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É um dos processos mais incríveis, misteriosos e assustadores. O princípio de operação de armas nucleares é baseado em uma reação em cadeia. Este é um processo, o próprio curso do qual inicia sua continuação. O princípio de operação da bomba de hidrogênio é baseado na fusão.

Os núcleos de alguns isótopos de elementos radioativos (plutônio, califórnio, urânio e outros) são capazes de se decompor, enquanto capturam um nêutron. Depois disso, mais dois ou três nêutrons são liberados. Destruição do núcleo de um átomo em condições ideais pode levar ao decaimento de mais dois ou três, que, por sua vez, podem iniciar outros átomos. Etc. Ocorre um processo semelhante a uma avalanche de destruição de um número crescente de núcleos com a liberação de uma quantidade gigantesca de energia de quebra de ligações atômicas. Em uma explosão, enormes energias são liberadas em um período de tempo ultracurto. Isso acontece em um ponto. É por isso que a explosão de uma bomba atômica é tão poderosa e destrutiva.

Para iniciar o início de uma reação em cadeia, é necessário que a quantidade de substância radioativa exceda a massa crítica. Obviamente, você precisa pegar várias partes de urânio ou plutônio e combiná-las em um todo. No entanto, para causar a explosão de uma bomba atômica, isso não é suficiente, porque a reação irá parar antes que energia suficiente seja liberada, ou o processo irá prosseguir lentamente. Para alcançar o sucesso, é necessário não apenas ultrapassar a massa crítica de uma substância, mas fazê-lo em um período de tempo extremamente curto. É melhor usar vários, o que se consegue com o uso de outros, além disso, eles alternam entre explosivos rápidos e lentos.

O primeiro teste nuclear foi realizado em julho de 1945 nos Estados Unidos, próximo à cidade de Almogordo. Em agosto do mesmo ano, os americanos usaram essas armas contra Hiroshima e Nagasaki. A explosão da bomba atômica na cidade causou terrível destruição e morte de grande parte da população. NA URSS arma atômica foi criado e testado em 1949.

Bomba H

É uma arma com altíssimo poder destrutivo. O princípio de sua ação é baseado na síntese de núcleos pesados ​​de hélio a partir de átomos de hidrogênio mais leves. Ao mesmo tempo, há uma liberação de muito um grande número energia. Essa reação é semelhante aos processos que ocorrem no Sol e em outras estrelas. A fusão é feita mais facilmente usando isótopos de hidrogênio (trítio, deutério) e lítio.

Os americanos testaram a primeira ogiva de hidrogênio em 1952. V compreensão moderna este dispositivo dificilmente pode ser chamado de bomba. Era um prédio de três andares cheio de deutério líquido. A primeira explosão de uma bomba de hidrogênio na URSS foi feita seis meses depois. A munição termonuclear soviética RDS-6 foi detonada em agosto de 1953 perto de Semipalatinsk. O maior Bomba de hidrogênio com uma capacidade de 50 megatons (Tsar Bomba) a URSS testou em 1961. A onda após a explosão da munição circulou o planeta três vezes.

Após o fim da Segunda Guerra Mundial, os países da coalizão anti-Hitler em ritmo acelerado tentaram se adiantar no desenvolvimento de uma bomba nuclear mais poderosa.

O primeiro teste, realizado pelos americanos em instalações reais no Japão, inflamou ao limite a situação entre a URSS e os EUA. As poderosas explosões que trovejaram nas cidades japonesas e praticamente destruíram toda a vida nelas, forçaram Stalin a abandonar muitas de suas reivindicações no cenário mundial. A maioria dos físicos soviéticos foi "lançada" com urgência no desenvolvimento de armas nucleares.

Quando e como surgiram as armas nucleares?

O ano de nascimento da bomba atômica pode ser considerado 1896. Foi então que o químico francês A. Becquerel descobriu que o urânio é radioativo. A reação em cadeia do urânio gera uma energia poderosa, que serve de base para uma terrível explosão. Becquerel dificilmente imaginou que sua descoberta levaria à criação de armas nucleares - a arma mais terrível do mundo inteiro.

O final do século 19 e o início do século 20 foram um momento decisivo na história da invenção das armas nucleares. Foi neste período de tempo que os cientistas países diferentes o mundo foi capaz de descobrir as seguintes leis, raios e elementos:

• Raios alfa, gama e beta;
• Muitos isótopos foram descobertos elementos químicos tendo propriedades radioativas;
• Foi descoberta a lei do decaimento radioativo, que determina o tempo e a dependência quantitativa da intensidade do decaimento radioativo, que depende do número de átomos radioativos na amostra de teste;
• A isometria nuclear nasceu.

Na década de 1930, pela primeira vez, eles conseguiram dividir o núcleo atômico do urânio com a absorção de nêutrons. Ao mesmo tempo, pósitrons e neurônios foram descobertos. Tudo isso deu um ímpeto poderoso ao desenvolvimento de armas que utilizavam a energia atômica. Em 1939, o primeiro projeto de bomba atômica do mundo foi patenteado. Isso foi feito pelo físico da França Frederic Joliot-Curie.

Como resultado de novas pesquisas e desenvolvimento nesta área, uma bomba nuclear nasceu. O poder e o raio de destruição das bombas atômicas modernas são tão grandes que um país com potencial nuclear praticamente não precisa de um exército poderoso, já que uma bomba atômica é capaz de destruir um estado inteiro.

Como funciona a bomba atômica

Uma bomba atômica consiste em muitos elementos, os principais dos quais são:

• Corpo de bomba atômica;
• Um sistema de automação que controla o processo de explosão;
• Carga nuclear ou ogiva.

O sistema de automação está localizado no corpo da bomba atômica, junto com a carga nuclear. O projeto do casco deve ser confiável o suficiente para proteger a ogiva de vários fatores e influências externas. Por exemplo, várias influências mecânicas, de temperatura ou semelhantes, que podem levar a uma explosão não planejada de enorme poder, capaz de destruir tudo ao seu redor.

A tarefa dos automáticos é o controle total sobre o fato de que a explosão ocorre em a hora certa, portanto, o sistema consiste nos seguintes elementos:

• Um dispositivo responsável por uma detonação de emergência;
• Fonte de alimentação para o sistema de automação;
• Sistema de sensor de explosão;
• Dispositivo de armar;
• Dispositivo de proteção.

Quando os primeiros testes foram realizados, as bombas nucleares foram lançadas por aeronaves que conseguiram sair da área afetada. As bombas atômicas modernas são tão poderosas que seu lançamento só pode ser executado por meio de mísseis de cruzeiro, balísticos ou, pelo menos, antiaéreos.

Vários sistemas de detonação são usados ​​em bombas atômicas. O mais simples deles é um dispositivo convencional que é acionado quando um projétil atinge um alvo.

Uma das principais características bombas nucleares e mísseis, é sua divisão em calibres, que são de três tipos:

• Pequeno, o poder das bombas atômicas deste calibre é equivalente a vários milhares de toneladas de TNT;
• Médio (poder de explosão - várias dezenas de milhares de toneladas de TNT);
• Grande, cuja capacidade de carga é medida em milhões de toneladas de TNT.

É interessante que na maioria das vezes o poder de todas as bombas nucleares é medido precisamente em Equivalente TNT, já que para armas atômicas não há escala separada para medir o poder da explosão.

Algoritmos de ação de bombas nucleares

Qualquer bomba atômica opera segundo o princípio de usar energia nuclear, que é liberada durante uma reação nuclear. Este procedimento é baseado na divisão de núcleos pesados ​​ou na síntese dos pulmões. Uma vez que no decorrer desta reação, uma grande quantidade de energia é liberada, e em menor tempo, o raio de destruição de uma bomba nuclear é muito impressionante. Por causa desse recurso, as armas nucleares são classificadas como armas de destruição em massa.

No processo que começa quando uma bomba atômica explode, existem dois pontos principais:

• Este é o centro imediato da explosão, onde ocorre a reação nuclear;
• O epicentro da explosão, que fica no local onde a bomba explodiu.

A energia nuclear liberada durante a explosão de uma bomba atômica é tão forte que os choques sísmicos começam no solo. Ao mesmo tempo, esses choques trazem destruição direta apenas a uma distância de várias centenas de metros (embora se levarmos em conta a força da explosão da própria bomba, esses choques não afetam mais nada).

Fatores de dano em uma explosão nuclear

A explosão de uma bomba nuclear traz mais do que uma terrível destruição instantânea. As consequências dessa explosão serão sentidas não apenas pelas pessoas presas na área afetada, mas também por seus filhos nascidos após a explosão atômica. Os tipos de destruição por armas atômicas são divididos nos seguintes grupos:

• Emissão de luz que ocorre diretamente durante a explosão;
• Onda de choque propagada pela bomba imediatamente após a explosão;
• Impulso eletromagnético;
• Radiação penetrante;
• Contaminação radioativa que pode persistir por décadas.

Embora, à primeira vista, um flash de luz represente a menor ameaça, na verdade ele é formado como resultado da liberação de uma grande quantidade de calor e energia luminosa. Seu poder e força excedem em muito o poder dos raios solares, portanto, os danos causados ​​pela luz e pelo calor podem ser fatais a uma distância de vários quilômetros.

A radiação liberada durante a explosão também é muito perigosa. Embora não dure muito, consegue infectar tudo ao seu redor, já que sua capacidade de penetração é incrivelmente grande.

Uma onda de choque em uma explosão atômica age como a mesma onda em explosões convencionais, apenas seu poder e raio de dano são muito maiores. Em poucos segundos, inflige danos irreparáveis ​​não só às pessoas, mas também a equipamentos, edifícios e à natureza circundante.

A radiação penetrante provoca o desenvolvimento do mal da radiação, e o pulso eletromagnético é perigoso apenas para a tecnologia. A combinação de todos esses fatores, mais o poder da explosão, fazem da bomba atômica a arma mais perigosa do mundo.

Os primeiros testes de armas nucleares do mundo

O primeiro país a desenvolver e testar armas nucleares foram os Estados Unidos da América. Foi o governo dos Estados Unidos que alocou enormes subsídios monetários para o desenvolvimento de novas armas promissoras. No final de 1941, muitos cientistas proeminentes no campo do desenvolvimento atômico foram convidados para os Estados Unidos, que em 1945 foram capazes de apresentar um protótipo de uma bomba atômica adequada para teste.

Os primeiros testes mundiais de uma bomba atômica equipada com um dispositivo explosivo foram realizados no deserto do estado do Novo México. Uma bomba chamada "Gadget" foi detonada em 16 de julho de 1945. O resultado do teste foi positivo, embora os militares exigissem testar a bomba nuclear em condições reais de combate.

Vendo que faltava apenas um passo para a vitória da coalizão hitlerista, e mais essa oportunidade não pode ser apresentada, o Pentágono decidiu infligir ataque nuclear de acordo com o último aliado da Alemanha nazista - Japão. Além disso, o uso de uma bomba nuclear deveria resolver vários problemas de uma vez:

• Evite o derramamento de sangue desnecessário que inevitavelmente aconteceria se as tropas dos EUA entrassem no território do Japão Imperial;
• Com um golpe, coloque os inflexíveis japoneses de joelhos, forçando-os a concordar com as condições favoráveis ​​aos Estados Unidos;
• Mostre à URSS (como possível rival no futuro) que o Exército dos Estados Unidos possui armas únicas, capazes de exterminar qualquer cidade;
• E, é claro, na prática, certifique-se do que as armas nucleares são capazes de fazer em condições reais de combate.

Em 6 de agosto de 1945, a primeira bomba atômica do mundo, usada nas hostilidades, foi lançada na cidade japonesa de Hiroshima. Essa bomba foi batizada de "Kid", já que seu peso era de 4 toneladas. O lançamento da bomba foi cuidadosamente planejado e atingiu exatamente onde foi planejado. Aquelas casas que não foram destruídas pela onda de choque foram queimadas, pois os fogões que caíram nas casas provocaram incêndios, e toda a cidade foi engolfada pelas chamas.

Após um clarão brilhante, uma onda de calor se seguiu, que queimou toda a vida em um raio de 4 quilômetros, e a onda de choque que se seguiu destruiu a maioria dos edifícios.

Aqueles que sofreram insolação em um raio de 800 metros foram queimados vivos. A onda de choque arrancou a pele queimada de muitos. Alguns minutos depois, uma estranha chuva negra caiu, que consistia em vapor e cinzas. Aqueles que foram expostos à chuva negra apresentavam queimaduras incuráveis ​​na pele.

Os poucos que tiveram sorte o suficiente para sobreviver adoeceram com o enjoo da radiação, que na época não era apenas inexplorado, mas também completamente desconhecido. As pessoas desenvolveram febre, vômitos, náuseas e crises de fraqueza.

Em 9 de agosto de 1945, a segunda bomba americana, chamada "Fat Man", foi lançada na cidade de Nagasaki. Essa bomba tinha quase o mesmo poder que a primeira e as consequências de sua explosão foram igualmente devastadoras, embora metade do número de pessoas tenha morrido.

As duas bombas atômicas lançadas sobre cidades japonesas foram os primeiros e únicos casos de armas atômicas usadas no mundo. Mais de 300.000 pessoas morreram nos primeiros dias após o bombardeio. Cerca de 150 mil morreram de doenças causadas pela radiação.

Após o bombardeio nuclear de cidades japonesas, Stalin recebeu um choque real. Ficou claro para ele que a questão do desenvolvimento de armas nucleares em Rússia soviética- esta é uma questão de segurança de todo o país. Já em 20 de agosto de 1945, começou a funcionar uma comissão especial sobre questões de energia atômica, criada com urgência por I. Stalin.

Embora a pesquisa em física nuclear tenha sido realizada por um grupo de entusiastas em Rússia czarista, v Hora soviética ela não recebeu a devida atenção. Em 1938, todas as pesquisas nesta área foram completamente interrompidas e muitos cientistas nucleares foram reprimidos como inimigos do povo. Após explosões nucleares no Japão Autoridade soviética abruptamente começou a restaurar a indústria nuclear no país.

Há evidências de que o desenvolvimento de armas nucleares foi realizado na Alemanha nazista, e foram os cientistas alemães que finalizaram a bomba atômica americana "bruta", então o governo dos EUA retirou da Alemanha todos os especialistas nucleares e todos os documentos relacionados ao desenvolvimento de armas nucleares.

A escola de inteligência soviética, que durante a guerra foi capaz de contornar todos os serviços de inteligência estrangeiros, em 1943 transferiu para a URSS documentos secretos relacionados ao desenvolvimento de armas nucleares. Ao mesmo tempo, agentes soviéticos foram introduzidos em todos os principais centros de pesquisa nuclear americanos.

Como resultado de todas essas medidas, já em 1946 estava pronto tarefa técnica para a fabricação de duas bombas nucleares soviéticas:

• RDS-1 (com carga de plutônio);
• RDS-2 (com duas partes de uma carga de urânio).

A abreviatura "RDS" significa "Rússia se faz", o que é quase totalmente verdade.

A notícia de que a URSS estava pronta para lançar suas armas nucleares forçou o governo dos Estados Unidos a tomar medidas drásticas. Em 1949, o plano Troyan foi desenvolvido, de acordo com o qual 70 As maiores cidades A URSS planejava lançar bombas atômicas. Apenas o medo de retaliação impediu que este plano fosse realizado.

Esta informação alarmante de Oficiais da inteligência soviética, forçou os cientistas a trabalhar em modo de emergência. Já em agosto de 1949, foi testada a primeira bomba atômica produzida na URSS. Quando os EUA souberam desses testes, o plano do Trojan foi adiado indefinidamente. Começou a era de confronto entre as duas superpotências, conhecida na história como Guerra Fria.

A bomba nuclear mais poderosa do mundo, conhecida como Czar Bomba, pertence exatamente ao período da Guerra Fria. Cientistas da URSS criaram a bomba mais poderosa da história da humanidade. Seu poder era de 60 megatons, embora se planejasse criar uma bomba com 100 kilotons de poder. Esta bomba foi testada em outubro de 1961. O diâmetro da bola de fogo durante a explosão foi de 10 quilômetros, e a onda de explosão voou ao redor terra três vezes. Foi essa provação que levou a maioria dos países do mundo a assinar um fim testes nucleares não apenas na atmosfera da terra, mas também no espaço.

Embora as armas atômicas sejam um excelente meio de dissuasão para países agressores, por outro lado, são capazes de extinguir qualquer conflito militar pela raiz, uma vez que uma explosão atômica pode destruir todas as partes no conflito.

Explodiu perto de Nagasaki. A morte e a destruição que acompanharam essas explosões foram sem precedentes. O medo e o horror tomaram conta de toda a população japonesa, forçando-a a se render em menos de um mês.

No entanto, após o fim da Segunda Guerra Mundial, as armas atômicas não ficaram em segundo plano. Iniciado guerra Fria tornou-se um grande fator psicológico de pressão entre a URSS e os EUA. Ambos os lados investiram enormes quantias de dinheiro no desenvolvimento e na criação de novas usinas nucleares. Assim, vários milhares de conchas atômicas se acumularam em nosso planeta ao longo de 50 anos. Isso é o suficiente para destruir todas as coisas vivas várias vezes. Por isso, no final da década de 1990, foi assinado o primeiro tratado de desarmamento entre os Estados Unidos e a Rússia para reduzir o perigo de uma catástrofe mundial. Apesar disso, atualmente 9 países possuem armas nucleares, colocando sua defesa em outro patamar. Neste artigo, veremos por que as armas atômicas receberam seu poder destrutivo e como as atômicas funcionam.

Para entender todo o poder das bombas atômicas, é necessário entender o conceito de radioatividade. Como você sabe, o menor unidade estrutural a matéria da qual todo o mundo ao nosso redor é composto é o átomo. O átomo, por sua vez, consiste em um núcleo e gira em torno dele. O núcleo é composto de nêutrons e prótons. Os elétrons são carregados negativamente e os prótons são positivos. Os nêutrons, como o nome sugere, são neutros. Normalmente, o número de nêutrons e prótons é igual ao número de elétrons em um átomo. No entanto, sob a influência de forças externas, o número de partículas nos átomos de uma substância pode mudar.

Só estamos interessados ​​na variante quando o número de nêutrons muda e um isótopo da matéria é formado. Alguns isótopos de uma substância são estáveis ​​e ocorrem na natureza, e alguns são instáveis ​​e tendem a se deteriorar. Por exemplo, o carbono tem 6 nêutrons. Além disso, existe um isótopo de carbono com 7 nêutrons - um elemento bastante estável encontrado na natureza. O isótopo de carbono de 8 nêutrons já é um elemento instável e tende a se deteriorar. Isso é decadência radioativa. Ao mesmo tempo, os núcleos instáveis ​​emitem raios de três tipos:

1. Os raios alfa são inofensivos o suficiente na forma de um fluxo de partículas alfa que pode ser interrompido com uma folha fina de papel e não pode causar danos

Mesmo se os organismos vivos fossem capazes de suportar os dois primeiros, a onda de radiação causa uma doença muito transitória da radiação que mata em questão de minutos. Essa derrota é possível dentro de um raio de várias centenas de metros da explosão. A vários quilômetros da explosão, o enjoo da radiação matará uma pessoa em algumas horas ou dias. Aqueles fora da área imediata da explosão também podem receber uma dose de radiação ao comer e inalar alimentos da área contaminada. Além disso, a radiação não evapora instantaneamente. Se acumula em ambiente e pode envenenar organismos vivos por muitas décadas após a explosão.

O dano das armas nucleares é muito perigoso para ser usado em quaisquer condições. Sofre inevitavelmente com ele civis e danos irreparáveis ​​são causados ​​à natureza. Portanto, o principal uso das bombas nucleares em nosso tempo é a dissuasão de ataques. Até mesmo os testes de armas nucleares estão atualmente proibidos na maior parte do nosso planeta.

Todo o volume do intercontinental Míssil balístico, dezenas de metros e toneladas de ligas ultra-fortes, combustível de alta tecnologia e eletrônicos perfeitos são necessários apenas para uma coisa - para entregar uma ogiva ao seu destino: um cone de um metro e meio de altura e espessura na base com um humano tronco.

Vamos dar uma olhada em alguma ogiva típica (na realidade, pode haver diferenças de design entre as ogivas). Este é um cone feito de ligas resistentes leves. Dentro, há anteparos, estruturas, uma estrutura de energia - quase tudo é como em um avião. A estrutura de suporte de carga é coberta com revestimento de metal durável. Uma espessa camada de revestimento protetor de calor é aplicada à pele. Parece um antigo cesto neolítico, generosamente revestido com argila e queimado nas primeiras experiências humanas com calor e cerâmica. A semelhança é fácil de explicar: tanto a cesta quanto a ogiva terão que resistir ao calor externo.

Dentro do cone, fixados em seus "assentos", estão dois "passageiros" principais para os quais tudo foi iniciado: uma unidade de carga termonuclear e uma unidade de controle de carga, ou uma unidade de automação. Eles são incrivelmente compactos. A unidade de automação é do tamanho de um frasco de cinco litros de pepinos em conserva e a carga é do tamanho de um balde de jardim comum. Pesada e pesada, a união de uma lata e um balde explodirá trezentos e cinquenta e quatrocentos quilotons. Dois passageiros estão interligados por comunicação, como gêmeos siameses, e através desta conexão eles trocam algo constantemente. O diálogo deles está em andamento o tempo todo, mesmo quando o foguete está em alerta, mesmo quando esses gêmeos estão sendo levados da fábrica.

Há também um terceiro passageiro - uma unidade para medir o movimento da ogiva ou, em geral, para controlar seu voo. No último caso, os controles operacionais são integrados à ogiva, permitindo que você altere a trajetória. Por exemplo, sistemas pneumáticos executivos ou sistemas de pó. E também uma rede elétrica de bordo com fontes de alimentação, linhas de comunicação com um estágio, na forma de fios e conectores protegidos, proteção contra pulso eletromagnético e sistema de termostato - para manter a temperatura de carga necessária.

A tecnologia pela qual as ogivas são separadas do foguete e caem em seus próprios cursos é separada. grande tópico, sobre o qual você pode escrever livros.

Primeiro, vamos explicar o que é "apenas uma ogiva". É um dispositivo que hospeda fisicamente uma carga termonuclear a bordo de um míssil balístico intercontinental. O foguete tem uma ogiva chamada, na qual uma, duas ou mais ogivas podem ser localizadas. Se houver vários deles, a ogiva é chamada de ogiva múltipla (MIRV).

Dentro do MIRV existe uma unidade muito complexa (também chamada de plataforma de procriação), que, após ser expulsa da atmosfera pelo veículo lançador, passa a realizar uma série de ações programadas para orientação individual e separação das ogivas localizadas nele; formações de batalha de blocos e falsos alvos, que também estão inicialmente localizados na plataforma, são alinhadas no espaço. Assim, cada bloco é exibido em uma trajetória que garante que ele atinja um determinado alvo na superfície da Terra.

Os blocos de combate são diferentes. Aqueles que se movem ao longo de trajetórias balísticas após a separação da plataforma são chamados de incontroláveis. Após a separação, ogivas controladas começam a "viver suas próprias vidas". Eles são equipados com motores de orientação para manobras no espaço sideral, superfícies de direção aerodinâmica para controle de voo atmosférico, possuem sistema de controle inercial a bordo, diversos dispositivos computacionais, um radar com computador próprio ... E, claro, uma ogiva.

Ogiva praticamente controlada combina as propriedades de um nave espacial e uma aeronave hipersônica não tripulada. Todas as ações no espaço e durante o voo na atmosfera, este dispositivo deve funcionar de forma autônoma.

Após a separação da plataforma de reprodução, a ogiva voa por um tempo relativamente longo em uma altitude muito elevada - no espaço. Nesse momento, o sistema de controle da unidade realiza toda uma série de reorientações a fim de criar condições para definição precisa próprios parâmetros de movimento, facilitando a superação da zona de possíveis explosões nucleares de antimísseis ...
Antes de entrar na alta atmosfera, o computador de bordo calcula a orientação necessária da ogiva e a executa. Por volta do mesmo período, ocorrem as sessões de determinação da posição real por radar, para as quais também é necessário realizar uma série de manobras. Em seguida, a antena localizadora é atirada para trás e a seção atmosférica de movimento da ogiva começa.

Abaixo, na frente da ogiva, estendia-se um enorme e contrastante brilho de alturas formidáveis, coberto por uma névoa azul de oxigênio, coberto por suspensões de aerossol, um quinto oceano sem limites e sem limites. Lentamente, e quase imperceptivelmente, após os efeitos residuais da separação, a ogiva continua sua descida ao longo de uma trajetória suave. Mas uma brisa muito incomum puxou suavemente em sua direção. Ele a tocou um pouco - e tornou-se perceptível, ele cobriu o corpo com uma onda fina e recuada de brilho branco-azulado pálido. Esta onda tem uma temperatura incrivelmente alta, mas ainda não queima a ogiva, porque é muito etérea. O vento que sopra sobre a ogiva é eletricamente condutor. A velocidade do cone é tão alta que ele literalmente esmaga as moléculas de ar em fragmentos eletricamente carregados com seu impacto, e ocorre a ionização do ar por impacto. Essa brisa de plasma é chamada de fluxo hipersônico. grandes números Mach, e sua velocidade é vinte vezes a velocidade do som.

Devido à alta rarefação, a brisa é quase imperceptível nos primeiros segundos. Crescendo e se condensando com o aprofundamento na atmosfera, a princípio ele esquenta mais do que pressiona a ogiva. Mas aos poucos ela começa a apertar seu cone com força. O fluxo vira a ogiva de cabeça para baixo. Ele não se desdobra imediatamente - o cone balança ligeiramente para a frente e para trás, diminuindo gradualmente suas oscilações e, finalmente, se estabiliza.

Densificando à medida que desce, o fluxo pressiona cada vez mais a ogiva, diminuindo seu vôo. A temperatura diminui gradualmente com a desaceleração. Dos enormes valores do início da entrada, o brilho branco-azulado de dezenas de milhares de Kelvin, ao brilho branco-amarelado de 5 a 6 mil graus. Esta é a temperatura das camadas superficiais do Sol. A radiância se torna deslumbrante porque a densidade do ar está aumentando rapidamente e, com ela, o fluxo de calor para as paredes da ogiva. O escudo térmico está carbonizado e começa a queimar.

Não queima devido ao atrito com o ar, como muitas vezes é dito incorretamente. Devido à enorme velocidade hipersônica do movimento (agora quinze vezes mais rápido que o som), outro cone diverge no ar do topo do casco - uma onda de choque, como se encerrasse uma ogiva. O ar que entra, entrando no cone da onda de choque, se comprime instantaneamente muitas vezes e pressiona com força contra a superfície da ogiva. De compressão abrupta, instantânea e repetida, sua temperatura imediatamente salta para vários milhares de graus. A razão para isso é a velocidade louca do que está acontecendo, o dinamismo proibitivo do processo. A compressão gás-dinâmica do fluxo, e não o atrito, é o que agora está aquecendo as laterais da ogiva.

O arco é o pior. É aqui que se forma a maior compactação do contrafluxo. A área desta vedação move-se ligeiramente para a frente, como se se destacasse do corpo. E fica na frente, assumindo o formato de lente grossa ou travesseiro. Essa formação é chamada de "choque de arco destacado". É várias vezes mais espesso do que o resto do cone da onda de choque em torno da ogiva. A compressão do fluxo livre frontal é a mais forte aqui. Portanto, o amortecedor de arco separado tem a temperatura e a densidade de calor mais altas. Este pequeno sol queima a proa da ogiva de forma radiante - destacando, irradiando calor de si mesma diretamente para o nariz do casco e causando queimadura severa da proa. Portanto, existe a camada mais espessa de proteção térmica. É a onda de choque de proa que ilumina a área por muitos quilômetros ao redor da ogiva que voa na atmosfera em uma noite escura.

Limitado por um gol

A carga de fusão e a unidade de controle comunicam-se constantemente. Esse "diálogo" começa imediatamente após a instalação da ogiva do míssil e termina no momento de uma explosão nuclear. Todo esse tempo, o sistema de controle prepara a carga para a atuação, como um treinador-boxeador para uma luta responsável. E no momento certo dá o último e mais importante comando.

Quando o foguete é colocado em alerta, sua carga é totalmente equipada: um ativador de nêutron pulsado, detonadores e outros equipamentos são instalados. Mas ele ainda não está pronto para a explosão. Manter um míssil nuclear em uma mina ou em um lançador móvel por décadas, pronto para explodir a qualquer momento, é simplesmente perigoso.

Portanto, durante o vôo, o sistema de controle coloca a carga em um estado de prontidão para uma explosão. Isso acontece gradualmente, usando algoritmos sequenciais complexos baseados em duas condições principais: a confiabilidade do movimento em direção ao objetivo e o controle sobre o processo. Caso um desses fatores desvie dos valores calculados, a preparação será encerrada. A eletrônica transfere a carga para um grau cada vez maior de prontidão, a fim de dar um comando para operar no ponto calculado.

E quando uma equipe de combate para detonação chega a uma carga totalmente preparada da unidade de controle, a explosão ocorrerá imediatamente, instantaneamente. Uma ogiva, voando na velocidade de uma bala de franco-atirador, passará apenas alguns centésimos de milímetro, sem ter tempo de deslocar no espaço nem mesmo a espessura de um fio de cabelo humano, quando sua carga começa, se desenvolve, passa completamente e o termonuclear a reação já terminou, tendo liberado toda a potência nominal.

Tendo mudado muito tanto por fora quanto por dentro, a ogiva passou para a troposfera - os últimos dez quilômetros de altura. Ela desacelerou muito. O vôo hipersônico degenerou para um som supersônico de três ou quatro unidades Mach. A ogiva já está brilhando fracamente, morrendo e se aproximando do alvo.

Uma explosão na superfície da Terra raramente é planejada - apenas para objetos aprofundados no solo, como silos de mísseis. A maioria dos objetivos está na superfície. E para sua maior derrota, a detonação é realizada a uma certa altura, dependendo da potência da carga. Para 20 quilotons táticos, isso é 400-600 m. Para um megaton estratégico, a altura ideal de explosão é 1200 m. Por quê? Duas ondas viajam pela área da explosão. Mais perto do epicentro, a onda de choque atingirá mais cedo. Ela cairá e será refletida, saltando para os lados, onde se fundirá com uma nova onda que acaba de chegar aqui de cima, do ponto de explosão. Duas ondas - caindo do centro da explosão e refletidas na superfície - se somam, formando a onda de choque mais poderosa na camada superficial, o principal fator de destruição.

Em lançamentos de teste, a ogiva geralmente atinge o solo sem obstáculos. A bordo está meio centro de explosivos, detonados ao cair. Pelo que? Primeiro, a ogiva é um objeto classificado e deve ser destruída de forma confiável após o uso. Em segundo lugar, é necessário para os sistemas de medição do aterro - para a detecção rápida do ponto de incidência e medição dos desvios.

O funil de fumaça, de muitos metros de comprimento, completa o quadro. Mas antes disso, alguns quilômetros antes do impacto, um cassete blindado de um dispositivo de armazenamento com um registro de tudo o que foi gravado a bordo durante o vôo é disparado da ogiva de teste. Esta unidade flash blindada protege contra a perda de informações a bordo. Ela será encontrada mais tarde, quando um helicóptero chega com um grupo especial de busca. E eles vão registrar os resultados de um vôo fantástico.

O reator nuclear funciona sem problemas e com precisão. Do contrário, como você sabe, haverá problemas. Mas o que está acontecendo lá dentro? Vamos tentar formular o princípio de operação de um reator nuclear (atômico) de forma breve, clara, com paradas.

Na verdade, o mesmo processo está acontecendo lá como em uma explosão nuclear. Só agora a explosão ocorre muito rapidamente, e no reator tudo isso é esticado para muito tempo... Como resultado, tudo permanece são e salvo e recebemos energia. Não tanto que tudo ao redor explodisse imediatamente, mas o suficiente para fornecer eletricidade à cidade.

Antes de entender como está indo uma reação nuclear controlada, você precisa saber o que reação nuclear geralmente.

Reação nuclear É o processo de transformação (fissão) de núcleos atômicos durante sua interação com partículas elementares e gama quanta.

As reações nucleares podem ocorrer com absorção e liberação de energia. As segundas reações são utilizadas no reator.

Reator nuclear É um aparelho cuja finalidade é manter uma reação nuclear controlada com a liberação de energia.

Freqüentemente, um reator nuclear também é chamado de atômico. Observe que não há nenhuma diferença fundamental aqui, mas do ponto de vista da ciência, é mais correto usar a palavra "nuclear". Existem muitos tipos de reatores nucleares agora. Estes são enormes reatores industriais projetados para gerar energia em usinas de energia, reatores nucleares submarinos, pequenos reatores experimentais usados ​​em experimentos científicos. Existem até reatores usados ​​para dessalinizar a água do mar.

A história da criação de um reator nuclear

O primeiro reator nuclear foi lançado em 1942, não muito distante. Aconteceu nos EUA sob a liderança de Fermi. Este reator foi denominado "Chicago Woodpile".

Em 1946, o primeiro reator soviético foi iniciado sob a liderança de Kurchatov. O corpo desse reator era uma bola de sete metros de diâmetro. Os primeiros reatores não tinham sistema de refrigeração e sua potência era mínima. Aliás, o reator soviético tinha potência média de 20 watts, enquanto o americano tinha apenas 1 watt. Para efeito de comparação: a potência média dos reatores de energia modernos é de 5 Gigawatts. Menos de dez anos após o lançamento do primeiro reator, o primeiro reator industrial do mundo Usina nuclear na cidade de Obninsk.

O princípio de operação de um reator nuclear (atômico)

Qualquer reator nuclear tem várias partes: zona ativa com combustível e moderador , refletor de nêutrons , refrigerante , sistema de controle e proteção ... Isótopos são mais frequentemente usados ​​como combustível em reatores urânio (235, 238, 233), plutônio (239) e tório (232). A zona ativa é uma caldeira através da qual flui água comum (portador de calor). Entre outros fluidos de transferência de calor, "água pesada" e grafite líquida são menos comumente usados. Se falamos sobre o funcionamento de uma usina nuclear, então um reator nuclear é usado para gerar calor. A própria eletricidade é gerada pelo mesmo método que em outros tipos de usinas de energia - o vapor faz girar uma turbina e a energia do movimento é convertida em energia elétrica.

Abaixo está um diagrama do funcionamento de um reator nuclear.

Como já dissemos, durante a decadência de um núcleo de urânio pesado, elementos mais leves e vários nêutrons são formados. Os nêutrons resultantes colidem com outros núcleos, também causando sua fissão. Nesse caso, o número de nêutrons cresce como uma avalanche.

Precisa ser mencionado aqui fator de multiplicação de nêutrons ... Então, se este coeficiente exceder um valor igual a um, então explosão nuclear... Se o valor for menor que um, há poucos nêutrons e a reação é extinta. Mas se você mantiver o valor do coeficiente igual a um, a reação continuará por um longo tempo e de forma estável.

A questão é como fazer isso? No reator, o combustível está na chamada elementos de combustível (TVELakh). São bastonetes em que, na forma de pequenos comprimidos, existe Combustível nuclear ... As barras de combustível são conectadas em cassetes hexagonais, dos quais podem haver centenas no reator. Os cassetes com barras de combustível são posicionados verticalmente, com cada barra de combustível possuindo um sistema que permite ajustar a profundidade de sua imersão no núcleo. Além dos próprios cassetes, entre eles há hastes de controle e hastes de proteção de emergência ... As hastes são feitas de um material que absorve bem os nêutrons. Assim, as hastes de controle podem ser abaixadas para diferentes profundidades no núcleo, ajustando assim o fator de multiplicação de nêutrons. As hastes de emergência são projetadas para desligar o reator em caso de emergência.

Como um reator nuclear é iniciado?

Descobrimos o próprio princípio de operação, mas como iniciar e fazer o reator funcionar? Grosso modo, aqui está - um pedaço de urânio, mas uma reação em cadeia não começa nele por si mesma. O fato é que na física nuclear existe um conceito massa crítica .

A massa crítica é a massa de matéria físsil necessária para iniciar uma reação em cadeia nuclear.

Com a ajuda de barras de combustível e barras de controle, uma massa crítica de combustível nuclear é primeiro criada no reator e, em seguida, o reator é levado ao nível de potência ideal em vários estágios.

Neste artigo, tentamos dar uma idéia geral da estrutura e do princípio de operação de um reator nuclear (atômico). Se você tiver alguma dúvida sobre o assunto ou na universidade fez um problema em física nuclear, entre em contato especialistas da nossa empresa... Nós, como de costume, estamos prontos para ajudá-lo a resolver qualquer questão urgente em seus estudos. Enquanto isso, estamos fazendo isso, sua atenção é outro vídeo educacional!