A descoberta por Albert Einstein da capacidade das substâncias de liberar grandes quantidades de energia no nível atômico marcou o início da física nuclear. Na década de 1930, os pesquisadores simularam uma explosão nuclear no ar em laboratório, mas a experiência colocou em risco a vida pacífica na Terra.
Princípio de funcionamento
Para uma explosão nuclear aérea, você precisa criar certas condições que provocam uma detonação. Normalmente, TNT ou RDX são usados como detonadores, sob a influência de que uma substância radioativa (geralmente urânio ou plutônio) é comprimida a uma massa crítica em 10 segundos, e então ocorre uma poderosa liberação de energia. Se a bomba é termonuclear, ocorre nela o processo de transformação de elementos leves em mais pesados. A energia liberada neste caso traz consigo uma explosão ainda mais poderosa.
Um reator nuclear também pode ser usado para fins pacíficos, pois a fissão pode ser controlada. Para isso, são utilizados dispositivos que absorvem nêutrons. Os processos que ocorrem em tal instalação estão sempre em equilíbrio. Atése houver pequenas alterações nos parâmetros, o sistema os extingue a tempo e retorna ao modo de operação. Em situações de emergência, os elementos são reinicializados automaticamente para interromper a reação em cadeia.
Primeira experiência
Descoberta por Einstein e mais estudada por físicos nucleares, a liberação de energia interessou não apenas cientistas, mas também militares. A possibilidade de obter novas armas que poderiam criar explosões poderosas a partir de uma pequena quantidade de material levou a experimentos com elementos radioativos.
Fisicamente, a possibilidade de uma explosão com um efeito prejudicial significativo foi comprovada pelo cientista francês Joliot-Curie. Ele descobriu uma reação em cadeia, que se tornou uma poderosa fonte de energia. Além disso, ele planejava realizar experimentos com óxido de deutério, mas nas condições da Segunda Guerra Mundial era impossível fazer na França, então, no futuro, os cientistas britânicos assumiram o desenvolvimento de armas atômicas.
O primeiro artefato explosivo foi testado no verão de 1945 na América. Pelos padrões de hoje, a bomba tinha pouco poder, mas naquela época o efeito resultante superou todas as expectativas. A força da explosão e o impacto na área circundante foram enormes.
Resultados
Testes foram realizados para determinar as características de uma explosão nuclear de ar. Os presentes posteriormente descreveram o que viram. Eles observaram um ponto luminoso brilhante a uma distância de várias centenas de quilômetros. Então se transformou em uma enorme bola, um som muito alto foi ouvido, e por quilômetrosonda de choque rolou. O balão explodiu, deixando para trás uma nuvem de doze quilômetros em forma de cogumelo. Uma cratera permaneceu no local da explosão, estendendo-se por dezenas de metros de profundidade e largura. O chão ao redor dele por várias centenas de metros se transformou em solo sem vida e sem caroço.
A temperatura do ar durante a explosão nuclear aumentou significativamente, e a própria atmosfera parecia se tornar mais densa. Isso foi sentido até mesmo por testemunhas oculares que estavam longe do epicentro no abrigo. A escala do que viram foi incrível, pois ninguém imaginava o poder que enfrentariam. Concluiu-se que os testes foram bem sucedidos.
Os fatores prejudiciais de uma explosão nuclear aérea
Os militares perceberam imediatamente que uma nova arma poderia decidir o resultado de qualquer guerra. Mas naquela época ninguém pensava no impacto dos fatores prejudiciais de uma explosão nuclear. Os cientistas prestaram atenção apenas ao mais óbvio deles:
- ondas de choque;
- emissão de luz.
Naquela época, ninguém sabia sobre contaminação radioativa e radiação ionizante, embora mais tarde tenha sido a radiação penetrante que acabou sendo a mais perigosa. Portanto, se a devastação e a destruição foram localizadas a uma distância de várias centenas de metros do epicentro de uma explosão nuclear aérea, a área de dispersão dos produtos de decaimento da radiação se estendeu por centenas de quilômetros. Uma pessoa recebeu a primeira exposição, que foi posteriormente agravada pela precipitação de radiação em áreas próximas.
Além disso, os cientistas ainda não sabiam que sob a influênciaA onda de choque do ar de uma explosão nuclear gera um pulso eletromagnético que pode desativar todos os eletrônicos a uma distância de centenas de quilômetros. Assim, os primeiros testadores não podiam nem imaginar o quão poderosa a arma foi criada e quão catastróficas poderiam ser as consequências de seu uso.
Tipos de explosões
Explosões nucleares no ar são realizadas na altura da troposfera, ou seja, dentro de 10 km acima da superfície da Terra. Mas além deles, existem outros tipos, por exemplo:
- Terrestre ou acima da água conduzida na superfície da terra ou da água, respectivamente. Uma bola de fogo que se expande a partir de um flash, enquanto parece o sol nascendo atrás do horizonte.
- Alta altitude, realizada na atmosfera. Ao mesmo tempo, o flash luminoso tem um tamanho muito grande, paira no ar e não toca a superfície da terra ou da água.
- Subterrâneo ou subaquático ocorrem na espessura da crosta terrestre ou em profundidade. Normalmente não há flash.
- Espaço. Elas ocorrem a centenas de quilômetros do globo, fora do espaço circumplanetário e são acompanhadas por uma nuvem de moléculas luminosas.
Diferentes tipos diferem não apenas no flash, mas também em outras características externas, além de fatores prejudiciais, a intensidade da explosão, seus resultados e consequências.
Teste de solo
As primeiras bombas foram testadas diretamente na superfície da Terra. São esses tipos de explosões que são acompanhadas por uma nuvem de cogumelo distinta emar e uma cratera que se estende por várias dezenas ou mesmo centenas de metros no solo. Uma explosão no solo parece a mais assustadora, já que uma nuvem pairando abaixo do solo atrai não apenas poeira, mas também uma parte significativa do solo, o que o torna quase preto. Partículas do solo se misturam com elementos químicos e depois caem no solo, o que torna a área contaminada radioativamente e completamente inabitável. Para fins militares, isso pode ser usado para destruir edifícios ou objetos poderosos, infectar vastos territórios. O efeito destrutivo é o mais poderoso.
Explosões de superfície
Os testes também são realizados acima da superfície da superfície da água. Nesse caso, a nuvem será composta de pó de água, o que reduz a intensidade da radiação luminosa, mas transporta partículas radioativas por grandes distâncias, podendo cair junto com a precipitação a mil quilômetros do local do teste.
Para fins militares, pode ser usado para destruir bases navais, portos e navios, ou para contaminar águas e costas.
Explosões aéreas
Esta espécie pode ser produzida a grande distância do solo (nesse caso é chamada de alta) ou a pequena distância (baixa). Quanto maior a explosão, menos semelhanças a nuvem ascendente tem com a forma de um cogumelo, já que a coluna de poeira do solo não a alcança.
Flash nesta forma é muito brilhante, então pode ser visto a centenas de quilômetros do epicentro. Uma bola de fogo explodindo dela com uma temperatura medida emmilhões de graus Celsius, sobe e emite uma poderosa radiação de luz. Tudo isso é acompanhado por um som alto, que lembra vagamente um trovão.
À medida que a bola esfria, ela se transforma em uma nuvem, que cria um fluxo de ar que recolhe a poeira da superfície. O pilar resultante pode atingir a nuvem se não estiver muito alto acima do solo. À medida que a nuvem começa a se dissipar, o fluxo de ar enfraquece.
Como resultado de tal explosão, objetos no ar, estruturas e pessoas nas proximidades podem ser atingidos.
Uso em combate
Hiroshima e Nagasaki são as únicas cidades contra as quais foram usadas armas nucleares. A tragédia que aconteceu lá foi incomparável.
Os moradores experimentaram o efeito de uma explosão nuclear no ar iniciada a uma curta distância da superfície da Terra e classificada como baixa. Ao mesmo tempo, a infraestrutura foi completamente destruída, cerca de 200 mil pessoas morreram. Dois terços deles morreram instantaneamente. Aqueles que estavam no epicentro, se desintegraram em moléculas das temperaturas monstruosas. A emissão de luz deles deixou sombras nas paredes.
Pessoas que estavam mais longe do epicentro morreram da onda de choque e radiação gama de uma explosão nuclear. Alguns dos sobreviventes receberam uma dose letal de radiação, mas os médicos ainda não sabiam sobre a doença da radiação, então ninguém entendia por que, após sinais imaginários de recuperação, a condição dos pacientes se deteriorou. Os médicos consideraramdisenteria, mas dentro de 3-8 semanas, os pacientes que desenvolveram vômitos graves morreram. A estranha doença dos sobreviventes dos bombardeios atômicos de Hiroshima e Nagasaki foi o impulso para o início das pesquisas no campo da medicina nuclear.
Explosões de alta altitude
Após o bombardeio das cidades japonesas, as armas nucleares não foram usadas para fins de combate, mas as pesquisas sobre suas capacidades continuaram em vários lugares. Os exercícios atmosféricos permitiram entender o que acontece quando ocorre uma explosão em altura. Descobriu-se que quando o centro está localizado a 10 km da superfície da Terra, surge uma onda relativamente pequena de uma explosão nuclear, mas a radiação de luz e radiação aumenta ao mesmo tempo. Quanto maior a explosão, mais forte a ionização aumenta, o que é acompanhado pela falha do equipamento de rádio.
Da superfície, tudo parece um grande flash brilhante, seguido por uma nuvem de moléculas de hidrogênio, carbono e nitrogênio em evaporação. O fluxo de ar não atinge o solo, portanto não há coluna de poeira. Além disso, praticamente não há contaminação do território, pois as massas de ar se movem fracamente em grandes altitudes, portanto, o objetivo de tal explosão nuclear pode ser destruir aeronaves, mísseis ou satélites.
Testes subterrâneos
Recentemente, houve um acordo entre os países que regulamentam os testes nucleares e exigem que sejam realizados apenas no subsolo, o que minimiza a poluição e as áreas inabitáveis formadas ao redor dos locais de teste.
Os testes subterrâneos são considerados os menos perigosos, pois a açãotodos os fatores prejudiciais são responsáveis pela raça. Ao mesmo tempo, é impossível ver flashes luminosos ou uma nuvem de cogumelo, apenas uma coluna de poeira permanece. Mas a onda de choque leva a um terremoto e ao colapso do solo. Geralmente é usado para fins pacíficos, para resolver problemas econômicos nacionais. Por exemplo, desta forma você pode destruir cadeias de montanhas ou formar reservatórios artificiais.
Teste subaquático
Explosões debaixo d'água têm consequências mais terríveis. Primeiro, uma coluna de spray aparece, subindo para uma nuvem de neblina radioativa. Ao mesmo tempo, ondas de um metro de comprimento são formadas na superfície da água, destruindo navios e estruturas submarinas. Em seguida, os territórios adjacentes são contaminados devido a uma nuvem dispersante que derrama chuva radioativa.
Medidas de proteção
Uma explosão nuclear mata tudo em seu caminho e destrói todos os objetos materiais. As pessoas apanhadas em seu epicentro não têm como escapar, elas instantaneamente queimam no chão. O abrigo antibombas é absolutamente inútil, pois será destruído imediatamente.
Somente aqueles que estão longe o suficiente da explosão podem escapar. A uma distância de mais de 1-3 km do epicentro, é possível evitar o impacto da onda de choque, mas para isso é necessário encontrar rapidamente um abrigo confiável assim que ocorrer um flash brilhante. Uma pessoa tem de 2 a 8 segundos para fazer isso, dependendo da distância. No abrigo, não ocorrerá um impacto direto de radiação gama, mas ainda há uma probabilidade muito alta de contaminação radioativa. Você pode reduzir o risco de doença por radiação usando equipamentos de proteção individual e evitando o contato comquaisquer itens no território.
As armas nucleares são uma das invenções mais terríveis da humanidade. Usado para fins pacíficos, pode ser de grande benefício, mas seu uso militar é uma terrível ameaça à vida na Terra. A reação em cadeia que começou não pode ser interrompida, então existe um tratado de desarmamento nuclear projetado para proteger o planeta de uma catástrofe.
