesta testu.
Na vojenské účely to možno použiť na ničenie námorných základní, prístavov a lodí alebo na kontamináciu vôd a pobreží.
Výbuchy vzduchu
Tento druh možno pestovať vo veľkej vzdialenosti od zeme (v takom prípade sa nazýva vysoká) alebo v malej vzdialenosti (nízka). Čím vyšší je výbuch, tým menej podobností má stúpajúci oblak s tvarom hríbu, pretože stĺpec prachu zo zeme ho nedosiahne.
Záblesk v tejto podobe je veľmi jasný, takže ho možno vidieť stovky kilometrov od epicentra. Ohnivá guľa z nej vybuchujúca s teplotou nameranou vmiliónov stupňov Celzia stúpa nahor a vysiela silné svetelné žiarenie. To všetko sprevádza hlasný zvuk, ktorý nejasne pripomína hrom.
Ako sa loptička ochladzuje, premení sa na oblak, ktorý vytvorí prúd vzduchu, ktorý pozbiera prach z povrchu. Výsledný stĺp môže dosiahnuť oblak, ak nie je príliš vysoko nad zemou. Keď sa oblak začne rozptyľovať, prúdenie vzduchu slabne.
V dôsledku takejto explózie môžu byť zasiahnuté predmety vo vzduchu, stavby a ľudia v jej blízkosti.
Bojové použitie
Hirošima a Nagasaki sú jediné mestá, proti ktorým boli použité jadrové zbrane. Tragédia, ktorá sa tam stala, nemala obdobu.
Obyvatelia zažili účinok vzdušného jadrového výbuchu iniciovaného v krátkej vzdialenosti od povrchu zeme a klasifikovaného ako nízky. Zároveň bola úplne zničená infraštruktúra, zomrelo asi 200 tisíc ľudí. Dve tretiny z nich zomreli okamžite. Tí, ktorí boli v epicentre, sa z monštruóznych teplôt rozpadli na molekuly. Vyžarovanie svetla z nich zanechalo na stenách tiene.
Ľudia, ktorí boli ďalej od epicentra, zomreli v dôsledku rázovej vlny a gama žiarenia jadrového výbuchu. Niektorí z preživších dostali smrteľnú dávku ožiarenia, no lekári ešte o chorobe z ožiarenia nevedeli, a tak nikto nechápal, prečo sa po imaginárnych známkach uzdravenia stav pacientov zhoršil. Lekári to zvážilidyzentéria, ale v priebehu 3-8 týždňov pacienti, u ktorých sa vyvinulo silné vracanie, zomreli. Podivná choroba ľudí, ktorí prežili atómové bombové útoky na Hirošimu a Nagasaki, bola impulzom na začatie výskumu v oblasti nukleárnej medicíny.
Výbuchy vo vysokej nadmorskej výške
Po bombardovaní japonských miest sa jadrové zbrane nepoužívali na bojové účely, no výskum ich schopností pokračoval na rôznych miestach. Atmosférické cvičenia umožnili pochopiť, čo sa stane, keď dôjde k výbuchu vo výške. Ukázalo sa, že keď sa centrum nachádza 10 km od zemského povrchu, vzniká relatívne malá vlna jadrového výbuchu, ale zároveň sa zvyšuje svetelné a radiačné žiarenie. Čím vyššia bola explózia, tým silnejšie sa zvyšuje ionizácia, ktorá je sprevádzaná poruchou rádiového zariadenia.
Z povrchu to všetko vyzerá ako veľký jasný záblesk, po ktorom nasleduje oblak vyparujúcich sa molekúl vodíka, uhlíka a dusíka. Prúd vzduchu nedosahuje zem, takže nevzniká žiadny prachový stĺpec. Taktiež tu prakticky nedochádza k žiadnej kontaminácii územia, keďže vzduchové masy sa vo veľkej výške pohybujú slabo, takže účelom takéhoto jadrového výbuchu môže byť zničenie lietadiel, rakiet alebo satelitov.
Podzemné testy
Nedávno medzi krajinami došlo k dohode, ktorá reguluje jadrové testovanie a vyžaduje, aby sa vykonávalo iba pod zemou, čo minimalizuje znečistenie a neobývateľné oblasti vytvorené okolo testovacích miest.
Podzemné testy sa považujú za najmenej nebezpečné od začiatku akcievšetky škodlivé faktory zodpovedajú za plemeno. Zároveň nie je možné vidieť svetelné záblesky ani hríbový mrak, zostáva z neho iba stĺp prachu. Ale rázová vlna vedie k zemetraseniu a kolapsu pôdy. Zvyčajne sa používa na mierové účely, na riešenie národných ekonomických problémov. Týmto spôsobom môžete napríklad zničiť pohoria alebo vytvoriť umelé nádrže.
Testovanie pod vodou
Výbuchy pod vodou majú hrozivejšie následky. Najprv sa objaví stĺp postreku stúpajúci do oblaku rádioaktívnej hmly. Zároveň sa na hladine vody vytvárajú metrové vlny, ktoré ničia lode a podvodné stavby. Potom sú priľahlé územia kontaminované v dôsledku rozptyľujúceho sa oblaku vylievajúceho rádioaktívny dážď.
Ochranné opatrenia
Jadrový výbuch zabije všetko, čo mu stojí v ceste, a zničí všetky hmotné objekty. Ľudia zachytení v jeho epicentre nemajú ako ujsť, okamžite zhoria do tla. Úkryt pred bombami je absolútne zbytočný, pretože bude okamžite zničený.
Utiecť môžu iba tí, ktorí sú dostatočne ďaleko od výbuchu. Vo vzdialenosti viac ako 1-3 km od epicentra je možné vyhnúť sa nárazu rázovej vlny, ale na to je potrebné rýchlo nájsť spoľahlivý úkryt, akonáhle dôjde k jasnému záblesku. Osoba má na to 2 až 8 sekúnd v závislosti od vzdialenosti. V úkryte nedôjde k priamemu zásahu gama žiarením, ale stále je tu veľmi vysoká pravdepodobnosť rádioaktívnej kontaminácie. Riziko choroby z ožiarenia môžete znížiť používaním osobných ochranných prostriedkov a vyhýbaním sa kontaktu s nimiakékoľvek položky na území.
Jadrové zbrane sú jedným z najstrašnejších vynálezov ľudstva. Používa sa na mierové účely, môže byť veľkým prínosom, ale jeho vojenské využitie je hroznou hrozbou pre život na Zemi. Spustenú reťazovú reakciu nemožno zastaviť, takže existuje zmluva o jadrovom odzbrojení, ktorá má chrániť planétu pred katastrofou.
