الإشعاع بعد انفجار القنبلة الهيدروجينية. القنبلة الهيدروجينية (النووية الحرارية): اختبار أسلحة الدمار الشامل

تعمل محطات الطاقة النووية على مبدأ إطلاق الطاقة النووية وحبسها. يجب السيطرة على هذه العملية. وتتحول الطاقة المنبعثة إلى كهرباء. تتسبب القنبلة الذرية في تفاعل متسلسل لا يمكن السيطرة عليه تمامًا، والكمية الهائلة من الطاقة المنطلقة تسبب دمارًا رهيبًا. اليورانيوم والبلوتونيوم ليسا من العناصر الضارة في الجدول الدوري، بل يؤديان إلى كوارث عالمية.

لفهم ما هي أقوى قنبلة ذرية على هذا الكوكب، سنتعلم المزيد عن كل شيء. تنتمي القنابل الهيدروجينية والذرية إلى الطاقة النووية. إذا قمت بدمج قطعتين من اليورانيوم، ولكن كتلة كل منهما أقل من الكتلة الحرجة، فإن هذا "الاتحاد" سوف يتجاوز الكتلة الحرجة بكثير. يشارك كل نيوترون في تفاعل متسلسل لأنه يقسم النواة ويطلق 2-3 نيوترونات أخرى، مما يسبب تفاعلات اضمحلال جديدة.

قوة النيوترون خارجة تمامًا عن سيطرة الإنسان. في أقل من ثانية، مئات المليارات من الاضمحلالات المتكونة حديثًا لا تطلق كميات هائلة من الطاقة فحسب، بل تصبح أيضًا مصادر للإشعاع المكثف. يغطي هذا المطر المشع الأرض والحقول والنباتات وجميع الكائنات الحية بطبقة سميكة. إذا تحدثنا عن الكوارث التي حدثت في هيروشيما، يمكننا أن نرى ذلك الجرام الواحد متفجروتسبب في وفاة 200 ألف شخص.

ويعتقد أن القنبلة الفراغية هي التي صنعت أحدث التقنياتيمكن أن تنافس النووية. الحقيقة هي أنه بدلاً من مادة TNT، يتم استخدام مادة غازية هنا، وهي أقوى بعشرات المرات. تعتبر قنبلة الطائرات عالية الطاقة أقوى قنبلة فراغية في العالم، وهي ليست سلاحًا نوويًا. يمكن أن تدمر العدو، لكن المنازل والمعدات لن تتضرر، ولن تكون هناك منتجات متحللة.

ما هو مبدأ عملها؟ مباشرة بعد إسقاطها من المفجر، يتم تفعيل المفجر على مسافة ما من الأرض. تم تدمير الجثة ورش سحابة ضخمة. عند خلطه بالأكسجين، يبدأ في اختراق أي مكان - في المنازل والمخابئ والملاجئ. يؤدي احتراق الأكسجين إلى خلق فراغ في كل مكان. عندما يتم إسقاط هذه القنبلة، يتم إنتاج موجة أسرع من الصوت للغاية ارتفاع درجة الحرارة.

الفرق بين القنبلة الفراغية الأمريكية والقنبلة الروسية

الاختلافات هي أن الأخير يمكنه تدمير العدو حتى في المخبأ باستخدام الرأس الحربي المناسب. وأثناء انفجار في الهواء، يسقط الرأس الحربي ويصطدم بالأرض بقوة، ويحفر إلى عمق يصل إلى 30 مترًا. بعد الانفجار تتشكل سحابة يمكن أن تخترق الملاجئ وتنفجر هناك مع زيادة حجمها. تمتلئ الرؤوس الحربية الأمريكية بمادة تي إن تي العادية، لذا فهي تدمر المباني. تدمر القنبلة الفراغية جسمًا محددًا لأن نصف قطره أصغر. لا يهم أي قنبلة هي الأقوى - أي منها يوجه ضربة مدمرة لا تضاهى تؤثر على جميع الكائنات الحية.

قنبلة هيدروجينية

القنبلة الهيدروجينية هي سلاح نووي رهيب آخر. إن مزيج اليورانيوم والبلوتونيوم لا يولد الطاقة فحسب، بل يولد أيضًا درجة الحرارة التي ترتفع إلى مليون درجة. تتحد نظائر الهيدروجين لتشكل نواة الهيليوم، مما يخلق مصدرًا هائلاً للطاقة. القنبلة الهيدروجينية هي الأقوى - وهذه حقيقة لا جدال فيها. ويكفي فقط أن نتصور أن انفجارها يعادل انفجار 3000 قنبلة ذرية في هيروشيما. في كل من الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي السابق، يمكن للمرء أن يحصي 40 ألف قنبلة ذات قوى مختلفة - النووية والهيدروجينية.

إن انفجار هذه الذخيرة يشبه العمليات التي تتم ملاحظتها داخل الشمس والنجوم. تقوم النيوترونات السريعة بتقسيم قذائف اليورانيوم للقنبلة نفسها بسرعة هائلة. لا يتم إطلاق الحرارة فحسب، بل يتم إطلاق الغبار المشع أيضًا. هناك ما يصل إلى 200 نظائر. إن إنتاج مثل هذه الأسلحة النووية أرخص من إنتاج الأسلحة النووية، ويمكن تعزيز تأثيرها عدة مرات حسب الرغبة. هذه هي أقوى قنبلة تم تفجيرها في الاتحاد السوفيتي في 12 أغسطس 1953.

عواقب الانفجار

نتيجة الانفجار قنبلة هيدروجينيةثلاثية في الطبيعة. أول ما يحدث هو ملاحظة موجة انفجارية قوية. وتعتمد قوتها على ارتفاع الانفجار ونوع التضاريس وكذلك على درجة شفافية الهواء. يمكن أن تتشكل عواصف نارية كبيرة لا تهدأ لعدة ساعات. وبعد الثانوية والأكثر نتيجة خطيرة، وهو ما يمكن أن يسببه الأقوى قنبلة نووية حرارية- هذا إشعاع إشعاعي وتلوث للمنطقة المحيطة لفترة طويلة.

بقايا مشعة من انفجار قنبلة هيدروجينية

عند حدوث انفجار، تحتوي الكرة النارية على العديد من الجزيئات المشعة الصغيرة جدًا التي يتم الاحتفاظ بها في طبقة الغلاف الجوي للأرض وتبقى هناك لفترة طويلة. عند ملامستها للأرض، تخلق هذه الكرة النارية غبارًا متوهجًا يتكون من جزيئات متحللة. في البداية، يستقر الأكبر، ثم الأخف وزنا، والذي يحمل مئات الكيلومترات بمساعدة الريح. ويمكن رؤية هذه الجسيمات بالعين المجردة، فمثلاً يمكن رؤية مثل هذا الغبار على الثلج. إنه أمر مميت إذا اقترب أي شخص. يمكن لأصغر الجزيئات أن تبقى في الغلاف الجوي لسنوات عديدة و"تسافر" بهذه الطريقة، لتدور حول الكوكب بأكمله عدة مرات. سوف تصبح انبعاثاتها المشعة أضعف عندما تتساقط على شكل أمطار.

إذا اندلعت حرب نووية باستخدام قنبلة هيدروجينية، فإن الجزيئات الملوثة ستؤدي إلى تدمير الحياة داخل دائرة نصف قطرها مئات الكيلومترات من مركز الزلزال. إذا تم استخدام قنبلة خارقة، فإن مساحة عدة آلاف من الكيلومترات سوف تتلوث، مما يجعل الأرض غير صالحة للسكن تماما. اتضح أن أقوى قنبلة في العالم صنعها الإنسان قادرة على تدمير قارات بأكملها.

القنبلة النووية الحرارية "والدة كوزكا". الخلق

تلقت القنبلة AN 602 عدة أسماء - "قنبلة القيصر" و"والدة كوزكا". تم تطويره في الاتحاد السوفيتي في 1954-1961. كان بها أقوى جهاز متفجر في وجود البشرية بأكمله. تم تنفيذ العمل على إنشائه على مدى عدة سنوات في مختبر سري للغاية يسمى "أرزاماس -16". إن القنبلة الهيدروجينية بقوة 100 ميغا طن أقوى بـ 10 آلاف مرة من القنبلة التي ألقيت على هيروشيما.

انفجارها قادر على محو موسكو من على وجه الأرض في غضون ثوان. يمكن أن يتبخر وسط المدينة بسهولة بالمعنى الحرفي للكلمة، ويمكن أن يتحول كل شيء آخر إلى أنقاض صغيرة. أقوى قنبلة في العالم ستمحو نيويورك وكل ناطحات السحاب فيها. وسوف تترك وراءها حفرة ملساء منصهرة يبلغ طولها عشرين كيلومترا. مع مثل هذا الانفجار، لم يكن من الممكن الهروب عن طريق النزول إلى مترو الأنفاق. سيتم تدمير المنطقة بأكملها داخل دائرة نصف قطرها 700 كيلومتر وتصيبها بالجسيمات المشعة.

انفجار قنبلة القيصر - أن تكون أو لا تكون؟

وفي صيف عام 1961، قرر العلماء إجراء اختبار ومراقبة الانفجار. كان من المقرر أن تنفجر أقوى قنبلة في العالم في موقع اختبار يقع في أقصى شمال روسيا. المساحة الضخمة لمكب النفايات تشغل كامل أراضي الجزيرة الأرض الجديدة. كان من المفترض أن يكون حجم الهزيمة 1000 كيلومتر. وكان من الممكن أن يكون الانفجار قد أدى إلى تلوث المراكز الصناعية مثل فوركوتا ودودينكا ونوريلسك. العلماء، بعد أن فهموا حجم الكارثة، جمعوا رؤوسهم وأدركوا أن الاختبار قد تم إلغاؤه.

لم يكن هناك مكان لاختبار القنبلة الشهيرة والقوية بشكل لا يصدق في أي مكان على هذا الكوكب، ولم يبق سوى القارة القطبية الجنوبية. ولكن لم يكن من الممكن أيضًا تنفيذ انفجار في القارة الجليدية، نظرًا لأن المنطقة تعتبر دولية والحصول على إذن لإجراء مثل هذه الاختبارات أمر غير واقعي. اضطررت إلى تقليل شحنة هذه القنبلة مرتين. ومع ذلك، تم تفجير القنبلة في 30 أكتوبر 1961 في نفس المكان - في جزيرة نوفايا زيمليا (على ارتفاع حوالي 4 كيلومترات). خلال الانفجار، لوحظ فطر ذري ضخم وحشي، ارتفع إلى 67 كيلومترا في الهواء، ودارت موجة الصدمة حول الكوكب ثلاث مرات. بالمناسبة، في متحف Arzamas-16 في مدينة ساروف، يمكنك مشاهدة النشرات الإخبارية للانفجار في رحلة، على الرغم من أنهم يدعون أن هذا المشهد ليس لضعاف القلوب.

محتويات المقال

قنبلة هيدروجينية,سلاح ذو قوة تدميرية كبيرة (في حدود الميجا طن بما يعادل مادة تي إن تي)، ويعتمد مبدأ تشغيله على تفاعل الاندماج النووي الحراري للنوى الخفيفة. مصدر طاقة الانفجار هو عمليات مشابهة لتلك التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى.

التفاعلات النووية الحرارية.

يحتوي الجزء الداخلي من الشمس على كمية هائلة من الهيدروجين، وهو في حالة ضغط عالي للغاية عند درجة حرارة تقريبية. عند درجة حرارة 15,000,000 كلفن. عند درجات الحرارة المرتفعة وكثافة البلازما، تتعرض نوى الهيدروجين لاصطدامات مستمرة مع بعضها البعض، يؤدي بعضها إلى اندماجها وفي النهاية تكوين نوى هيليوم أثقل. مثل هذه التفاعلات، التي تسمى الاندماج النووي الحراري، تكون مصحوبة بإطلاق كميات هائلة من الطاقة. وفقا لقوانين الفيزياء، فإن إطلاق الطاقة أثناء الاندماج النووي الحراري يرجع إلى حقيقة أنه أثناء تكوين نواة أثقل، يتم تحويل جزء من كتلة النوى الخفيفة المدرجة في تكوينها إلى كمية هائلة من الطاقة. وهذا هو السبب في أن الشمس، ذات الكتلة الهائلة، تفقد تقريبًا كل يوم في عملية الاندماج النووي الحراري. 100 مليار طن من المادة وتطلق طاقة، بفضلها أصبحت الحياة على الأرض ممكنة.

نظائر الهيدروجين.

ذرة الهيدروجين هي أبسط الذرات الموجودة. ويتكون من بروتون واحد، وهو نواته، ويدور حولها إلكترون واحد. أظهرت الدراسات الدقيقة للمياه (H 2 O) أنها تحتوي على كميات ضئيلة من الماء "الثقيل" الذي يحتوي على "النظير الثقيل" للهيدروجين - الديوتيريوم (2 H). تتكون نواة الديوتيريوم من بروتون ونيوترون - وهو جسيم متعادل كتلته قريبة من البروتون.

وهناك نظير ثالث للهيدروجين، وهو التريتيوم، الذي تحتوي نواته على بروتون واحد ونيوترونين. التريتيوم غير مستقر ويخضع للتحلل الإشعاعي التلقائي، ويتحول إلى نظير الهيليوم. تم العثور على آثار للتريتيوم في الغلاف الجوي للأرض، حيث يتشكل نتيجة تفاعل الأشعة الكونية مع جزيئات الغاز التي يتكون منها الهواء. يتم إنتاج التريتيوم بشكل مصطنع في مفاعل نووي عن طريق تشعيع نظير الليثيوم -6 بتيار من النيوترونات.

تطوير القنبلة الهيدروجينية.

أظهر التحليل النظري الأولي أن الاندماج النووي الحراري يمكن إنجازه بسهولة أكبر في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم. وأخذًا على ذلك كأساس، بدأ العلماء الأمريكيون في أوائل عام 1950 في تنفيذ مشروع لإنشاء قنبلة هيدروجينية (HB). تم إجراء الاختبارات الأولى لجهاز نووي نموذجي في موقع اختبار إنيويتاك في ربيع عام 1951؛ كان الاندماج النووي الحراري جزئيًا فقط. تم تحقيق نجاح كبير في 1 نوفمبر 1951 أثناء اختبار جهاز نووي ضخم بلغت قوة انفجاره 4 × 8 مليون طن بما يعادل مادة تي إن تي.

تم تفجير أول قنبلة جوية هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي في 12 أغسطس 1953، وفي 1 مارس 1954، فجر الأمريكيون قنبلة جوية أكثر قوة (حوالي 15 مليون طن) على جزيرة بيكيني أتول. ومنذ ذلك الحين، نفذت كلتا القوتين تفجيرات لأسلحة ميغاتون المتقدمة.

ورافق الانفجار الذي وقع في بيكيني أتول إطلاق سراح كمية كبيرة المواد المشعة. وسقط بعضها على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار على متن سفينة الصيد اليابانية "لاكي دراجون"، فيما غطى البعض الآخر جزيرة رونجيلاب. وبما أن الاندماج النووي الحراري ينتج هيليومًا مستقرًا، فإن النشاط الإشعاعي الناتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية نقية يجب ألا يزيد عن نشاط المفجر الذري للتفاعل النووي الحراري. ومع ذلك، في الحالة قيد النظر، اختلف التداعي الإشعاعي المتوقع والفعلي بشكل كبير من حيث الكمية والتركيب.

آلية عمل القنبلة الهيدروجينية.

يمكن تمثيل تسلسل العمليات التي تحدث أثناء انفجار قنبلة هيدروجينية على النحو التالي. أولاً، تنفجر شحنة بادئ التفاعل النووي الحراري (قنبلة ذرية صغيرة) الموجودة داخل غلاف HB، مما يؤدي إلى وميض نيوتروني وخلق درجة الحرارة العالية اللازمة لبدء الاندماج النووي الحراري. تقصف النيوترونات ملحقًا مصنوعًا من ديوتريد الليثيوم، وهو مركب من الديوتيريوم والليثيوم (يتم استخدام نظير الليثيوم ذو العدد الكتلي 6). ينقسم الليثيوم -6 إلى هيليوم وتريتيوم تحت تأثير النيوترونات. وهكذا، فإن الصمام الذري يخلق المواد اللازمة للتخليق مباشرة في القنبلة الفعلية نفسها.

ثم يبدأ التفاعل النووي الحراري في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم، وترتفع درجة الحرارة داخل القنبلة بسرعة، مما يؤدي إلى إشراك المزيد والمزيد من الهيدروجين في عملية التوليف. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة، يمكن أن يبدأ التفاعل بين نوى الديوتيريوم، وهو سمة من سمات القنبلة الهيدروجينية النقية. وبطبيعة الحال، تحدث جميع ردود الفعل بسرعة كبيرة بحيث يُنظر إليها على أنها لحظية.

الانشطار، الانصهار، الانشطار (القنبلة العملاقة).

في الواقع، في القنبلة، ينتهي تسلسل العمليات الموصوفة أعلاه في مرحلة تفاعل الديوتيريوم مع التريتيوم. علاوة على ذلك، اختار مصممو القنبلة عدم استخدام الاندماج النووي، بل الانشطار النووي. ينتج عن اندماج نواة الديوتيريوم والتريتيوم الهيليوم والنيوترونات السريعة، التي تكون طاقتها عالية بما يكفي لإحداث انشطار نووي لليورانيوم 238 (النظير الرئيسي لليورانيوم، وهو أرخص بكثير من اليورانيوم 235 المستخدم في القنابل الذرية التقليدية). تقوم النيوترونات السريعة بتقسيم ذرات غلاف اليورانيوم الخاص بالقنبلة العملاقة. انشطار طن واحد من اليورانيوم يولد طاقة تعادل 18 مليون طن. الطاقة لا تذهب فقط إلى الانفجار وتوليد الحرارة. تنقسم كل نواة يورانيوم إلى شظيتين عاليتي الإشعاع. تشتمل منتجات الانشطار على 36 نوعًا مختلفًا العناصر الكيميائيةوما يقرب من 200 نظائر مشعة. كل هذا يشكل التساقط الإشعاعي الذي يصاحب انفجارات القنابل العملاقة.

بفضل التصميم الفريد وآلية العمل الموصوفة، يمكن صنع أسلحة من هذا النوع قوية حسب الرغبة. إنها أرخص بكثير من القنابل الذرية التي لها نفس القوة.

عواقب الانفجار.

موجة الصدمة والتأثير الحراري.

التأثير المباشر (الأساسي) لانفجار قنبلة عملاقة هو ثلاثة أضعاف. التأثير المباشر الأكثر وضوحًا هو موجة الصدمة ذات الشدة الهائلة. وقوة تأثيرها تعتمد على قوة القنبلة وارتفاع الانفجار عن سطح الأرض وطبيعة التضاريس، وتتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يتم تحديد التأثير الحراري للانفجار بنفس العوامل، ولكنه يعتمد أيضًا على شفافية الهواء - فالضباب يقلل بشكل حاد من المسافة التي يمكن أن يسبب فيها الوميض الحراري حروقًا خطيرة.

وفقًا للحسابات، خلال انفجار في الغلاف الجوي لقنبلة بقوة 20 ميغا طن، سيبقى الناس على قيد الحياة في 50٪ من الحالات إذا: 1) لجأوا إلى ملجأ خرساني مسلح تحت الأرض على مسافة حوالي 8 كم من مركز الزلزال. الانفجار (E)، 2) يقع في المباني الحضرية العادية على مسافة تقريبية. 15 كم من EV، 3) وجدوا أنفسهم في مكان مفتوح على مسافة تقريبية. 20 كم من EV. في ظروف ضعف الرؤية وعلى مسافة لا تقل عن 25 كم، إذا كان الجو صافيا، بالنسبة للأشخاص في المناطق المفتوحة، فإن احتمال البقاء على قيد الحياة يزداد بسرعة مع المسافة من مركز الزلزال؛ وعلى مسافة 32 كم تبلغ قيمته المحسوبة أكثر من 90٪. المنطقة التي يسبب فيها الإشعاع المخترق المتولد أثناء الانفجار موت، صغير نسبيًا حتى في حالة القنبلة العملاقة عالية الطاقة.

كرة نارية.

اعتمادًا على تركيبة وكتلة المواد القابلة للاشتعال الموجودة في الكرة النارية، يمكن أن تتشكل العواصف النارية العملاقة ذاتية الاستدامة وتستمر لعدة ساعات. ومع ذلك، فإن النتيجة الأكثر خطورة (وإن كانت ثانوية) للانفجار هي التلوث الإشعاعي للبيئة.

يسقط.

كيف يتم تشكيلها.

عندما تنفجر قنبلة، تمتلئ كرة النار الناتجة بكمية هائلة من الجزيئات المشعة. عادةً ما تكون هذه الجسيمات صغيرة جدًا لدرجة أنه بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي العلوي، يمكنها البقاء هناك لفترة طويلة. لكن إذا لامست كرة نارية سطح الأرض، فإنها تحول كل ما عليها إلى غبار ورماد ساخن وتسحبهما إلى إعصار ناري. وفي زوبعة اللهب، تختلط وترتبط بالجسيمات المشعة. الغبار المشع، باستثناء الأكبر، لا يستقر على الفور. يتم نقل الغبار الناعم بعيدًا بواسطة السحابة الناتجة ويسقط تدريجيًا أثناء تحركه مع الريح. مباشرة في موقع الانفجار، يمكن أن يكون التداعيات الإشعاعية شديدة للغاية - بشكل رئيسي غبار كبير يستقر على الأرض. على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار وعلى مسافات أكبر، تسقط جزيئات صغيرة من الرماد على الأرض، ولكن لا تزال مرئية. غالبًا ما تشكل غطاءً مشابهًا للثلج المتساقط، وهو مميت لأي شخص يصادف وجوده بالقرب منه. وحتى الجزيئات الأصغر حجمًا وغير المرئية، قبل أن تستقر على الأرض، يمكنها أن تتجول في الغلاف الجوي لعدة أشهر وحتى سنوات، وتدور حول الكرة الأرضية عدة مرات. بحلول الوقت الذي يسقطون فيه، يضعف نشاطهم الإشعاعي بشكل كبير. أخطر الإشعاع هو السترونتيوم 90 الذي يبلغ نصف عمره 28 عامًا. وقد لوحظت خسارتها بوضوح في جميع أنحاء العالم. وعندما يستقر على الأوراق والعشب، فإنه يدخل في السلسلة الغذائية التي تشمل الإنسان. ونتيجة لذلك، تم العثور على كميات ملحوظة، وإن لم تكن خطيرة بعد، من السترونتيوم 90 في عظام سكان معظم البلدان. يعد تراكم السترونتيوم-90 في عظام الإنسان خطيرًا جدًا على المدى الطويل، حيث يؤدي إلى تكوين أورام العظام الخبيثة.

تلوث المنطقة على المدى الطويل بالتساقط الإشعاعي.

في حالة الأعمال العدائية، سيؤدي استخدام القنبلة الهيدروجينية إلى تلوث إشعاعي فوري لمنطقة داخل دائرة نصف قطرها تقريبًا. على بعد 100 كيلومتر من مركز الانفجار. إذا انفجرت قنبلة عملاقة، فستتلوث مساحة تبلغ عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة. مثل هذه المساحة الضخمة من الدمار بقنبلة واحدة تجعلها نوعًا جديدًا تمامًا من الأسلحة. حتى لو لم تصل القنبلة العملاقة الهدف، أي. لن تضرب الجسم بتأثيرات صدمة حرارية، فإن الإشعاع المخترق والتساقط الإشعاعي المصاحب للانفجار سيجعل المساحة المحيطة غير صالحة للسكن. يمكن أن يستمر هذا الهطول لعدة أيام وأسابيع وحتى أشهر. اعتمادًا على كميتها، يمكن أن تصل شدة الإشعاع إلى مستويات مميتة. يكفي عدد صغير نسبيًا من القنابل الفائقة لتغطية دولة كبيرة بالكامل بطبقة من الغبار المشع المميت لجميع الكائنات الحية. وهكذا، كان إنشاء القنبلة العملاقة بمثابة بداية حقبة أصبح فيها من الممكن جعل قارات بأكملها غير صالحة للسكن. وحتى بعد فترة طويلة من توقف التعرض المباشر للتساقط الإشعاعي، فإن الخطر الناجم عن السمية الإشعاعية العالية للنظائر مثل السترونتيوم 90 سيظل قائما. ومع الأغذية المزروعة في تربة ملوثة بهذا النظائر، سيدخل النشاط الإشعاعي إلى جسم الإنسان.

قنبلة هيدروجينية
سلاح ذو قوة تدميرية كبيرة (في حدود الميجا طن بما يعادل مادة تي إن تي)، ويعتمد مبدأ تشغيله على تفاعل الاندماج النووي الحراري للنوى الخفيفة. مصدر طاقة الانفجار هو عمليات مشابهة لتلك التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى.
التفاعلات النووية الحرارية.يحتوي الجزء الداخلي من الشمس على كمية هائلة من الهيدروجين، وهو في حالة ضغط عالي للغاية عند درجة حرارة تقريبية. عند درجة حرارة 15,000,000 كلفن. عند درجات الحرارة المرتفعة وكثافة البلازما، تتعرض نوى الهيدروجين لاصطدامات مستمرة مع بعضها البعض، يؤدي بعضها إلى اندماجها وفي النهاية تكوين نوى هيليوم أثقل. مثل هذه التفاعلات، التي تسمى الاندماج النووي الحراري، تكون مصحوبة بإطلاق كميات هائلة من الطاقة. وفقا لقوانين الفيزياء، فإن إطلاق الطاقة أثناء الاندماج النووي الحراري يرجع إلى حقيقة أنه أثناء تكوين نواة أثقل، يتم تحويل جزء من كتلة النوى الخفيفة المدرجة في تكوينها إلى كمية هائلة من الطاقة. وهذا هو السبب في أن الشمس، ذات الكتلة الهائلة، تفقد تقريبًا كل يوم في عملية الاندماج النووي الحراري. 100 مليار طن من المادة وتطلق طاقة، بفضلها أصبحت الحياة على الأرض ممكنة.
نظائر الهيدروجين.ذرة الهيدروجين هي أبسط الذرات الموجودة. ويتكون من بروتون واحد، وهو نواته، ويدور حولها إلكترون واحد. أظهرت الدراسات الدقيقة للمياه (H2O) أنها تحتوي على كميات ضئيلة من الماء "الثقيل" الذي يحتوي على "النظير الثقيل" للهيدروجين - الديوتيريوم (2H). تتكون نواة الديوتيريوم من بروتون ونيوترون - وهو جسيم متعادل كتلته قريبة من البروتون. هناك نظير ثالث للهيدروجين - التريتيوم، الذي تحتوي نواته على بروتون واحد ونيوترونين. التريتيوم غير مستقر ويخضع للتحلل الإشعاعي التلقائي، ويتحول إلى نظير الهيليوم. تم العثور على آثار للتريتيوم في الغلاف الجوي للأرض، حيث يتشكل نتيجة تفاعل الأشعة الكونية مع جزيئات الغاز التي يتكون منها الهواء. يتم إنتاج التريتيوم بشكل مصطنع في مفاعل نووي عن طريق تشعيع نظير الليثيوم -6 بتيار من النيوترونات.
تطوير القنبلة الهيدروجينية.أظهر التحليل النظري الأولي أن الاندماج النووي الحراري يمكن إنجازه بسهولة أكبر في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم.
وأخذًا على ذلك كأساس، بدأ العلماء الأمريكيون في بداية عام 1950 في تنفيذ مشروع لإنشاء قنبلة هيدروجينية (HB). تم إجراء الاختبارات الأولى لجهاز نووي نموذجي في موقع اختبار إنيويتوك في ربيع عام 1951؛ كان الاندماج النووي الحراري جزئيًا فقط. تم تحقيق نجاح كبير في 1 نوفمبر 1951 أثناء اختبار جهاز نووي ضخم، بلغت قوة انفجاره 4e8 مليون طن بما يعادل مادة تي إن تي. تم تفجير أول قنبلة جوية هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي في 12 أغسطس 1953، وفي 1 مارس 1954، فجر الأمريكيون قنبلة جوية أكثر قوة (حوالي 15 مليون طن) على جزيرة بيكيني أتول. ومنذ ذلك الحين، نفذت كلتا القوتين تفجيرات لأسلحة ميغاتون المتقدمة. وكان الانفجار الذي وقع في بيكيني أتول مصحوبا بإطلاق كميات كبيرة من المواد المشعة. وسقط بعضها على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار على متن سفينة الصيد اليابانية لاكي دراجون، فيما غطى البعض الآخر جزيرة رونجيلاب. وبما أن الاندماج النووي الحراري ينتج هيليومًا مستقرًا، فإن النشاط الإشعاعي الناتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية نقية يجب ألا يزيد عن نشاط المفجر الذري للتفاعل النووي الحراري. ومع ذلك، في الحالة قيد النظر، اختلف التداعي الإشعاعي المتوقع والفعلي بشكل كبير من حيث الكمية والتركيب.آلية عمل القنبلة الهيدروجينية.
يمكن تمثيل تسلسل العمليات التي تحدث أثناء انفجار قنبلة هيدروجينية على النحو التالي. أولاً، تنفجر شحنة بادئ التفاعل النووي الحراري (قنبلة ذرية صغيرة) الموجودة داخل غلاف NB، مما يؤدي إلى وميض نيوتروني وخلق درجة الحرارة العالية اللازمة لبدء الاندماج النووي الحراري. تقصف النيوترونات ملحقًا مصنوعًا من ديوتريد الليثيوم - وهو مركب من الديوتيريوم مع الليثيوم (يتم استخدام نظير الليثيوم ذو العدد الكتلي 6). ينقسم الليثيوم -6 إلى هيليوم وتريتيوم تحت تأثير النيوترونات. وهكذا، فإن الصمام الذري يخلق المواد اللازمة للتخليق مباشرة في القنبلة الفعلية نفسها. ثم يبدأ التفاعل النووي الحراري في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم، وترتفع درجة الحرارة داخل القنبلة بسرعة، مما يؤدي إلى إشراك المزيد والمزيد من الهيدروجين في عملية التوليف. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة، يمكن أن يبدأ التفاعل بين نوى الديوتيريوم، وهو سمة من سمات القنبلة الهيدروجينية النقية. وبطبيعة الحال، تحدث جميع ردود الفعل بسرعة كبيرة بحيث يُنظر إليها على أنها لحظية.في الواقع، في القنبلة، ينتهي تسلسل العمليات الموصوفة أعلاه في مرحلة تفاعل الديوتيريوم مع التريتيوم. علاوة على ذلك، اختار مصممو القنبلة عدم استخدام الاندماج النووي، بل الانشطار النووي. يؤدي اندماج نواة الديوتيريوم والتريتيوم إلى إنتاج الهيليوم والنيوترونات السريعة، التي تكون طاقتها عالية بما يكفي لإحداث انشطار نووي لليورانيوم 238 (النظير الرئيسي لليورانيوم، وهو أرخص بكثير من اليورانيوم 235 المستخدم في القنابل الذرية التقليدية). تقوم النيوترونات السريعة بتقسيم ذرات غلاف اليورانيوم الخاص بالقنبلة العملاقة. انشطار طن واحد من اليورانيوم يولد طاقة تعادل 18 مليون طن. الطاقة لا تذهب فقط إلى الانفجار وتوليد الحرارة. تنقسم كل نواة يورانيوم إلى شظيتين عاليتي الإشعاع. تشتمل منتجات الانشطار على 36 عنصرًا كيميائيًا مختلفًا وما يقرب من 200 نظير مشع. كل هذا يشكل التساقط الإشعاعي الذي يصاحب انفجارات القنابل العملاقة. بفضل التصميم الفريد وآلية العمل الموصوفة، يمكن صنع أسلحة من هذا النوع قوية حسب الرغبة. إنها أرخص بكثير من القنابل الذرية التي لها نفس القوة.
عواقب الانفجار.موجة الصدمة والتأثير الحراري. التأثير المباشر (الأساسي) لانفجار قنبلة عملاقة هو ثلاثة أضعاف. التأثير المباشر الأكثر وضوحًا هو موجة الصدمة ذات الشدة الهائلة. وقوة تأثيرها تعتمد على قوة القنبلة وارتفاع الانفجار عن سطح الأرض وطبيعة التضاريس، وتتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يتم تحديد التأثير الحراري للانفجار بنفس العوامل، ولكنه يعتمد أيضًا على شفافية الهواء - فالضباب يقلل بشكل حاد من المسافة التي يمكن أن يسبب فيها الوميض الحراري حروقًا خطيرة. وفقًا للحسابات، خلال انفجار في الغلاف الجوي لقنبلة بقوة 20 ميغا طن، سيبقى الناس على قيد الحياة في 50٪ من الحالات إذا: 1) لجأوا إلى ملجأ خرساني مسلح تحت الأرض على مسافة حوالي 8 كم من مركز الزلزال. الانفجار (E)، 2) يقع في المباني الحضرية العادية على مسافة تقريبية. 15 كم من EV، 3) وجدوا أنفسهم في مكان مفتوح على مسافة تقريبية. 20 كم من EV. في ظروف ضعف الرؤية وعلى مسافة لا تقل عن 25 كم، إذا كان الجو صافيا، بالنسبة للأشخاص في المناطق المفتوحة، فإن احتمال البقاء على قيد الحياة يزداد بسرعة مع المسافة من مركز الزلزال؛ وعلى مسافة 32 كم تبلغ قيمته المحسوبة أكثر من 90٪. إن المنطقة التي يسبب فيها الإشعاع المخترق المتولد أثناء الانفجار الوفاة صغيرة نسبيًا، حتى في حالة القنبلة الفائقة عالية الطاقة.
كرة نارية.اعتمادًا على تركيب وكتلة المواد القابلة للاشتعال الموجودة في الكرة النارية، يمكن أن تتشكل العواصف النارية العملاقة ذاتية الاستدامة وتستمر لعدة ساعات. ومع ذلك، فإن النتيجة الأكثر خطورة (وإن كانت ثانوية) للانفجار هي التلوث الإشعاعي للبيئة.
يسقط. كيف يتم تشكيلها.
عندما تنفجر قنبلة، تمتلئ كرة النار الناتجة بكمية هائلة من الجزيئات المشعة. عادةً ما تكون هذه الجسيمات صغيرة جدًا لدرجة أنه بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي العلوي، يمكنها البقاء هناك لفترة طويلة. لكن إذا لامست كرة نارية سطح الأرض، فإنها تحول كل ما عليها إلى غبار ورماد ساخن وتسحبهما إلى إعصار ناري. وفي زوبعة اللهب، تختلط وترتبط بالجسيمات المشعة. الغبار المشع، باستثناء الأكبر، لا يستقر على الفور. يتم نقل الغبار الناعم بعيدًا بواسطة السحابة الناتجة ويسقط تدريجيًا أثناء تحركه مع الريح. مباشرة في موقع الانفجار، يمكن أن يكون التداعيات الإشعاعية شديدة للغاية - بشكل رئيسي غبار كبير يستقر على الأرض. على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار وعلى مسافات أكبر، تسقط جزيئات صغيرة من الرماد على الأرض، ولكن لا تزال مرئية. غالبًا ما تشكل غطاءً مشابهًا للثلج المتساقط، وهو مميت لأي شخص يصادف وجوده بالقرب منه. وحتى الجزيئات الأصغر حجمًا وغير المرئية، قبل أن تستقر على الأرض، يمكنها أن تتجول في الغلاف الجوي لعدة أشهر وحتى سنوات، وتدور حول الكرة الأرضية عدة مرات. بحلول الوقت الذي يسقطون فيه، يضعف نشاطهم الإشعاعي بشكل كبير. أخطر الإشعاع هو السترونتيوم 90 الذي يبلغ نصف عمره 28 عامًا. وقد لوحظت خسارتها بوضوح في جميع أنحاء العالم. وعندما يستقر على الأوراق والعشب، فإنه يدخل في السلسلة الغذائية التي تشمل الإنسان. ونتيجة لذلك، تم العثور على كميات ملحوظة، وإن لم تكن خطيرة بعد، من السترونتيوم 90 في عظام سكان معظم البلدان. يعد تراكم السترونتيوم 90 في عظام الإنسان خطيرًا جدًا على المدى الطويل، حيث يؤدي إلى تكوين أورام العظام الخبيثة.
تلوث المنطقة على المدى الطويل بالتساقط الإشعاعي.في حالة الأعمال العدائية، سيؤدي استخدام القنبلة الهيدروجينية إلى تلوث إشعاعي فوري لمنطقة داخل دائرة نصف قطرها تقريبًا. على بعد 100 كيلومتر من مركز الانفجار. إذا انفجرت قنبلة عملاقة، فستتلوث مساحة تبلغ عشرات الآلاف من الكيلومترات المربعة. مثل هذه المساحة الضخمة من الدمار بقنبلة واحدة تجعلها نوعًا جديدًا تمامًا من الأسلحة. حتى لو لم تصل القنبلة العملاقة الهدف، أي. لن تضرب الجسم بتأثيرات صدمة حرارية، فإن الإشعاع المخترق والتساقط الإشعاعي المصاحب للانفجار سيجعل المساحة المحيطة غير صالحة للسكن. يمكن أن يستمر هذا الهطول لعدة أيام وأسابيع وحتى أشهر. اعتمادًا على كميتها، يمكن أن تصل شدة الإشعاع إلى مستويات مميتة. يكفي عدد صغير نسبيًا من القنابل الفائقة لتغطية دولة كبيرة بالكامل بطبقة من الغبار المشع المميت لجميع الكائنات الحية. وهكذا، كان إنشاء القنبلة العملاقة بمثابة بداية حقبة أصبح فيها من الممكن جعل قارات بأكملها غير صالحة للسكن. وحتى بعد فترة طويلة من توقف التعرض المباشر للتساقط الإشعاعي، فإن الخطر الناجم عن السمية الإشعاعية العالية للنظائر مثل السترونتيوم 90 سيظل قائما. ومع الأغذية المزروعة في تربة ملوثة بهذا النظائر، سيدخل النشاط الإشعاعي إلى جسم الإنسان.
انظر أيضا
الاندماج النووي؛
الأسلحة النووية؛
الحرب النووية.
الأدب
تأثير الأسلحة النووية. م.، 1960 الانفجار النووي في الفضاء، على الأرض وتحت الأرض. م، 1970

موسوعة كولير. - المجتمع المفتوح. 2000 .

تعرف على معنى "القنبلة الهيدروجينية" في القواميس الأخرى:

اسم قديم لقنبلة نووية ذات قوة تدميرية كبيرة، يعتمد عملها على استخدام الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل الاندماج للنوى الخفيفة (انظر التفاعلات النووية الحرارية). تم اختبار أول قنبلة هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي (1953) ... القاموس الموسوعي الكبير

السلاح النووي الحراري هو نوع من أسلحة الدمار الشامل، تعتمد قوته التدميرية على استخدام طاقة تفاعل الاندماج النووي للعناصر الخفيفة في العناصر الأثقل (على سبيل المثال، تخليق نواتين من الديوتيريوم (الهيدروجين الثقيل ) الذرات في واحدة ... ... ويكيبيديا

قنبلة نووية ذات قوة تدميرية كبيرة، يعتمد عملها على استخدام الطاقة المنبعثة أثناء تفاعل اندماج النوى الخفيفة (انظر التفاعلات النووية الحرارية). تم تفجير أول شحنة نووية حرارية (قوة 3 مليون طن) في 1 نوفمبر 1952 في الولايات المتحدة الأمريكية. القاموس الموسوعي

قنبلة هيدروجينية- حالة قنبلة الفاندينيلين T sritis chemija apibrėžtis Termobranduolinė Bomba، kurios užtaisas – deuteris ir tritis. السمات: الإنجليزية. هبومب؛ القنبلة الهيدروجينية روس. عرض القنبلة الهيدروجينية: Sinonimas – H Bomba… تنتهي الكيمياء بحياة جديدة

قنبلة هيدروجينية- vandenilinė Bomba Statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. قنبلة هيدروجينية. واسرستوفبومبي، f روس. القنبلة الهيدروجينية، ف. قنبلة الهيدروجين، f ... تنتهي الطاقة بالهيدروجين

قنبلة هيدروجينية- vandenilinė Bomba Statusas T sritis ecologija ir applinkotyra apibrėžtis Bomba, kurios Branduolinis užtaisas – vandenilio izotopai: deuteris ir tritis. السمات: الإنجليزية. هبومب؛ قنبلة هيدروجينية. واسرستوفبومبي، f روس. القنبلة الهيدروجينية ف... تنتهي البيئة البيئية بحياة جديدة

قنبلة متفجرة ذات قوة تدميرية كبيرة. العمل الخامس ب. على أساس التفاعل النووي الحراري. شاهد الأسلحة النووية.. الموسوعة السوفيتية الكبرى

محتويات المقال

التفاعلات النووية الحرارية.

نظائر الهيدروجين.

تطوير القنبلة الهيدروجينية.

وكان الانفجار الذي وقع في بيكيني أتول مصحوبا بإطلاق كميات كبيرة من المواد المشعة. وسقط بعضها على بعد مئات الكيلومترات من موقع الانفجار على متن سفينة الصيد اليابانية "لاكي دراجون"، فيما غطى البعض الآخر جزيرة رونجيلاب. وبما أن الاندماج النووي الحراري ينتج هيليومًا مستقرًا، فإن النشاط الإشعاعي الناتج عن انفجار قنبلة هيدروجينية نقية يجب ألا يزيد عن نشاط المفجر الذري للتفاعل النووي الحراري. ومع ذلك، في الحالة قيد النظر، اختلف التداعي الإشعاعي المتوقع والفعلي بشكل كبير من حيث الكمية والتركيب.

آلية عمل القنبلة الهيدروجينية.

الانشطار، الانصهار، الانشطار (القنبلة العملاقة).

في الواقع، في القنبلة، ينتهي تسلسل العمليات الموصوفة أعلاه في مرحلة تفاعل الديوتيريوم مع التريتيوم. علاوة على ذلك، اختار مصممو القنبلة عدم استخدام الاندماج النووي، بل الانشطار النووي. يؤدي اندماج نواة الديوتيريوم والتريتيوم إلى إنتاج الهيليوم والنيوترونات السريعة، التي تكون طاقتها عالية بما يكفي لإحداث انشطار نووي لليورانيوم 238 (النظير الرئيسي لليورانيوم، وهو أرخص بكثير من اليورانيوم 235 المستخدم في القنابل الذرية التقليدية). تقوم النيوترونات السريعة بتقسيم ذرات غلاف اليورانيوم الخاص بالقنبلة العملاقة. انشطار طن واحد من اليورانيوم يولد طاقة تعادل 18 مليون طن. الطاقة لا تذهب فقط إلى الانفجار وتوليد الحرارة. تنقسم كل نواة يورانيوم إلى شظيتين عاليتي الإشعاع. تشتمل منتجات الانشطار على 36 عنصرًا كيميائيًا مختلفًا وما يقرب من 200 نظير مشع. كل هذا يشكل التساقط الإشعاعي الذي يصاحب انفجارات القنابل العملاقة.

عواقب الانفجار.

موجة الصدمة والتأثير الحراري.

وفقًا للحسابات، خلال انفجار في الغلاف الجوي لقنبلة بقوة 20 ميغا طن، سيبقى الناس على قيد الحياة في 50٪ من الحالات إذا: 1) لجأوا إلى ملجأ خرساني مسلح تحت الأرض على مسافة حوالي 8 كم من مركز الزلزال. الانفجار (E)، 2) يقع في المباني الحضرية العادية على مسافة تقريبية. 15 كم من EV، 3) وجدوا أنفسهم في مكان مفتوح على مسافة تقريبية. 20 كم من EV. في ظروف ضعف الرؤية وعلى مسافة لا تقل عن 25 كم، إذا كان الجو صافيا، بالنسبة للأشخاص في المناطق المفتوحة، فإن احتمال البقاء على قيد الحياة يزداد بسرعة مع المسافة من مركز الزلزال؛ وعلى مسافة 32 كم تبلغ قيمته المحسوبة أكثر من 90٪. إن المنطقة التي يسبب فيها الإشعاع المخترق المتولد أثناء الانفجار الوفاة صغيرة نسبيًا، حتى في حالة القنبلة الفائقة عالية الطاقة.