Что Будет, Если Наступит Ядерная Война

Ядерное оружие Израиля!!! Чудеса изворотливости!

Субтитры

Несмотря на то, что холодная война закончилась уже около 30 лет назад, пока существует ядерное оружие, всегда присутствует опасность его применения. Отсюда возникает логичный вопрос: сможет ли человечество пережить ядерную войну? Сейчас мы попробуем разобраться в этом вопросе. Начиная еще с 1950-х годов, США и СССР создали невероятный арсенал ядерного оружия, суммарная мощность которого превышает в тысячи раз ядерный заряд, который был сброшен на японскую Хиросиму. Считается, что если наступит ядерная война, то подавляющая масса ядерных зарядов будет сброшена на крупные и средние города, так как там сконцентрирована большая часть населения. Сбрасывать бомбы на пусковые шахты ядерных ракет предполагаемого противника нецелесообразно, поскольку они хорошо замаскированы и защищены. Весь обмен ядерными ударами продлится не более нескольких часов, то есть события буду развиваться достаточно стремительно. Поскольку в городской черте много различных горючих материалов, таких как пластик, дерево, бетон и даже метал, то города погрузятся в хаос пожаров. В результате горения большого количества материалов, будет образовываться пепел, который закроет большую часть неба. В результате этого, на земле воцарится так называемая "ядерная зима", которая продлится по разным оценкам от нескольких месяцев, до двух-трех лет. Из-за того, что количество солнечных лучей, попадающих на землю, существенно уменьшится, весь климат будет перестраивается и на земле в целом станет холоднее. Поэтому, многие обитатели флоры и фауны погибнут, особенно из экваториальной зоны, где круглогодично стоит теплая погода. Ядерная война приведет к невероятным человеческим жертвам. Причем поражающих причин будет несколько: огонь, радиация, голод и холод. Многие города опустеют и примут вид тех, которые часто показывают в различных апокалипсических фильмах. Выжившее население начнет заселяться в отдаленных частях своих стран, так как ядерных ударов по таким локациям не будет, и там останутся возможности для выживания. Радиационный фон в крупных городах будет еще десятилетиями отравлять все живое вокруг. В конце концов, он постепенно размажется по всей земле, но выживших людей эта радиация затронет не сильно. Основная жизнь будет возрождаться и налаживаться в северных и южных частях полушарий, таких как центральная и северная Россия, Канада, Австралия, Центральная Африка и южная часть Южной Америки. Государственный строй полностью поменяется, и многие страны будут раздроблены на мелкие конфедерации. В первые полгода после ядерного апокалипсиса наступит сильный голод и радиационные болезни у выживших. Все это приведет к еще большему уменьшению населения. Логистика и транспорт откатятся на 100 лет назад, что существенно замедлит темпы жизни и такие понятия, как глобальное потребление, просто перестанут существовать. В ближайшие годы после ядерной войны не будет никаких войн, так как люди сосредоточатся на своем выживании, и страны будут вести активную торговлю между собой. Бумажные деньги исчезнут и их заменят совсем другие мерила ценности. Это может быть золото, чистая вода, или даже батарейки. Считается, что связь у людей останется, включая интернет. Ведь он первоначально создавался по заказу военных, как способ связи в случае глобальной ядерной войны. Крупная промышленность в первые годы практически полностью обвалится и люди сконцентрируются на сельском хозяйстве, добыче руд и животноводстве. В целом понадобится несколько десятков лет, чтобы земля начала оправляться от последствий такой масштабной катастрофы. А по мнению многих ученых, ее последствия в какой-то мере перестанут ощущаться только через 100 лет. Именно через этот срок природа и климат смогут частично восстановится, а людские ресурсы начнут возобновляться.

Принцип действия

В основу ядерного оружия положены неуправляемая цепная реакция деления тяжёлых ядер и реакции термоядерного синтеза.

Для осуществления цепной реакции деления используются либо уран-235 , либо плутоний-239 , либо, в отдельных случаях, уран-233 . Уран в природе встречается в виде двух основных изотопов - уран-235 (0,72 % природного урана) и уран-238 - всё остальное (99,2745 %). Обычно встречается также примесь из урана-234 (0,0055 %), образованная распадом урана-238. Однако, в качестве делящегося вещества можно использовать только уран-235. В уране-238 самостоятельное развитие цепной ядерной реакции невозможно (поэтому он и распространен в природе). Для обеспечения «работоспособности» ядерной бомбы содержание урана-235 должно быть не ниже 80 %. Поэтому при производстве ядерного топлива для повышения доли урана-235 и применяют сложный и крайне затратный процесс обогащения урана . В США степень обогащенности оружейного урана (доля изотопа 235) превышает 93 % и иногда доводится до 97,5 %.

Альтернативой процессу обогащения урана служит создание «плутониевой бомбы» на основе изотопа плутоний-239 , который для увеличения стабильности физических свойств и улучшения сжимаемости заряда обычно легируется небольшим количеством галлия . Плутоний вырабатывается в ядерных реакторах в процессе длительного облучения урана-238 нейтронами. Аналогично уран-233 получается при облучении нейтронами тория . В США ядерные боеприпасы снаряжаются сплавом 25 или Oraloy, название которого происходит от Oak Ridge (завод по обогащению урана) и alloy (сплав). В состав этого сплава входит 25 % урана-235 и 75 % плутония-239.

Виды ядерных взрывов

Ядерные взрывы могут быть следующих видов :

• высотный и воздушный взрывы (в воздухе и в космосе)
• наземный взрыв (у самой земли)
• подземный взрыв (под поверхностью земли)
• надводный (у поверхности воды)
• подводный (под водой)

Поражающие факторы

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв , поражающими факторами которого являются:

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений. Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.

Классификация ядерных боеприпасов

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории:

• «Атомные» - однофазные или одноступенчатые взрывные устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции деления тяжёлых ядер (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

• Термоядерное оружие (также «водородные») - двухфазные или двухступенчатые взрывные устройства, в которых последовательно развиваются два физических процесса, локализованных в различных областях пространства: на первой стадии основным источником энергии является реакция деления тяжёлых ядер, а на второй реакции деления и термоядерного синтеза используются в различных пропорциях, в зависимости от типа и настройки боеприпаса.

Реакция термоядерного синтеза, как правило, развивается внутри делящейся сборки и служит мощным источником дополнительных нейтронов. Только ранние ядерные устройства в 40-х годах XX в., немногочисленные бомбы пушечной сборки в 1950-х, некоторые ядерные артиллерийские снаряды, а также изделия ядерно-технологически слаборазвитых государств (ЮАР, Пакистан, КНДР) не используют термоядерный синтез в качестве усилителя мощности ядерного взрыва. Вопреки устойчивому стереотипу, в термоядерных (то есть двухфазных) боеприпасах бо́льшая часть энергии (до 85 %) выделяется за счёт деления ядер урана-235/плутония-239 и/или урана-238. Вторая ступень любого такого устройства может быть оснащена тампером из урана-238, который эффективно делится от быстрых нейтронов реакции синтеза. Так достигается многократное увеличение мощности взрыва и чудовищный рост количества радиоактивных осадков. С лёгкой руки Р. Юнга, автора знаменитой книги «Ярче тысячи солнц », написанной в 1958 году по «горячим следам» Манхэттенского проекта , такого рода «грязные» боеприпасы принято называть FFF (fusion-fission-fusion) или трёхфазными. Однако этот термин не является вполне корректным. Почти все «FFF» относится к двухфазным и отличаются только материалом тампера, который в «чистом» боеприпасе может быть выполнен из свинца, вольфрама и т. д. Исключением являются устройства типа «Слойки» Сахарова , которые следует отнести к однофазным, хотя они имеют слоистую структуру взрывчатого вещества (ядро из плутония - слой дейтерида лития-6 - слой урана 238). В США такое устройство получило название Alarm Clock (Часы с будильником). Схема последовательного чередования реакций деления и синтеза реализована в двухфазных боеприпасах, в которых можно насчитать до 6 слоев при весьма «умеренной» мощности. Примером служит относительно современная боеголовка W88 , в которой первая секция (primary) содержит два слоя, вторая секция (secondary) имеет три слоя, и ещё одним слоем является общая для двух секций оболочка из урана-238 (см. рисунок).

• Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие - двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50-75 % энергии получается за счёт термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход нейтронов при взрывах однофазных ядерных взрывных устройств сравнимой мощности. За счёт этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30 % от общего энерговыхода), что может быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы. Следует отметить мифический характер представлений о том, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

Пушечная схема

«Пушечная схема» использовалась в некоторых моделях ядерного оружия первого поколения. Суть пушечной схемы заключается в выстреливании зарядом пороха одного блока делящегося материала докритической массы («пуля») в другой - неподвижный («мишень»). Блоки рассчитаны так, что при соединении их общая масса становится надкритической.

Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет на два порядка более высокий нейтронный фон, что резко повышает вероятность преждевременного развития цепной реакции до соединения блоков. Это приводит к неполному выходу энергии (т. н. «шипучка », англ. fizzle ). Для реализации пушечной схемы в плутониевых боеприпасах требуется увеличение скорости соединения частей заряда до технически недостижимого уровня. Кроме того, уран лучше, чем плутоний, выдерживает механические перегрузки.

Классическим примером такой схемы является бомба «Малыш » («Little Boy»), сброшенная на Хиросиму 6 августа г. Уран для её производства был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо). В бомбе «Little Boy» для этой цели использовался укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра 16,4 см, при этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигалась цилиндрическая «пуля» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такая «интуитивно непонятная» конструкция была выбрана для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя («тампера»). В результате риск преждевременного начала цепной реакции деления с неполным энерговыделением снижался до нескольких процентов.

Позднее на базе этой схемы американцы изготовили 240 артиллерийских снарядов в трёх производственных сериях. Снаряды эти выстреливались из обычной пушки . К концу 60-х все эти заряды были уничтожены, из-за большой вероятности ядерного самоподрыва.

Имплозивная схема

Эта схема детонации подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом химической взрывчатки. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы, и подрыв производится одновременно во многих точках с высокой точностью. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Формирование сходящейся ударной волны обеспечивалось использованием взрывных линз из «быстрой» и «медленной» взрывчаток - ТАТВ (Триаминотринитробензол) и баратола (смесь тринитротолуола с нитратом бария), и некоторыми добавками) (см. анимацию).

По такой схеме был исполнен и первый ядерный заряд (ядерное устройство «Gadget» (англ. gadget - приспособление), взорванный на башне в испытательных целях в ходе испытаний с выразительным названием «Trinity» («Троица») 16 июля 1945 года на полигоне неподалеку от местечка Аламогордо в штате Нью-Мексико), и вторая из примененных в военных целях атомных бомб - «Толстяк » («Fat Man»), сброшенная на Нагасаки 9 августа 1945 года. Фактически, «Gadget» был лишенным внешней оболочки прототипом бомбы «Толстяк». В этой первой атомной бомбе в качестве нейтронного инициатора был использован так называемый «ёжик» (англ. urchin ). (Технические подробности см. в статье «Толстяк ».) Впоследствии эта схема была признана малоэффективной, и неуправляемый тип нейтронного инициирования почти не применялся в дальнейшем.

В ядерных зарядах на основе реакции деления в центре полой сборки обычно размещается небольшое количество термоядерного топлива (дейтерий и тритий), которое нагревается и сжимается в процессе деления сборки до такого состояния, что в нём начинается термоядерная реакция синтеза. Эту газовую смесь необходимо непрерывно обновлять, чтобы скомпенсировать непрерывно идущий самопроизвольный распад ядер трития. Выделяющиеся при этом дополнительные нейтроны инициируют новые цепные реакции в сборке и возмещают убыль нейтронов, покидающих активную зону, что приводит к многократному росту энергетического выхода от взрыва и более эффективному использованию делящегося вещества. Варьируя содержание газовой смеси в заряде получают боеприпасы с регулируемой в широких пределах мощностью взрыва.

Конструкция типа «Swan»

Следует отметить, что описанная схема сферической имплозии является архаичной и с середины 1950-х годов почти не применяется. Принцип действия конструкции типа «Swan» (англ. swan - лебедь), основан на использовании делящейся сборки особой формы, которая в процессе инициированной в одной точке одним взрывателем имплозии, сжимается в продольном направлении и превращается в надкритическую сферу. Сама оболочка состоит из нескольких слоёв взрывчатого вещества с разной скоростью детонации, которую изготавливают на основе сплава гексогена и пластика в нужной пропорции и наполнителя - пенополистирола, так что между ним и находящейся внутри ядерной сборкой остается заполненное пенополистиролом пространство. Это пространство вносит нужную задержку за счёт того, что скорость детонации взрывчатки превышает скорость движения ударной волны в пенополистироле. Форма заряда сильно зависит от скоростей детонации слоёв оболочки и скоростью распространения взрывной волны в полистироле, которая в данных условиях гиперзвуковая. Ударная волна от внешнего слоя взрывчатки достигает внутреннего сферического слоя единовременно по всей поверхности. Существенно более лёгкий тампер выполняется не из урана-238, а из хорошо отражающего нейтроны бериллия. Можно предположить, что необычное название данной конструкции - «Лебедь» (первое испытание - Inca в 1956 г.) было подсказано формой шеи лебедя. Таким образом оказалось возможным отказаться от сферической имплозии и, тем самым, решить крайне сложную проблему субмикросекундной синхронизации взрывателей на сферической сборке и таким образом упростить и уменьшить диаметр имплозивного ядерного боеприпаса с 2 м у бомбы «Толстяк » до 30 см и менее. На случай случайного срабатывания детонатора существует несколько превентивных мер предотвращающих равномерное обжатие сборки и её разрушение без ядерного взрыва.

Термоядерные боеприпасы

Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципе деления тяжёлых элементов, ограничивается десятками килотонн. Энерговыход (англ. yield ) однофазного боеприпаса, усиленного термоядерным топливом внутри делящейся сборки (Boosted fission weapon (англ.) русск. ), может достигать сотен килотонн. Создать однофазное устройство мегатонного класса практически невозможно, увеличение массы делящегося вещества не решает проблему. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в результате цепной реакции, раздувает сборку со скоростью порядка 1000 км/с, поэтому она быстро становится докритической и бо́льшая часть делящегося вещества не успевает прореагировать. Например, в сброшенной на город Нагасаки бомбе «Толстяк » успело прореагировать не более 20 % из 6,2 кг заряда плутония, а в уничтожившей Хиросиму бомбе «Малыш » с пушечной сборкой распалось только 1,4 % из 64 кг обогащенного примерно до 80 % урана. Самый мощный в истории однофазный (британский) боеприпас, взорванный в ходе испытаний Orange Herald в г., достиг мощности 720 кт.

Двухфазные боеприпасы позволяют повысить мощность ядерных взрывов до десятков мегатонн. Однако ракеты с разделяющимися боеголовками, высокая точность современных средств доставки и спутниковая разведка сделали устройства мегатонного класса практически ненужными. Тем более, что носители сверхмощных боеприпасов более уязвимы для систем ПРО и ПВО.

В двухфазном устройстве первая стадия физического процесса (primary ) используется для запуска второй стадии (secondary ), в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть конструкцией Теллера-Улама.

Энергия от детонации первичного заряда передаётся через специальный канал («interstage») в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского излучения и обеспечивает детонацию вторичного заряда посредством радиационной имплозии запального плутониевого или уранового элемента. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с нейтронным отражателем из урана-235 или урана-238, причём совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для деления тяжёлых ядер, а под воздействием нейтронов деления на ядра Li в составе дейтерида лития образуется тритий , который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием.

В первом двухфазном экспериментальном устройстве Иви Майк (Ivy Mike) (10,5 Мт в испытании 1952 г.) вместо дейтерида лития использовались сжиженный дейтерий и тритий, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся. Интересно отметить, что только термоядерный синтез обеспечил 97 % основного энерговыхода экспериментальной советской «Царь-бомбе » (она же «Кузькина мать»), взорванной в 1961 г. с абсолютно рекордным выходом энергии около 58 Мт. Наиболее эффективным по отношению мощность/вес двухфазным боеприпасом стал американский «монстр» Mark 41 с мощностью 25 Мт, который выпускался серийно для развёртывания на бомбардировщиках B-47 , B-52 и в варианте моноблока для МБР Титан-2 . Нейтронный отражатель этой бомбы был сделан из урана-238, поэтому она никогда не испытывалась в полном масштабе, во избежание масштабного радиационного загрязнения. При его замене на свинцовый мощность данного устройства понижалась до 3 Мт.

Является одним из самых удивительных, загадочных и страшных процессов. Принцип действия ядерного оружия основан на цепной реакции. Это такой процесс, сам ход которого инициирует его продолжение. Принцип действия водородной бомбы основывается на синтеза.

Атомная бомба

Ядра некоторых изотопов радиоактивных элементов (плутоний, калифорний, уран и других) способны распадаться, при этом захватывая нейтрон. После этого выделяется ещё два или три нейтрона. Разрушение ядра одного атома при идеальных условиях может привести к распаду ещё двух или трех, которые, в свою очередь, могут инициировать другие атомы. И так далее. Происходит лавинообразный процесс разрушения все большего числа ядер с высвобождением гигантского количества энергии разрыва атомных связей. При взрыве огромные энергии высвобождаются за сверхмалый промежуток времени. Происходит это в одной точке. Поэтому взрыв атомной бомбы является настолько мощным и разрушительным.

Чтобы инициировать начало цепной реакции, необходимо, чтобы количество радиоактивного вещества превысило критическую массу. Очевидно, что нужно взять несколько частей урана или плутония и соединить в одно целое. Однако чтобы вызвать взрыв атомной бомбы, этого недостаточно, потому что реакция прекратится раньше, чем выделится достаточное количество энергии, или процесс будет протекать медленно. Для того чтобы достичь успеха, необходимо не просто превысить критическую массу вещества, а сделать это в крайне малый промежуток времени. Лучше всего использовать несколько критических масс. Этого достигают с помощью применения других Причем чередуют быструю и медленную взрывчатки.

Первое ядерное испытание было проведено в июле 1945 года в США недалеко от местечка Алмогордо. В августе того же года американцы применили это оружие против Хиросима и Нагасаки. Взрыв атомной бомбы в городе привел к ужасным разрушениям и гибели большей части населения. В СССР атомное оружие было создано и испытано в 1949 году.

Водородная бомба

Является оружием с очень большой разрушительной силой. Принцип её действия основывается на которая представляет собой синтез из более легких атомов водорода тяжелых ядер гелия. При этом происходит высвобождение очень большого количества энергии. Эта реакция аналогична процессам, которые протекают на Солнце и других звездах. Термоядерный синтез легче всего проходит с использованием изотопов водорода (трития, дейтерия) и лития.

Испытание первого водородного боезаряда провели американцы в 1952 году. В современном понимании это устройство сложно назвать бомбой. Это было трехэтажное здание, заполненное жидким дейтерием. Первый взрыв водородной бомбы в СССР был произведен на полгода позже. Советский термоядерный боеприпас РДС-6 взорвали в августе 1953 года под Семипалатинском. Самую большую водородную бомбу мощностью 50 мегатонн (Царь-бомба) СССР испытал в 1961 году. Волна после взрыва боеприпаса обогнула планету три раза.