Ugunduzi wa Albert Einstein wa uwezo wa dutu kutoa kiasi kikubwa cha nishati katika kiwango cha atomiki uliashiria mwanzo wa fizikia ya nyuklia. Katika miaka ya 1930, watafiti waliiga mlipuko wa nyuklia wa angani kwenye maabara, lakini uzoefu ulipata maisha ya amani yaliyohatarisha Duniani.
Kanuni ya uendeshaji
Kwa mlipuko wa nyuklia wa hewa, unahitaji kuunda hali fulani zinazosababisha mlipuko. Kawaida, TNT au RDX hutumiwa kama vimumunyisho, chini ya ushawishi ambao dutu ya mionzi (kawaida uranium au plutonium) hubanwa kwa wingi muhimu ndani ya sekunde 10, na kisha kutolewa kwa nguvu hutokea. Ikiwa bomu ni thermonuclear, basi mchakato wa mabadiliko ya vipengele vya mwanga ndani ya nzito hufanyika ndani yake. Nishati iliyotolewa katika kesi hii hubeba mlipuko mkubwa zaidi.
Kinu cha nyuklia kinaweza pia kutumika kwa madhumuni ya amani, kwa kuwa mpasuko unaweza kudhibitiwa. Kwa hili, vifaa vinavyochukua neutroni hutumiwa. Michakato inayotokea katika ufungaji huo ni daima katika usawa. Hataikiwa kuna mabadiliko madogo katika vigezo, mfumo unazizima kwa wakati na kurudi kwenye hali ya uendeshaji. Katika hali za dharura, vipengee huwekwa upya kiotomatiki ili kusimamisha mwitikio wa msururu.
Tabia ya kwanza
Iligunduliwa na Einstein na kuchunguzwa zaidi na wanafizikia wa nyuklia, uchapishaji wa nishati uliyovutia sio tu wanasayansi, bali pia jeshi. Uwezekano wa kupata silaha mpya zinazoweza kuunda milipuko yenye nguvu kutoka kwa nyenzo kidogo ulisababisha majaribio ya vipengee vyenye mionzi.
kimwili, uwezekano wa mlipuko wenye athari kubwa ya uharibifu ulithibitishwa na mwanasayansi Mfaransa Joliot-Curie. Aligundua mmenyuko wa mnyororo, ambao ukawa chanzo chenye nguvu cha nishati. Zaidi ya hayo, alipanga kufanya majaribio na deuterium oxide, lakini katika hali ya Vita vya Kidunia vya pili haikuwezekana kufanya huko Ufaransa, kwa hivyo katika siku zijazo, wanasayansi wa Uingereza walichukua maendeleo ya silaha za atomiki.
Kifaa cha kwanza cha vilipuzi kilijaribiwa katika msimu wa joto wa 1945 huko Amerika. Kwa viwango vya leo, bomu lilikuwa na nguvu kidogo, lakini wakati huo matokeo yalizidi matarajio yote. Nguvu ya mlipuko na athari kwenye eneo jirani ilikuwa kubwa sana.
matokeo
Majaribio yalifanywa ili kubaini sifa za mlipuko wa nyuklia ya anga. Wale waliokuwepo baadaye walieleza walichokiona. Waliona nukta yenye kung'aa kwa umbali wa kilomita mia kadhaa. Kisha ikageuka kuwa mpira mkubwa, sauti kubwa sana ilisikika, na kwa kilomitawimbi la mshtuko lilizunguka. Puto ililipuka, na kuacha nyuma wingu la kilomita kumi na mbili katika umbo la uyoga. Kreta ilibakia kwenye tovuti ya mlipuko, ikipanua makumi ya mita kwa kina na upana. Ardhi iliyomzunguka kwa mamia kadhaa ya mita iligeuka kuwa udongo usio na uhai, wenye shimo.
Joto la hewa wakati wa mlipuko wa nyuklia liliongezeka sana, na angahewa yenyewe ilionekana kuwa nzito. Hii ilisikika hata kwa mashuhuda wa macho ambao walikuwa mbali na kitovu kwenye makazi. Kiwango cha kile walichokiona kilikuwa cha kushangaza, kwa sababu hakuna mtu aliyefikiria ni nguvu gani wangekabili. Ilihitimishwa kuwa majaribio yalifaulu.
Sababu za uharibifu za mlipuko wa nyuklia wa hewa
Jeshi lilitambua mara moja kwamba silaha mpya inaweza kuamua matokeo ya vita vyovyote. Lakini wakati huo hakuna mtu aliyefikiria juu ya athari za sababu za uharibifu za mlipuko wa nyuklia. Wanasayansi walizingatia tu yale yaliyo dhahiri zaidi kati yao:
- wimbi la mshtuko;
- utoaji mwanga.
Wakati huo hakuna aliyejua kuhusu uchafuzi wa mionzi na mionzi ya ionizing, ingawa baadaye ilikuwa mionzi ya kupenya ambayo ilionekana kuwa hatari zaidi. Kwa hivyo, ikiwa uharibifu na uharibifu uliwekwa ndani kwa umbali wa mita mia kadhaa kutoka kwa kitovu cha mlipuko wa nyuklia wa hewa, basi eneo la utawanyiko wa bidhaa za kuoza kwa mionzi lilipanuliwa kwa mamia ya kilomita. Mtu alipata mfiduo wa kwanza, ambao ulizidishwa na kuanguka kwa mionzi katika maeneo ya karibu.
Pia, wanasayansi bado hawakujua hilo chini ya ushawishiWimbi la mshtuko wa hewa wa mlipuko wa nyuklia huzalisha mpigo wa sumakuumeme ambao unaweza kuzima vifaa vyote vya elektroniki kwa umbali wa mamia ya kilomita. Kwa hivyo, wajaribu wa kwanza hawakuweza hata kufikiria jinsi silaha iliundwa, na jinsi matokeo ya matumizi yake yanaweza kuwa mabaya.
Aina za milipuko
Milipuko ya nyuklia ya hewa hufanywa katika urefu wa troposphere, yaani, ndani ya kilomita 10 juu ya uso wa dunia. Lakini kando yao, kuna aina zingine, kwa mfano:
- Ya nchi kavu au juu ya maji inayoendeshwa juu ya uso wa dunia au maji, mtawalia. Mpira wa moto unaopanuka kutoka kwa mweko, huku unaonekana kama jua linachochomoza kutoka nyuma ya upeo wa macho.
- Muinuko wa juu, unaoendeshwa katika angahewa. Wakati huo huo, mwako wa kung'aa una ukubwa mkubwa sana, unaning'inia angani na haugusi uso wa dunia au maji.
- Chini ya ardhi au chini ya maji hutokea katika unene wa gome la dunia au kwa kina. Kwa kawaida hakuna mweko.
- Nafasi. Haya hutokea mamia ya kilomita kutoka kwenye dunia, nje ya nafasi ya sayari na huambatana na wingu la molekuli zinazong'aa.
Aina tofauti hutofautiana sio tu katika mweko, lakini pia katika sifa zingine za nje, pamoja na sababu za uharibifu, ukubwa wa mlipuko, matokeo yake na matokeo.
Jaribio la ardhini
Mabomu ya kwanza yalijaribiwa moja kwa moja kwenye uso wa dunia. Ni aina hizi za milipuko ambayo huambatana na wingu tofauti la uyoga ndanihewa na kreta inayoenea kwa makumi kadhaa au hata mamia ya mita kwenye udongo. Mlipuko wa ardhi unaonekana kuwa wa kutisha zaidi, kwani wingu linalozunguka juu ya ardhi huvutia sio vumbi tu, bali pia sehemu kubwa ya udongo, ambayo inafanya kuwa karibu nyeusi. Chembe za udongo huchanganyika na vipengele vya kemikali kisha huanguka chini, jambo ambalo hufanya eneo hilo kuchafuliwa kwa njia ya mionzi na kutoweza kukalika kabisa. Kwa madhumuni ya kijeshi, hii inaweza kutumika kuharibu majengo yenye nguvu au vitu, kuambukiza maeneo makubwa. Athari ya uharibifu ndiyo yenye nguvu zaidi.
Milipuko ya uso
Majaribio pia hufanywa juu ya uso wa uso wa maji. Katika hali hii, wingu litajumuisha vumbi la maji, ambalo hupunguza nguvu ya mionzi ya mwanga, lakini hubeba chembe za mionzi kwa umbali mkubwa, kwa sababu hiyo zinaweza kuanguka pamoja na mvua kilomita elfu kutoka tovuti ya majaribio.
Kwa madhumuni ya kijeshi, hii inaweza kutumika kuharibu vituo vya majini, bandari na meli, au kuchafua maji na pwani.
Milipuko ya anga
Aina hii inaweza kuzalishwa kwa umbali mkubwa kutoka ardhini (katika hali ambayo inaitwa juu) au kwa umbali mdogo (chini). Kadiri mlipuko unavyoongezeka, ndivyo wingu linaloinuka linavyokuwa na ufanano mdogo na umbo la uyoga, kwa kuwa safu ya vumbi kutoka ardhini haifikii.
Mwako katika umbo hili unang'aa sana, kwa hivyo unaweza kuonekana mamia ya kilomita kutoka kwenye kitovu. Mpira wa moto unaolipuka kutoka humo na halijoto iliyopimwa ndanimamilioni ya nyuzi joto, huinuka na kutuma mionzi yenye nguvu ya mwanga. Haya yote yanaambatana na sauti kubwa, inayokumbusha kwa uwazi sauti ya radi.
Mpira unapopoa, hubadilika na kuwa wingu, ambalo hutengeneza mkondo wa hewa unaochukua vumbi kutoka kwenye uso. Nguzo inayotokana inaweza kufikia wingu ikiwa sio juu sana juu ya ardhi. Wingu linapoanza kupotea, mtiririko wa hewa hupungua.
Kutokana na mlipuko kama huo, vitu vilivyo angani, miundo na watu walio karibu nayo wanaweza kugongwa.
Matumizi ya vita
Hiroshima na Nagasaki ndio miji pekee ambayo silaha za nyuklia zilitumiwa. Mkasa uliotokea hapo haukuwa na kifani.
Wakazi walikumbana na athari ya mlipuko wa nyuklia wa angani ulioanzishwa kwa umbali mfupi kutoka kwenye uso wa dunia na kuainishwa kuwa wa chini. Wakati huo huo, miundombinu iliharibiwa kabisa, karibu watu elfu 200 walikufa. Theluthi mbili yao walikufa papo hapo. Wale waliokuwa kwenye kitovu hicho, walijitenga na kuwa molekuli kutokana na halijoto ya kutisha. Utoaji mwangaza kutoka kwao uliacha vivuli kwenye kuta.
Watu ambao walikuwa mbali zaidi na kitovu walikufa kutokana na wimbi la mshtuko na mionzi ya gamma ya mlipuko wa nyuklia. Baadhi ya walionusurika walipokea kipimo chenye hatari cha mionzi, lakini madaktari bado hawakujua kuhusu ugonjwa wa mionzi, kwa hiyo hakuna mtu aliyeelewa kwa nini, baada ya dalili za kufikiria za kupona, hali ya wagonjwa ilizidi kuwa mbaya. Madaktari walizingatiakuhara damu, lakini ndani ya wiki 3-8, wagonjwa waliopata kutapika sana walikufa. Ugonjwa wa ajabu wa manusura wa milipuko ya mabomu ya atomiki ya Hiroshima na Nagasaki ulikuwa msukumo wa kuanza kwa utafiti katika uwanja wa dawa za nyuklia.
Milipuko ya mwinuko wa juu
Baada ya kulipuliwa kwa miji ya Japani, silaha za nyuklia hazikutumiwa kwa madhumuni ya mapigano, lakini utafiti kuhusu uwezo wao uliendelea katika maeneo mbalimbali. Mazoezi ya anga yalifanya iwezekane kuelewa kinachotokea wakati mlipuko unatokea kwa urefu. Ilibadilika kuwa wakati kituo iko kilomita 10 kutoka kwa uso wa dunia, wimbi ndogo la mlipuko wa nyuklia hutokea, lakini mionzi ya mwanga na mionzi huongezeka kwa wakati mmoja. Kadiri mlipuko unavyoongezeka, ndivyo ionization inavyoongezeka, ambayo inaambatana na kushindwa kwa vifaa vya redio.
Kutoka juu ya uso, yote inaonekana kama mwako mkubwa unaongaa, ikifuatiwa na wingu la molekuli zinazoyeyuka za hidrojeni, kaboni na nitrojeni. Mtiririko wa hewa haufiki chini, kwa hivyo hakuna safu ya vumbi. Pia, kwa kweli hakuna uchafuzi wa eneo hilo, kwa kuwa raia wa anga husogea hafifu kwenye mwinuko, kwa hivyo madhumuni ya mlipuko huo wa nyuklia inaweza kuwa kuharibu ndege, makombora au satelaiti.
Majaribio ya chinichini
Hivi karibuni, kumekuwa na makubaliano kati ya nchi zinazodhibiti majaribio ya nyuklia na kuhitaji kufanywa chini ya ardhi pekee, ambayo hupunguza uchafuzi wa mazingira na maeneo yasiyoweza kukaliwa yanayoundwa karibu na maeneo ya majaribio.
Majaribio ya chinichini yanachukuliwa kuwa hatari zaidi, tangu hatua hiyosababu zote za uharibifu husababisha kuzaliana. Wakati huo huo, haiwezekani kuona mwanga mkali au wingu la uyoga, safu tu ya vumbi inabaki kutoka kwake. Lakini wimbi la mshtuko husababisha tetemeko la ardhi na kuanguka kwa udongo. Kawaida hutumiwa kwa madhumuni ya amani, kutatua shida za kiuchumi za kitaifa. Kwa mfano, kwa njia hii unaweza kuharibu safu za milima au kuunda hifadhi za maji.
Jaribio la chini ya maji
Milipuko chini ya maji ina matokeo mabaya zaidi. Kwanza, safu ya dawa inaonekana, ikipanda hadi wingu la ukungu wa mionzi. Wakati huo huo, mawimbi ya urefu wa mita huundwa juu ya uso wa maji, kuharibu meli na miundo ya chini ya maji. Kisha maeneo ya karibu yanachafuliwa kutokana na wingu linalotawanya kunyesha mvua yenye miale.
Hatua za kinga
Mlipuko wa nyuklia huua kila kitu kwenye njia yake na kuharibu vitu vyote muhimu. Watu walionaswa katika kitovu chake hawana njia ya kutoroka, wanateketea chini mara moja. Hifadhi ya mabomu haina maana kabisa, kwani itaharibiwa mara moja.
Wale tu walio mbali vya kutosha na mlipuko ndio wanaoweza kutoroka. Kwa umbali wa zaidi ya kilomita 1-3 kutoka kwa kitovu, inawezekana kuepuka athari za wimbi la mshtuko, lakini kwa hili ni muhimu kupata haraka makao ya kuaminika mara tu flash mkali hutokea. Mtu ana kutoka sekunde 2 hadi 8 kufanya hivyo, kulingana na umbali. Katika makao, hit moja kwa moja ya mionzi ya gamma haitatokea, lakini bado kuna uwezekano mkubwa sana wa uchafuzi wa mionzi. Unaweza kupunguza hatari ya ugonjwa wa mionzi kwa kutumia vifaa vya kinga binafsi na kuepuka kugusabidhaa zozote kwenye eneo.
Silaha za nyuklia ni mojawapo ya uvumbuzi wa kutisha zaidi wa wanadamu. Inatumiwa kwa madhumuni ya amani, inaweza kuwa na manufaa makubwa, lakini matumizi yake ya kijeshi ni tishio la kutisha kwa maisha duniani. Mwitikio wa msururu ambao umeanza hauwezi kukomeshwa, kwa hivyo kuna mkataba wa kutokomeza silaha za nyuklia ulioundwa ili kulinda sayari dhidi ya maafa.
