في النهاية، لا تزال المادة متناثرة، ويتوقف الانشطار، لكن العملية لا تنتهي عند هذا الحد: يتم إعادة توزيع الطاقة بين الأجزاء المتأينة من النوى المنفصلة والجسيمات الأخرى المنبعثة أثناء الانشطار. تبلغ طاقتها عشرات بل ومئات من MeV، لكن فقط كمات جاما والنيوترونات ذات الطاقة العالية المحايدة كهربائيًا هي التي لديها فرصة لتجنب التفاعل مع المادة و"الهروب". تفقد الجسيمات المشحونة الطاقة بسرعة في أعمال التصادم والتأين. في هذه الحالة، ينبعث الإشعاع - ومع ذلك، لم يعد إشعاعًا نوويًا صلبًا، ولكنه أكثر ليونة، مع طاقة أقل بثلاث مرات، ولكنها لا تزال أكثر من كافية لطرد الإلكترونات من الذرات - ليس فقط من الأغلفة الخارجية، ولكن أيضًا من كل شيء بشكل عام. مزيج من النوى العارية والإلكترونات المجردة والإشعاع بكثافة جرام لكل سنتيمتر مكعب (حاول أن تتخيل مدى قدرتك على التسمير تحت الضوء الذي اكتسب كثافة الألومنيوم!) - كل شيء كان في لحظة ما عبارة عن شحنة - يأتي إلى حيز الوجود بعض مظاهر التوازن. في كرة نارية صغيرة جدًا، تصل درجة الحرارة إلى عشرات الملايين من الدرجات.

كرة نارية

يبدو أنه حتى الإشعاع الناعم الذي يتحرك بسرعة الضوء يجب أن يترك المادة التي ولدته خلفه بعيدًا، لكن الأمر ليس كذلك: في الهواء البارد، يكون نطاق كوانتا طاقات Kev سنتيمترًا، ولا تتحرك في نطاق خط مستقيم، ولكن تغيير اتجاه الحركة، وإعادة البث مع كل تفاعل. تعمل الكوانتا على تأين الهواء وتنتشر من خلاله، مثل عصير الكرز المسكوب في كوب من الماء. وتسمى هذه الظاهرة الانتشار الإشعاعي.

كرة نارية شابة تنفجر بقوة 100 كيلو طن بعد بضع عشرات من النانو ثانية بعد نهاية الانفجار الانشطاري، يبلغ نصف قطرها 3 أمتار ودرجة حرارتها حوالي 8 ملايين كلفن. لكن بعد 30 ميكروثانية يبلغ نصف قطرها 18 مترًا، على الرغم من انخفاض درجة الحرارة إلى أقل من مليون درجة. تلتهم الكرة الفضاء، ولا يتحرك الهواء المتأين الموجود خلف مقدمتها إلا بصعوبة: لا يمكن للإشعاع أن ينقل إليها زخمًا كبيرًا أثناء الانتشار. لكنها تضخ طاقة هائلة في هذا الهواء، فتسخنه، وعندما تنفد الطاقة الإشعاعية، تبدأ الكرة في النمو بسبب تمدد البلازما الساخنة، وتنفجر من الداخل بما كان في السابق شحنة. تتوسع، مثل فقاعة متضخمة، تصبح قذيفة البلازما أرق. على عكس الفقاعة، بالطبع، لا شيء يضخمها: لا يوجد أي مادة متبقية تقريبًا في الداخل، وكلها تطير من المركز بالقصور الذاتي، ولكن بعد 30 ميكروثانية من الانفجار، تزيد سرعة هذه الرحلة عن 100 كيلومتر في الثانية. والضغط الهيدروديناميكي في المادة يزيد عن 150 ألف ضغط جوي! ليس من المقدر أن تصبح القشرة رقيقة جدًا ؛ فهي تنفجر وتشكل "بثور".

في أنبوب نيوتروني مفرغ، يتم تطبيق جهد نبضي قدره مائة كيلو فولت بين هدف مشبع بالتريتيوم (الكاثود) 1 ومجموعة الأنود 2. عندما يكون الجهد الأقصى، من الضروري أن تكون أيونات الديوتيريوم بين الأنود والكاثود، والتي تحتاج إلى تسريع. يتم استخدام مصدر أيوني لهذا الغرض. يتم تطبيق نبض الإشعال على الأنود 3، ويشكل التفريغ، الذي يمر على طول سطح السيراميك المشبع بالديوتيريوم 4، أيونات الديوتيريوم. بعد أن تسارعوا، قاموا بقصف هدف مشبع بالتريتيوم، ونتيجة لذلك يتم إطلاق طاقة قدرها 17.6 ميجا فولت وتشكل النيوترونات ونواة الهيليوم -4. من حيث تكوين الجسيمات وحتى إنتاج الطاقة، فإن هذا التفاعل مطابق للاندماج - عملية اندماج النوى الخفيفة. في الخمسينيات من القرن الماضي، اعتقد الكثيرون ذلك، ولكن تبين لاحقًا أن "اضطرابًا" يحدث في الأنبوب: إما أن يعلق بروتون أو نيوترون (الذي يتكون منه أيون الديوتيريوم، والذي يتم تسريعه بواسطة مجال كهربائي) في الهدف النواة (التريتيوم). إذا علق بروتون، ينفصل النيوترون ويصبح حرًا.

أي من آليات نقل طاقة الكرة النارية إلى البيئة السائدة يعتمد على قوة الانفجار: إذا كانت كبيرة، فإن الدور الرئيسي يلعبه انتشار الإشعاع، وإذا كانت صغيرة، فإن توسع فقاعة البلازما يلعب دوراً دور رئيسي. ومن الواضح أن الحالة الوسيطة ممكنة أيضًا عندما تكون الآليتان فعالتين.

تلتقط العملية طبقات جديدة من الهواء، ولم تعد هناك طاقة كافية لتجريد الذرات من جميع الإلكترونات. تنفد طاقة الطبقة المؤينة وشظايا فقاعة البلازما؛ ولم تعد قادرة على تحريك الكتلة الضخمة أمامها وتبطئ بشكل ملحوظ. لكن ما كان الهواء قبل الانفجار يتحرك، مبتعدًا عن الكرة، ويمتص المزيد والمزيد من طبقات الهواء البارد. يبدأ تكوين موجة الصدمة.

موجة الصدمة والفطر الذري

عندما تنفصل موجة الصدمة عن الكرة النارية، تتغير خصائص الطبقة الباعثة وتزداد قوة الإشعاع في الجزء البصري من الطيف بشكل حاد (ما يسمى بالحد الأقصى الأول). بعد ذلك، تتنافس عمليات الإضاءة والتغيرات في شفافية الهواء المحيط، مما يؤدي إلى تحقيق حد أقصى ثانٍ، أقل قوة، ولكنه أطول بكثير - لدرجة أن خرج الطاقة الضوئية أكبر من الحد الأقصى الأول .

بالقرب من الانفجار، يتبخر كل شيء حوله، ويذوب بعيدًا، ولكن أبعد من ذلك، حيث لم يعد تدفق الحرارة كافيًا لإذابة المواد الصلبة والتربة والصخور والمنازل تتدفق مثل السائل، تحت ضغط هائل من الغاز الذي يدمر كل الروابط القوية، ساخنة لدرجة لا تطاق لإشراق العيون.

أخيرًا، تذهب موجة الصدمة بعيدًا عن نقطة الانفجار، حيث تبقى سحابة فضفاضة وضعيفة ولكنها توسعت عدة مرات، من الأبخرة المتكثفة التي تحولت إلى غبار صغير ومشع جدًا مما كان بلازما الشحنة، ومما كان كان قريبًا في ساعته الرهيبة من مكان يجب على المرء أن يبقى بعيدًا عنه قدر الإمكان. تبدأ السحابة في الارتفاع. يبرد، ويتغير لونه، و«يلبس» غطاءً أبيض من الرطوبة المتكثفة، يتبعه غبار من سطح الأرض، مكونًا «ساق» ما يسمى عادة «الفطر الذري».

بدء النيوترونات

يمكن للقراء اليقظين تقدير إطلاق الطاقة أثناء الانفجار باستخدام قلم رصاص في أيديهم. عندما يكون الوقت الذي يكون فيه التجميع في حالة فوق حرجة في حدود ميكروثانية، يكون عمر النيوترونات في حدود بيكو ثانية، وعامل الضرب أقل من 2، ويتم إطلاق حوالي جيجا جول من الطاقة، وهو ما يعادل ... 250 كجم من مادة تي إن تي. أين الكيلو والميجا طن؟

النيوترونات - بطيئة وسريعة

في المادة غير الانشطارية، "الارتداد" عن النوى، تنقل النيوترونات جزءًا من طاقتها إليها، وكلما كانت النوى أخف وزنًا (أقرب إليها في الكتلة). كلما زاد عدد الاصطدامات التي تشارك فيها النيوترونات، كلما أبطأت سرعتها، وأخيرًا تصل إلى التوازن الحراري مع المادة المحيطة بها - حيث يتم تسخينها (وهذا يستغرق ميلي ثانية). سرعة النيوترون الحراري هي 2200 م/ث (طاقة 0.025 فولت). يمكن للنيوترونات أن تهرب من الوسيط وتلتقطها نواتها، لكن مع الاعتدال تزداد قدرتها على الدخول في التفاعلات النووية بشكل كبير، وبالتالي فإن النيوترونات التي لا "تفقد" أكثر من تعويض النقصان في أعدادها.
وبالتالي، إذا كانت كرة من المواد الانشطارية محاطة بوسيط، فإن العديد من النيوترونات ستترك الوسيط أو سيتم امتصاصها فيه، ولكن سيكون هناك أيضًا بعض النيوترونات التي ستعود إلى الكرة ("تنعكس")، وبعد أن فقدت طاقتها، هم أكثر عرضة للتسبب في أحداث الانشطار. إذا كانت الكرة محاطة بطبقة من البريليوم بسمك 25 مم، فيمكن حفظ 20 كجم من U235 مع تحقيق الحالة الحرجة للتجميع. لكن مثل هذا التوفير يأتي على حساب الوقت: فكل جيل لاحق من النيوترونات يجب أن يتباطأ أولا قبل أن يتسبب في الانشطار. وهذا التأخير يقلل من عدد أجيال النيوترونات التي تولد في كل وحدة زمنية، مما يعني تأخر إطلاق الطاقة. كلما قلت المواد الانشطارية في التجميع، زادت الحاجة إلى وسيط لتطوير التفاعل المتسلسل، ويحدث الانشطار مع النيوترونات ذات الطاقة المنخفضة بشكل متزايد. في الحالة القصوى، عندما يتم تحقيق الحرجية فقط مع النيوترونات الحرارية، على سبيل المثال، في محلول أملاح اليورانيوم في وسيط جيد - الماء، تكون كتلة التجمعات مئات الجرام، ولكن الحل ببساطة يغلي بشكل دوري. تقلل فقاعات البخار المنبعثة من متوسط ​​كثافة المادة الانشطارية، ويتوقف التفاعل المتسلسل، وعندما تترك الفقاعات السائل، يتكرر اندلاع الانشطار (إذا سدت الوعاء، فسوف ينفجر البخار - ولكن هذا سيكون حراريا) انفجار، خالي من كل العلامات "النووية" النموذجية).

والحقيقة هي أن سلسلة الانشطار في التجمع لا تبدأ بنيوترون واحد: عند الميكروثانية المطلوبة، يتم حقنها بالملايين في التجميع فوق الحرج. في الشحنات النووية الأولى، تم استخدام مصادر النظائر الموجودة في تجويف داخل مجموعة البلوتونيوم لهذا الغرض: تم دمج البولونيوم 210 في وقت الضغط مع البريليوم وتسبب في انبعاث النيوترون مع جزيئات ألفا الخاصة به. لكن جميع مصادر النظائر ضعيفة إلى حد ما (المنتج الأمريكي الأول أنتج أقل من مليون نيوترون في كل ميكروثانية)، والبولونيوم قابل للتلف للغاية، فهو يقلل من نشاطه بمقدار النصف خلال 138 يومًا فقط. ولذلك، تم استبدال النظائر بنظائر أقل خطورة (والتي لا تنبعث عند عدم تشغيلها)، والأهم من ذلك، أنابيب النيوترونات التي تنبعث بشكل أكثر كثافة (انظر الشريط الجانبي): في بضع ميكروثانية (مدة النبضة التي يشكلها الأنبوب ) تولد مئات الملايين من النيوترونات. ولكن إذا لم يعمل أو يعمل في الوقت الخطأ، فسيحدث ما يسمى بالانفجار أو "اللا شيء" - وهو انفجار حراري منخفض الطاقة.

إنها واحدة من العمليات المدهشة والغامضة والرهيبة. يعتمد مبدأ تشغيل الأسلحة النووية على التفاعل المتسلسل. وهذه عملية يؤدي تقدمها ذاته إلى استمرارها. يعتمد مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية على الاندماج النووي.

قنبلة ذرية

نوى بعض نظائر العناصر المشعة (البلوتونيوم والكاليفورنيوم واليورانيوم وغيرها) قادرة على التحلل أثناء التقاط النيوترون. بعد ذلك، يتم إطلاق اثنين أو ثلاثة نيوترونات أخرى. إن تدمير نواة ذرة واحدة في ظل الظروف المثالية يمكن أن يؤدي إلى اضمحلال ذرتين أو ثلاث ذرات أخرى، والتي بدورها يمكن أن تؤدي إلى نشوء ذرات أخرى. وما إلى ذلك وهلم جرا. تحدث عملية تدمير تشبه الانهيار الجليدي لعدد متزايد من النوى، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة لكسر الروابط الذرية. أثناء الانفجار، يتم إطلاق طاقات هائلة في فترة زمنية قصيرة للغاية. يحدث هذا عند نقطة واحدة. وهذا هو السبب في أن انفجار القنبلة الذرية قوي ومدمر للغاية.

لبدء تفاعل متسلسل، يجب أن تتجاوز كمية المادة المشعة الكتلة الحرجة. من الواضح أنك تحتاج إلى أخذ عدة أجزاء من اليورانيوم أو البلوتونيوم ودمجها في جزء واحد. ومع ذلك، فإن هذا لا يكفي للتسبب في انفجار قنبلة ذرية، لأن التفاعل سيتوقف قبل إطلاق ما يكفي من الطاقة، أو ستسير العملية ببطء. ومن أجل تحقيق النجاح، من الضروري ليس فقط تجاوز الكتلة الحرجة للمادة، ولكن القيام بذلك في فترة زمنية قصيرة للغاية. من الأفضل استخدام عدة متفجرات، ويتم تحقيق ذلك باستخدام متفجرات أخرى، وبالتناوب بين المتفجرات السريعة والبطيئة.

تم إجراء أول تجربة نووية في يوليو 1945 في الولايات المتحدة بالقرب من مدينة الموغوردو. وفي أغسطس من نفس العام، استخدم الأمريكيون هذه الأسلحة ضد هيروشيما وناغازاكي. وأدى انفجار قنبلة ذرية في المدينة إلى دمار رهيب ومقتل معظم السكان. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم إنشاء واختبار الأسلحة الذرية في عام 1949.

قنبلة هيدروجينية

إنه سلاح ذو قوة تدميرية كبيرة جدًا. يعتمد مبدأ عملها على تخليق نوى الهيليوم الأثقل من ذرات الهيدروجين الأخف. وهذا يطلق كمية كبيرة جدًا من الطاقة. يشبه هذا التفاعل العمليات التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى. أسهل طريقة هي استخدام نظائر الهيدروجين (التريتيوم، الديوتيريوم) والليثيوم.

اختبر الأمريكيون أول رأس حربي هيدروجيني في عام 1952. في الفهم الحديث، من الصعب أن يسمى هذا الجهاز قنبلة. كان مبنى مكونًا من ثلاثة طوابق مملوءًا بالديوتيريوم السائل. تم تنفيذ أول انفجار لقنبلة هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي بعد ستة أشهر. تم تفجير الذخيرة النووية الحرارية السوفيتية RDS-6 في أغسطس 1953 بالقرب من سيميبالاتينسك. اختبر اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أكبر قنبلة هيدروجينية بقوة 50 ميغا طن (قنبلة القيصر) في عام 1961. دارت الموجة بعد انفجار الذخيرة حول الكوكب ثلاث مرات.

لقد كان تاريخ التنمية البشرية مصحوبا دائما بالحروب كوسيلة لحل الصراعات عن طريق العنف. لقد عانت الحضارة من أكثر من خمسة عشر ألف صراع مسلح صغير وكبير، تقدر الخسائر في الأرواح البشرية بالملايين. ففي تسعينيات القرن الماضي وحدها، وقعت أكثر من مائة اشتباكات عسكرية شملت تسعين دولة من دول العالم.

وفي الوقت نفسه، مكنت الاكتشافات العلمية والتقدم التكنولوجي من صنع أسلحة دمار ذات قوة أكبر وتطور في الاستخدام. في القرن العشرينأصبحت الأسلحة النووية ذروة التأثير المدمر الشامل وأداة سياسية.

جهاز القنبلة الذرية

يتم إنشاء القنابل النووية الحديثة كوسيلة لتدمير العدو على أساس حلول تقنية متقدمة، لا يتم نشر جوهرها على نطاق واسع. لكن العناصر الرئيسية المتأصلة في هذا النوع من الأسلحة يمكن فحصها باستخدام مثال تصميم قنبلة نووية تحمل الاسم الرمزي "الرجل السمين"، أسقطت عام 1945 على إحدى مدن اليابان.

كانت قوة الانفجار 22.0 كيلو طن بما يعادل مادة تي إن تي.

كان لديه ميزات التصميم التالية:

• كان طول المنتج 3250.0 ملم، وقطر الجزء الحجمي 1520.0 ملم. الوزن الإجمالي أكثر من 4.5 طن؛
• الجسم بيضاوي الشكل. لتجنب التدمير المبكر بسبب الذخيرة المضادة للطائرات وغيرها من التأثيرات غير المرغوب فيها، تم استخدام الفولاذ المدرع 9.5 ملم لتصنيعه؛
• ينقسم الجسم إلى أربعة أجزاء داخلية: الأنف ونصفين الشكل الإهليلجي (الجزء الرئيسي عبارة عن حجرة للحشوة النووية) والذيل.
• حجرة القوس مجهزة بالبطاريات.
• يتم تفريغ المقصورة الرئيسية، مثل المقصورة الأنفية، لمنع دخول البيئات الضارة والرطوبة ولخلق ظروف مريحة لعمل الرجل الملتحي؛
• يحتوي الشكل الإهليلجي على نواة من البلوتونيوم محاطة بغلاف من اليورانيوم. لقد لعبت دور محدد القصور الذاتي لمسار التفاعل النووي، مما يضمن أقصى نشاط للبلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة من خلال عكس النيوترونات إلى جانب المنطقة النشطة للشحنة.

تم وضع مصدر أولي للنيوترونات، يسمى البادئ أو "القنفذ"، داخل النواة. ويمثلها البريليوم الكروية في القطر 20.0 ملممع طلاء خارجي قائم على البولونيوم - 210.

تجدر الإشارة إلى أن مجتمع الخبراء قد قرر أن هذا التصميم للأسلحة النووية غير فعال وغير موثوق في الاستخدام. لم يتم استخدام بدء النيوترونات من النوع غير المنضبط بشكل أكبر .

مبدأ التشغيل

إن عملية انشطار نواة اليورانيوم 235 (233) والبلوتونيوم 239 (وهذا ما تصنع منه القنبلة النووية) مع إطلاق كميات هائلة من الطاقة مع الحد من الحجم تسمى الانفجار النووي. التركيب الذري للمعادن المشعة له شكل غير مستقر - فهو ينقسم باستمرار إلى عناصر أخرى.

ويصاحب هذه العملية انفصال الخلايا العصبية، التي يقع بعضها على الذرات المجاورة ويبدأ تفاعلًا إضافيًا، مصحوبًا بإطلاق الطاقة.

المبدأ هو كما يلي: تقصير زمن الاضمحلال يؤدي إلى زيادة شدة العملية، وتركيز الخلايا العصبية على قصف النوى يؤدي إلى تفاعل متسلسل. عندما يتم دمج عنصرين إلى كتلة حرجة، يتم إنشاء كتلة فوق الحرجة، مما يؤدي إلى انفجار.

في الظروف اليومية، من المستحيل إثارة رد فعل نشط - هناك حاجة إلى سرعات عالية للاقتراب من العناصر - على الأقل 2.5 كم/ثانية. يمكن تحقيق هذه السرعة في القنبلة عن طريق الجمع بين أنواع المتفجرات (السريعة والبطيئة)، وموازنة كثافة الكتلة فوق الحرجة التي تنتج انفجارًا ذريًا.

وتعزى الانفجارات النووية إلى نتائج النشاط البشري على الكوكب أو مداره. العمليات الطبيعية من هذا النوع ممكنة فقط على بعض النجوم في الفضاء الخارجي.

تعتبر القنابل الذرية بحق أقوى أسلحة الدمار الشامل وأكثرها تدميراً. الاستخدام التكتيكي يحل مشكلة تدمير الأهداف الاستراتيجية والعسكرية على الأرض، وكذلك الأهداف العميقة، مما يؤدي إلى هزيمة التراكم الكبير لمعدات العدو والقوى البشرية.

ولا يمكن تطبيقه عالميًا إلا بهدف التدمير الكامل للسكان والبنية التحتية في مناطق واسعة.

لتحقيق أهداف معينة وتنفيذ مهام تكتيكية واستراتيجية، يمكن تنفيذ تفجيرات الأسلحة الذرية عن طريق:

• على ارتفاعات حرجة ومنخفضة (أعلى وأقل من 30.0 كم)؛
• في اتصال مباشر مع القشرة الأرضية (الماء)؛
• تحت الأرض (أو انفجار تحت الماء).

يتميز الانفجار النووي بالإفراج الفوري عن طاقة هائلة.

يؤدي إلى إتلاف الأشياء والأشخاص على النحو التالي:

• هزة أرضية.عندما يحدث انفجار فوق أو على القشرة الأرضية (المائية) يطلق عليه موجة هوائية؛ تحت الأرض (الماء) يطلق عليه موجة انفجارية زلزالية. تتشكل موجة الهواء بعد الضغط الحرج للكتل الهوائية وتنتشر في دائرة حتى التوهين بسرعة تتجاوز الصوت. يؤدي إلى ضرر مباشر للقوى العاملة وضرر غير مباشر (التفاعل مع شظايا الأشياء المدمرة). إن عمل الضغط الزائد يجعل الجهاز غير فعال عن طريق التحرك والارتطام بالأرض؛
• الإشعاع الضوئي.المصدر هو الجزء الخفيف المتكون من تبخر المنتج مع الكتل الهوائية، وفي حالة الاستخدام الأرضي فهو بخار التربة. يحدث التأثير في طيف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. ويؤدي امتصاصه من قبل الأشياء والأشخاص إلى التفحم والذوبان والاحتراق. تعتمد درجة الضرر على مسافة مركز الزلزال؛
• اختراق الإشعاع- وهي نيوترونات وأشعة جاما تتحرك من مكان التمزق. التعرض للأنسجة البيولوجية يؤدي إلى تأين جزيئات الخلية، مما يؤدي إلى مرض الإشعاع في الجسم. يرتبط الضرر الذي يلحق بالممتلكات بتفاعلات انشطار الجزيئات الموجودة في العناصر الضارة للذخيرة.
• تلوث اشعاعي.أثناء الانفجار الأرضي، ترتفع أبخرة التربة والغبار وأشياء أخرى. وتظهر سحابة تتحرك في اتجاه حركة الكتل الهوائية. تتمثل مصادر الضرر في نواتج انشطار الجزء النشط من السلاح النووي، والنظائر، والأجزاء غير المدمرة من الشحنة. عندما تتحرك سحابة مشعة، يحدث تلوث إشعاعي مستمر للمنطقة؛
• نبض كهرومغناطيسي.ويصاحب الانفجار ظهور مجالات كهرومغناطيسية (من 1.0 إلى 1000 م) على شكل نبضة. أنها تؤدي إلى فشل الأجهزة الكهربائية وأجهزة التحكم والاتصالات.

يتسبب مزيج عوامل الانفجار النووي في إحداث مستويات متفاوتة من الضرر لأفراد العدو ومعداته وبنيته التحتية، ولا ترتبط العواقب المميتة إلا بالمسافة من مركز الزلزال.

تاريخ إنشاء الأسلحة النووية

رافق صنع الأسلحة باستخدام التفاعلات النووية عدد من الاكتشافات العلمية والأبحاث النظرية والعملية، منها:

• 1905— تم إنشاء النظرية النسبية، التي تنص على أن كمية صغيرة من المادة تتوافق مع إطلاق كبير للطاقة وفقًا للصيغة E = mc2، حيث يمثل “c” سرعة الضوء (المؤلف أ. أينشتاين)؛
• 1938— أجرى العلماء الألمان تجربة على تقسيم الذرة إلى أجزاء عن طريق مهاجمة اليورانيوم بالنيوترونات، وانتهت بنجاح (O. Hann وF. Strassmann)، وأوضح عالم فيزياء من بريطانيا العظمى حقيقة إطلاق الطاقة (R. Frisch) ;
• 1939- علماء من فرنسا أنه عند إجراء سلسلة من تفاعلات جزيئات اليورانيوم، سيتم إطلاق طاقة يمكن أن تنتج انفجارًا بقوة هائلة (جوليوت كوري).

أصبح الأخير نقطة الانطلاق لاختراع الأسلحة الذرية. تم تنفيذ التطوير الموازي من قبل ألمانيا وبريطانيا العظمى والولايات المتحدة الأمريكية واليابان. وكانت المشكلة الرئيسية هي استخراج اليورانيوم بالكميات المطلوبة لإجراء التجارب في هذا المجال.

تم حل المشكلة بشكل أسرع في الولايات المتحدة عن طريق شراء المواد الخام من بلجيكا في عام 1940.

كجزء من المشروع، المسمى مانهاتن، من عام 1939 إلى عام 1945، تم بناء محطة لتنقية اليورانيوم، وتم إنشاء مركز لدراسة العمليات النووية، وتم تجنيد أفضل المتخصصين - الفيزيائيون من جميع أنحاء أوروبا الغربية - للعمل هناك.

واضطرت بريطانيا العظمى، التي نفذت مشاريعها الخاصة، بعد القصف الألماني، إلى نقل تطويرات مشروعها طوعاً إلى الجيش الأمريكي.

ويعتقد أن الأمريكيين هم أول من اخترع القنبلة الذرية. تم إجراء اختبارات الشحنة النووية الأولى في ولاية نيو مكسيكو في يوليو 1945. وأدى وميض الانفجار إلى إظلام السماء وتحول المشهد الرملي إلى زجاج. وبعد فترة قصيرة من الزمن، تم إنشاء شحنات نووية تسمى "الطفل" و"الرجل السمين".

الأسلحة النووية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية - التواريخ والأحداث

لقد سبق ظهور اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية كقوة نووية عمل طويل قام به العلماء الأفراد والمؤسسات الحكومية. يتم عرض الفترات الرئيسية والتواريخ الهامة للأحداث على النحو التالي:

• 1920تعتبر بداية عمل العلماء السوفييت على الانشطار الذري؛
• منذ الثلاثيناتويصبح اتجاه الفيزياء النووية أولوية؛
• أكتوبر 1940- توصلت مجموعة مبادرة من علماء الفيزياء إلى اقتراح لاستخدام التطورات الذرية للأغراض العسكرية؛
• صيف 1941فيما يتعلق بالحرب، تم نقل معاهد الطاقة النووية إلى الخلف؛
• خريف 1941في العام التالي، أبلغت المخابرات السوفيتية قيادة البلاد عن بداية البرامج النووية في بريطانيا وأمريكا؛
• سبتمبر 1942— بدأ إجراء البحوث الذرية بالكامل، واستمر العمل على اليورانيوم؛
• فبراير 1943— تم إنشاء مختبر أبحاث خاص تحت قيادة إ. كورشاتوف، وتم تكليف الإدارة العامة بـ ف. مولوتوف؛

كان المشروع بقيادة ف. مولوتوف.

• أغسطس 1945- فيما يتعلق بإجراء القصف النووي في اليابان، والأهمية العالية للتطورات بالنسبة للاتحاد السوفياتي، تم إنشاء لجنة خاصة تحت قيادة L. Beria؛
• أبريل 1946- تم إنشاء KB-11، الذي بدأ في تطوير عينات من الأسلحة النووية السوفيتية في نسختين (باستخدام البلوتونيوم واليورانيوم)؛
• منتصف عام 1948- توقف العمل في اليورانيوم بسبب انخفاض كفاءته وارتفاع تكاليفه؛
• أغسطس 1949- عندما تم اختراع القنبلة الذرية في الاتحاد السوفييتي، تم اختبار أول قنبلة نووية سوفيتية.

تم تسهيل تقليل وقت تطوير المنتج من خلال العمل عالي الجودة الذي قامت به وكالات الاستخبارات، التي تمكنت من الحصول على معلومات حول التطورات النووية الأمريكية. من بين أولئك الذين صنعوا القنبلة الذرية لأول مرة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية فريق من العلماء بقيادة الأكاديمي أ. ساخاروف. لقد طوروا حلولاً تقنية واعدة أكثر من تلك التي يستخدمها الأمريكيون.

القنبلة الذرية "RDS-1"

وفي الفترة 2015-2017، حققت روسيا طفرة في تحسين الأسلحة النووية وأنظمة إيصالها، وبذلك أعلنت دولة قادرة على صد أي عدوان.

تجارب القنبلة الذرية الأولى

وبعد اختبار قنبلة نووية تجريبية في نيو مكسيكو في صيف عام 1945، تعرضت مدينتا هيروشيما وناغازاكي اليابانيتان للقصف في 6 و9 أغسطس على التوالي.

تم الانتهاء من تطوير القنبلة الذرية هذا العام

في عام 1949، وفي ظل ظروف من السرية المتزايدة، أكمل المصممون السوفييت لـ KB-11 والعلماء تطوير قنبلة ذرية تسمى RDS-1 (المحرك النفاث "S"). في 29 أغسطس، تم اختبار أول جهاز نووي سوفيتي في موقع اختبار سيميبالاتينسك. وكانت القنبلة الذرية الروسية - RDS-1 عبارة عن منتج "على شكل قطرة"، وزنها 4.6 طن، وقطرها الحجمي 1.5 متر، وطولها 3.7 متر.

وتضمن الجزء النشط كتلة من البلوتونيوم، مما مكن من تحقيق قوة انفجارية تبلغ 20.0 كيلو طن، بما يتناسب مع مادة تي إن تي. يغطي موقع الاختبار دائرة نصف قطرها عشرين كيلومترًا. ولم يتم الإعلان عن تفاصيل ظروف التفجير التجريبي حتى الآن.

في 3 سبتمبر من نفس العام، أثبتت مخابرات الطيران الأمريكية وجود آثار نظائر في الكتل الهوائية في كامتشاتكا تشير إلى اختبار شحنة نووية. وفي الثالث والعشرين، أعلن مسؤول أمريكي رفيع المستوى علنًا أن الاتحاد السوفييتي نجح في اختبار قنبلة ذرية.

1. القنبلة الذرية: تركيبها وخصائصها القتالية والغرض من إنشائها

قبل أن تبدأ بدراسة بنية القنبلة الذرية، عليك أن تفهم المصطلحات الخاصة بهذه المشكلة. لذلك، في الأوساط العلمية، هناك مصطلحات خاصة تعكس خصائص الأسلحة الذرية. ومن بينها نلاحظ بشكل خاص ما يلي:

القنبلة الذرية هي الاسم الأصلي للقنبلة النووية للطائرات، والتي يعتمد عملها على تفاعل الانشطار النووي المتفجر. مع ظهور ما يسمى بالقنبلة الهيدروجينية، القائمة على تفاعل الاندماج النووي الحراري، تم إنشاء مصطلح شائع لها - القنبلة النووية.

القنبلة النووية هي قنبلة طائرات بها شحنة نووية لها قوة تدميرية كبيرة. أسقطت الطائرات الأمريكية أول قنبلتين نوويتين، بما يعادل حوالي 20 كيلوطن من مادة تي إن تي لكل منهما، على مدينتي هيروشيما وناجازاكي اليابانيتين، على التوالي، في السادس والتاسع من أغسطس عام 1945، وتسببتا في خسائر بشرية ودمار هائلين. تحتوي القنابل النووية الحديثة على ما يعادل مادة تي إن تي من عشرات إلى ملايين الأطنان.

الأسلحة النووية أو الذرية هي أسلحة متفجرة تعتمد على استخدام الطاقة النووية المنبعثة أثناء التفاعل النووي المتسلسل لانشطار النوى الثقيلة أو تفاعل الاندماج النووي الحراري للنوى الخفيفة.

يشير إلى أسلحة الدمار الشامل إلى جانب الأسلحة البيولوجية والكيميائية.

الأسلحة النووية هي مجموعة من الأسلحة النووية ووسائل إيصالها إلى الهدف ووسائل السيطرة عليها. يشير إلى أسلحة الدمار الشامل؛ لديه قوة تدميرية هائلة. وللسبب المذكور أعلاه، استثمرت الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي مبالغ ضخمة في تطوير الأسلحة النووية. بناءً على قوة الشحنات والمدى، تنقسم الأسلحة النووية إلى تكتيكية وتشغيلية واستراتيجية. إن استخدام الأسلحة النووية في الحرب أمر كارثي للإنسانية جمعاء.

الانفجار النووي هو عملية إطلاق فوري لكمية كبيرة من الطاقة النووية في حجم محدود.

يعتمد عمل الأسلحة الذرية على التفاعل الانشطاري للنوى الثقيلة (اليورانيوم 235، البلوتونيوم 239، وفي بعض الحالات، اليورانيوم 233).

يُستخدم اليورانيوم 235 في الأسلحة النووية لأنه، على عكس النظائر الأكثر شيوعًا اليورانيوم 238، من الممكن حدوث تفاعل نووي متسلسل ذاتي الاستدامة فيه.

يُطلق على البلوتونيوم 239 أيضًا اسم "البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة" لأنه فهو مخصص لصنع أسلحة نووية ويجب أن لا يقل محتوى نظير 239Pu عن 93.5%.

لتعكس بنية وتكوين القنبلة الذرية، سنقوم كنموذج أولي بتحليل قنبلة البلوتونيوم "الرجل السمين" (الشكل 1) التي أسقطت في 9 أغسطس 1945 على مدينة ناغازاكي اليابانية.

انفجار القنبلة الذرية

الشكل 1 – القنبلة الذرية "الرجل السمين"

تصميم هذه القنبلة (نموذجي لذخائر البلوتونيوم أحادية الطور) هو تقريبًا كما يلي:

البادئ النيوتروني عبارة عن كرة يبلغ قطرها حوالي 2 سم مصنوعة من البريليوم، ومغطاة بطبقة رقيقة من سبيكة الإيتريوم بولونيوم أو معدن البولونيوم 210 - المصدر الرئيسي للنيوترونات لتقليل الكتلة الحرجة بشكل حاد وتسريع ظهور النيوترونات. رد فعل. يتم تشغيله في اللحظة التي يتم فيها نقل النواة القتالية إلى حالة فوق حرجة (أثناء الضغط، يتم خلط البولونيوم والبريليوم مع إطلاق عدد كبير من النيوترونات). حاليًا، بالإضافة إلى هذا النوع من البدء، يعد البدء النووي الحراري (TI) أكثر شيوعًا. البادئ النووي الحراري (TI). يقع في مركز الشحنة (على غرار NI) حيث توجد كمية صغيرة من المواد النووية الحرارية، يتم تسخين مركزها بواسطة موجة صدمة متقاربة وأثناء التفاعل النووي الحراري، على خلفية درجات الحرارة الناتجة، يتم إنتاج عدد كبير من النيوترونات، وهو ما يكفي لبدء النيوترونات في التفاعل المتسلسل (الشكل 2).

البلوتونيوم. يتم استخدام أنقى نظائر البلوتونيوم 239، على الرغم من أنه لزيادة استقرار الخواص الفيزيائية (الكثافة) وتحسين انضغاط الشحنة، يتم تطعيم البلوتونيوم بكمية صغيرة من الغاليوم.

قذيفة (عادة ما تكون مصنوعة من اليورانيوم) تعمل بمثابة عاكس للنيوترون.

غلاف ضغط من الألومنيوم. يوفر تجانسًا أكبر للضغط بواسطة موجة الصدمة، بينما يحمي في نفس الوقت الأجزاء الداخلية للشحنة من الاتصال المباشر بالمتفجرات والمنتجات الساخنة لتحللها.

مادة متفجرة ذات نظام تفجير معقد يضمن التفجير المتزامن للمادة المتفجرة بأكملها. يعد التزامن ضروريًا لإنشاء موجة صدمة ضغطية كروية تمامًا (موجهة داخل الكرة). تؤدي الموجة غير الكروية إلى قذف المادة الكروية من خلال عدم التجانس واستحالة تكوين كتلة حرجة. كان إنشاء مثل هذا النظام لوضع المتفجرات والتفجير في وقت ما من أصعب المهام. يتم استخدام مخطط مشترك (نظام العدسات) للمتفجرات "السريعة" و"البطيئة".

يتكون الجسم من عناصر دورالومين مختومة - غطاءان كرويان وحزام متصلان بمسامير.

الشكل 2 - مبدأ تشغيل قنبلة البلوتونيوم

مركز الانفجار النووي هو النقطة التي يحدث عندها الوميض أو يقع مركز الكرة النارية، ومركز الزلزال هو انعكاس مركز الانفجار على سطح الأرض أو الماء.

تعتبر الأسلحة النووية أقوى وأخطر أنواع أسلحة الدمار الشامل، حيث تهدد البشرية جمعاء بدمار غير مسبوق وإبادة الملايين من البشر.

إذا حدث انفجار على الأرض أو قريب جدًا من سطحها، فإن جزءًا من طاقة الانفجار ينتقل إلى سطح الأرض على شكل اهتزازات زلزالية. تحدث ظاهرة تشبه الزلزال في خصائصها. ونتيجة لهذا الانفجار تتشكل موجات زلزالية تنتشر عبر سماكة الأرض على مسافات طويلة جدًا. يقتصر التأثير المدمر للموجة على نصف قطر عدة مئات من الأمتار.

نتيجة لارتفاع درجة حرارة الانفجار للغاية، يتم إنشاء وميض مشرق من الضوء، وشدته أكبر بمئات المرات من شدة ضوء الشمس الساقط على الأرض. ينتج الفلاش كمية هائلة من الحرارة والضوء. يسبب الإشعاع الضوئي احتراقًا تلقائيًا للمواد القابلة للاشتعال وحروقًا جلدية لدى الأشخاص داخل دائرة نصف قطرها عدة كيلومترات.

الانفجار النووي ينتج الإشعاع. يستمر لمدة دقيقة تقريبًا ويتمتع بقوة اختراق عالية لدرجة أنه يلزم توفير ملاجئ قوية وموثوقة للحماية منه من مسافة قريبة.

يمكن للانفجار النووي أن يدمر أو يعطل على الفور الأشخاص غير المحميين والمعدات والهياكل والأصول المادية المختلفة. العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي (NFE) هي:

هزة أرضية؛

الإشعاع الضوئي

اختراق الإشعاع

التلوث الإشعاعي للمنطقة؛

النبض الكهرومغناطيسي (EMP).

أثناء انفجار نووي في الغلاف الجوي، يكون توزيع الطاقة المنطلقة بين PFYVs تقريبًا كما يلي: حوالي 50% لموجة الصدمة، و35% للإشعاع الضوئي، و10% للتلوث الإشعاعي، و5% للإشعاع المخترق والإشعاع الكهرومغناطيسي.

يحدث التلوث الإشعاعي للأشخاص والمعدات العسكرية والتضاريس والأشياء المختلفة أثناء الانفجار النووي بسبب شظايا انشطار المادة المشحونة (Pu-239، U-235) والجزء غير المتفاعل من الشحنة المتساقطة من سحابة الانفجار أيضًا كالنظائر المشعة التي تتشكل في التربة وغيرها من المواد تحت تأثير النشاط الناجم عن النيوترونات. مع مرور الوقت، يتناقص نشاط الشظايا الانشطارية بسرعة، خاصة في الساعات الأولى بعد الانفجار. على سبيل المثال، إجمالي نشاط الشظايا الانشطارية في انفجار سلاح نووي بقوة 20 كيلو طن بعد يوم واحد سيكون عدة آلاف من المرات أقل من دقيقة واحدة بعد الانفجار.

تحليل فعالية التطبيق المتكامل لتدابير الحماية من الضوضاء لزيادة استقرار عمل معدات الاتصالات في ظروف التدابير المضادة لراديو العدو

مع الأخذ بعين الاعتبار مستوى المعدات التقنية، سيتم إجراء تحليل لقوات ووسائل الحرب الإلكترونية لكتيبة الاستطلاع والحرب الإلكترونية (R وEW) التابعة للفرقة الآلية (md) بالجيش. وتضم كتيبة الاستطلاع والحرب الإلكترونية التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية)