A nukleáris robbanás az a folyamat, amikor egy ellenőrizetlen láncmaghasadási reakció (vagy termonukleáris robbanás esetén termonukleáris fúzió ) következtében nagyon rövid időn belül nagy mennyiségű hő- és sugárzási energia szabadul fel . A nukleáris robbanások lehetnek természetesek vagy mesterségesek. A természetes nukleáris robbanások, amelyek időről időre előfordulnak bizonyos típusú csillagokban , természetes folyamatok eredménye.
Az emberi tevékenység eredményeként a Földön és a Föld- közeli űrben előforduló mesterséges nukleáris robbanások olyan erős fegyverek , amelyeket nagy szárazföldi és védett földalatti katonai létesítmények, ellenséges csapatok és felszerelések (főleg taktikai nukleáris fegyverek ) elpusztítására terveztek, valamint teljes elnyomásra. és a szembenálló fél infrastruktúrájának megsemmisítése: nagy és kis települések lerombolása civilekkel, stratégiai iparral, nagy közlekedési csomópontokkal és üzleti központokkal ( stratégiai nukleáris fegyverek ).
A nagy atomtömegű kémiai elemek egyes izotópjainak (például urán vagy plutónium ) atommagjai bizonyos energiájú neutronokkal besugározva elveszítik stabilitásukat és az energia két kisebb és megközelítőleg egyenlő részre való felszabadulásával bomlanak . tömegdarabokban - maghasadási reakció megy végbe . Ebben az esetben a nagy kinetikus energiájú fragmentumokkal együtt még több neutron szabadul fel, amelyek képesek hasonló folyamatot előidézni a szomszédos hasonló atomokban. A maghasadás során keletkező neutronok viszont új atomrészek hasadásához vezethetnek - a reakció láncossá válik , kaszkád jellegűvé válik. A külső körülményektől, a hasadóanyag mennyiségétől és tisztaságától függően folyása különböző módon történhet. A neutronok kibocsátása a hasadási zónából, illetve utólagos hasadás nélküli abszorpciója csökkenti a hasadások számát a láncreakció új szakaszaiban, ami annak bomlásához vezet. Mindkét szakaszban azonos számú hasadó atommag esetén a láncreakció önfenntartóvá válik, és ha minden következő szakaszban túllépjük a felhasadt magok számát, a hasadóanyag egyre több atomja vesz részt a reakcióban. Ha egy ilyen többlet többszörös, akkor korlátozott térfogatban nagyon rövid idő alatt nagyszámú atomhasadási töredékmag, elektronok , neutronok és nagyon nagy energiájú elektromágneses sugárzáskvantumok keletkeznek. Létezésük egyetlen lehetséges formája a magas hőmérsékletű plazma aggregációs állapota , amelynek vérrögdé alakul minden hasadóanyag és a közelében lévő egyéb anyag. Ezt a vérrögöt nem lehet visszatartani eredeti térfogatában, és hajlamos egyensúlyi állapotba kerülni azáltal, hogy kiterjeszkedik a környezetbe és hőt cserél vele. Mivel a csomót alkotó részecskék rendezett mozgásának sebessége mind benne, mind környezetében jóval nagyobb, mint a hangsebesség (ha nem vákuumról van szó), a tágulás nem lehet egyenletes, és kialakul lökéshullámé – vagyis robbanás jellege van .
Az energiafelszabadítással járó fúziós reakciók csak kis atomtömegű, a vas atomtömegét meg nem haladó elemek között lehetségesek . Nem lánc jellegűek, és csak nagy nyomáson és hőmérsékleten lehetségesek, amikor az ütköző atommagok mozgási energiája elegendő a közöttük lévő Coulomb taszítási gát leküzdéséhez, vagy az alagútképző hatása miatt észrevehető valószínűséggel egyesülnek. kvantummechanika . Ahhoz, hogy ez a folyamat lehetséges legyen, olyan munkát kell végezni, amely a kezdeti atommagokat nagy sebességre gyorsítja, de ha új atommaggá egyesülnek, akkor a felszabaduló energia ebben az esetben nagyobb lesz, mint az elhasznált energia. A termonukleáris fúzió eredményeként egy új atommag megjelenése általában különféle elemi részecskék és nagy energiájú elektromágneses sugárzáskvantumok képződésével jár. Az újonnan kialakult atommaggal együtt mindegyikük nagy kinetikus energiával rendelkezik, vagyis a termonukleáris fúziós reakcióban az erős kölcsönhatásból származó intranukleáris energia hőenergiává alakul . Ennek következtében a végeredmény ugyanaz, mint a hasadási láncreakciónál - korlátozott térfogatban magas hőmérsékletű plazmarög képződik, amelynek a környező sűrű közegben való tágulása robbanásszerű.
A nukleáris robbanásokat általában két szempont szerint osztályozzák: a robbanást okozó töltet teljesítménye , valamint annak a pontnak a helye , ahol a töltés a detonáció pillanatában található (az atomrobbanás középpontja). Ennek a pontnak a földfelszínre való vetületét atomrobbanás epicentrumának nevezzük . A nukleáris robbanás erejét az úgynevezett TNT-egyenértékben - a trinitrotoluol tömegében - mérik , amelynek robbanásakor ugyanannyi energia szabadul fel, mint a becsült nukleáris robbanásban. A nukleáris robbanás hozamának mérésére a leggyakrabban használt mértékegységek az 1 kilotonna ( kt ) vagy az 1 megatonna ( Mt ) TNT.
[1. sz.] (35., 48. o.) [2. lit.] (629. o.)
Erő: | Ultra kicsi , kevesebb, mint 1 kt |
Kicsi 1—10 kt |
Átlagosan 10-100 kt |
Nagy 100-1000 kt |
Extra nagy 1 Mt felett |
---|---|---|---|---|---|
Tűzgolyó átmérője [#1] | 50-200 m | 200-500 m | 500—1000 m | 1000-2000 m | több mint 2000 m |
Glow Max [#2] | 0,03 mp-ig | 0,03-0,1 mp | 0,1-0,3 mp | 0,3-1 mp | 1-3 másodperc vagy több |
Világítási idő [#3] | 0,2 mp | 1-2 mp | 2-5 mp | 5-10 mp | 20-40 mp |
A gomba magassága | kevesebb, mint 3,5 km | 3,5-7 km | 7—12,2 km | 12,2—19 km | több mint 19 km |
felhő magasság | kevesebb, mint 1,3 km | 1,3-2 km | 2-4,5 km | 4,5-8,5 km | több mint 8,5 km |
Felhő átmérője | kevesebb mint 2 km | 2-4 km | 4-10 km | 10-22 km | több mint 22 km |
Tűzfelhő [#4] | 0,083 kt |
4 kt |
360 kt |
||
Nukleáris gomba [#5] | 0,02 kt |
2,2 kt |
19 kt |
||
Erő: | Ultra kicsi , kevesebb, mint 1 kt |
Kicsi 1—10 kt |
Átlagosan 10-100 kt |
Nagy 100-1000 kt |
Extra nagy 1 Mt felett |
Megjegyzések
|
Egy 20 kt erejű robbanás körülbelül 1 km sugarú teljes megsemmisítési zónát ad, 20 Mt - már 10 km. Számítások szerint egy 100 Mt kapacitású robbanásnál a teljes megsemmisítés zóna sugara körülbelül 35 km, az erős pusztulás körülbelül 50 km, körülbelül 80 km-es távolságban a védtelen emberek harmadfokút kapnak. égési sérüléseket. Szinte egy ilyen robbanás teljesen elpusztíthatja a Föld bármelyik legnagyobb városát.
A legerősebb mesterséges nukleáris robbanás a Cár-bomba becenévre hallgató 58 megatonnás szovjet AN602 termonukleáris bomba atmoszférikus robbanása volt, mintegy 4 km-es magasságban, a Novaja Zemlja - i kísérleti helyszínen . Sőt, részleges teljesítményen is tesztelték, az úgynevezett tiszta változatban. A teljes tervezési kapacitás urán-neutront tükröző burkolattal 100 megatonna TNT-egyenérték nagyságrendű lehet.
A töltet csökkentett magassága (mélysége) méterben egy tonna TNT köbgyökérben (zárójelben egy 1 megatonna kapacitású robbanás példa) [3. lit.] (C. 146 et al.) , [lit. 1] (26. o.) :
Átmeneti esetek is lehetségesek, amikor víz alatti fenéktölcsér képződik, és víz és talaj kilökődik:
Plazmagömb űrrobbanás Dominic Shah és szőnyeg , 7 kt 147 km-es magasságban
Kozmikus robbanás hatásai Dominique Starfish , 1,45 Mt 400 km-en
Nagy magasságú robbanás Hardtack Teak , 3,8 Mt 76,8 km-es magasságban
Nagy levegőben robbanó tűzgolyó ( Operation Ranger )
Upshot-Knothole Grable , 15 kt 160 m -en
Tüzes félgömb földi robbanás Evie Mike és villámlás, 10,4 Mt
1,5 km átmérőjű víz alatti tölcsér Elugelab ( Eniwetok Atoll ) sziget helyén földi robbanás után Evie Mike , 10,4 Mt
Víz alatti robbanású tűzbuborék Dominic Swordfish , 20 kt 200 m mélységben, légi felvétel
A torony többi része a Teáskanna Bee töltet robbanása után rajta 8 kt 150 m magasságban
Sekély kráter talajérintkezési robbanás után RDS-6s , 400 kt 30 m-es toronyban
Gőzbuborék szökés 10-15 másodperccel a Wigwam robbanása után , 30 kt 610 m mélységben
Chagan-tó , a Chagan földalatti robbanás elmerült tölcsére, 170 kt 178 m mélységben
390 m átmérőjű és 100 m mélységű kráter a Sedan robbanása után , 104 kt 194 m mélységben
Heave domb a Whetstone Sulky földalatti tesztből , 0,087 kt 27 m mélységben
Sikertelen álcázó robbanás kráterek ( Yukka Flat Plain )
A Gnome földalatti robbanás kazánüregében 3,1 kt 361 m mélységben A nyíl egy személyt jelez
A kazán üregének vázlata a Gnome robbanása után
A nukleáris robbanást kísérő jelenségek a központ helyétől függően változnak. Az alábbiakban a felszíni rétegben történt légköri nukleáris robbanás esetét vizsgáljuk, amely a szárazföldi, víz alatti, légköri és űrbeli nukleáris kísérletek betiltása előtt volt a leggyakoribb . A hasadási vagy fúziós reakció megindulása után hatalmas mennyiségű sugárzási és hőenergia szabadul fel korlátozott térfogatban nagyon rövid idő alatt, mikroszekundum töredékeinek nagyságrendjében. A reakció általában a párolgás és a robbanószerkezet szerkezetének a hatalmas hőmérséklet (10 7 K-ig) és nyomás (max. 10 9 atm.) hatására a robbanás helyén véget ér. Vizuálisan nagy távolságból ezt a fázist nagyon erős fényes pontként érzékeljük.
A reakció során az elektromágneses sugárzásból származó fénynyomás felmelegszik és kiszorítja a környező levegőt a robbanás helyéről - tűzgömb keletkezik és nyomásugrás kezdődik a sugárzás által összenyomott és a zavartalan levegő között, mivel a fűtőfront kezdetben sokszorosan meghaladja a közegben lévő hangsebességet. A magreakció lebomlása után az energiafelszabadulás leáll, és további tágulás következik be a tűzgolyó és a környező levegő hőmérséklet- és nyomáskülönbsége miatt.
A töltésben végbemenő magreakciók különféle sugárzások forrásaként szolgálnak: elektromágnesesek széles spektrumban a rádióhullámoktól a nagyenergiájú gamma-kvantumokig , gyors elektronokig , neutronokig , atommagokig . Ez a behatoló sugárzásnak nevezett sugárzás számos olyan következménnyel jár, amelyek csak egy nukleáris robbanásra jellemzőek. A neutronok és a nagyenergiájú gamma-kvantumok a környező anyag atomjaival kölcsönhatásba lépve stabil formájukat instabil radioaktív izotópokká alakítják, amelyek különböző útvonalakkal és felezési idejűek - úgynevezett indukált sugárzást hoznak létre . A hasadóanyag atommagjainak töredékeivel vagy a robbanószerkezetből visszamaradt termonukleáris fúziós termékekkel együtt az újonnan képződött radioaktív anyagok magasra emelkednek a légkörbe , és nagy területen képesek szétszóródni, és egy nukleáris robbanás után radioaktív szennyeződést okoznak a területen. A nukleáris robbanás során keletkező instabil izotópok spektruma akkora, hogy a terület radioaktív szennyezettsége évezredekig tarthat, bár a sugárzás intenzitása idővel csökken .
A nukleáris robbanásból származó nagyenergiájú gamma-kvantumok, amelyek áthaladnak a környezeten, ionizálják atomjait, kiütik belőlük az elektronokat, és elegendő energiát adnak más atomok kaszkád ionizációjához , gamma-kvantumonként akár 30 000 ionizációt is. Ennek eredményeként a nukleáris robbanás epicentruma alatt pozitív töltésű ionok „foltja” marad , amelyeket óriási mennyiségű elektrongáz vesz körül ; az elektromos töltéshordozók ilyen időben változó konfigurációja nagyon erős elektromágneses teret hoz létre, amely a robbanás után az ionizált atomok rekombinációjával együtt eltűnik . A rekombináció során erős elektromos áramok keletkeznek , amelyek az elektromágneses sugárzás további forrásaként szolgálnak. Ezt az egész jelenségkomplexumot elektromágneses impulzusnak nevezik, és bár a robbanási energia tízmilliárd részének kevesebb mint egyharmadát veszi igénybe , nagyon rövid idő alatt megy végbe, és az ezalatt felszabaduló teljesítmény elérheti a 100 GW -ot .
A földi nukleáris robbanásnak – a hagyományostól eltérően – is megvannak a maga sajátosságai. Vegyi robbanás során a töltettel szomszédos és a mozgásban részt vevő talaj hőmérséklete viszonylag alacsony. A nukleáris robbanás során a talaj hőmérséklete több tízmillió fokra emelkedik, és a fűtési energia nagy része az első pillanatokban a levegőbe sugárzik, és emellett hősugárzás és lökéshullám képződésébe megy át, ami hagyományos robbanásban nem fordul elő. Ebből adódik az éles különbség a felszínre és a talajtömegre gyakorolt hatás között: egy vegyi robbanóanyag földi robbanása energiájának legfeljebb felét, a nukleáris robbanás pedig néhány százalékot ad át a talajra. Ennek megfelelően a tölcsér méretei és a nukleáris robbanásból származó szeizmikus rezgések energiája sokszor kisebb, mint az azonos erejű robbanásból származóé. A töltések betemetésekor azonban ez az arány kiegyenlődik, mivel a túlhevített plazma energiája kevésbé távozik a levegőbe, és a talajon végzett munkák elvégzésére használják fel.
Hagyományos robbanás ( Sailor Hat , 500 tonna TNT)
Shockwave (lábnyom a parton)
inverziós felhő
robbanékony gomba
Közönséges robbanó tölcsér
Atomrobbanás
A lökéshullám elvált a tűzgolyótól
Gyűrűs felhő a lökéshullámfront mögött
atomgomba
nukleáris robbanó tölcsér
Egy bizonyos pillanattól kezdődően a nyomásugrás (lökéshullámfront) sebessége nagyobb lesz, mint a tűzgömb tágulási sebessége, a lökéshullám teljesen kialakul, és elszakad a tűzgolyótól, elszállítva a tűzgolyó energiájának jelentős részét. atomrobbanás. Az enyhe nyomás hatására kialakult üreg összeomlik, a tűzgolyó felhővé válik, és elkezd felfelé emelkedni, port, talajt, tárgyakat hordva magával a felszínről. Megkezdődik a hőmérséklet és nyomás konvektív kiegyenlítése a robbanás helyén a környezettel. A földről felemelt por és talajrészecskék forgószele a tűzgömb felé hajlik, és egy " nukleáris gomba " szárát alkotja. Gombafelhő fejlődik ki, és folyamatosan nő a magassága és az átmérője. A hőmérsékletek és nyomások kiegyenlítődése után megáll a por és részecskék felemelkedése a talajból, a „gomba” szára leáll és leülepszik a talajra, a „sapka” sötét felhővé alakul, amely csapadékként hullik le és szétoszlik szelek.
Nagy magasságú atomrobbanásnál nem képződik "gomba", exoatmoszférikusban pedig nincs felhő - légkör híján nincs miből képződnie. A földi nukleáris robbanás hatásai hasonlóak a légköri nukleáris robbanás hatásaihoz a felszíni rétegben, de a világító terület félgömb alakú lesz, nem labda, még a robbanószerkezet enyhe behatolása esetén is. a talajon jelentős kráter képződhet. A föld alatti nukleáris robbanás hatásai a töltés erejétől, mélységétől és a robbanás helyén található kőzetek természetétől függenek. A robbanás után kialakulhat egy üreg, ahol nincs látható talajváltozás a tájban, vagy egy halom, kráter vagy kaldera . A földi és földalatti nukleáris robbanásokat jelentős földrengés kíséri. Egy víz alatti atomrobbanás szökőárhoz hasonló hullámokat okoz a víz felszínén .
A fent leírt hatások minden nagy erejű robbanásra jellemzőek. Fényes villanás és magas gombafelhő jelent meg például a robbanóanyaggal (összesen 3-4 kilotonna TNT-vel és pikrátokkal) megrakott Mont Blanc katonai szállítóeszköz 1917-es felrobbanása után a kanadai Halifaxban .
Füstfelhő egy hagyományos 3 kt-s robbanás után a Mont Blanc katonai szállítóhajón Halifaxban
Egy felszíni atomrobbanás gombáját pusztította el a tengeri szél hurrikán 27 kt a Plim fregatt fedélzetén
Főcikk : Nukleáris fegyverek
A hatalmas pusztítás és a kis méretű és tömegű nukleáris fegyverek tüzek azonnal felkeltették a katonaság figyelmét. Csupán egyetlen robbanószerkezet bizonyult alkalmasnak egy nagyvárosi város elpusztítására lakossággal, ellenséges csapatok nagy csoportjaival, fontos tárgyakkal a hátában (erőművek és gyárak, kommunikációs központok, katonai bázisok). Több nukleáris csapás lebonyolítása helyrehozhatatlanul megzavarhatja az ellenség gazdaságát, alááshatja az ellenállási akaratot, és arra kényszerítheti, hogy elfogadja a megadási feltételeket. A nukleáris robbanás radioaktív szennyeződésének kiszámíthatatlansága azonban helyrehozhatatlan károkat is okozhat a támadónak, ami visszafogja a nukleáris fegyverek harci alkalmazásának vágyát. Komolyabbnak bizonyult a nukleáris elrettentés, amikor a szembenálló fél is képes nukleáris csapást mérni az agresszorra; ez a tényező a 20. század második felében az emberiség túlélésének garanciájaként szolgált - az atomfegyverek használatának megfelelő és elkerülhetetlen megtorlásától való félelem szolgált és ma már elegendő ok arra, hogy ne katonai célokra használják fel.
Az atomfegyverek jelentősen megváltoztatták a globális háború kulturális felfogását és a politikai erőviszonyokat. Egy olyan ország, amely atomfegyverrel rendelkezik, és egy kísérleti nukleáris robbantással megerősítette jelenlétét, nagymértékben csökkenti a külső agresszió veszélyét, ami sokak számára a nemzetbiztonság garanciája. Ugyanakkor a baleset, félreértés, tévedés vagy szabotázs következtében kialakuló véletlen konfliktus lehetőségét még nem vizsgálták kellőképpen.
Az emberiség történetében kétszer használtak nukleáris fegyvert harci katonai célokra – 1945. augusztus 6-án és 9- én az Egyesült Államok két egymást követő nukleáris csapást mért Hirosima és Nagaszaki japán városaira, összesen több mint 200 000 embert semmisített meg. ezeknek a városoknak az infrastruktúráját. Ezt követően az Egyesült Államokban és a Szovjetunióban ismételten katonai gyakorlatokat végeztek nukleáris robbanásokkal. Ennek eredményeként olyan módszereket dolgoztak ki, és olyan berendezéseket helyeztek üzembe, amelyek lehetővé teszik a csapatok számára, hogy sikeresen hajtsanak végre harci küldetéseket nukleáris fegyverek használatának körülményei között. Az országok belső infrastruktúrájának tárgyai azonban növekedésük, az áramellátástól és vezérlőelektronikától való egyre erősödő függőség miatt azóta csak sebezhetőbbé váltak az atomfegyverekkel szemben. A nukleáris cserének a polgári lakosságra és a fegyveres erőkre gyakorolt pszichológiai következményeit sem értik teljesen. Így a sajtóban vannak olyan vélemények, hogy egyáltalán nincs szükség a nagyvárosok erőteljes vagy ismétlődő nukleáris bombázásokkal történő elpusztítására - az a zűrzavar és pánik, amely egy modern metropoliszban még egy kis teljesítményű nukleáris töltet alkalmazása következtében is kialakult. hasonló ahhoz, hogy fizikailag megsemmisüljenek .
A nukleáris robbanásnak számos rése van a békés alkalmazásokhoz:
Általánosan elfogadott tény, hogy az 1965 és 1988 közötti időszakban összesen 27 nukleáris robbanást hajtottak végre az USA -ban és a Szovjetunióban - 135 nem katonai jellegű nukleáris robbanás (ebből 124 közvetlenül a nukleáris robbantás programja alatt történt. békés célokra, a többi próba volt) azzal a céllal, hogy feltárja egy ilyen alkalmazás lehetőségeit [1] . Egyéb mennyiségek a szakirodalomban [2] találhatók. Konkrétan 33 békés nukleáris robbanás történt az Egyesült Államokban és 169 békés nukleáris robbanás a Szovjetunióban (talán zavart okoz a publikáció a "robbanások száma" és a "kísérletek száma" kifejezésekkel - néhány kísérletet nem kísértek nukleáris robbantásokkal).
A kezdeti szakaszban (az 1950-es és 1960-as években) nagy reményeket fűztek a nukleáris robbanások ipari felhasználásához, voltak olyan projektek, ahol több száz ilyen robbanást kellett volna alkalmazni [3] : a Holt-tengert a Vörös-tengerrel összekötő projektek. vagy Földközi-tenger, egy csatorna a Panama-szoroson keresztül, egy csatorna a Maláj-félszigeten Délkelet-Ázsiában, elárasztja a Kattara-mélyedést (Egyiptom), a Léna folyó és az Okhotszki-tenger összekapcsolása és az északi folyók Szovjetunióvá alakítása. Az ilyen projektek megvalósításához úgynevezett "tiszta" nukleáris töltetek létrehozására volt szükség, amelyek robbanása minimális radioaktivitást bocsát ki. Némi előrelépés történt ezen a területen, bár a teljes "tisztaságot" nem sikerült elérni. A gyakorlatban a nukleáris robbanások nemzetgazdasági felhasználása csak a Szovjetunióban történt.
A szovjet kísérletsorozat eredményeit még nem értékelték teljes mértékben. A vizsgálati eredményekről nem hozták nyilvánosságra a teljes hivatalos adatot, a terület radioaktív szennyezettségére vonatkozó információk hiányosak és gyakran ellentmondásosak. Mélyrobbanások esetén, amelyek után az összes keletkező radioaktív anyag a föld alatt marad, aggodalomra ad okot, hogy a felszín alatti vízzel és a bányászott ásványokkal később radionuklidok kerülhetnek a felszínre. Emellett a radiológiában rendkívül kevéssé vizsgálták a természetes hátteret több tucatszorosára meghaladó radioaktivitás hatását, amely esetenként a robbanás helyén is megmarad. Így az ipari nukleáris robbanások ökológiai veszélyének és indokoltságának kérdése nyitva marad. A gazdasági hatás is kérdéses - bár kezdetben az ipari nukleáris robbantásokat éppen a nagyszabású munkák költségcsökkentésének eszközeként tekintették, a valóságban nem világos, hogy az elért megtakarítások kompenzálnak-e minden közvetett költséget, beleértve a folyamatos monitorozás költségeit is. a radiológiai helyzet és a radionuklidok esetleges terjedésének következményeinek felszámolása.
A közelmúltban a sajtó által fűtött félelem a Földet becsapódó aszteroida következményeitől (ami maga egy szupererős nukleáris robbanásnak felel meg radioaktív szennyeződés nélkül) olyan projektekhez vezetett, amelyek nukleáris robbanást alkalmaztak a veszélyes aszteroidák felszámolására vagy eltérítésére.
Egy nukleáris robbanás békés célra használható mélyűri küldetésekben , veszélyes aszteroidák elleni küzdelemben és más bolygók éghajlatának megváltoztatásában . A kis teljesítményű nukleáris robbanásokat tudományos kutatásra ( geofizika , szeizmikus kutatás ) használták. Az 1950-es és 60-as évek "nukleáris eufóriájában" feltételezhető, hogy a nukleáris robbanás széles körben elterjedt alkalmazása csatornák és tározók gyors építésére, valamint ásványi anyagok kitermelésére a föld, a víz és a levegő radioaktív szennyeződése miatt kilátástalannak bizonyult .
A természetben vannak olyan tárgyak, amelyeken a folyamatok nukleáris robbanásként jellemezhetők. Mindenekelőtt új , nova -szerű és eruptív típusú változókat tartalmaznak, amelyek nagyon rövid időn belül élesen, tízezerszeresére növelik fényerejüket. A jellegzetes esetben az új csillag egy szoros kettős rendszer, amelyben a fő komponens egy erős csillagszellel rendelkező csillag, a második pedig egy alacsony fényerősségű törpe. Az anyag (főleg hidrogén) az első csillagból a másodikba áramlik, amíg az átvitt anyag kritikus tömege meg nem képződik, amelyben a hidrogén héliummá való fúziójának termonukleáris reakciója meggyullad a csillag felszínén. Ellentétben ennek a reakciónak a csillagmagban lezajlott nyugodt lefolyásával, a felszínen robbanásveszélyes karaktert kap, és élesen megnöveli a csillag fényességét, kidobva a masszívabb társtól átvitt felhalmozódott anyagkészletet. Egy bizonyos idő elteltével ez a folyamat megismételhető. Az ilyen robbanások ereje rendszerint milliárdszor nagyobb, mint bármely ember által létrehozott atombomba ereje.
Az űrben zajló nukleáris robbanás során a reakciótermékek (sugárzás és bombagőzök) jelentős távolságokat tesznek meg, mielőtt a környezeti feltételek hatnak rájuk. Tiszta kozmikus robbanásokat a Föld légkörén és magnetoszféráján messze túl nem hajtottak végre, és csak találgatni tudjuk, hogyan nézzenek ki. Elméletileg ennek egy rövid, nem túl intenzív villanásnak kell lennie, amely párafelhőt hagy maga után, amely több ezer km/s sebességgel lassulás nélkül kitágul és gyorsan eltűnik. Egy ilyen robbanás szinte minden energiája a szem számára láthatatlan röntgensugarak formájában távozik . De pontosan így kell kinéznie egy nukleáris robbanásnak, nem pedig a felmelegített környezeti levegő vagy az elpárolgott víz molekuláinak izzása a talajjal együtt.
Minél közelebb történik a Földhöz egy kozmikus robbanás, annál észrevehetőbbnek tűnnek a következményei, mivel egyre több ritka levegőtömeg vesz részt a mozgásban és izzásban, és a bolygó mágneses tere felfogja a töltött részecskéket - robbanástermékeket, és mozgásba hozza őket. egy bizonyos módon.
A magaslati robbanás megnyilvánulásaiban a levegő és a tér köztes helyzetét foglalja el. Mint egy légrobbanásnál, lökéshullám keletkezik, de annyira jelentéktelen, hogy nem szolgálhat károsító tényezőként, 60-80 km magasságban az energia legfeljebb 5%-a jut rá. Mint egy kozmikus fényvillanásnál, múlékony, de sokkal fényesebb és veszélyesebb, a robbanási energia akár 60-70%-át fénysugárzásra fordítják. A rádiótechnika számára veszélyes paraméterek elektromágneses impulzusa egy nagy magasságú robbanás során több száz kilométerre terjedhet [4. irodalom] (157. o.), [1. lit.] (23., 54. o.) .
Levegőrobbanáskor a robbanó töltés sűrű levegőt vesz körül, részecskéi elnyelik és átalakítják a robbanás energiáját. Valójában nem egy töltés robbanását láthatjuk, hanem egy gömb alakú levegő gyors tágulását és izzását. A töltésből kilépő röntgensugárzás terjedési sugara a levegőben 0,2 m / t 1/3 (1 Mt esetén 20 m), majd a levegő maga ad át hőenergiát sugárzási diffúzióval . A hőhullám maximális sugara 0,6 m/t 1/3 vagy 60 m 1 Mt esetén [3. irodalom] (196. o.) . Továbbá a lökéshullám a gömb határává válik.
Egy nagy légterű nukleáris robbanás szinte nem okoz radioaktív szennyeződést. A fertőzés forrása a porlasztott robbanástermékek (bombagőzök) és a levegőkomponensek izotópjai, amelyek a robbanás helyszínét elhagyó felhőben maradnak.
Földi robbanáskor a vaku érintkezik a felülettel, és félgömb alakot ölt, amely, mint egy léggömb, két impulzusban világít.
A földi érintésmentes robbanás lényegesen különbözik az alacsony légköri robbanástól. Levegőben 3,5 m/t 1/3 magasságig történő földi robbanáskor a lökéshullám a tűzgolyóval egyidejűleg érkezik a talajra, a visszavert hullám a golyó belsejében lévő kis sűrűségű plazmaüregbe esik, és a tűz régió tapadókorongként tapad a felszínhez néhány másodpercig, megolvasztva a talajt. Alacsony, 3,5-10 m/t 1/3 magasságban történő légrobbanással a tűzgolyó a földre nőhet, de a lökéshullámnak van ideje korábban elválni, és megelőzi. A felszínre érve a hullám visszaverődik és feldobja a növekvő labdát, a forró levegő nem érintkezik a talajjal.
Alacsony légkitörés Upshot-Knothole rács 15 kt 159 m-en ( 6,4 m/t 1/3 )
A robbanások kezdete ugyanaz | A lökéshullám távozása a labdáról | A hullám a felszínre jött | A labda felpattan a földről... | és a kupolához megy |
Földi robbanás a levegőben Upshot-Knothole Harry 32 kt egy 91 m magas toronyban ( 2,9 m/t 1/3 )
Első impulzus és " trükkök | A labda érinti a földet | Shock Wave Branch | A labda a felszínhez tapad... | és félgömbbé változik |
A 0,3 m 1/3 (1 Mt esetén 30 m alatti) talajjal érintkező robbanás abban különbözik az érintésmentes robbanástól, hogy a robbanás hőhulláma közel fénysebességgel éri el a felszínt és elpárologtatja a földet. A talaj párolgása robbanásszerűen tágulni kezd, és talajlökéshullámot képez a föld alatti vastagságban, mielőtt a levegő lökéshulláma megjelenne.
A nagy és rendkívül nagy erejű (100 kt feletti) robbanás 15-30 m mélységig (0,3 m/t 1 /3 -ig) szintén talajérintkezésnek minősül, és nem a föld alatt, mivel a plazma gyorsan jön. a felszínre, tüzes félgömb és robbanás keletkezik, úgy viselkedik, mint egy tipikus földi [lit. 2] (275. o.) . Csökkentett erejű léglökéshullám jön létre a talajgőzök nyomása és tágulása következtében.
A következőkben közvetlenül a felületen bekövetkező érintkezési robbanásra és annak egy erős légrobbanással való összehasonlítására vonatkozik. A hőhullám kilépése, a légi lökéshullám kialakulása és az első fényimpulzus mindkét típusú robbanásnál szinte azonos módon történik, és a hőmérsékleti minimum után a földi robbanás féltekéje másképp alakul. A helyzet az, hogy az ilyen típusú robbanások során a felmelegített levegő térfogata megközelítőleg azonos, és hajlamos tágulni, de a földi robbanás során a föld megakadályozza a lefelé irányuló tágulást. A félgömb maximális átmérője légrobbanás esetén a labda átmérőjének 1,26-szorosa [3. irodalom] (26. o.) . Az érintkezési robbanás félgömbjének sugara a lökéshullám-leválás pillanatában:
R neg. = 44,3 q 0,4 , m (q kt-ben) [2. irodalom] (81. o.)A feltűnő fénysugárzás és a behatoló sugárzás kisebb távolságokra terjed, mint a levegőben történő robbanásnál (a világító terület nagyobb átmérője ellenére), és a pusztító lökéshullám a terület csaknem felét fedi le [2. l.] (615-616., 620. o.) ) . A robbanás és a felülettel érintkező nagy sűrűségű és intenzitású sugárzás termékei nukleáris reakcióba lépnek a talaj anyagaival (a talaj neutronaktiválása), nagy tömegű radioaktív izotópokat hoznak létre . A földön tartózkodó tüzes felhő felfogja a felszínről a talajrészecskéket, amelyekre lehűlés után elpárolgott radioaktív anyagok rakódnak le (stick), és ezek gyorsan elkezdenek hullani a felszínre, hosszan szennyezve a robbanás környékét. idő.
A kontaktrobbanásnál a levegőben lévő hőhullámon kívül hőhullám is megjelenik a talajban, ami földi lökéshullámot hoz létre, csak ez a felfűtött terület sokszorosa, és a robbanási energiának csak néhány százaléka megy bele. , míg egy hagyományos robbanásnál az energia körülbelül fele kerül a földbe. A talajhullám nagy gödröt ás - egy tölcsért (meteoritkráterre emlékeztet), radioaktív talajt szórva szét, és erős szeizmikus és robbanásveszélyes hullámokat generál a talajtömegben, nem messze az epicentrumtól, sok nagyságrenddel erősebb, mint a közönséges földrengések során .
A szeizmikus rezgések hatástalanná teszik a fokozott biztonságú óvóhelyeket, mivel a bennük lévő emberek akkor is meghalhatnak vagy megsérülhetnek, ha az óvóhely megőrzi védő tulajdonságait az egyéb károsító tényezőkkel szemben [5.] (230. o.) , és nincs esély arra, hogy túlélni egy szupererős robbanás tölcsérének közelében a legtartósabb szerkezetek bármelyikét, még azokat is, amelyek több száz méter mélységben épültek – egy kilométernyi szárazföldi sziklában ( Yamantau , NORAD parancsnoki állomás ). Így például a B53 nukleáris bomba (ugyanaz a töltet - a Titan-2 rakéta W-53 robbanófeje , szolgálatból kivonva) az amerikai szakértők szerint 9 megatonnás kapacitással képes volt megsemmisíteni a legtartósabb szovjet. földalatti bunkerek egy felszíni robbanásban. Csak a burkolt robbanófejeknek van nagyobb pusztító ereje a védett célpontokkal szemben, amelyekben az energia jóval nagyobb százaléka megy el szeizmikus hullámok képzésére: egy 300 kilotonnás B61 -es légibomba több méteres behatolás után felrobbantva egyenértékű lehet. szeizmikus hatásban 9 megatonnás robbanásig a felszínen (elméletileg) [6 .
A földi robbanás célja tartós és védett katonai létesítmények - tankok, silókilövők, repülőterek, hajók, erődített bázisok, tárolólétesítmények, parancsnoki állomások és különösen fontos óvóhelyek - megsemmisítése, valamint a mélyen a terület radioaktív szennyeződése [világít 7. o.] (7. o.) . Egy ilyen robbanásban a civilek közvetve - a nukleáris robbanás pusztító tényezőitől -, ha a település védett katonai bázisok közelében van, vagy radioaktív szennyeződéstől - akár több ezer kilométeres távolságban is.
Tekintsük egy földi robbanás hatássorozatát egy ~6-7 MPa nyomású lökéshullámra tervezett silókilövőn, amely ezekbe a legnehezebb körülmények közé esik. Robbanás történt, a sugárzás szinte azonnal eléri (többnyire neutron, összesen kb. 10 5 -10 6 Gy vagy 10 7 -10 8 röntgen ) és egy elektromágneses impulzust, amely itt rövid elektromos kisüléseket okozhat, és letilthatja az árnyékolatlan elektromos berendezéseket a bányában. ~0,05–0,1 s után léglökéshullám éri a védőburkolatot, és azonnal átgördül a tüzes félgömb tengelyén. A lökéshullám a léghullámmal csaknem egyidejűleg szeizmikus sokkot kelt a talajban, lefedi az egész bányát, és a kőzetekkel együtt lefelé tolja, a mélységgel fokozatosan gyengül; utána pedig a másodperc töredéke alatt jönnek a szeizmikus rezgések, amelyeket maga a robbanás hoz létre a tölcsérképződés során, valamint a sziklás kontinentális kőzetrétegből és inhomogén sűrűségű rétegekből visszavert hullámok. A bánya körülbelül 3 másodpercig rázkódik, és többször dobja le, fel, oldalra, a maximális lengési amplitúdók elérhetik a fél métert vagy még többet is, több száz grammos gyorsulás mellett ; a lengéscsillapító rendszer megmenti a rakétát a pusztulástól. Ugyanakkor a bánya tetején felülről 5-6 ezer fokos hőmérséklet hat 3-10 másodpercig (az idő a robbanás erejétől függ), az első fél másodpercben pedig akár 30 ezer fok , majd elég gyorsan leesik egy tüzes felhő emelkedése és a hideg külső levegő epicentruma felé zúdulása miatt . A hőmérsékleti hatásoktól a fej és a védőburkolat recseg, megreped, felületüket megolvad, részben elviszi a plazmaáramlás. A robbanás után 2-3 másodperccel a tűzfelhő emelkedni kezd, a bánya területén a plazmanyomás a légköri nyomás 80%-ára csökken, és akár 2 tonnás/m² emelőerő próbál leszakítani. néhány másodpercig tartsa lenyomva a fedelet. A tetején a talaj és a kövek felülről hullanak, kidobják a tölcsérből, és körülbelül egy percig tovább esnek. A radioaktív és ragadóssá melegített talaj vékony, de szilárd tömböt képez (néhol olvadt salakból tavak képződnek), a nagy kövek pedig károsíthatják a fedelet. A különösen nagy töredékek, mint például a meteoritok, kis krátereket tudnak kiásni leesésükkor [8. o.] (27. o.) , de ezek viszonylag kevések, és kicsi a valószínűsége, hogy a bányába esnek.
Egyetlen talajszerkezet sem éli túl az ilyen becsapódásokat, és még egy olyan szilárd szerkezet is, mint egy erős vasbeton kazamat (például bunker és erőd az első és második világháború idején) részben vagy teljesen összeomlik, és kidobható. helyét a nagy sebességű légnyomás. Ha a földi bunker elég erős és ellenáll a pusztulásnak, a benne lévő emberek továbbra is sérüléseket szenvednek az oszcillációk és rezgések miatt, halláskárosodást, zúzódásokat és végzetes sugársérüléseket kapnak, a forró plazma pedig behatol a réseken és a nyitott járatokon keresztül. A 0,1–0,2 másodpercig tartó hullámnyomás a kiskapu vagy légcsatorna bejáratánál (szivárgási nyomás) körülbelül 15 atmoszféra lehet [5. irodalom] (34., 35. o.) .
Víz alatti robbanás során a hőhullám legfeljebb néhány méternél hagyja el a töltetet (legfeljebb 0,032 m/t 1/3 vagy 3,2 m 1 Mt esetén) [3. lit.] (747. o.) . Ezen a távolságon víz alatti lökéshullám képződik. Kezdetben a lökéshullám eleje egyben a buborék határa is, de néhány méteres tágulás után abbahagyja a víz elpárolgását, és elszakad a buboréktól.
A víz alatti robbanás során a fénysugárzásnak nincs jelentősége, és lehet, hogy észre sem veszi – a víz jól elnyeli a fényt és a hőt.
A víz alatti lökéshullám nagyon hatékony kárt okozó tényező a katonai vízi járművek (hajók és különösen tengeralattjárók) számára.
A víz alatt maradó gáz- gőzbuborék tovább tágul, mélységtől függően sorsa eltérő lehet: ha a robbanás mélysége nagy (több száz méter), a teljesítménye pedig viszonylag kicsi (tíz kilotonna), akkor a a buboréknak nincs ideje a felszínre terjeszkedni, és elkezd összeomlani, ami többször megismétlődik csillapítással; az első lökéshullám [9. irodalom] (155. o.) elsődleges fontosságú .
Azok a jelenségek, amikor egy buborék a felszínre kerül, attól függ, hogy melyik szakaszban keletkezik. Ha egy kis teljesítményű robbanás nagyon mély volt, akkor a gyűrű alakú örvény végleg felbomlik, a felhalmozódó buborékok sokáig lebegnek, az út során energiát veszítenek, és csak egy habhegy jelenik meg a felszínen. Azonban egy kellően erős robbanással (több kilotonna vagy több) és nem túl nagy mélységgel (akár több száz méterig) egy nagyon látványos jelenség kerül a levegőbe a kupola felett - robbanásveszélyes csóva , szökőkút vagy vízoszlop. (ez utóbbi név nem mindig alkalmazható).
A szultán több egymást követő vízkilövellésből áll, amelyeket a felszínre kerülő buborék fúj ki, az első központi kilökődések a leggyorsabbak, az ezt követő szélső kilökődések pedig a buborék nyomásesése miatt egyre lassabbak. Az epicentrumban a szultán károsító tényező lehet, és pusztítást okozhat a hajón, ami egy víz alatti lökéshullámhoz hasonlítható [10. irodalom] (210. o.) ; sekély nukleáris robbanáskor a vízfolyások megtörik és apró darabokra viszik a hajót.
A vízoszlop fordított esése inkább hasonlít egy bő záporhoz vagy egyfajta kisebb záporhoz, mint egy monolit vízeséshez. A lehulló permet csóvának legtövében cseppekből és ködből álló gyűrű gyűlik össze, amelyet alaphullámnak neveznek .
A víz alatti robbanóbuborék kitágulása a szökőárhoz hasonló gravitációs hullámokat okoz a vízen . Egy hajó számára csak az epicentrum közvetlen közelében veszélyesek, ahol nélkülük is elég tényező van ahhoz, hogy elárasztsák a hajót és megöljék a legénységet. De ezek a hullámok olyan távolságban is fenyegethetik az embereket a tengerparton, ahol a lökéshullám csak az üveg zörgését okozná (lásd a fő cikket ).
A földalatti robbanás hatása bizonyos szempontból hasonló a légrobbanáshoz, csak a hatás sugarai 1-2 nagyságrenddel rövidebbek. Íme néhány szám:
A hőhullám sugara gránitban 0,015 m/t 1/3 , közönséges talajban 0,02 m/t 1/3 vagy 1,5-2 m 1 Mt esetén
A lökéshullám által okozott talajpárolgási sugár körülbelül 0,2 m/t 1/3 vagy 20 m 1 Mt esetén
A lökéshullám általi talajolvadás maximális sugara 0,3–0,5 m/t 1/3 vagy 30–50 m 1 Mt esetén [3. irodalom] (196. o.) . Ugyanez a sugár a földi lökéshullám határa.
Az üres kazán üregének sugara a robbanás után:
Rcat. ≈ 14,3 q 0,3 , m (q kt-ben) [2. irodalom] (291. o.)A földalatti "tűzgolyó" sugara:
Rogn. ≈ 17 q 1/3 , m (q kt-ben) [11. irodalom] (101. o.)Egy földalatti robbanás során a hőhullám és szinte az egész földi lökéshullám nem kerül ki a levegőbe, és teljesen a talajban marad. A töltés körüli, e hullámok által felmelegített és elpárologtatott talaj munkaanyagként szolgál, amely a hagyományos vegyi robbanás termékeihez hasonlóan nyomásával veri és löki a környező kőzeteket. Vagyis azt mondhatjuk, hogy nem néhány kilogramm plutónium robban a föld alatt, hanem mintegy száz tonna hagyományos robbanóanyag, csak ez az anyag az elpárolgott talajtömeg. Egy földi robbanás is elpárologtatja a kőzetet, de a párolgási energiát rendkívül nem hatékonyan költik el, többnyire kisugárzik és szétszóródik a légkörben.
A föld alatti robbanás különbözik a levegőtől és a víz alattitól a lökéshullám nagyon kis hatásterületével, amely teljes egészében a kazán üregében fekszik, álcával vagy tölcsérrel, sekély kilökődési robbanással. Ezenkívül a lökéshullám kompressziós hullámmá vagy szeizmikus robbanáshullámmá alakul, amely a fő károsító tényezőként szolgál egy ilyen robbanásban. A szeizmikus robbanáshullámnak, a lökéshullámtól eltérően, enyhe frontja van, fokozatos nyomásnövekedéssel, grafikonja sima dombnak tűnik. Néhány kilométer után a szeizmikus robbanáshullám földrengésszerűen szeizmikus rezgésekké fajul .
Az eltemetett robbanás katonai alkalmazási területe a különösen erős földalatti építmények megsemmisítése [7. o.] (8. o.) , amelyeket légi lökéshullám nem érinthet. A föld alatti robbanás ilyen tárgyakra gyakorolt hatásának hatékonysága, és ezáltal a talajba átvitt energia a töltés mélységével nő: először gyorsan - 13-szorosra, a talajban lévő hőhullám sugarának elmélyülésével ( csak 1,5-2 m 1 Mt). Aztán lassabban és megközelíti a maximumot (100% alatt) az álcázórobbanás mélységében (7-10 m/t 1/3 vagy 700 m 1 Mt) [3. irodalom] (205., 239. o.) . A kis teljesítményű földalatti robbanás eléri a nagy teljesítményű földi robbanás hatékonyságát.
Másrészt az alluviális talajokban a szeizmikus robbanáshullámok nyomása gyorsabban gyengül, mint a kőzetekben (~1,5-szeresével) (9. o.)[12. irodalom] Egy földi robbanás pusztítóbb lehet a nem túlságosan eltemetett, nem sziklás sziklákba eltemetett földalatti építmények széles hálózatára, mint egy ugyanolyan erejű földalatti robbanás.
Egy áthatoló típusú fegyver nem mehet 30 m-nél mélyebbre a talajba, mivel a további behatoláshoz olyan becsapódási sebességre van szükség, amelynél a legerősebb töltés megsemmisül (1 km/s felett). Sziklás talaj vagy vasbeton esetén a behatolás 10-20 m-en belül van (betonnál és három méteres lőszernél 12 m) [6. i.] [13. lit.] . Ilyen mélységben a katonai hatékonyság szempontjából 1 kt-os robbanás megközelíti az álcázót [1. jel] (23. o.) , de ez utóbbival ellentétben a radioaktivitás 80-90%-a [2. o.] (291. o.) ) a felszínre esik .
A föld alatti kilökődési robbanás sok tekintetben hasonlít egy sekély víz alatti robbanáshoz: megjelenik egy kupola, léglökéshullám és robbanásfelhő képződik, amikor a gázok áttörnek, és egy talaj szultán kilökődik. Amikor a talaj leesik, különösen száraz, radioaktív alaphullám jelenik meg a lebegő porrészecskékből [2. irodalom] (100. o.) .
Földalatti robbanás Sedan 104 kt 194 m mélységben (4,1 m/t 1/3 ). Minden egyes keretnél a robbanás többszöröse.
A föld úgy ível, mint egy domb, a tűz kitör és azonnal kialszik
Földi szultán
földesés
Az alaphullám terjed
A példák sok forráson alapulnak, és előfordulhat, hogy nem esnek egybe és ellentmondanak egymásnak.
A robbanási idő a nukleáris reakciók kezdetétől a töltés anyagának tágulásának kezdetéig tartó időszak [2. irodalom] (21. o.) . Az expanzió beindulásával a láncreakciók gyorsan leállnak és a fő energiakibocsátás véget ér, a maradék reakciók hozzájárulása elenyésző.
A legrövidebb robbanási idő az egyfokozatú, szabályozott hasadási erősítéssel (0,03-0,1 mikroszekundum), a leghosszabb - több tíz- és százszor hosszabb - többlépcsős, nagy teljesítményű termonukleáris töltéseknél (több mikroszekundum) [világít 3] (S. 17, 18) .
Vegyünk például egy töltésrobbanást a Teller-Ulam kivitelben polisztirol hab töltettel:
Első fokozat (primer, trigger ):
Robbanóanyag kompresszióhoz
"Toló" és urán-238-ból származó neutronreflektor
Vákuum, benne szuszpendált töltéssel
Trícium gáz, neutronforrás munkaanyaga a hasadás fokozására
Üreges golyó plutónium-239-ből vagy urán-235-ből
Második lépés: A
töltőkamra hungarocell töltése
"Toló" A második fokozat: test urán-238-ból Lítium - deuterid alakultríciummalésdeutériummá
- A harmadik fokozat az urán-238: a "toló" anyaga és a töltet külső héja; a harmadik fokozat tisztább változatában előfordulhat, hogy nincs, és akkor az urán-238-at ólom helyettesíti.
Termonukleáris robbanás 0,5-1 Mt TNT egyenértékben kifejezve | ||||||
Feltételek a bombában: hőmérsékleti nyomás | Idő | Folyamat | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Az Aknakereső meggyújtja a biztosítékot 288 K |
−⋅10 −4 s Bombatok színe _ |
Több kilotonos teljesítményű atomdetonátor (trigger) robbanásának kezdeményezése: a rendszer több speciálisan elhelyezett vegyi robbanótöltet elektromos detonátorának ad jelet, a jelek közötti eltérés nem haladja meg a 10-7 mp -et [14. ] (39. o.) . | ||||
288-5000 K 0,1-20000 MPa |
−⋅10 −4 — −⋅10 −6 s | E töltetek irányított robbanása gömb alakú detonációs hullámot hoz létre , amely 1,95 km/s sebességgel konvergál befelé [14. l.] (35. o.), [15. l.] (507. o.) , amely nyomásával összenyomja a tolót . A robbanóanyag gázai, ha lenne idejük kitágulni, felrobbanthatták a bombát és szinte veszélytelenül szórhatták szét a nukleáris üzemanyagokat [16. l.] (47. o.) (ami meghibásodás vagy "tétlen lövés" esetén történik), de általában a következő események olyan gyorsak, hogy ezeknek a gázoknak nincs idejük néhány millimétert sem áthaladni. Felül a Trinity , Tolstyak és RDS-1 tölteteknél használt gömb alakú kialakítás , alul pedig egy fejlettebb és kompaktabb "hattyú" kialakítás ovális alakú külső robbanótöltettel . Két oldalról felgyújtva egy ilyen töltet belül egyenletes gömb alakú összetartó lökéshullámot ad, amely minden oldalról gömb alakú belső robbanótöltetet robbant fel. Az utolsó töltet magába robban, és összeszorítja a tolót. | ||||
~20000-500.000 MPa |
−n⋅10 -6 s | A tológép eltalál egy hasadóanyagból (például Pu-239 plutóniumból) álló üreges labdát, majd a reakciózónában tartja, megakadályozva, hogy idő előtt szétessen. A plutóniumgolyó néhány mikromásodperc alatt összeesik, 5 millió atmoszféra nyomást ér el, magjai a tömörítés során közelednek egymáshoz és szuperkritikus állapotba kerülnek [14. i.] (30. o.) [15. o.] (508. o. ) ) . | ||||
~500 000 MPa | ~−1⋅10 -6 s | Egy segéd neutronforrást (egy neutronbiztosítékot, egy külső iniciátort, az ábrákon nem látható) működésbe hoznak - egy ioncsövet vagy egy kis méretű gyorsítót , amelyhez a plutónium legnagyobb összenyomásának pillanatában egy elektromos A több száz kilovolt feszültségű impulzust egy fedélzeti forrásból táplálják, és a gyorsulás és a kis mennyiségű deutérium és trícium ütközése miatt a neutronokat „kivágja” és a reakciózónába küldi [17. o.]. 42) . | ||||
~500 000 MPa | 0 s | Abban a pillanatban, amikor megkezdődik a plutónium atommagok segédforrásból származó neutronokkal történő bombázása, az atommagok gerjesztődnek, majd hasadnak. | ||||
~500 000 MPa | ~⋅10 −14 s | Az első maghasadás pillanata a kioldóban. [18. i.] (7. o.) . Maguk a plutónium hasadómagjai neutronokat bocsátanak ki, amelyek más atommagokba esnek, és így tovább, nukleáris láncreakció alakul ki és energia szabadul fel. | ||||
500 000— ⋅10 8 MPa |
~⋅10 −8 s | A neutronok második generációjának önálló kialakulása, szétszóródnak a plutónium tömegén, új atommagokkal ütköznek, néhány kirepül, a lökhárító berillium felülete visszaveri őket [20., 23. o.] (p. 20, 23) . A nukleáris detonáció a fénysebesség 1-10%-a közötti sebességgel megy végbe, és a neutronok sebessége határozza meg [19. irodalom] (615. o.) . A plutónium tömegében a hőmérséklet és a nyomás gyorsan növekszik, hajlamos kitágulni és szétteríteni (a reakció nem teljes), de a detonációs hullám összenyomó nyomása egy ideig meghaladja, és a plutóniumnak van ideje néhány tíz%-kal reagálni. . | ||||
Utca. 100 millió K ~⋅10 8 MPa [lit 20] |
~10 −7 s | A magreakciók vége a triggerben, a műszerek által rögzített sugárzási impulzus (0,3-1)⋅10 -7 s [l. 3] (449. o.) . A reakciók során több neutrongeneráció születik (egymás utáni hasadási reakciók a keletkező neutronok számának geometriai növekedésével), az energia nagy része (99,9%) az uránmagtöltés bármely teljesítményénél az utolsó 0,07-ben szabadul fel. mikroszekundum a neutronok utolsó hét generációján (plutónium esetében 0,04 µs) [#1] . Ebben az esetben a plutónium körülbelül 40 különböző típusú reakcióba lép be (összesen 1,45⋅10 24 bomlási reakció vagy 560 g anyag a 10 kilotonnás össztömegből), és 36 kémiai elem körülbelül 280 radioaktív izotópjává bomlik le . [2. lit.] (19-21., 25. o.), [21. o.] (3. o.) [3. írás] (449. o.) | ||||
Utca. 100 millió K ~⋅10 8 MPa [lit 20] |
⋅10 -7 - 1,5⋅10 -6 s |
Sugárzási robbanás . A nukleáris detonátor energiájának 70%-a röntgensugarak formájában szabadul fel [2. l.] (31. o.) , ezek a töltésen belül szétválnak és elpárologtatják a töltőkamra polisztirolhab töltetét (3. sz. első ábra); egy másik (ablatív) változatban a sugarak a külső házról visszaverődnek, a termonukleáris rész (a második ábrán 3. sz.) tolóhéjának felületére fókuszálva, felmelegítve és elpárologtatva. A több tízmillió fokos párolgás több száz km/s sebességgel tágul, ~10 9 MPa nyomást fejlesztve, összenyomja a tolót és tömöríti a termonukleáris töltést (ábra 4. sz.). A külső tok ezt természetesen nem viseli el, és el is párolog, de az urán-238 ablatív bevonata és hőszigetelő tulajdonságai miatt valamivel lassabban , és egy mikroszekundum különbség is elegendő ahhoz, hogy minden megtörténjen. A töltés közepén lévő "gyertya" működésbe lép, ami egy üreges plutóniumcső, nyitott végével a neutronok szabad áthaladásának kioldójára néz. A kioldó robbanás neutronjai "gyertyát" gyújtanak (lényegében a második nukleáris robbanás, 4. ábra). Eközben a kioldó reakciótermékei felülmúlták a robbanásveszélyes gázok nyomását, és tágulni kezdtek a töltőkamrában. Mire a termonukleáris reakciók beindulnak, a kioldó magrobbanásának hőhulláma átégeti a visszaverő test egy részét (az ábrán az 5. számú), de az energiát költött a bomba belsejében, és nincs ideje messzire menni. | ||||
Az első és a második szakasz robbanásai közötti intervallum, amely során a sugárzás kompressziója megtörténik, akár több mikroszekundum is lehet, például 0,5 Mt teljesítménynél a robbanásból származó gamma-kitörések csúcsai között feljegyzett intervallum A kioldó és a második fokozat robbanása 1,5 μs, a 2. burst amplitúdója 15-ször nagyobb, mint az 1. [3. irodalom] (17., 18., 112. o.) . A sugárzási becsapódás sokkal hatékonyabb, mint a hagyományos robbanóanyag, a főtöltetet összenyomó nyomás több nagyságrenddel nagyobb, és az anyagok magjai közelebb kerülnek egymáshoz, ezért a második és harmadik szakasz későbbi összetettebb reakciói még gyorsabban mennek végbe, mint egy viszonylag egyszerű kioldórobbanás. A második és a harmadik fokozat az RDS-6s típusú leegyszerűsített „puff”-hoz hasonlít , amelyben a tucatnyi gömb alakú réteg helyett csak két réteg veszi körül az atombiztosítékot („gyertyát”): egy lítium-deuterid réteg és egy urán-238 külső henger. | ||||||
akár 1 milliárd K | ~1,5-1,6 μs | A termonukleáris reakciók kezdete és lefolyása (második szakasz, 5. sz.): a plutónium "gyertya" felrobban és nagyszámú gyors neutront bocsát ki, bombázva egy még jobban összenyomott lítium-deuterid hengert (a bomba fő töltetét). A gyertyaneutronok a lítiumot tríciummal és héliummá alakítják (Li + N = T + He + 4,8 MeV). A keletkező trícium és szabad deutérium nagy nyomás alatt reagál egymással és héliummá és neutronokká alakul (D + T = He + n + 17,6 MeV - a fő reakció) [18. irodalom] (16., 17. o.) : termonukleáris zóna Az „égés” lökéshullámon megy keresztül a töltés anyagában, körülbelül 5000 km/s (10 6-10 7 m /s) sebességgel [22. irodalom] (320., 606. o.) . Ezzel párhuzamosan a harmadik szakasz belép a reakcióba - egy urán-238 héj, amely korábban tolóként, hőszigetelőként és a nukleáris bomlásból származó alacsony energiájú neutronok reflektoraként szolgált. Az urán-238 a termonukleáris reakciók energikusabb neutronjainak bombázása alatt lebomlik, és 50-200%-kal növeli a teljes "energiakazán"-ot. A reakciók során körülbelül 6⋅10 25 gamma részecske és 2⋅10 26 neutron szabadul fel ((1-3)⋅10 23 magneutron és (1,5-2)⋅10 23 termonukleáris neutron 1 kilotonnánként) [ világít 3] (S. 18, 49) , amelynek körülbelül 90%-át a bomba anyaga nyeli el, a fennmaradó 10%-ot 14,2 MeV energiáig neutronsugárzás formájában kirepül . A reakció végéig a bomba teljes szerkezetét felmelegítik és teljesen ionizálják. | ||||
Feltételek a bombában: hőmérsékleti nyomás | Idő | Folyamat | ||||
Megjegyzések
|
1 Mt TNT egyenértékben kifejezett űrnukleáris robbanás hatása | ||||||
Távolság | Hatás | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
A rakétaelhárító eléri a megadott magasságot és koordinátákat, robbanás történik. Mivel a töltés körül kevés levegőrészecske van, a robbanási neutronok, röntgen- és gamma-sugarak késedelem és abszorpció nélkül kijutnak az űrbe, lökéshullám nem jön létre. | ||||||
legfeljebb 2 km [#1] | A röntgensugarak elpárologtatják a megtámadott robbanófej testét, és az megsemmisül [23. oldal] (177. o.) . | |||||
legfeljebb 2 km [#1] | A neutronok áramlása nukleáris reakciót és a plutónium megolvadását idézi elő a támadott robbanófejben [23. irodalom] (178. o.) . | |||||
6,4 km | A gamma sugarak letiltják a műhold félvezető rendszereit [23. irodalom] (178. oldal) . | |||||
29 km | A neutronsugárzás letiltja a műhold félvezető rendszereit [23. irodalom] (178. oldal) . | |||||
160 km-ig | A műholdas elektronikus rendszerek átmeneti megszakadása [23. irodalom] (179. o.) | |||||
számos több száz kilométert | Az űrhajósok halála a behatoló sugárzás miatt [23. irodalom] (188. o.) . | |||||
1000 km | A plazmarobbanási termékek maximális tágulási sugara 1 Mt. A rádiókommunikáció megszakítási sugara rövid hullámokon legalább 5 órán keresztül [23. irodalom] (175., 187. o.) | |||||
1600 km | Egy elektromágneses impulzus regisztrációs tartománya [2. irodalom] (673. o.) | |||||
minden földi pályán | A közeli űrben bekövetkező robbanás gyors elektronokból álló mesterséges sugárzási övet idéz elő a Föld körül, az általa az űrhajókban 1 Gy/óra nagyságrendű háttér [l. 23.] (188. o.) minden űrhajóst sürgős és hosszú időre hagyja el a pályát. | |||||
320.000 km | Egy kozmikus robbanás látótávolsága 1 Mt nappal [2. jelzet] (668., 673. o.) | |||||
3,2 millió km | Egy árnyékolatlan [#2] kozmikus robbanás látótávolsága 1 Mt éjszaka [2. jel] (668., 673. o.) | |||||
9,6 millió km | Az érzékelési tartomány nem képernyő. [#2] 1 Mt robbanás a fluoreszcencia és a hullámfázis anomáliáján [2. irodalom] (673. o.) | |||||
1,6 milliárd km | Az érzékelési tartomány nem képernyő. [# 2] 1 Mt robbanás műholdas eszközök hőröntgene által [2. irodalom] (674. o.) | |||||
Távolság | Hatás | |||||
Megjegyzések
|
Ellentétben a légi robbanással, a földi robbanás nem mindig zajlik csendben egy külső távoli szemlélő számára, amíg a lökéshullám meg nem érkezik. Ha a töltést kis magasságban robbantották fel (a felszín felett több tíz méterrel, amikor több száz kilotonnás robbanás - egy megatonna képes észrevehető tölcsért ásni és szeizmikus hullámokat okozni), akkor több tíz kilométeres távolságban. megérkezik a lökéshullám, hosszan tartó talajremegést és földalatti zúgást lehet érezni [24. l] (S. 44, 45) . Ez a hatás még jobban észrevehető talajérintkezésnél és földalatti robbanásoknál.
Ez a táblázat nem tartalmazza a légi lökéshullám kialakulásának részleteit, itt nagyobb figyelmet fordítanak a talajban előforduló jelenségekre. Nincs példa a robbanás polgári objektumokra gyakorolt hatására sem, mivel mindezt a megsemmisítésükre alkalmasabb légrobbanás példáiban tekintik . Másrészt vannak példák a katonai létesítményekre, védőszerkezetekre és különleges szilárdságú, nem katonai célú építményekre, például vízierőművekre gyakorolt hatásra .
Az elmélet, a hatások és az esetleges megsemmisítés mellett az atomrobbanás elleni védelem kérdéseit érintjük itt. A forrás [5. lit.] (34., 35. o.) szerint a szivárgási hullám nyomása hozzáadódott egy mélyen földalatti szerkezet jól formázott bejáratához egy érdekes jelenséggel: minél nagyobb a lökéshullám nyomása a felszínen , annál nagyobb a különbség közte és a szivárgási nyomás között. A jelenséget az magyarázza, hogy egy erősebb lökéshullám nagyobb sebességgel rendelkezik, és gyorsabban ugrik át a bejáraton, és nincs ideje teljes erővel belefolyni. Bizonyos esetekben ez lehetővé teszi, hogy ne telepítsen védőeszközöket a bemenetre - a nyomás magától csökken. Belül biztonsági ajtókra lesz szükség, de kevésbé tartósak.
Egy földi nukleáris robbanás hatása 1 Mt TNT egyenértékben kifejezve | ||||
Idő [# 1] Távolság [ # 2] |
Nyomás [#3] Bemeneti nyomás [#4] |
Offset [#5] Radioact. fertőzés [#6] |
Védelem [#7] |
Megjegyzések |
---|---|---|---|---|
−10 −4 s 0 m |
A bomba (robbanófej) érinti a talajt, egy érintkező robbanószerkezet ("peck") [16] (147. oldal) kiold . Az érintéstől a termonukleáris robbanásig eltelt idő alatt több deciméterrel sikerül a talajba mélyedni. | |||
0 s 0 m |
A termonukleáris reakciók kezdete. | |||
< 10 −7 s 0 m |
~10 8 MPa [20. fény] | 200-300 m | A reakció vége, a bombaanyag expanziójának kezdete. A tölcsér mélysége ezen a helyen ~40-50 m lesz, a talaj kőzettől függően ~100-200 m mélységig visszafordíthatatlanul deformálódik (a tölcsér 3-4 mélysége) [ 8. 28., 227. o.) . Aknavető a 0,2-1 Mt robbanás epicentruma alatt 300-900 m mélységben lehetséges [25. oldal] (70. oldal) . Védőszerkezet lehetséges homogén gránitban 100-200 m mélységben földalatti szerkezet formájában, amortizációval [# 8] [26. i.] (29. o.), [12. lit.] és 300-400 m . közönséges bányában , amely értékcsökkenéssel és értékcsökkenés nélkül működik; kőzetben, de ~200 m-es puha talajréteg alatt 300 m vagy annál nagyobb mélységben [8 . A radioaktív szennyezettség 1 m magasságban a tölcsérben és környékén a robbanás utáni első 1-2 órában kb. 0,01-0,25 Gy/s (1-25 röntgen/s), majd a radioaktivitás törvénye szerint csökken. bomlás : például epicentrum robbanásban 400 kt 2 óra után 0,1 Gy/s, nap után 0,01, 2 nap. ~0,002, 5 nap 0,0002 Gy/s [3. o.] (516., 517. o.), [17. o.] (340. o.), [27. o.] (59-60. o.) . | |
10 −7 s 12 m |
200-300 m | A robbanás energiája az alsó részben egy 1,5-2 m sugarú, elpárolgott talaj izoterm félgömbjévé alakul [28. jelzet] . A kezdeti szakaszban a teljes robbanási energia ~7%-a kerül a talajba, de később ez a részarány 2,5%-ra csökken az energia nagy részének a levegőbe történő visszabocsátása és a felmelegedett talaj felszabadulása miatt az epicentrálisból. régió [8. irodalom] (23., 198. o.) . A 10 millió fokra felmelegedett talajban robbanásszerű párolgás és tágulás indul meg. | ||
1,7⋅10 -7 s 25 m |
200-300 m | A talajra gyakorolt hatás második szakasza: a bombagőzök 100-1000 km / s nagyságrendű sebességgel érik a felszínt, a hőmérséklet a Szentpétervár érintkezési zónájában. 10 millió °C [8. irodalom] (23. o.) . És a világító levegő izoterm félgömbje nő a felszínen. | ||
10 −6 s 34 m |
13.000 MPa | Félteke: sugár 34 m, hőmérséklet 2 millió K, légsebesség ~1 km/s; bombagőzfelhő a felszínen: sugár 2 m, hőmérséklet 4 millió K, nyomás 10 7 MPa, sebesség 1000 km/s [26. l.] (120. o.) , sugárzással felmelegített talaj vastagsága ~ 0,5-1,5 m, a a talajban lévő hőhullám lökéshullámmá alakul [8. irodalom] (196. o.) . | ||
10 -6 -10 -3 s | A talajban zajló ütési jelenségeket a hidrodinamika törvényei írják le: 50 000-10 7 MPa nyomású földi lökéshullámot képeznek a föld elpárolgott és táguló tömegei, amelyek ráadásul bombagőzökkel szétszóródnak és a sebességnél nagyobb sebességgel mozognak. hang a talajban. A kőzet szuperszonikus becsapódás során ideális folyadékként viselkedik, és a kőzet erőssége nem befolyásolja a hullámot [8 . | |||
2⋅10 -5 s | A talajlökéshullám 20-30 m sugarú körben elpárolog és megolvasztja a földet [8. o.] (224. o.), [28. o.] , a párolgás felszabadulása 10-el csökkenti a tüzes félgömb középpontjában a hőmérsékletet alkalommal vagy többször a külterületekhez képest [3. lit.] (S. 200), . Összesen ~20 ezer tonna talaj párolog el (20-25 m magas kocka) [8. l.] . | |||
0,0001s ~50 m |
3000 MPa | 200-300 m | A lökéshullám a mélybe megy, tölcsért fejleszt ki, és a levegőbe löki (mint egy rakétahajtómű fúvókájából ) az elpárolgott, olvadt és őrölt talaj kúp alakú, nagy sebességű áramlását. Szeizmikus robbanásveszélyes hullámok jelennek meg a talajban, távolodva a jövőbeli tölcsértől. Légi lökéshullám kialakulása [28. i.] [8. i.] (198. o.) . Az energiaérték a felszínközeli régióban kb. 1%, a teljes alsó féltérben ~2,5%; a robbanás teljes energiájának fennmaradó 97,5%-a a tüzes féltekén van [8. irodalom] (200. o.) . Ebből a sugárból a száraz talajt [# 9] 430 m/s [lit. 3] sebességgel hordják el (238. oldal) . | |
0,0005 s 75 m |
2500 MPa 250 MPa |
[5. l.] (34. o.) Tüzes félteke: hőmérséklet ~500 000 K, alsó félteke: sugár ~10 m, nyomás 40 000 MPa-ig, hőmérséklet 3000 K-ig (500 kt-ra vonatkozó adatok szerint [ # 10] 3] (203. o.) . | ||
0,001-0,002 s | 1000 MPa 120 MPa |
Az összenyomhatatlan áramlás késői szakasza, a talaj tulajdonságai elkezdik befolyásolni a tölcsér fejlődésének dinamikáját, növekedési üteme érezhetően csökken, és a lökéshullám kompressziós hullámmá vagy szeizmikus robbanóhullámmá alakul. A termesztőtölcsér ekkor megközelítőleg félkör alakú, sugara a végsőé 40-50%-a. A talaj egy része benyomódik a tömbbe, majd részben visszaugrik. A tölcsér maximális mélysége kialakul, ekkor csak a sugár nő, mivel a felszíni peremtalaj kevésbé ellenáll az extrudálásnak és kilökődésnek, mint a mélytömeg. A kidobott talaj tágulási kúpot (földelt „bajusz” vagy kilökődési csóva) alkot 40–60°-os szögben, ~10²–10³ m/s sebességgel (alaptömeg 100 m/s-ig) [8. (136., 222., 232. o.), [28. i.] . | ||
0,0015s ~100m |
~750 MPa 100 MPa |
gránit 6 m |
200 m | Itt lesz egy tölcsér határa a sziklában, amelynek mélysége elérheti a 40 métert az epicentrumban [8. sz.] (227. o.), [29. o.] . Ebben a sugárban 40 m mélységben ~200 MPa a nyomás, a kőzet több ezer g gyorsulással ~5 m-rel oldalra tolódik. Különösen erős földalatti építmények (lakatlanok) 200 MPa nyomásig gránitkőzetben a konzerválás határán [# 8] [26. i.] (26., 29. o.), [30. o.] (82. o.) , 83), [i. 31] . Ha a robbanás száraz hordalékos talajban történik [# 9] , akkor ebből a sugárból a talaj 54 m/s sebességgel kilökődik [3. lámpa] (238. oldal) . |
0,002 s 128 m |
400 MPa 50 MPa |
hordalék 8 m | 200 m | Itt lesz egy 47 m mélységű tölcsér határa száraz puha talajban [# 9] [8. jel] (227. o.) , innen eltávolításának sebessége 26 m/s [3. ] (234., 238. o.) . Továbbá, az ilyen típusú talajok robbanás jelenségének magyarázata nélkül. |
147 m | A száraz talaj kilökődési zónájának sugara [# 9] 1,15R a tölcsér [lit. 3] (238. o.) , meghatározza a sekély védőszerkezet építési lehetőségének elméleti határát, innentől lesz a talaj 17 m/s sebességgel kilökődött, és helyére a tölcsérből kiütött talaj került. | |||
0,004 s 150 m |
220 MPa | 5 m | 200 m | A tölcsér körül legfeljebb 11,5 m magas gerinc lesz [8. lámpa] (227. o.), vagy a tölcsér mélységének 0,25%-a [2. jel] (285. o.) , amely gyűrű alakú fagyottból áll extrudált talaj „hulláma”, amelynek szélessége körülbelül a tölcsér sugara körül van, és ömlesztve legfeljebb 5-6 m vastag [25. i.] (20. o.) . |
160 m |
200 MPa 30 MPa |
4,3 m | 0,1 s után a hőmérséklet akár 10-szer alacsonyabb, mint ami ezen a területen lehetne (~50 000 K), 1,5 s után pedig a talajáramlás hűtő hatása miatt 7000 K helyett 2000 K [8. (S. 138) . Nehéz óvóhely teljes megsemmisítése vagy erős elmozdulása [# 11] egy tölcsér 1,25 R-ig [2. irodalom] (297. o.), [32. oldal] (253. o.) . | |
0,006 s 180 m |
130 MPa | 3/5 m | A talaj sűrűsége ömlesztve ~0,7-0,8 bolygatatlan talaj [8. irodalom] (227. o.) . | |
0,007 s 190 m |
110 MPa 15 MPa |
2,5/4 m | Talajszakadási zóna sugara 1,5R tölcsérek, hosszú hajlékony szerkezetek deformációi és szakadásai közepes mélységben (csővezetékek) 1,5R tölcsérek [2. lit.] (297. o.), [32. irodalom] (253. o.) . | |
0,008 s 200 m |
90 MPa 14 MPa |
1,7/3 m | Földkupac egy 4,8 m vastag tölcsérből [8. irodalom] (227. o.) . A nyírási pusztulási zóna hozzávetőleges határa kőzetekben (kompressziós hullám a kőzetben 10 GPa-ról 10-100 MPa-ra [# 12] ), ahol a földalatti szerkezetek épületszerkezeteinek teljes vagy súlyos tönkremenetele figyelhető meg [5. (55. o.) . | |
0,01 s 220 m |
60 MPa | A tölcsér határa vízzel telített talajban ~1,7R tölcsér száraz talajban [32. irodalom] . A silók védelmének határa sziklás talajban 50 MPa [# 13] [29. irodalom] . | ||
~0,01-8,4 s | 50-0,035 MPa | Bizonyos körülmények között (nyári időszak, nyílt terület, poros felület, aszfalt, száraz fű, sivatag, sztyepp) a felszíni levegő villanás hatására felmelegedése és tulajdonságainak megváltozása miatt a lökéshullám a felszín közelében fut. gyorsabb, mint a főfront: megjelenik egy ugrás-hírnök (lökéshullám anomália, segédhullám) [30. i.] (36., 62. o.), [8. i.] (153. o.), [2. i.] (o. 143. o.), [33. i.] (34. o.) . A földi robbanás növekvő féltekéje úgy néz ki, mint egy kerek kalap, rövid, göndör karimája pedig a nevezett anomália. A jövőben 2-3 km-es távolságig méretei megnövekednek, és magas légkitörés esetén a jelenség markánsabb, de itt az izzás miatt a legszembetűnőbb. A föld alatti objektumok megsemmisítésénél a hatás káros: az elülső nyomás elvesztéséhez vezet (akár 2-szeresére), másrészt viszont a nyomás megnövekszik (akár 5-szörösére) és a dinamikus nyomás lendülete [ 3. l.] (182. o.) , vagyis a becsapódási energia a front mögött szélenergiába kerül, amely képes a földi tárgyakat messzire elhajítani (pl. tankokat). Az ugrás által felemelt porfelhők elsötétítik a tüzes félgömb alsó részét, és csökkentik a fénysebzés erejét. | ||
0,015 s 250 m |
40 MPa 7 MPa |
0,5/1 m | 150 m | Egy másodperc töredékével a tüzes félteke határának megérkezése előtt több száz méterrel (~400-700 m, ha egy 10,4 Mt [# 10] ) robbanással a központtól a középpontot elérő gammasugárzás keletkezik. ~100-1000 kV/m erősségű elektromágneses impulzus . Az impulzus működésképtelenné teheti a bunkerekben, rakétasilókban és a köztük lévő kábelvezetékekben lévő védtelen elektromos berendezéseket, valamint villámkisüléseket okozhat , amelyek a földről felfelé csapnak le, mielőtt a tüzes félteke határa megérkezne [11. l] (5., 7. o. 11), [34. irodalom] (39. o.) . 2R tölcsérig: a nehéz menedékház belső berendezéseinek sérülése [# 11] [32. i.] (253. o.) , kisebb deformációk, esetenként csőtörések [2. lit.] (297. o.), [32. ] (253. o.) .
|
0,025 s 300 m |
23 MPa 4,5 MPa |
0,2/0,5 m | 70 m | 0,7 m vastag földkupac [8. l.] (227. o.) . Hosszú távú vasbeton erődítmények ( DOT ) erőteljes és teljes megsemmisítése [# 14] ( RDS-6s 400 kt 200-500 m (1,5-30 MPa) távolságban [4] [# 10] [ 24. 76. o.) ). |
320 m | 20 MPa 4 MPa |
50-70 m | Az átlagos talaj képlékeny alakváltozási zónájának határa 2,5R tölcsérig [lit. 2] (p. 277, 296) , ezen a területen a talajtömegbe átvitt energia 70-80%-a disszipál, ill. a földi robbanás teljes energiájának legfeljebb 2%-a [8. irodalom] (27. o.) . Hézaghiba , kis repedések, külső rideg kötések felszakadása nehéz óvóhelyeken [#11] 2,5R tölcsérig. Ezen a zónán kívül a tölcsér kialakulása során kapott talajsűrítési hullám nem okoz jelentős károkat [2. irodalom] (297. o.), [32. i.] (253. o.) , a léglökéshullám hatása, ill. az általa létrehozott szeizmikus nyírás előtérbe kerül . | |
0,03 s 330 m |
17 MPa | A lökéshullám abbahagyja az izzást és áttetszővé válik, amelyen keresztül a tüzes félteke belső részei részben láthatók. Ez a jelenség hosszabb ideig figyelhető meg, mint egy levegőkitörésnél. | ||
350 m |
14 MPa | 50 m | A silók védelmi határa közepes talajban 12-14 MPa [# 13] [lit. 25] (9. o.) . A robbanás felől érkező emberi testnek lesz ideje elszenesedni és részben elpárologni, majd a lökéshullámfront és a plazmaáramlás megérkezésével teljesen szétoszlik. | |
385 m |
10 MPa 2,5 MPa |
42 m | Csővezeték csatlakozások tömítettségének megsértése 3R tölcsérig [2. i.] (297., 615. o.), [32. o.] (253. o.) . A nyírási törési zóna hozzávetőleges határa üledékes kőzetekben (kompressziós hullám a talajban 10 GPa-tól 0,1-10 MPa-ig [# 12] [lit. 5] (55. o.) ), a plasztikus deformációs zóna határa (lökéshullám nyomása) 10 MPa [ lit. 25] (p. 20) ), ahol a földalatti építmény épületszerkezeteinek teljes vagy súlyos megsemmisülése következik be. | |
0,05 s 400 m |
7,5 MPa 2 MPa |
0,5/0,3 m | 40 m | Amikor a tüzes félgömb elnyeli azt a helyet, ahol villámlott, egy világító csík kígyózik a felszínen [11. l] (5., 6. sz.) . 0,3 m vastag földkupac [8] (227. o.) . |
0,06-0,08 s 435 m |
6 MPa 1,7 MPa |
A félgömbi sugárzás hőmérsékleti minimuma. Addig a pillanatig szinte ugyanúgy nőtt, mint a levegőben lévő robbanási gömb, de miután a talajviszonyok elkezdik befolyásolni a további fejlődést [2. irodalom] (81. o.) . A " Minuteman " siló biztonsági határa (6-7 MPa) [# 13] [35. i.] (85. o.) . | ||
0,09 s 470 m |
5 MPa 1,5 MPa |
0,5/0,3 m | 30 m | Folyamatos talajkupac zónájának határa: lökéshullámnyomás ~ 5MPa [25. i.] (20. o.) ; (3-4)R tölcsérek [8. irodalom] (227. o.) . Egy metró jellegű óvóhely szakítószilárdsága 18 m mélységben ( RDS-2 38 kt 150 m-nél nem közelebbi sugárban [# 10] ), de a bejáratai megsemmisülnek és mozgólépcsőtöredékekkel hemzsegnek. A 0,2 Mt erejű robbanásból származó, 5 MPa lökéshullámnyomású gödör típusú (üledékes kőzetekben sekély) védőszerkezet a megsemmisülés szélére kerül, és a benne lévő emberek megsérülnek az elmozdulás és a rezgések miatt. : rendkívül súlyos 5%, súlyos 30%, közepes 20%, könnyű 25%, sérülésmentes 20% [5. irodalom] (233. o.) . |
~500 m | A szokásos hullámrezgésekhez kb. A tölcsér 4 R-ében egy alacsony frekvenciájú mozgást adnak össze és távolodnak el az epicentrumtól ~3 másodperc időtartammal (nem vizsgálva) [8. irodalom] (25. oldal) . A radioaktív háttér itt 2 óra múlva 0,01 Gy/s (1 R /s), egy nap alatt ~0,001 Gy/s, 2 nap múlva 0,0005 Gy/s, 5 nap múlva 0,00003 Gy/s [3. lit.] ( S. 516) . | |||
600 m | 4,2 MPa | [36. i.] (13. o.) Fűtés ~5000 °C ~5 mp [# 15] . Azok a körülmények, amelyek között a 825GTS (Balaklava) objektum védőkapuja egy 100 kt-os számított töltet közvetlen találata esetén a bejáratok között középen (a köztük lévő távolság ~ 0,5-0,6 km) lennének [# 10] . Ha nem középen, akkor az egyik bejáratot jobban megütötték volna. Az ilyen szerkezet bejáratánál történt közvetlen találat esetén lásd a következőket. fejezet. Egy vízi erőmű gravitációs betongátjának megsemmisüléserobbanás közben a folyásiránytól 630 m-re [# 16] [lit. 5] (68-69. o.) . Aszfalt és beton autópályák teljes megsemmisítése (2–4 MPa [37. irodalom] ; 4 MPa [38. irodalom] (27. o.) ). | ||
3 MPa | A kifutópályák súlyos megsemmisítése [34. irodalom] (114. o.) . Az első több száz méteren egy védtelen embernek nincs ideje látni a robbanást, és szenvedés nélkül meghal (az ember vizuális reakcióideje 0,1–0,3 s, égési reakcióideje 0,15–0,2 s). | |||
0,15 s | A tölcsér maximális sugara 128 m, mélysége 47 m [8. o.] (227. o.) , összesen ~300 ezer m³ [2. o.] (285. o.) vagy kb. 0,5-0,6 millió tonna talajt dobtak ki; felszabadulása összességében a robbanás energiájának ~0,1%-át fogyasztja [8. irodalom] (27. o.) . A tüzes féltekén belüli repülés során a talajt konvektív hőkezelésnek vetik alá: elpárolog, megolvad, a részecskéiből később sok kis fekete szinterezett salakgolyó hullik le a tölcsértől akár 100 darabig. 1 m²-enként [39. o.] (649. o.) - " kharitonki "-nak nevezett szleng a szemipalatyinszki teszthelyen . | |||
0,2 s 670 m |
2 MPa 0,7 MPa |
0,3/0,15 m | 25-30 m | A tüzes félgömb a földről visszaverődő hullám és a "hideg" elpárolgott és kilökődő talaj áramlása hatására meggörbül és elveszti kerek belső szerkezetét [8 . A talajtágulási zóna határa [25. o.] (20. o.) , 2 MPa a minimális lökéshullám nyomás a talaj kilökődéséhez [40. irodalom] (88. o.) . A tartály teljes megsemmisítése 1-2 MPa [lit. 1] (S. 31, 32) . 14 m-nél kisebb mélységben fa alátámasztással működő földalatti teljes megsemmisítése (RDS-2 38 kt 222 m [# 10] ) [17. irodalom] (315. o.) . |
700 m | A lökéshullám elszakadt az ismét fellobbanó tüzes féltekétől (700 m) [2. l.] (81. o.) , miközben az ugráshíradó megszűnik a fény kibocsátása. Metro típusú óvóhely 18 m mélységben, öntöttvas csővel és monolit vasbetonnal bélelt, RDS-2 38 kt 30 m magasságban, 235 m távolságban tesztelve (1 Mt 700 m-re) [# 10] , kisebb deformációkat, sérüléseket kapott [17. jel] (S. 314, 315, 338) . Az építmény felszínről történő bejárata nem egy közönséges pavilon, hanem egy félig földbe ásott vasbeton kazamat, falakkal és mennyezettel ~ 2 m vastag, keskeny függönyfalakkal (~ 1 m széles) és egy átmenő furattal a lökés átengedésére. integetett egy hatalmas ajtó mellett. | |||
760 m | Sugárzás ~50 000 Gy. Fűtés ~3500 °C ~5 mp [# 15] . Eltemetett boltíves beton védőszerkezetek erős és teljes tönkretétele (1,52-1,93 MPa) [# 17] [2. irodalom] (165. o.) . A kerek boltíves és gömb alakú mennyezetek jobban bírják az ütést, mint az azonos vastagságú és fesztávolságú lapos mennyezetek [25. i.] (50. o.) . | |||
800 m | 1,5 MPa | 25 m | [41. i.] (11. o.) Sugárzás ~20 000 Gy. A szeizmikus robbanáshullám utoléri a légi lökéshullámot: a szeizmikus hullámok megvastagodnak és a hullámfront megerősödik a talajban. 1,5 m átmérőjű és 20 cm vastagságú vasbeton cső megsemmisítése a föld alatt (1,2–1,5 MPa) [41. i.] (11. o.) . Az ember elszenesedett töredékekké változik: egy 1,5 MPa lökéshullám traumás amputációkat okoz [42. o.] (357. o.) , és több száz méterrel odébb dobja a testet, az őt utolérő tüzes félteke pedig elszenesíti a maradványokat. | |
900 m | 1,2 MPa 0,5 MPa |
[41. o.] (7. o.) A Bravo kastély 15 Mt-s, 7500 láb távolságban történt földi robbanásából származó hasonló robbanáshullámleszakított egy 20 tonnás védőajtót, és megsemmisítette egy szárazföldi tudományos műszeres bunker belsejét. egy szomszédos sziget és egy nagy földhalom borítja. Tervezési kapacitás 4-6 Mt (nyomás ~0,7 MPa) [# 10] . A földbe ásott boltíves beton védőszerkezetek súlyos deformációja és károsodása (1,1–1,52 MPa) [# 17] [2. lit.] (165. o.) . | ||
1000 m | 0,96-1 MPa 0,4 MPa |
[5. i.] (34. o.), [36. i.] (13. o.), [41. i.] (11. o.) Sugárzás ~10 000 Gy. A radioaktív háttér itt 2 óra után 0,0001 Gy/s, 1 nap 0,00002 Gy/s, 2 nap ~5⋅10 −6 [3. irodalom] (516. o.) . Súlyos sérülés a bunkerben ( RDS-6s 400 kt 750 m távolságban [# 9] ) [lit. 24] (76. o.) ). Tüzérség 0,2-1 MPa teljes megsemmisítése [1. l.] (32. o.) , harckocsik letiltása (RDS-1 22kt 250-300 m távolságban [# 10] ) [39. l.] (654. o.) . Repedések kialakulása a betemetett boltíves betonszerkezetekben [# 17] , bejárati ajtók esetleges károsodása (0,83-1,1 MPa) [lit. 2] (165. o.) . Védőszerkezet: vasbeton födém 0,61 m és talaj 0,6 m [# 18] [43. jel] | ||
1260 m | Egy vízi erőmű boltíves betongátáinak megsemmisülési sugara a kanyon felőli robbanás során [# 16] [lit. 5] (68-69. o.) , földes és betongátak tönkremennek a nyomáson több mint 1 MPa [34. irodalom] (30. o.) . | |||
1260-1400 m | 0,7 MPa 0,3 MPa |
0,2/0,2 m | A tüzes félgömb növekedésének határa földi robbanáskor ~1,3-1,4 km, sugara megközelítőleg 1,26-szor nagyobb, mint a gömb sugara légrobbanáskor [2. l.] (81. o.), [világít 3. o.] (26. o.), [25. o.] (20. o.) . Felfűtés 800 °C-ig [# 15] . 1000 Gy-ig terjedő sugárzás [36. irodalom] (22. o.) . Védőszerkezet: vasbeton 0,53 m és talaj 1,55 m [# 19] [lit. 32] (549. o.) | |
1400 m | 0,5 MPa 0,25 MPa |
0,2/0,2 m | 12-25 m | Kutyák halála lökéshullám miatt (0,5 MPa) [44. irodalom] (77. o.) . Ember - 99%-os a halálozás valószínűsége csak lökéshullám hatására [# 14] (0,38-0,48 MPa) [2. lit.] (541. o.) (0,5 MPa), belső szervek és központi idegrendszer zúzódása [világít 10] (207. o.) . Tartályok visszautasítása és felborulása (0,5 MPa) [24. irodalom] (47., 77. o.) . |
1460 m | 0,4 MPa 0,2 MPa |
0,15/0,15 m | 7 m | [41. o.] (11. o.) A földben lévő robbanáshullám megelőzi a levegőben lévő lökéshullámot; már régóta elvesztette pusztító erejét a védett építmények számára, és most hang- és szeizmikus hírnöke a lökéshullám érkezésének. Az olvadt földkéreggel borított felület határa. A fémolvadási zóna határa. Előregyártott típusú 0,45 MPa vasbeton bunkerek teljes megsemmisítése ( RDS-2 38 kt 500 m távolságban [17. l.] (315., 339. o.) [24. l.] (58. o.) ). A nehéz típusú [# 20] réteges fa-föld védőszerkezet váza0,42 MPa lökéshullámtól ~ 1,5-szer nagyobb terhelést szenved, mint egy 100 kg-os erősen robbanó bomba közvetlen találata esetén [lit. 45] (43., 45. o.) . |
1550 m | 0,35 MPa | A sziklaesési zóna határa puha talajban ~12R tölcsér (1536 m) és 15R tölcsér sziklás talajban (1500 m) [8. l.] (227. o.) . A lökéshullám 10 m-rel hátrébb dobja a tankot, és megsérül [17. jel] . | ||
1650 m | 0,3 MPa | [41. sz.] (11. sz.) Sugárzás 500 Gy [37. lit.] . Köszörült boltíves acél védőszerkezetek erős és teljes tönkretétele (0,31-0,43 MPa) [# 21] [2. irodalom] (165. o.) . Egy 80 kg súlyú személyt álló helyzetben, 0,5 Mt robbanás mellett, akadálymentesen 0,3 MPa lökéshullám 300 m-nél nagyobb távolságra dobja 575 km/h-nál nagyobb kezdeti sebességgel, amelyből 0,3 -0,5 út (100-150 m) szabad repülés, a táv hátralévő része - számos ricochet a földön; hanyatt fekve dobjon 190 m fölé 216 km/h sebességgel. Összehasonlításképpen: 20 kt és 0,3 MPa robbanással kevesebb a dobás: állva 130 m és 180 km/h, fekve 40 m és 61 km/h [8. l.] (227-229. o.) . Az azonos nyomáseséssel járó erősebb robbanás lökéshullámának nagy kiterjedése és időtartama van a sebesség nyomásának - van ideje erősebben szétszórni a testeket. Védőszerkezet: vasbeton 0,51 m és talaj 0,6 m [# 18] [lit. 43] ; vasbeton 0,45 m és talaj 1,2 m [# 22] [46. | ||
~1,5 s 1780 m |
0,25 MPa 0,15 MPa |
0,12/0,12 m | 3 m | [41. i.] (23. o.) Melegítés 200 °C-ra [# 12] . Sugárzás 70 Gy [irodalom 37] - 100 Gy [lit. 41] (23. o.) . Egy személy lökéshullám általi halálának valószínűsége ~ 10% (0,25 MPa) [10. irodalom] (207. oldal) , 3-4 fokos égési sérülések a testfelület 60-90%-áig, súlyos sugársérülés , egyéb sérülésekkel kombinálva azonnali vagy akár 100%-os halálozás az első napon. Köszörült boltíves acél védőszerkezetek súlyos deformációja a falak befelé történő kihajlása formájában (0,28-0,34 MPa) [# 21] [2. i.] (164., 165. o.) . |
1,5 másodperctől | A kilökődési csóva eléri a ~1 km-es magasságot [8. jelzet] , és részenként a földre hullik, kialakítva a fent említett talajhányó- és sziklaomlási zónák rétegeit. A tölcsér peremterületeiről származó talajtömegek omlanak össze először, miután kisebb gyorsulást kaptak, sűrűbb áramlásban repülnek és kevésbé pusztulnak el; a talaj a középső részétől tovább repül; a köveket kevésbé lassítja le a levegő, és még messzebbre repülnek. A talaj egy része a visszafelé irányuló léghullám mozgása miatt visszadobható. A kidobás középső régióiból érkező gőzök nagy sebességű áramlása a talajból és a bombából származó egyéb gőzökkel együtt a levegőben marad, és felhővel és porral együtt emelkedik a sztratoszférába. | |||
2 c 2000 m |
0,2 MPa | 0,09/0,09m 400-1000 Gy/h |
1 m | Sugárzás 35-40 Gy [36. i.] (22. o.), [41. o.] (23. o.) . A tüzes "félteke" a maximumra nő, már jelentősen ívelt és sűrű bokornak tűnik, melynek felső ágai egyfajta koronát képezve egy tölcsérből származó kibocsátások. Alulról a fény mennyiségét porfelhők takarják el. A szellőző- és bejárati ajtók sérülése a földboltozatos acél védőszerkezeteknél (0,21-0,28 MPa) [# 21] [2. lit.] (165. o.) . Közepes sérülés a tartályokban (0,2-0,4 MPa), több méteres visszadobással. |
2,5 s 2260 m |
0,15 MPa | 0,07/0,07 m | [41. i.] (23. o.) Sugárzás kb. 10 Gr [37. irodalom] [41. sz.] (23. sz.) . Pirotechnikai eszközök robbanása ( RDS-1 22 kt 750 m távolságban [# 10] ) [39. irodalom] (641. o.) . A középponttól számított ~1,5 km-es körzetben a nyomás 0,8 atm -re csökken, és néhány másodpercig ezen a szinten marad, majd fokozatosan növekszik; ez a hatás megnyomhatja és kinyithatja a védőajtót az óvóhelyen, és akár egy 0,9 m vastag, laza betonpadlót is megemelhet további visszatöltés nélkül [30. i.] (52., 53. o.), [26. o.] (116. o.) . A harckocsi legénysége rendkívül súlyos sugárbetegségben 2-3 héten belül meghal [1 . Egy 80 kg tömegű, 0,5 Mt robbanású embert álló helyzetben egy 260 m-es hullám dob ki, melynek kezdeti sebessége kb. 400 km/h, fekve 150 m, illetve 180 km/h [8. irodalom] (229. o.) . Abban az esetben, ha egy test (nem a fej) szilárd akadályra esik 150 km/h vagy annál nagyobb sebességgel - 100%-os halál [10. oldal] (288. o.) . | |
3,5 s 2800 m |
0,1 MPa 0,08 MPa |
0,05/0,05 m | [41. o.] (23. o.) Ekkor az epicentrum területén a sugárzási fluxussűrűség nagyobb, a hőmérséklet pedig alacsonyabb (~2000 K), mint a fénytartomány perifériás tartományaiban ( 5-6 ezer K) [8. irodalom] (138., 139. o.) . A harckocsi legénysége biztonságban van [1. jel] . Előregyártott típusú vasbeton bunkerek súlyos károsodása 0,95 MPa ( RDS-2 38 kt 1000 m távolságban [17. l.] (315. o.), [24. i.] (58. o.) ). Védőszerkezet: vasbeton 0,4 m és talaj 0,6 m [# 18] [lit. 43] | |
3100 m | 0,08 MPa | Az egyes kőzetdarabok a tölcsértől (20-25)R távolságra hullanak [8. l.] (227. o.) . Elektromágneses impulzus 6 kV/m [i. 37] . | ||
3300 m | 0,07 MPa | ~0,07 MPa nyomásszintig a robbanás után egy porzóna és a robbanás után nagyon korlátozott látótávolság terjed ki [26. irodalom] (117. oldal) . | ||
3600 m | 0,06 MPa | |||
6,5 s 4000 m |
0,05 MPa | 340—440 Gy/h | [41. irodalom] (23. o.) A 3 kV/m-ig terjedő elektromágneses impulzus lehetséges hatásának sugara olyan távvezetékekre és érzéketlen elektromos készülékekre, amelyek nincsenek felszerelve 2-4 kV/m stabilitási határértékkel. [37. irodalom] . A vezetékekben indukált impulzus károsíthatja a robbanástól nagy távolságra lévő elektromos készülékeket [48. irodalom] (45. oldal) . | |
4300 m | 0,045 MPa | A prekurzor maximális kifejlődésének helyén (2-4 km-re az epicentrumtól) egy porrúd marad, amely hosszú ideig fennmarad, lassan eltolódik az epicentrumtól, és forgási iránya ellentétes a felhő örvényével. [3. irodalom] (397., 398. o.) | ||
4500 m | 0,04 MPa | A nagyon párás atmoszférában végrehajtott robbanás során a robbanás körül felhőkupola képződik, és az ezt követő 10-20 másodperces metamorfózisok kívülről nem lesznek láthatóak. | ||
8,4 s 4700 m |
0,037 MPa | A lökéshullám és a felmelegített levegőréteg kölcsönhatása véget ér, és az előhullám eltűnik. Egy gyűrű alakú örvény [lit. 3] (p. 397, 398) születik a világító tartomány határán . A jövőben ez az örvény maga fogja felforgatni az egész felhőt. | ||
4800 m | 0,035 MPa | A földfelszín becsapódása miatt ez a folyamat lassabb, mint egy légrobbanásnál. | ||
5400 m | 0,03 MPa | Tartályok enyhe sérülései, törött antennák és fényszórók (0,03-0,05 MPa). | ||
6000 m | 0,025 MPa | 128—280 Gy/h | A gyűrű alakú örvény felment; egy nagy égő vattacsomóra emlékeztető felhő [24. l.] (66. o.) kezd felszállni a földről. | |
15 s 7000 m |
0,02 MPa | A 14. másodpercben a felhő hőmérséklete 4000 K-re csökken, és megkezdődik az elpárolgott szilárd anyagok kondenzációja [18. irodalom] (44., 45., 147. o.) . | ||
8500 m | 0,015 MPa | Összességében a radioaktív termékek teljes mennyiségének ~20%-a emelkedik a levegőbe, a maradék 80% a robbanás területén marad. | ||
9800 m | 0,012 MPa | 70—150 Gy/h | Gombafelhő nő, amely erős szennyezettségében, nagyobb sűrűségében, alacsonyabb hőmérsékletében és fényességében különbözik a nagy légrobbanás gombájától; a poroszlop összeolvad a tüzes felhővel és nagyobb sebességgel mozog benne az áramlás. | |
0,5 perc 11 100 m |
0,01 MPa | A poros levegő áramlása az oszlopban kétszer olyan gyorsan mozog, mint a „gomba” felemelkedik, utoléri a felhőt, áthalad, eltávolodik és mintegy feltekeredik rajta, akár egy gyűrű alakú tekercsen [30. jel] . | ||
13 800 m | 0,08 MPa | A felhő a levegőbe emelt részecskék teljes radioaktivitásának ~90%-át tartalmazza, legtöbbjük kezdetben a felhő alsó harmadában koncentrálódott; a maradék 10%-ot egy poroszlop viszi [2. irodalom] (427., 428. o.) . | ||
17 200 m | 0,06 MPa | A felhő mintegy 280 ezer tonna port emel fel, amelyből 120 ezer tonna a kezdeti por- és füstkibocsátás a tölcsérből, 160 ezer tonna pedig a konvektív komponens: apró talajdarabok elpusztulása repülés közben a tüzes féltekén belül, pl. valamint az olvadt részecskék felszaporodása a föld felszínéről [8. irodalom] (138. o.) . | ||
1 perc 20 km |
0,005 MPa | 29—55 Gy/h | 0,65 m | A felhőben a hőmérséklet 1500 K-ra csökkent, és az elpárolgott talaj és a bomba maradványainak kondenzációja [18] (44., 45. o.) véget ér benne , ahogy tovább hűl, radioaktív anyagok rakódnak le a befogott anyagokra. talajrészecskék. A felhő 7-8 km-re emelkedik, a toroid örvény középpontja 5 km magasságban van. A felszín közelében lévő porbank akár 500 m magasságot, ~1,5 km szélességet is elér, középpontja kb. 4 km-re az epicentrumtól, és a port a gomba szárához szállító szelek kénytelenek átugrani ezen az aknán [2. lit.] (406. o.), [3. o.] (398., 399., 402. o.) , 404) . |
1,5 perc 31 km |
0,001 MPa | 17—37 Gy/h | 0,6 m | A "gomba" teteje 10 km-es magasságban [2. jel.] (38. o.) . Az első földalatti rezgések itt 15 másodperccel a robbanás után jönnek (átlagos hangsebességgel a sziklában 2000 m/s). |
2 perc | A „gomba” 14 km-re nőtt, a gyűrű alakú örvény középpontja ~10 km magasságban [l. 3] (402. o.) . | |||
3,1 perc | A gomba 16,5-18 km-re nőtt, a tórusz közepe 12,5 km-re volt. A felhő tetején hideg, nehéz levegő „sapka” jelent meg, amelyet a felhő hozott a troposzférából, és az emelkedés során lehűlt [3. irodalom] (399., 402. o.) . | |||
4 perc 85 km |
5-7 Gy/h | 0,5 m | Egy ilyen távolságban lévő fényes villanófélteke szinte teljesen túl van a horizonton, már a kupola és a felhő szakaszában teljesen láthatóvá válik. "Gomba" 16 km-nél [3. sz.] (403. o.) . A felhő felső része a hideg levegő "sapkájának" súlya alatt megereszkedik, a felhevültebb gyűrű alakú örvény eléri a 13 km magasságot [3. i.] (399., 400. o.) . | |
5 perc | A felhő közepe lehajlik, az örvénygyűrű felső széle eléri a 17 km-t, a felhő disznógomba alakot ölt . Ezt követően a gomba alakú térfogat kialakulása nem annyira egy felhevült örvény emelkedése, hanem a légkör viselkedése, amelyet a robbanás kiegyensúlyoz [3. irodalom] (400., 403. o.) . | |||
8 perc 165 km |
0,8-2,5 Gy/h | 0,35 m | A vaku messze túl van a horizonton, látszik a ragyogás és a felhő. A „gomba” a legnagyobb méretre nőtt, a felhőből 10-20 órán belül hullik ki a viszonylag nagy szemcsés csapadék, közel radioaktív nyomot képezve [37. i.] , a hatást korai vagy lokális csapadéknak nevezzük, a radioaktivitásuk a teljes radioaktivitási csapadék 50-70%-a földi robbanáskor és 30%-a felszíni robbanáskor [2. irodalom] (S. 427, 466) . | |
10 perc | 0,2 Mt robbanással vízen, a csapadék kezdete a felhőből [3. irodalom] (802. o.) . | |||
16 perc | A maximális csapadék egy árvízrobbanás során 0,2 Mt [3. irodalom] (802. o.) . | |||
30 perc | A csapadék vége és a víz feletti robbanás felhőjének szétoszlása 0,2 Mt [lit. 3] (802. o.) . | |||
1–2 óra 55–61 km |
szél 25-100 km/h | 0,55 m | A rendkívül veszélyes fertőzési zóna (D zóna) terjedésének távoli határa kb. 10 km-re a felhőmozgás tengelye mentén ~25-100 km/h sztatoszféra széllel. A sugárzási szint a külső határon a robbanás után 1 órán keresztül 8 Gy/h, 10 óra után 0,5 Gy/h; sugárdózis a külső határon a teljes bomlás idején a zóna közepén 70-100 Gy, a külső határon 40 Gy [1. lit.] (49. o.) [37. o.] . | |
1,5–4 óra 89–122 km |
szél 25-100 km/h | 0,4 m | A veszélyes szennyezettségi zóna (B zóna) távolabbi határa 13-16 km széles, és a teljes korai csapadéknyom 8-10%-át teszi ki. Az övezet külső határán a sugárzás mértéke egy óra után 2,4 Gy/h, 10 óra után 0,15 Gy/h; teljes sugárdózis a belső határon 40 Gy, a külső határon 12 Gy [1. l.] (49. o.), [37. o.] . | |
2,5-5,5 óra 135-207 km |
szél 25-100 km/h | 0,25 m | A súlyos szennyezettségű zóna (B zóna) távoli határa 26-36 km széles, területe 10-12%. A sugárzás szintje a zóna külső határán egy óra után 0,8 Gy/h, 10 óra után 0,05 Gy/h; teljes sugárdózis a belső határon 12 Gy, a külső határon 4 Gy [1. lit.] (49. o.), [37. o.] . | |
5,5-13 óra 309-516 km |
szél 25-100 km/h | A mérsékelt szennyezettségű zóna (A zóna) távoli határa 25–100 km széles, és a teljes korai csapadéknyom 78–89%-át fedi le. A sugárzás szintje a zóna külső határán egy óra után 0,08 Gy/h, 10 óra után 0,005 Gy/h; teljes sugárdózis a belső határon 4 Gy, a külső határon 0,4 Gy [1. l.] (49. o.), [37. o.] . | ||
2 nap | 10 8 cm²/s diffúziós együttható mellett a diffúz felhő vízszintes méretei nagyobbak, mint 300 km [18. irodalom] (148. o.) . | |||
7 nap | A felhő mérete 1,5-2 ezer km [18. l.] (148. o.) . | |||
10-15 nap | A 40°-os szélességi körön végrehajtott robbanással az elmosódott felhő körbeutazhatja a világot, és ismét áthaladhat a robbanás helyén [18. oldal] (148. oldal) . | |||
~5 hónap | A radioaktív anyagok félig történő lerakódásának effektív ideje (decemberi robbanásnál 3 hónaptól április 8 hónapig) a sarki sztratoszférában és 21 km-es magasságig - késői csapadék vagy távoli radioaktív nyom, finom részecskék hullanak ki a sarkokból. több száz-ezer vagy több km-re az epicentrumtól, főleg a középső szélességeken. Részesedésük a földi robbanásból származó üledékek teljes radioaktivitásának 30-50%-a, míg a felszíni robbanásból származó üledékek 70%-a [2. irodalom] (427., 466., 473. o.) . | |||
~10 hónap | A radioaktív anyagok felezésének effektív ideje a trópusi sztratoszféra alsóbb rétegeiben (21 km-ig), a kicsapódás szintén főként a középső szélességi körökben fordul elő ugyanazon a féltekén, ahol a robbanás történt [2 . . 473) . | |||
1 év | A robbanás helyszínének környezetében lévő, életre alkalmatlan terület 0,02 Gy évi dózissal, 15 000 km²; hosszú távú tartózkodásra veszélyes terület 1 Gy/év dózissal 130 km² [1. i.] (78. o.) . | |||
~5 év | A sztratoszféra megtisztításának ideje a robbanás termékeitől, a C 14 szén radioaktív izotópjának CO 2 formájában történő átmenetének ideje a troposzférából az óceánba [18. irodalom] (140., 154. o.) . Területi terület 0,02 Gy/év dózissal 90 km² [1. irodalom] (78. o.) . | |||
10 év | Terület területe 0,02 Gy/év dózissal 15 km² [1. irodalom] (78. o.) . | |||
~30 év | A C 14 troposzférából a bioszférába való átmenetének ideje [18. irodalom] (154. o.) (?). | |||
100 év | A fennmaradó terület területe 0,02 Gy/év 2 km² dózissal [1. jelzet] (78. o.) . | |||
~1000 év | A C 14 lerakódásának ideje az óceán felszínétől a fenékig [18. irodalom] (154. o.) . | |||
Idő [# 1] Távolság [ # 2] |
Nyomás [#3] Bemeneti nyomás [#4] |
Eltolás [#5] Sugárzási háttér [#6] |
Védelem [#7] |
Megjegyzések |
Megjegyzések
|
A legrosszabb körülményeket veszik figyelembe: 1 Mt nukleáris robbanás a felszínről egy közvetlen alagútba (például metróba) vezető bejáratnál, fordulatok és 5-6 m átmérőjű ágak nélkül, egyenletes falakkal kiváló minőségű betonból, [5. lit.] alapján (28-40. o.) . Ha a töltés 2 méterrel a bejárat előtt felrobban, akkor 2-szer kevesebb energia megy a lökéshullámhoz a csatornában. Ha éppen ellenkezőleg, az alagútban, akkor ez az energia kétszer nagyobb lehet, de egy ilyen töltés nem valószínű. Feltételezve, hogy a beton pórusaiban és repedéseiben nincs veszteség, a lökéshullám nyomása két nagyságrenddel nagyobb lehet a jelzettnél, de ez a nyomás még veszteségek mellett is többszöröse, mint azonos távolságokban a felületen bekövetkező robbanás során a az alagút irányító hatása és a gömbi eltérések hiánya.
Ha az alagút bejáratát elzárja egy kellően erős ajtó vagy dugó (vastagsága 1,5 m gránitnak vagy 2 m laza talajnak felel meg [l. 3.] (196., 240. o.) ), amelynek elpárolgása minden egy megatonnás robbanás röntgensugárzása, majd az elpárolgott ajtó tágulása által keltett lökéshullám az alagút mélységében ~3-5-ször gyengébb lesz az alább jelzettnél. Az alagút 30 fokkal történő elfordítása 5-6% -kal csökkenti a lökéshullám nyomását derékszögben - 10-12% -kal. Egy derékszögű ágban a nyomás 70%-kal kisebb.
1 Mt földi robbanás hatása az alagút belső térfogatára | |||||
Időpont [#1] |
Távolság [#2] |
Hőmérséklet [#3] |
Nyomássűrűség [#4] |
Az anyag sebessége [#5] |
Megjegyzések |
---|---|---|---|---|---|
0 s | 0 m | A bombát közvetlenül az alagút bejárata, robbanás, sugárzási kijárat előtt helyezték el. | |||
(2-3)⋅10 -8 s | 0 m | A röntgensugárzás eléri az alagút falait. | |||
10 −7 −10 −6 s | 70 m | Az alagút hatására a hőhullám levegőben robbanáskor 50 m helyett akár 70 m-ig terjed, és ezen a távolságon légi lökéshullám keletkezik. A falakat hőhullám 1-10 cm mélységig 5-10 millió K-re melegíti fel, és több tízezer MPa nyomást érnek el, a felmelegedett réteg robbanásszerű elpárolgása következik be. | |||
(3-10)⋅10 -6 s | Az elpárolgott anyag „ollóként” összeesik az alagút közepén, majd eltávolodik, visszaverődik és ismét gyengébb összeomlik… | ||||
0,0008 s | Utca. 100 m | ~1 millió K | 50 000 MPa 8 kg/m³-ig |
90 km/s-ig | Így többször is plazmaáramlás ("dugattyú") jön létre, amely a lökéshullámot követi az alagút mélyére. |
0,0015 s | 200 m | 500 ezer K | 5-8 ezer MPa 9 kg/m³-ig |
A dugattyú energiája csökken, tömege pedig nő a falfelület párolgása és a párolgás mozgásban való részvétele miatt. | |
0,002 s | ~250 m | 400 ezer K | 3-6 ezer MPa 9 kg/m³-ig |
Az ilyen nyomások falai nem viselik el, és mintegy szétszóródnak, és szeizmikus hullámokat hoznak létre, amelyek kúpban eltérnek a talajban. | |
0,003 s | ~300 m | 300 ezer K | 2-4 ezer MPa 9 kg/m³-ig |
A plazmadugattyú abbahagyja az összehúzódást és a kitágulást, és egyenletesen mozog az alagúton, turbulens áramlásban . | |
0,021 s | 470 m | 150 MPa | 9000 m/s | Az alagútból hátralévő rész elején-közepén a nyomás több. száz MPa. A falak súrlódásából, ablációjából és párolgásából eredő energiaveszteségek miatt a lökéshullám akár 80%-kal is gyengül, és a gyengülés az alagútfalak szétválása miatt is bekövetkezik. | |
0,044 s | 570 m | 10 ezer K | 40 MPa 10 kg/m³ |
5500 m/s | A gőztömeg felhalmozódásával az akár 30 kg/m³ maximális sűrűségű dugattyú egyre jobban lemarad a lökéshullám mögött. |
0,08 s | 900 m | 8000 K | 20 MPa 9 kg/m³ |
3-4 ezer m/s | Az anyag sűrűsége a közepén legfeljebb 60 kg / m³, a hőmérséklet az elején legfeljebb 100 ezer K. Ha itt zsákutca lenne (például egy védőajtó), akkor először lökéshullám esnek rá (paraméterek a bal oldalon), majd 0,1 s után a kondenzálódni kezdett áramlási gőzök 50 MPa nyomással, ~20 kg/m³ sűrűséggel, legfeljebb 1 km/s sebességgel, ill. hőmérséklete 7000 °C. |
1100 m | 10 MPa | A lökéshullám abbahagyja az alagút tönkretételét. | |||
1500 m | 4 MPa | ||||
2000 m | 1,5-2 MPa | Ezzel a távolsággal több mint 150 tonna beton kerül el az ablációs folyamatok miatt az alagút falaitól [5. irodalom] (37., 38. o.) | |||
Időpont [#1] |
Távolság [#2] |
Hőmérséklet [#3] |
Nyomássűrűség [#4] |
Sebesség [#5] |
Megjegyzések |
Megjegyzések |
A sekély víz alatti robbanás a nukleáris robbanás egyik leglátványosabb fajtája, ráadásul a hétköznapi szemlélő több kilométeres távolságból is láthatja a robbanásveszélyes hatásokat, anélkül, hogy szemét veszítené vagy súlyosan megsérülne a lökéshullám miatt. Halálos "meglepetések" csak néhány perc múlva érik, radioaktív köd formájában, esővel és szökőárszerű hullámokkal .
Tekintsünk egy földalatti terepszínű robbanást, amelynek bár elérhetetlen mélysége miatt nincs katonai alkalmazása, az egyetlen olyan típusú nukleáris robbanás, amelyet a jelenlegi hatótávolságon belül az ember büntetlenül használhat gazdasági és tudományos igényekre.
Vegyük például a gránitot, mint a szeizmikus robbanóhullámokat jól áteresztő közeget, és egy álcázórobbanás mélységében (70 m felett) az 1 kt töltetet.
A gránitöltetbe temetett robbanás hatása 1 kt | ||||
Időtávolság | Nyomás [#1] |
Hőfok | Sebesség | Megjegyzések |
---|---|---|---|---|
~10 8 MPa | ||||
0,15 m | 10 7 MPa felett | A hőhullám maximális sugara gránitban (0,015 m/t 1/3 ) [3. irodalom] (30. o., 196) | ||
~10 −7 s 0,22 m |
4,5⋅10 7 MPa | Földi lökéshullám jelenik meg [3. lámpa] (240. o.) | ||
4,5⋅10 -7 s 0,25 m |
3⋅10 7 MPa | A hullámban lévő gránit összenyomható folyadékként viselkedik [3. irodalom] (240. o.) | ||
10 −6 s 0,295 m |
2⋅10 7 MPa | [3. irodalom] (240. o.) A lökéshullám 4-5-ször összenyomja a kőzetet [14. i.] (190. o.) | ||
1,5⋅10 -6 s 0,34 m |
1,5⋅10 7 MPa | [3. irodalom] (240. o.) | ||
1,5 m | 10 6 MPa felett | A teljes párolgás sugara (0,15 m/t 1/3 ) [3. irodalom] (30., 230. o.) | ||
1,83 m | 180000 MPa | 7000 m/s | Átlagos párolgási sugár [13. lit.] . | |
2,3 m | 137000 MPa | 5000 m/s | Részleges elpárologtatási sugár (0,23 m/t 1/3 ), teljes elpárologtatás 71 t [3. irodalom] (230., 231. o.) | |
~0,01 s 2,6 m |
55000 MPa | A lökéshullám sugara a gránitban, amely egyben a lökésolvadás határa is (0,26 m / t 1/3 ), összesen 115 tonna olvadt A kőzet megszűnik összenyomható folyadékként viselkedni, és a lökéshullám egy kompressziós hullám (szeizmikus robbanási hullám) a nyomás fokozatos növekedésével [3. irodalom] (196., 230., 231., 240., 241. o.) | ||
>10000MPa | Polimorf fázisátalakulások sugara kőzetben [3. irodalom] (30. o.) | |||
6,3 m | A víz párolgási sugara repedésekben (0,63 m/t 1/3 ) [3. irodalom] (231. o.) | |||
10 m | Az üstüreg határa gránitban 80 m mélységben (1 km mélységben 4,5 m-re, 6 km-nél 2,5 m-re csökken) [4. l.] (185. o.) | |||
15 m | 2000 MPa | [12. i.] (15. o.) | ||
30 m | 500 MPa | Köszörülési sziklás talaj határa [13. o.] (10. o.) [49. o.] (5. o.) . | ||
40 m | 300 MPa | A legtartósabb gránitbunkerek megsemmisítése (több mint 200 MPa) [12. irodalom] (15., 23. o.) . | ||
60 m | Utca. 100 MPa | Lágy talajokon a nyomás 100 MPa 40 m távolságban [12. irodalom] (15., 23. o.) . | ||
80 m | 50 MPa | A sziklás talaj repedésének határa [13. i.] (10. o.), [49. o.] (5. o.) . Kőzetek erős pusztulása (50-200 MPa) [30. i.] (82. o.). | ||
20 MPa | Bélés és rögzítés nélküli gránit alagút megsemmisítése [12. irodalom] (23. o.) . | |||
800 m | Irreverzibilis alakváltozások zónája [49. irodalom] (5. o.) . | |||
Időtávolság | Nyomás [#1] |
Hőfok | Sebesség | Megjegyzések |
Megjegyzések |
![]() | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |