מי המציא את פצצת האטום? ההיסטוריה של ההמצאה והיצירה של פצצת האטום הסובייטית. ההשלכות של פיצוץ פצצת האטום. כיצד פועל כור גרעיני (אטומי).

כוח גרעיני הוא דרך מודרנית ומתפתחת במהירות להפקת חשמל. האם אתה יודע איך מסודרות תחנות כוח גרעיניות? מהו עקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית? אילו סוגי כורים גרעיניים קיימים כיום? ננסה לשקול בפירוט את תכנית הפעולה של תחנת כוח גרעינית, נעמיק במבנה של כור גרעיני ונגלה עד כמה בטוחה השיטה האטומית לייצור חשמל.

כל תחנה היא אזור סגור הרחק מאזור המגורים. בשטחה ישנם מספר מבנים. המבנה החשוב ביותר הוא מבנה הכור, לידו אולם הטורבינות ממנו נשלט הכור, ומבנה הבטיחות.

התוכנית בלתי אפשרית ללא כור גרעיני. כור אטומי (גרעיני) הוא מכשיר של תחנת כוח גרעינית, שנועד לארגן תגובת שרשרת של ביקוע נויטרונים עם שחרור חובה של אנרגיה בתהליך זה. אבל מהו עקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית?

כל מפעל הכור מוקם במבנה הכור, מגדל בטון גדול שמסתיר את הכור ובמקרה של תאונה יכיל את כל תוצרי התגובה הגרעינית. המגדל הגדול הזה נקרא containment, מעטפת הרמטית או containment.

לאזור הבלימה בכורים החדשים יש 2 קירות בטון עבים - קונכיות.
מעטפת חיצונית בעובי 80 ס"מ מגנה על אזור הבלימה מפני השפעות חיצוניות.

למעטפת הפנימית בעובי 1 מטר 20 ס"מ יש כבלי פלדה מיוחדים במכשיר, המגבירים את חוזק הבטון כמעט פי שלושה ולא יאפשרו למבנה להתפורר. מבפנים הוא מרופד ביריעה דקה של פלדה מיוחדת, שנועדה לשמש הגנה נוספת על הבלימה ובמקרה של תאונה למנוע את שחרור תכולת הכור אל מחוץ לאזור הבלימה.

מכשיר כזה של תחנת כוח גרעינית יכול לעמוד בנפילה של מטוס במשקל של עד 200 טון, רעידת אדמה בעוצמה של 8, טורנדו וצונאמי.

המתחם בלחץ הראשון נבנה בתחנת הכוח הגרעינית האמריקאית קונטיקט יאנקי ב-1968.

הגובה הכולל של שטח הבלימה הוא 50-60 מטרים.

ממה עשוי כור גרעיני?

כדי להבין את עקרון הפעולה של כור גרעיני, ומכאן את עקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית, צריך להבין את מרכיבי הכור.

• אזור פעיל. זהו האזור שבו ממוקמים הדלק הגרעיני (משחרר חום) והמנחה. אטומי דלק (לרוב אורניום הוא הדלק) מבצעים תגובת שרשרת ביקוע. המנחה נועד לשלוט בתהליך הביקוע, ומאפשר לבצע את התגובה הנדרשת מבחינת מהירות וחוזק.
• רפלקטור ניוטרונים. המשקף מקיף את האזור הפעיל. הוא מורכב מאותו חומר כמו המנחה. למעשה, מדובר בקופסה, שמטרתה העיקרית היא למנוע מהנויטרונים לצאת מהליבה ולהיכנס לסביבה.
• נוזל קירור. נוזל הקירור חייב לספוג את החום שהשתחרר במהלך ביקוע אטומי הדלק ולהעבירו לחומרים אחרים. נוזל הקירור קובע במידה רבה כיצד מתוכננת תחנת כוח גרעינית. נוזל הקירור הפופולרי ביותר כיום הוא מים.
  מערכת בקרת כור. חיישנים ומנגנונים המביאים את כור תחנת הכוח הגרעיני לפעולה.

דלק לתחנות כוח גרעיניות

מה עושה תחנת כוח גרעינית? דלק לתחנות כוח גרעיניות הם יסודות כימיים בעלי תכונות רדיואקטיביות. בכל תחנות הכוח הגרעיניות, אורניום הוא יסוד כזה.

תכנון התחנות מרמז שתחנות כוח גרעיניות פועלות על דלק מורכב מורכב, ולא על יסוד כימי טהור. וכדי להפיק דלק אורניום מאורניום טבעי, שמוטען לכור גרעיני, אתה צריך לבצע הרבה מניפולציות.

אורניום מועשר

האורניום מורכב משני איזוטופים, כלומר מכיל גרעינים בעלי מסות שונות. הם נקראו לפי מספר הפרוטונים והנייטרונים איזוטופ -235 ואיזוטופ-238. חוקרים של המאה ה-20 החלו להפיק אורניום 235 מהעפרה, בגלל. היה קל יותר לפרק ולשנות. התברר שיש רק 0.7% של אורניום כזה בטבע (שאר האחוזים עברו לאיזוטופ 238).

מה לעשות במקרה זה? הם החליטו להעשיר אורניום. העשרת אורניום היא תהליך כאשר נותרו בו איזוטופים 235x הכרחיים ומעט איזוטופים מיותרים של 238x. המשימה של מעשירי אורניום היא לייצר כמעט 100% אורניום-235 מ-0.7%.

ניתן להעשיר אורניום באמצעות שתי טכנולוגיות - דיפוזי גז או צנטריפוגה גז. לשימושם, אורניום המופק מעפרות הופך למצב גזי. בצורה של גז, הוא מועשר.

אבקת אורניום

גז אורניום מועשר הופך למצב מוצק - אורניום דו חמצני. אורניום מוצק טהור 235 זה נראה כמו גבישים לבנים גדולים שנמעכים מאוחר יותר לאבקת אורניום.

טבליות אורניום

כדורי אורניום הם דסקיות מתכת מוצקות, באורך של כמה סנטימטרים. על מנת ליצוק טבליות כאלה מאבקת אורניום, הוא מעורבב עם חומר - פלקט, זה משפר את איכות לחיצת הטבליות.

מכונות כביסה בלחץ נאפות בטמפרטורה של 1200 מעלות צלזיוס במשך יותר מיממה כדי להעניק לטבליות חוזק מיוחד ועמידות לטמפרטורות גבוהות. האופן שבו פועלת תחנת כוח גרעינית תלויה במידת הדחיסה והאפייה של דלק האורניום.

טבליות נאפות בקופסאות מוליבדן, כי. רק המתכת הזו מסוגלת לא להימס בטמפרטורות "גיהנומיות" מעל אלף וחצי מעלות. לאחר מכן, דלק אורניום לתחנות כוח גרעיניות נחשב מוכן.

מה זה TVEL ו-TVS?

ליבת הכור נראית כמו דיסק או צינור ענק עם חורים בקירות (תלוי בסוג הכור), גדול פי 5 מגוף אדם. חורים אלה מכילים דלק אורניום, שהאטומים שלו מבצעים את התגובה הרצויה.

אי אפשר פשוט לזרוק דלק לכור, ובכן, אם אתה לא רוצה לקבל פיצוץ של כל התחנה ותאונה עם השלכות על כמה מדינות סמוכות. לכן, דלק אורניום מונח במוטות דלק, ולאחר מכן נאסף במכלולי דלק. מה המשמעות של הקיצורים הללו?

• TVEL - אלמנט דלק (לא להתבלבל עם אותו שם של החברה הרוסית המייצרת אותם). למעשה, מדובר בצינור זירקוניום דק וארוך העשוי מסגסוגות זירקוניום, שלתוכה מכניסים כדורי אורניום. במוטות דלק אטומי אורניום מתחילים לקיים אינטראקציה זה עם זה, ומשחררים חום במהלך התגובה.

זירקוניום נבחר כחומר לייצור מוטות דלק בשל תכונות העמידות שלו ואנטי קורוזיה.

סוג אלמנטי הדלק תלוי בסוג ובמבנה של הכור. ככלל, המבנה והמטרה של מוטות הדלק אינם משתנים; האורך והרוחב של הצינור יכולים להיות שונים.

המכונה מעמיסה יותר מ-200 כדורי אורניום לצינור זירקוניום אחד. בסך הכל, כ-10 מיליון כדורי אורניום פועלים בו זמנית בכור.
FA - מכלול דלק. עובדי NPP מכנים מכלולי דלק צרורות.

למעשה, מדובר במספר TVELs המחוברים זה לזה. מכלולי דלק הם דלק גרעיני מוכן, על מה פועלת תחנת כוח גרעינית. אלו מכלולי דלק שמועמסים לכור גרעיני. כ-150 - 400 מכלולי דלק ממוקמים בכור אחד.
תלוי באיזה כור מכלול הדלק יפעל, הם מגיעים בצורות שונות. לפעמים הצרורות מקופלים לקוביה, לפעמים לצורת גלילית, לפעמים לצורת משושה.

מכלול דלק אחד ל-4 שנות פעילות מייצר את אותה כמות אנרגיה כמו בשריפת 670 קרונות פחם, 730 מכלי גז טבעי או 900 מכלים עמוסים בנפט.
כיום מיוצרים מכלולי הדלק בעיקר במפעלים ברוסיה, צרפת, ארה"ב ויפן.

על מנת לספק דלק לתחנות כוח גרעיניות למדינות אחרות, נאטמים מכלולי הדלק בצינורות מתכת ארוכים ורחבים, אוויר נשאב מהצינורות ומועבר על גבי מטוסי מטען במכונות מיוחדות.

דלק גרעיני לתחנות כוח גרעיניות שוקל הרבה מאוד, tk. אורניום היא אחת המתכות הכבדות ביותר על פני כדור הארץ. המשקל הסגולי שלו הוא פי 2.5 מזה של פלדה.

תחנת כוח גרעינית: עקרון הפעולה

מהו עקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית? עקרון הפעולה של תחנות כוח גרעיניות מבוסס על תגובת שרשרת של ביקוע של אטומים של חומר רדיואקטיבי - אורניום. תגובה זו מתרחשת בליבת כור גרעיני.

חשוב לדעת:

אם לא נכנסים למורכבות הפיזיקה הגרעינית, עקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית נראה כך:
לאחר הפעלת הכור הגרעיני, מוסרים ממוטות הדלק מוטות ספיגה, המונעים מהאורניום להגיב.

ברגע שהמוטות מוסרים, ניוטרוני האורניום מתחילים ליצור אינטראקציה זה עם זה.

כאשר נויטרונים מתנגשים, מתרחש מיני פיצוץ ברמה האטומית, אנרגיה משתחררת ונולדים נויטרונים חדשים, מתחילה להתרחש תגובת שרשרת. תהליך זה משחרר חום.

החום מועבר לנוזל הקירור. בהתאם לסוג נוזל הקירור, הוא הופך לקיטור או גז, המסובבים את הטורבינה.

הטורבינה מניעה גנרטור חשמלי. הוא זה שמייצר חשמל.

אם לא תעקבו אחרי התהליך, נויטרונים של אורניום יכולים להתנגש זה בזה עד שהכור יתפוצץ וכל תחנת הכוח הגרעינית תתפוצץ לרסיסים. חיישני מחשב שולטים בתהליך. הם מזהים עלייה בטמפרטורה או שינוי בלחץ בכור ויכולים לעצור את התגובות באופן אוטומטי.

מה ההבדל בין עקרון הפעולה של תחנות כוח גרעיניות לתחנות כוח תרמיות (תחנות כוח תרמיות)?

הבדלים בעבודה הם רק בשלבים הראשונים. בתחנות כוח גרעיניות נוזל הקירור מקבל חום מביקוע אטומים של דלק אורניום, בתחנות כוח תרמיות נוזל הקירור מקבל חום משריפת דלק אורגני (פחם, גז או נפט). לאחר שהאטומים של האורניום או הגז עם הפחם שחררו חום, תוכניות הפעולה של תחנות כוח גרעיניות ותחנות כוח תרמיות זהות.

סוגי כורים גרעיניים

אופן הפעולה של תחנת כוח גרעינית תלוי באופן שבו פועל הכור הגרעיני שלה. כיום ישנם שני סוגים עיקריים של כורים, המסווגים לפי ספקטרום הנוירונים:
כור נויטרונים איטי, הנקרא גם כור תרמי.

לצורך הפעלתו נעשה שימוש ב-235 אורניום העובר את שלבי ההעשרה, יצירת טבליות אורניום וכו'. כיום, כורי נויטרונים איטיים נמצאים ברובם המוחלט.
כור נויטרונים מהיר.

הכורים האלה הם העתיד, כי הם עובדים על אורניום-238, שהוא פרוטה תריסר בטבע ואין צורך להעשיר את היסוד הזה. החיסרון של כורים כאלה הוא רק בעלויות גבוהות מאוד לתכנון, בנייה והשקה. כיום, כורי נויטרונים מהירים פועלים רק ברוסיה.

נוזל הקירור בכורי נויטרונים מהירים הוא כספית, גז, נתרן או עופרת.

גם כורי נויטרונים איטיים, המשמשים כיום את כל תחנות הכוח הגרעיניות בעולם, מגיעים בכמה סוגים.

ארגון סבא"א (הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית) יצר סיווג משלו, המשמש לרוב בתעשיית הגרעין העולמית. מכיוון שעיקרון הפעולה של תחנת כוח גרעינית תלוי במידה רבה בבחירת נוזל הקירור והמנחה, סוכנות הידיעות הצרפתית ביססה את הסיווג שלה על הבדלים אלה.

מנקודת מבט כימית, תחמוצת דאוטריום היא מנחה ונוזל קירור אידיאלי, מכיוון האטומים שלו מתקשרים בצורה היעילה ביותר עם הנייטרונים של אורניום בהשוואה לחומרים אחרים. במילים פשוטות, מים כבדים מבצעים את משימתם במינימום הפסדים ומקסימום תוצאות. עם זאת, הייצור שלו עולה כסף, בעוד שהרבה יותר קל להשתמש במים ה"קלים" והמוכרים הרגילים עבורנו.

כמה עובדות על כורים גרעיניים...

מעניין שכור אחד בתחנת כוח גרעיני נבנה לפחות ל-3 שנים!
כדי לבנות כור צריך ציוד שפועל על זרם חשמלי של 210 קילו אמפר, שזה פי מיליון מהזרם שיכול להרוג אדם.

פגז אחד (אלמנט מבני) של כור גרעיני שוקל 150 טון. יש 6 אלמנטים כאלה בכור אחד.

כור מים בלחץ

כבר גילינו איך פועלת תחנת הכוח הגרעינית באופן כללי, כדי "לסדר את זה" בואו נראה איך עובד הכור הגרעיני בלחץ הפופולרי ביותר.
בכל העולם כיום נעשה שימוש בכורי מים בלחץ דור 3+. הם נחשבים לאמינים ובטוחים ביותר.

כל כורי המים בלחץ בעולם לאורך כל שנות פעילותם בסך הכל כבר הצליחו לזכות ביותר מ-1000 שנות פעילות ללא תקלות ומעולם לא נתנו סטיות רציניות.

המבנה של תחנות כוח גרעיניות המבוססות על כורי מים בלחץ מרמז כי מים מזוקקים מסתובבים בין מוטות הדלק, מחוממים ל-320 מעלות. כדי למנוע ממנו להיכנס למצב אדים, הוא נשמר בלחץ של 160 אטמוספרות. תוכנית NPP קוראת לזה מים ראשוניים.

המים המחוממים נכנסים למחולל הקיטור ומוציאים את חומם למים של המעגל המשני, ולאחר מכן הם "חוזרים" שוב לכור. כלפי חוץ, זה נראה כאילו הצינורות של מעגל המים הראשוני נמצאים במגע עם צינורות אחרים - המים של המעגל השני, הם מעבירים חום זה לזה, אבל המים אינם יוצרים קשר. צינורות נמצאים במגע.

לפיכך, האפשרות של קרינה להיכנס למים של המעגל המשני, שישתתף עוד יותר בתהליך ייצור החשמל, אינה נכללת.

בטיחות תחנת כוח גרעינית

לאחר שלמדנו את עקרון הפעולה של תחנות כוח גרעיניות, עלינו להבין כיצד הבטיחות מסודרת. התכנון של תחנות כוח גרעיניות כיום דורש תשומת לב מוגברת לכללי הבטיחות.
עלות הבטיחות של תחנת כוח גרעינית היא כ-40% מהעלות הכוללת של המפעל עצמו.

תכנית NPP כוללת 4 מחסומים פיזיים המונעים שחרור של חומרים רדיואקטיביים. מה המחסומים האלה אמורים לעשות? בזמן הנכון, להיות מסוגל לעצור את התגובה הגרעינית, להבטיח סילוק חום מתמשך מהליבה ומהכור עצמו, ולמנוע שחרור של רדיונוקלידים מההכלה (אזור ההכלה).

• המחסום הראשון הוא החוזק של כדורי האורניום.חשוב שהם לא יקרסו בהשפעת טמפרטורות גבוהות בכור גרעיני. במובנים רבים, אופן הפעולה של תחנת כוח גרעינית תלוי באופן שבו "אפו" כדורי האורניום בשלב הראשוני של הייצור. אם כדורי דלק האורניום נאפים בצורה לא נכונה, התגובות של אטומי האורניום בכור יהיו בלתי צפויות.
• המחסום השני הוא אטימות מוטות הדלק.צינורות זירקוניום חייבים להיות אטומים היטב, אם האטימות נשברת אז במקרה הטוב הכור יינזק והעבודה תופסק, במקרה הרע הכל יעוף לאוויר.
• המחסום השלישי הוא כלי כור פלדה חזק a, (אותו מגדל גדול - אזור בלימה) ש"מחזיק" את כל התהליכים הרדיואקטיביים בפני עצמו. גוף הספינה ניזוק - קרינה תשוחרר לאטמוספירה.
• המחסום הרביעי הוא מוטות הגנה לשעת חירום.מעל האזור הפעיל, מוטות עם מודרים תלויים על מגנטים, שיכולים לספוג את כל הנייטרונים תוך 2 שניות ולעצור את תגובת השרשרת.

אם למרות הקמת תחנת כוח גרעינית עם דרגות הגנה רבות, לא ניתן לקרר את ליבת הכור בזמן הנכון, וטמפרטורת הדלק תעלה ל-2600 מעלות, אז התקווה האחרונה של מערכת הבטיחות נכנסת לתמונה. - מה שנקרא מלכודת ההיתוך.

העובדה היא שבטמפרטורה כזו תתמוסס תחתית כלי הכור, וכל שאריות הדלק הגרעיני והמבנים המותכים יזרמו ל"זכוכית" מיוחדת התלויה מעל ליבת הכור.

מלכודת ההיתוך מקררת ועמידה. הוא מלא במה שנקרא "חומר קורבן", אשר עוצר בהדרגה את תגובת שרשרת הביקוע.

לפיכך, תוכנית NPP מרמזת על מספר דרגות של הגנה, אשר שוללות כמעט לחלוטין כל אפשרות של תאונה.

לאחר תום מלחמת העולם השנייה, מדינות הקואליציה נגד היטלר ניסו במהירות להקדים זו את זו בפיתוח פצצה גרעינית חזקה יותר.

הבדיקה הראשונה, שערכו האמריקאים על חפצים אמיתיים ביפן, חיממה את המצב בין ברית המועצות לארה"ב עד הקצה. הפיצוצים החזקים שרעמו בערים יפניות והרסו כמעט את כל החיים בהן אילצו את סטלין לנטוש טענות רבות על הבמה העולמית. רוב הפיזיקאים הסובייטים "הושלכו" בדחיפות לפיתוח נשק גרעיני.

מתי וכיצד הופיע הנשק הגרעיני

1896 יכולה להיחשב לשנת הלידה של פצצת האטום. זה היה אז כי הכימאי הצרפתי א' בקארל גילה שאורניום הוא רדיואקטיבי. תגובת השרשרת של אורניום יוצרת אנרגיה עוצמתית המשמשת בסיס לפיצוץ נורא. לא סביר שבקרל דמיין שגילויו יוביל ליצירת נשק גרעיני - הנשק הנורא ביותר בעולם כולו.

סוף המאה ה-19 - תחילת המאה ה-20 היווה נקודת מפנה בהיסטוריה של המצאת הנשק הגרעיני. בתקופה זו הצליחו מדענים ממדינות שונות בעולם לגלות את החוקים, הקרניים והיסודות הבאים:

• קרני אלפא, גמא ובטא;
• התגלו איזוטופים רבים של יסודות כימיים בעלי תכונות רדיואקטיביות;
• התגלה חוק ההתפרקות הרדיואקטיבית, הקובע את הזמן והתלות הכמותית של עוצמת ההתפרקות הרדיואקטיבית, בהתאם למספר האטומים הרדיואקטיביים בדגימת הבדיקה;
• איזומטריה גרעינית נולדה.

בשנות ה-30, לראשונה, הם הצליחו לפצל את גרעין האטום של האורניום על ידי קליטת נויטרונים. במקביל, התגלו פוזיטרונים ונוירונים. כל זה נתן תנופה חזקה לפיתוח כלי נשק שהשתמשו באנרגיה אטומית. בשנת 1939, נרשמה פטנט על עיצוב פצצת האטום הראשונה בעולם. זה נעשה על ידי הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי.

כתוצאה ממחקר ופיתוח נוספים בתחום זה, נולדה פצצה גרעינית. עוצמתן וטווח ההשמדה של פצצות אטום מודרניות כה גדולות עד שמדינה שיש לה פוטנציאל גרעיני למעשה אינה זקוקה לצבא רב עוצמה, שכן פצצת אטום אחת מסוגלת להרוס מדינה שלמה.

איך עובדת פצצת אטום

פצצת אטום מורכבת מיסודות רבים, העיקריים שבהם:

• חיל הפצצה האטומית;
• מערכת אוטומציה השולטת בתהליך הפיצוץ;
• מטען גרעיני או ראש נפץ.

מערכת האוטומציה ממוקמת בגוף של פצצת אטום, יחד עם מטען גרעיני. עיצוב גוף הספינה חייב להיות אמין מספיק כדי להגן על ראש הנפץ מפני גורמים והשפעות חיצוניות שונות. לדוגמה, השפעות מכניות, תרמיות או דומות שונות, שיכולות להוביל לפיצוץ לא מתוכנן של כוח רב, המסוגל להרוס את כל מה שמסביב.

משימת האוטומציה כוללת שליטה מלאה על הפיצוץ בזמן הנכון, כך שהמערכת מורכבת מהאלמנטים הבאים:

• מכשיר האחראי על פיצוץ חירום;
• אספקת חשמל של מערכת האוטומציה;
• מערער מערכת חיישנים;
• מכשיר פיתול;
• אביזר בטיחות.

כאשר בוצעו הניסויים הראשונים, הועברו פצצות גרעיניות על ידי מטוסים שהספיקו לעזוב את האזור הפגוע. פצצות אטום מודרניות הן כל כך חזקות שאפשר להעביר אותן רק באמצעות טילי שיוט, בליסטיים או אפילו נ"מ.

פצצות אטום משתמשות במגוון מערכות פיצוץ. הפשוט שבהם הוא מכשיר קונבנציונלי שמופעל כאשר קליע פוגע במטרה.

אחד המאפיינים העיקריים של פצצות גרעיניות וטילים הוא חלוקתם לקליברים, שהם משלושה סוגים:

• קטן, כוחן של פצצות אטום בקליבר הזה שווה לכמה אלפי טונות של TNT;
• בינוני (עוצמת פיצוץ - כמה עשרות אלפי טונות של TNT);
• גדול, שעוצמת הטעינה שלו נמדדת במיליוני טונות של TNT.

מעניין שלרוב הכוח של כל הפצצות הגרעיניות נמדד בדיוק בשווי TNT, שכן אין קנה מידה למדידת כוחו של פיצוץ עבור נשק אטומי.

אלגוריתמים להפעלת פצצות גרעיניות

כל פצצת אטום פועלת על פי עקרון השימוש באנרגיה גרעינית, המשתחררת במהלך תגובה גרעינית. הליך זה מבוסס על ביקוע של גרעינים כבדים או על סינתזה של ריאות. מכיוון שהתגובה הזו משחררת כמות עצומה של אנרגיה, ובזמן הקצר ביותר האפשרי, רדיוס ההשמדה של פצצה גרעינית מרשים מאוד. בגלל תכונה זו, נשק גרעיני מסווג כנשק להשמדה המונית.

ישנן שתי נקודות עיקריות בתהליך שמתחיל בפיצוץ פצצת אטום:

• זהו המרכז המיידי של הפיצוץ, שבו מתרחשת התגובה הגרעינית;
• מוקד הפיצוץ, שנמצא במקום בו התפוצץ המטען.

האנרגיה הגרעינית המשתחררת במהלך פיצוץ פצצת אטום היא כה חזקה עד שמתחילות רעידות סיסמיות על כדור הארץ. יחד עם זאת, זעזועים אלו מביאים להרס ישיר רק במרחק של כמה מאות מטרים (אם כי, בהתחשב בעוצמת הפיצוץ של הפצצה עצמה, זעזועים אלו כבר אינם משפיעים על דבר).

גורמי נזק בפיצוץ גרעיני

פיצוץ פצצה גרעינית מביא לא רק הרס מיידי נורא. ההשלכות של הפיצוץ הזה יורגשו לא רק על ידי אנשים שנפלו לאזור הפגוע, אלא גם על ידי ילדיהם, שנולדו לאחר הפיצוץ האטומי. סוגי הרס באמצעות נשק אטומי מחולקים לקבוצות הבאות:

• קרינת אור המתרחשת ישירות במהלך הפיצוץ;
• גל ההלם התפשט על ידי פצצה מיד לאחר הפיצוץ;
• דופק אלקטרומגנטי;
• קרינה חודרת;
• זיהום רדיואקטיבי שיכול להימשך עשרות שנים.

למרות שבמבט ראשון, הבזק של אור מהווה את האיום הכי פחות, למעשה, הוא נוצר כתוצאה משחרור כמות עצומה של אנרגיה תרמית וקלה. כוחו וחוזקו עולים בהרבה על כוחן של קרני השמש, כך שתבוסת האור והחום עלולה להיות קטלנית במרחק של מספר קילומטרים.

גם הקרינה שמשתחררת בזמן הפיצוץ מסוכנת מאוד. למרות שהוא לא מחזיק מעמד זמן רב, הוא מצליח להדביק את כל מה שמסביב, שכן יכולת החדירה שלו גבוהה להפליא.

גל ההלם בפיצוץ אטומי פועל כמו אותו גל בפיצוצים קונבנציונליים, רק שעוצמתו ורדיוס ההרס שלו גדולים בהרבה. תוך שניות ספורות הוא גורם נזק בלתי הפיך לא רק לאנשים, אלא גם לציוד, למבנים ולטבע שמסביב.

קרינה חודרת מעוררת התפתחות של מחלת קרינה, ופולס אלקטרומגנטי מסוכן רק לציוד. השילוב של כל הגורמים הללו, בתוספת עוצמת הפיצוץ, הופכים את פצצת האטום לנשק המסוכן ביותר בעולם.

ניסוי הנשק הגרעיני הראשון בעולם

המדינה הראשונה שפיתחה וניסתה נשק גרעיני הייתה ארצות הברית של אמריקה. ממשלת ארה"ב היא שהקצתה סובסידיות עצומות במזומן לפיתוח נשק חדש ומבטיח. עד סוף 1941 הוזמנו לארצות הברית מדענים בולטים רבים בתחום הפיתוח האטומי, שעד 1945 הצליחו להציג אב טיפוס של פצצת אטום המתאימה לבדיקה.

הניסוי הראשון בעולם של פצצת אטום המצוידת במטען נפץ בוצע במדבר במדינת ניו מקסיקו. פצצה בשם "גאדג'ט" פוצצה ב-16 ביולי 1945. תוצאת הניסוי הייתה חיובית, למרות שהצבא דרש לבדוק פצצה גרעינית בתנאי לחימה אמיתיים.

כיוון שראה שנותר רק צעד אחד לפני הניצחון בקואליציה הנאצית, ואולי לא תהיה יותר הזדמנות כזו, החליט הפנטגון לפתוח במתקפה גרעינית על בעלת בריתה האחרונה של גרמניה הנאצית - יפן. בנוסף, השימוש בפצצה גרעינית היה אמור לפתור מספר בעיות בבת אחת:

• כדי להימנע משפיכות דמים מיותרת שתתרחש בהכרח אם כוחות ארצות הברית ידרסו על שטח יפן הקיסרי;
• להפיל את היפנים חסרי הפשרות על ברכיהם במכה אחת, לאלץ אותם להסכים לתנאים נוחים לארצות הברית;
• הראה לברית המועצות (כיריבה אפשרית בעתיד) שלצבא ארה"ב יש נשק ייחודי שיכול למחוק כל עיר מעל פני האדמה;
• וכמובן לראות הלכה למעשה למה נשק גרעיני מסוגל בתנאי לחימה אמיתיים.

ב-6 באוגוסט 1945, הוטלה פצצת האטום הראשונה בעולם על העיר הירושימה היפנית, ששימשה בפעולות צבאיות. פצצה זו כונתה "בייבי", שכן משקלה היה 4 טון. הטלת הפצצה תוכננה בקפידה, והיא פגעה בדיוק היכן שתוכננה. אותם בתים שלא נהרסו בפיצוץ נשרפו, שכן התנורים שנפלו בבתים עוררו שריפות, וכל העיר נבלעה בלהבות.

לאחר הבזק בהיר הגיע גל חום, ששרף את כל החיים ברדיוס של 4 קילומטרים, וגל ההלם שבא בעקבותיו הרס את רוב המבנים.

אלו שנפגעו ממכת חום ברדיוס של 800 מטר נשרפו חיים. גל הפיצוץ קרע מעליהם את עורם השרוף של רבים. כעבור כמה דקות ירד גשם שחור מוזר, שהיה מורכב מקיטור ואפר. אלה שנפלו מתחת לגשם השחור, העור קיבל כוויות חשוכות מרפא.

אותם מעטים שהתמזל מזלם לשרוד חלו במחלת קרינה, שבאותה תקופה לא רק שלא נחקרה, אלא גם לא ידועה לחלוטין. אנשים החלו לפתח חום, הקאות, בחילות והתקפי חולשה.

ב-9 באוגוסט 1945 הוטלה הפצצה האמריקאית השנייה, שנקראה "איש שמן", על העיר נגסאקי. לפצצה הזו הייתה עוצמה זהה לזו של הראשונה, וההשלכות של הפיצוץ שלה היו הרסניות באותה מידה, אם כי אנשים מתו בחצי.

שתי פצצות אטום שהוטלו על ערים יפניות התבררו כמקרה הראשון והיחיד בעולם של שימוש בנשק אטומי. יותר מ-300,000 בני אדם מתו בימים הראשונים לאחר ההפצצה. כ-150 אלף נוספים מתו ממחלת קרינה.

לאחר ההפצצה הגרעינית של ערים יפניות, סטלין קיבל זעזוע של ממש. התברר לו שנושא פיתוח הנשק הגרעיני ברוסיה הסובייטית הוא נושא ביטחוני לכל המדינה. כבר ב-20 באוגוסט 1945 החלה לפעול ועדה מיוחדת לאנרגיה אטומית, אשר נוצרה בדחיפות על ידי א. סטלין.

למרות שמחקר על פיזיקה גרעינית בוצע על ידי קבוצת חובבים ברוסיה הצארית, הוא לא זכה לתשומת לב הראויה בימי ברית המועצות. ב-1938 הופסק לחלוטין כל המחקר בתחום הזה, ומדעני גרעין רבים הודחקו כאויבי העם. לאחר הפיצוצים הגרעיניים ביפן, החלה הממשלה הסובייטית בפתאומיות לשקם את תעשיית הגרעין במדינה.

ישנן עדויות שפיתוח נשק גרעיני בוצע בגרמניה הנאצית, ומדענים גרמנים הם שסיכמו את פצצת האטום האמריקנית ה"גסה", ולכן ממשלת ארה"ב הסירה את כל מומחי הגרעין ואת כל המסמכים הקשורים לפיתוח נשק גרעיני. גֶרמָנִיָה.

בית הספר למודיעין הסובייטי, שבמהלך המלחמה הצליח לעקוף את כל שירותי הביון הזרים, העביר כבר ב-1943 מסמכים סודיים הקשורים לפיתוח נשק גרעיני לברית המועצות. במקביל, סוכנים סובייטים הוכנסו לכל מרכזי המחקר הגרעיני האמריקאיים הגדולים.

כתוצאה מכל האמצעים הללו, כבר בשנת 1946, תנאי ההתייחסות לייצור שתי פצצות גרעיניות מתוצרת סובייטית היו מוכנים:

• RDS-1 (עם מטען פלוטוניום);
• RDS-2 (עם שני חלקים של מטען האורניום).

הקיצור "RDS" פוענח כ"רוסיה עושה את עצמה", שתאם כמעט לחלוטין את המציאות.

הידיעה כי ברית המועצות מוכנה לשחרר את הנשק הגרעיני שלה אילצה את ממשלת ארה"ב לנקוט בצעדים דרסטיים. ב-1949 פותחה תוכנית טרויה, לפיה תוכננה להטיל פצצות אטום על 70 הערים הגדולות בברית המועצות. רק החשש מפני שביתת תגמול מנע את מימוש התוכנית הזו.

המידע המדאיג הזה שהגיע מקציני המודיעין הסובייטי אילץ מדענים לעבוד במצב חירום. כבר באוגוסט 1949 נוסתה פצצת האטום הראשונה שיוצרה בברית המועצות. כאשר נודע לארה"ב על הבדיקות הללו, התוכנית הטרויאנית נדחתה ללא הגבלת זמן. החל עידן העימות בין שתי המעצמות, המכונה בהיסטוריה המלחמה הקרה.

הפצצה הגרעינית החזקה ביותר בעולם, הידועה בשם הצאר בומבי, שייכת בדיוק לתקופת המלחמה הקרה. מדענים סובייטים יצרו את הפצצה החזקה ביותר בהיסטוריה של האנושות. קיבולתו הייתה 60 מגה טון, אם כי תוכנן ליצור פצצה בקיבולת של 100 קילוטון. פצצה זו נוסתה באוקטובר 1961. קוטר כדור האש במהלך הפיצוץ היה 10 קילומטרים, וגל הפיצוץ הקיף את כדור הארץ שלוש פעמים. הניסוי הזה הוא שאילץ את רוב מדינות העולם לחתום על הסכם לסיום ניסויים גרעיניים לא רק באטמוספירה של כדור הארץ, אלא אפילו בחלל.

למרות שנשק אטומי הוא אמצעי מצוין להפחתת מדינות תוקפניות, מצד שני, הם מסוגלים לכבות כל סכסוך צבאי שבניצן, שכן כל הצדדים לסכסוך עלולים להיהרס בפיצוץ אטומי.

ההיסטוריה של יצירת פצצת האטום, ובפרט כלי הנשק, מתחילה ב-1939, עם הגילוי שעשה ג'וליוט קירי. מאותו רגע הבינו מדענים שתגובת שרשרת של אורניום יכולה להפוך לא רק למקור של אנרגיה עצומה, אלא גם לנשק נורא. וכך, התקן של פצצת האטום מבוסס על שימוש באנרגיה גרעינית, המשתחררת במהלך תגובת שרשרת גרעינית.

זה האחרון מרמז על תהליך הביקוע של גרעינים כבדים או סינתזה של גרעינים קלים. כתוצאה מכך, פצצת האטום היא נשק להשמדה המונית, בשל העובדה שבפרק הזמן הקצר ביותר משתחררת כמות עצומה של אנרגיה תוך גרעינית בחלל קטן. עם הקלט הזה של תהליך זה, נהוג לייחד שני מקומות מרכזיים.

ראשית, זהו המרכז של פיצוץ גרעיני, שבו תהליך זה מתרחש ישירות. ושנית, זהו המוקד, אשר במהותו מייצג את ההשלכה של התהליך עצמו על פני השטח (אדמה או מים). כמו כן, פיצוץ גרעיני משחרר כמות כזו של אנרגיה שרעידות סיסמיות מופיעות כאשר היא מוקרנת על פני כדור הארץ. וטווח ההתפשטות של רעידות כאלה הוא גדול להפליא, למרות שהם גורמים נזק מוחשי לסביבה רק במרחק של כמה מאות מטרים בלבד.

יתרה מכך, ראוי לציין כי פיצוץ גרעיני מלווה בשחרור של כמות גדולה של חום ואור, היוצר הבזק בהיר. יתרה מכך, בעוצמתו הוא עולה פי הרבה על כוחן של קרני השמש. כך ניתן לקבל נזקי אור וחום גם במרחק של מספר קילומטרים.

אבל סוג אחד מאוד מסוכן של פגיעת פצצת אטום הוא הקרינה שנוצרת בפיצוץ גרעיני. משך ההשפעה של תופעה זו הוא נמוך, ועומד בממוצע על 60 שניות, אך עוצמת החדירה של הגל הזה מדהימה.

באשר לתכנון של פצצת האטום, היא כוללת מספר מרכיבים שונים. ככלל, שני אלמנטים עיקריים של סוג זה של נשק נבדלים: הגוף ומערכת האוטומציה.

המארז מכיל מטען גרעיני ואוטומציה, והוא זה שמבצע תפקיד מגן ביחס לסוגים שונים של השפעה (מכנית, תרמית וכדומה). ותפקידה של מערכת האוטומציה הוא להבטיח שהפיצוץ יתרחש בזמן מוגדר בבירור, ולא מוקדם יותר או מאוחר יותר. מערכת האוטומציה מורכבת ממערכות כגון: פיצוץ חירום; הגנה ופיתול; מקור כוח; חיישני פיצוץ ופיצוץ.

אבל פצצות אטום מועברות באמצעות טילים בליסטיים, שיוט ונ"מ. הָהֵן. נשק גרעיני יכול להיות מרכיב של פצצת אוויר, טורפדו, מוקשים וכו'.

ואפילו מערכות הפיצוץ של פצצת אטום יכולות להיות שונות. אחת המערכות הפשוטות ביותר היא מערכת ההזרקה, כאשר קליע הפוגע במטרה הופך לדחף לפיצוץ גרעיני, ולאחריו היווצרות מסה על קריטית. לסוג זה של פצצת אטום השתייכה הפצצה המפוצצת הראשונה מעל הירושימה ב-1945, המכילה אורניום. לעומת זאת, הפצצה שהוטלה על נגסאקי באותה שנה הייתה פלוטוניום.

לאחר הדגמה כה חיה של הכוח והחוזק של הנשק האטומי, הם נפלו מיידית לקטגוריה של אמצעי ההשמדה המונית המסוכנים ביותר. אם כבר מדברים על סוגי הנשק האטומי, יש להזכיר שהם נקבעים לפי גודל הקליבר. אז, כרגע יש שלושה קליברים עיקריים עבור הנשק הזה, אלה הם קטנים, גדולים ובינוניים. כוחו של הפיצוץ, לרוב, מאופיין בדומה ל-TNT. כך, למשל, קליבר קטן של נשק אטומי מרמז על כוח מטען השווה לכמה אלפי טונות של TNT. ונשק אטומי חזק יותר, ליתר דיוק, קליבר בינוני, כבר מסתכם בעשרות אלפי טונות של TNT, ולבסוף, האחרון כבר נמדד במיליונים. אך יחד עם זאת, אין להתבלבל בין המושג נשק אטומי ומימן, שבאופן כללי נקרא נשק גרעיני. ההבדל העיקרי בין נשק אטומי לנשק מימן הוא תגובת הביקוע הגרעיני של מספר יסודות כבדים, כמו פלוטוניום ואורניום. ונשק מימן פירושו תהליך היתוך של גרעיני האטומים של יסוד אחד לתוך אחר, כלומר. הליום ממימן.

ניסוי פצצת אטום ראשון

הניסוי הראשון של נשק אטומי בוצע על ידי צבא ארה"ב ב-16 ביולי 1945, במקום שנקרא אלמוגורדו, שהראה את מלוא העוצמה של האנרגיה האטומית. לאחר מכן, פצצות האטום שעמדו לרשות הכוחות האמריקאים הועלו על ספינת מלחמה ונשלחו לחופי יפן. סירובה של ממשלת יפן לדיאלוג שליו איפשר להפגין בפעולה את מלוא כוחו של הנשק האטומי, שקורבנותיו היו תחילה העיר הירושימה, וקצת אחר כך נגסאקי. אז, ב-6 באוגוסט 1945, בפעם הראשונה, נעשה שימוש בנשק אטומי על אזרחים, וכתוצאה מכך העיר נמחקה כמעט על הקרקע על ידי גלי הלם. יותר ממחצית מתושבי העיר מתו לראשונה בימי המתקפה האטומית, והסתכמו בכמאתיים וארבעים אלף איש. ורק ארבעה ימים לאחר מכן, שני מטוסים עם סחורה מסוכנת על הסיפון יצאו בבת אחת מבסיס הצבא האמריקני, שמטרותיו היו קוקורה ונגסאקי. ואם קוקורה, מכוסה בעשן בלתי חדיר, הייתה מטרה קשה, אז בנגסאקי המטרה נפגעה. בסופו של דבר, מפצצת האטום בנגסאקי בימים הראשונים, 73 אלף בני אדם מתו מפציעות וחשיפה לקורבנות אלו, נוספה רשימה של שלושים וחמישה אלף איש. יחד עם זאת, מותם של הקורבנות האחרונים היה כואב למדי, שכן השפעת הקרינה היא הרסנית להפליא.

גורמים להשמדת נשק אטומי

לפיכך, לנשק אטומי יש כמה סוגי הרס; אור, רדיואקטיבי, גלי הלם, קרינה חודרת ודחף אלקטרומגנטי. במהלך היווצרות קרינת אור לאחר פיצוץ של נשק גרעיני, שהופך מאוחר יותר לחום הרסני. לאחר מכן מגיע תורה של זיהום רדיואקטיבי, המסוכן רק בפעם הראשונה שעות לאחר הפיצוץ. גל ההלם נחשב לשלב המסוכן ביותר של פיצוץ גרעיני, משום שבתוך שניות הוא גורם נזק רב למבנים, ציוד ואנשים שונים. אבל קרינה חודרת מסוכנת מאוד לגוף האדם, ולעתים קרובות הופכת לגורם למחלת קרינה. הדופק האלקטרומגנטי פוגע בטכניקה. ביחד, כל זה הופך את הנשק הגרעיני למסוכן מאוד.

מאות ספרים נכתבו על ההיסטוריה של העימות הגרעיני בין המעצמות ותכנון הפצצות הגרעיניות הראשונות. אבל יש הרבה מיתוסים על נשק גרעיני מודרני. מכניקה פופולרית החליטה להבהיר את הנושא הזה ולספר כיצד פועל הנשק ההרסני ביותר שהמציא האדם.

טבע נפיץ

גרעין האורניום מכיל 92 פרוטונים. אורניום טבעי הוא בעיקר תערובת של שני איזוטופים: U238 (עם 146 נויטרונים בגרעין) ו-U235 (143 נויטרונים), כאשר האחרון הוא רק 0.7% באורניום טבעי. התכונות הכימיות של האיזוטופים זהות לחלוטין, ולכן אי אפשר להפריד ביניהם בשיטות כימיות, אבל ההבדל במסות (235 ו-238 יחידות) מאפשר לעשות זאת בשיטות פיזיקליות: תערובת של אורניום מומרת ל גז (אורניום הקספלואוריד), ולאחר מכן נשאב דרך אינספור מחיצות נקבוביות. למרות שאי אפשר להבחין בין האיזוטופים של האורניום במראה או כימי, הם מופרדים על ידי תהום בתכונות האופי הגרעיני שלהם.

תהליך הביקוע של U238 הוא בתשלום: נויטרון המגיע מבחוץ חייב להביא איתו אנרגיה של 1 MeV או יותר. ו-U235 חסר עניין: לעירור ולדעיכה שלאחר מכן, שום דבר לא נדרש מהנייטרון הנכנס, אנרגיית הקישור שלו בגרעין מספיקה.

כאשר פוגעים בניוטרונים, הגרעין של אורניום-235 מתפצל בקלות ויוצר נויטרונים חדשים. בתנאים מסוימים, מתחילה תגובת שרשרת.

כאשר נויטרון פוגע בגרעין המסוגל לביקוע, נוצרת תרכובת לא יציבה, אך מהר מאוד (ב-10 14 ג) פולטת שניים או שלושה נויטרונים חדשים, כך שעם הזמן מספר הגרעינים הבקיעים יכול להתרבות (תגובה כזו נקראת תגובת שרשרת). זה אפשרי רק ב-U235, מכיוון שה-U238 החמדן לא רוצה להתפצל מהנויטרונים של עצמו, שהאנרגיה שלהם היא בסדר גודל של פחות מ-1 MeV. האנרגיה הקינטית של חלקיקים – תוצרי ביקוע בסדרי גודל רבים עולה על האנרגיה המשתחררת במהלך כל פעולה של תגובה כימית בה הרכב הגרעינים אינו משתנה.

פלוטוניום מתכתי קיים בשישה שלבים עם צפיפות הנעה בין 14.7 ל-19.8 ק"ג/ס"מ 3 . בטמפרטורות מתחת ל-119 מעלות צלזיוס, יש שלב אלפא מונוקליני (19.8 ק"ג / ס"מ 3), אבל פלוטוניום כזה הוא שביר מאוד, ובשלב הדלתא במרכז הפנים המעוקב (15.9) הוא רקיע ומעובד היטב (זהו זה שלב שהם מנסים לשמור עם תוספים מתג). במהלך דחיסה של פיצוץ, לא יכולים להיות מעברי פאזה - פלוטוניום נמצא במצב מעין נוזלי. מעברי שלבים מסוכנים בייצור: עם חלקים גדולים, אפילו עם שינוי קל בצפיפות, ניתן להגיע למצב קריטי. כמובן שזה יקרה ללא פיצוץ - חומר העבודה פשוט יתחמם, אך ניתן לאפס ציפוי ניקל (ופלוטוניום רעיל מאוד).

אסיפה קריטית

מוצרי ביקוע אינם יציבים ולוקח זמן רב "להתעשת", פולטים קרינות שונות (כולל נויטרונים). נויטרונים הנפלטים לאחר זמן ניכר (עד עשרות שניות) לאחר הביקוע נקראים נויטרונים מושהים, ולמרות שחלקם קטן בהשוואה לאלה המיידיים (פחות מ-1%), התפקיד שהם ממלאים בהפעלת מתקנים גרעיניים הוא החשוב ביותר.

עדשות נפץ יצרו גל מתכנס. אמינות ניתנה על ידי זוג נפץ בכל בלוק.

תוצרי ביקוע במהלך התנגשויות רבות עם אטומים מסביב נותנים להם את האנרגיה שלהם, מעלים את הטמפרטורה. לאחר שהופיעו נויטרונים במכלול עם החומר הבקיע, כוח שחרור החום יכול לעלות או לרדת, והפרמטרים של המכלול, שבהם מספר הבקעים ליחידת זמן קבוע, נקראים קריטיים. הקריטיות של המכלול יכולה להישמר הן במספר גדול והן במספר קטן של נויטרונים (בקצב שחרור חום גבוה יותר או נמוך יותר בהתאם). הכוח התרמי גדל או על ידי שאיבת נויטרונים נוספים לתוך המכלול הקריטי מבחוץ, או על ידי הפיכת המכלול לסופר-קריטי (ואז נויטרונים נוספים מסופקים על ידי יותר ויותר דורות רבים של גרעינים בקיעים). לדוגמה, אם יש צורך להגדיל את הכוח התרמי של הכור, הוא מובא למשטר כזה כאשר כל דור של נויטרונים דחופים מעט פחות מספר מהקודם, אך בגלל נויטרונים מושהים, הכור בקושי עובר את מצב קריטי. אז הוא לא נכנס לתאוצה, אלא צובר כוח לאט - כך שניתן לעצור את גדילתו בזמן הנכון על ידי הכנסת בולמי נויטרונים (מוטות המכילים קדמיום או בורון).

מכלול הפלוטוניום (שכבה כדורית במרכז) הוקף במעטפת אורניום-238 ולאחר מכן בשכבת אלומיניום.

נויטרונים המיוצרים בביקוע עפים לרוב על פני הגרעינים שמסביב מבלי לגרום לביקוע שני. ככל שנויטרון נולד קרוב יותר לפני השטח של החומר, כך יש לו יותר סיכויים לעוף מהחומר הבקיע ולא לחזור לעולם. לכן, צורת המכלול שחוסך את המספר הגדול ביותר של נויטרונים היא כדור: למסה נתונה של חומר, יש לו משטח מינימלי. כדור לא סגור (בודד) של 94% U235 ללא חללים בפנים הופך קריטי במסה של 49 ק"ג וברדיוס של 85 מ"מ. אם המכלול של אותו אורניום הוא גליל באורך שווה לקוטר, הוא הופך להיות קריטי במסה של 52 ק"ג. פני השטח יורדים גם עם הגדלת הצפיפות. לכן, דחיסה נפיצה, מבלי לשנות את כמות החומר הבקיע, יכולה להביא את המכלול למצב קריטי. תהליך זה הוא שעומד בבסיס התכנון הנרחב של מטען גרעיני.

המטענים הגרעיניים הראשונים השתמשו בפולוניום ובבריליום (במרכז) כמקורות נויטרונים.

מכלול כדורים

אבל לרוב, לא אורניום, אלא פלוטוניום-239 משמש בנשק גרעיני. הוא מיוצר בכורים על ידי הקרנת אורניום-238 עם שטפי נויטרונים חזקים. פלוטוניום עולה בערך פי שישה מ-U235, אך בעת ביקוע, גרעין Pu239 פולט בממוצע 2.895 נויטרונים - יותר מ-U235 (2.452). בנוסף, ההסתברות לביקוע של פלוטוניום גבוהה יותר. כל זה מוביל לכך שכדור ה-Pu239 הבודד הופך לקריטי כמעט בשליש פחות מסה מכדור האורניום, והכי חשוב, ברדיוס קטן יותר, מה שמאפשר להקטין את ממדי המכלול הקריטי.

שכבת האלומיניום שימשה להפחתת גל הנדיר לאחר פיצוץ חומר הנפץ.

המכלול עשוי משני חצאים מותאמים בקפידה בצורה של שכבה כדורית (חלולה בפנים); ברור שהוא תת-קריטי, אפילו עבור נויטרונים תרמיים ואפילו לאחר שהוא מוקף במנחה. מטען מותקן סביב המכלול של גושי חומר נפץ שהותאמו בדיוק רב. על מנת לחסוך בניוטרונים, יש צורך לשמר את הצורה האצילית של הכדור במהלך הפיצוץ - לשם כך יש לערער את שכבת הנפץ בו-זמנית על פני כל פני השטח החיצוניים שלה, ולדחוס את המכלול באופן שווה. הדעה הרווחת היא שזה דורש הרבה מפוצצים חשמליים. אבל זה היה רק ​​עם שחר ה"הפצצה": להפעלת עשרות רבות של מפוצצים, נדרשה אנרגיה רבה וגודל ניכר של מערכת החניכה. במטענים מודרניים משתמשים במספר נפץ שנבחר בטכניקה מיוחדת, קרובים במאפיינים, מהם נורים חומרי נפץ יציבים ביותר (מבחינת מהירות הפיצוץ) בחריצים שנטחנו בשכבת פוליקרבונט (שצורתה על משטח כדורי נמצא מחושב בשיטות גיאומטריה של רימן). פיצוץ במהירות של כ-8 קמ"ש ירוץ מרחקים שווים לחלוטין לאורך החריצים, יגיע לחורים באותו רגע זמן ותערער את המטען הראשי - בו זמנית בכל הנקודות הנדרשות.

הדמויות מציגות את הרגעים הראשונים לחייו של כדור האש של מטען גרעיני - דיפוזיה של קרינה (א), התפשטות פלזמה חמה ויצירת "שלפוחיות" (ב) ועלייה בעוצמת הקרינה בטווח הנראה כאשר גל הלם מופרד (ג).

דופק פנימה

פיצוץ מכוון פנימה דוחס את המכלול עם למעלה ממיליון אטמוספרות של לחץ. פני השטח של המכלול יורד, החלל הפנימי בפלוטוניום כמעט נעלם, הצפיפות גדלה, ומהר מאוד - תוך עשר מיקרו-שניות, המכלול הנלחץ מדלג על המצב הקריטי בניוטרונים תרמיים והופך לסופר-קריטי משמעותית בניוטרונים מהירים.

לאחר תקופה שנקבעה על ידי הזמן הזניח של האטה לא משמעותית של נויטרונים מהירים, כל אחד מהדור החדש והרב יותר שלהם מוסיף אנרגיה של 202 MeV על ידי ביקוע לחומר ההרכבה, שכבר מתפוצץ מלחץ מפלצתי. בקנה המידה של התופעות המתרחשות, החוזק של אפילו הפלדות הסגסוגות הטובות ביותר הוא כה מועט עד שאף אחד לא יעלה בדעתו לקחת זאת בחשבון בעת ​​חישוב הדינמיקה של פיצוץ. הדבר היחיד שמונע מהמכלול להתעופף זה אינרציה: כדי להרחיב כדור פלוטוניום ב-1 ס"מ בלבד בעשר ננו-שניות, יש צורך לתת לחומר תאוצה שגדולה בעשרות טריליוני מונים מההאצה של חופשי. סתיו, וזה לא קל.

בסופו של דבר, החומר בכל זאת מתרחק, הביקוע נפסק, אך התהליך לא מסתיים בכך: האנרגיה מחולקת מחדש בין השברים המיוננים של הגרעינים המופרדים וחלקיקים אחרים הנפלטים במהלך הביקוע. האנרגיה שלהם היא בסדר גודל של עשרות ואפילו מאות MeV, אבל רק קוונטות גמא וניטרונים ניטרליות חשמלית בעלות אנרגיה גבוהה יש סיכוי להימנע מאינטראקציה עם החומר ו"לברוח". חלקיקים טעונים מאבדים במהירות אנרגיה בהתנגשויות וביינון. במקרה זה נפלטת קרינה - עם זאת, היא כבר לא גרעינית קשה, אלא רכה יותר, עם אנרגיה נמוכה בשלושה סדרי גודל, אבל עדיין מספיקה יותר כדי לדפוק אלקטרונים מאטומים - לא רק מהקליפות החיצוניות, אלא באופן כללי. הכל. בלגן של גרעינים חשופים, אלקטרונים שהופשטו מהם וקרינה בצפיפות של גרם לסנטימטר מעוקב (נסו לדמיין עד כמה אפשר להשתזף באור שרכש את צפיפות האלומיניום!) - כל זה לפני רגע היה מטען - מגיע לסוג של שיווי משקל. בכדור אש צעיר מאוד נקבעת טמפרטורה בסדר גודל של עשרות מיליוני מעלות.

כדור אש

נראה שגם קרינה רכה, אך נעה במהירות האור, צריכה להשאיר הרחק מאחור את החומר שהוליד אותה, אבל זה לא כך: באוויר קר, טווח קוונטות האנרגיה keV הוא סנטימטרים, והם כן. לא לנוע בקו ישר, אלא לשנות את כיוון התנועה, הנפלט מחדש עם כל אינטראקציה. קוואנטה מייננים את האוויר, מתפשטים בו, כמו מיץ דובדבנים שנמזג לכוס מים. תופעה זו נקראת דיפוזיה קרינה.

לכדור אש צעיר של פיצוץ בעוצמה של 100 ק"ט, כמה עשרות ננו-שניות לאחר השלמת פרץ הביקוע, יש רדיוס של 3 מ' וטמפרטורה של כמעט 8 מיליון קלווין. אבל אחרי 30 מיקרו-שניות, הרדיוס שלו הוא 18 מ', עם זאת, הטמפרטורה יורדת מתחת למיליון מעלות. הכדור טורף את החלל, והאוויר המיונן מאחורי החלק הקדמי שלו כמעט ואינו זז: קרינה לא יכולה להעביר אליו מומנטום משמעותי במהלך הדיפוזיה. אבל הוא מזרים אנרגיה עצומה לאוויר הזה, מחמם אותו, וכאשר אנרגיית הקרינה מתייבשת, הכדור מתחיל לגדול עקב התפשטות הפלזמה החמה, מתפוצץ מבפנים במה שהיה פעם מטען. מתרחבת, כמו בועה מנופחת, מעטפת הפלזמה נעשית דקה יותר. בניגוד לבועה, כמובן, שום דבר לא מנפח אותה: כמעט ולא נשאר חומר מבפנים, כולו עף מהמרכז באינרציה, אבל 30 מיקרו שניות לאחר הפיצוץ, מהירות הטיסה הזו היא יותר מ-100 קמ"ש. , והלחץ ההידרודינמי בחומר - יותר מ-150,000 אטמוספירה! הקליפה לא מיועדת להיות דקה מדי, היא מתפוצצת ויוצרות "שלפוחיות".

בצינור נויטרונים ואקום, בין מטרה רווית טריטיום (קתודה) 1 למכלול אנודה 2, מופעל מתח פועם של מאה קילו-וולט. כאשר המתח הוא מקסימלי, יש צורך שיופיעו יוני דאוטריום בין האנודה לקתודה, אותם יש להאיץ. לשם כך, נעשה שימוש במקור יונים. דופק הצתה מופעל על האנודה 3 שלו, והפריקה, העוברת על פני השטח של קרמיקה 4 רוויה בדוטריום, יוצרת יוני דאוטריום. בהאצה הם מפציצים מטרה רוויה בטריטיום, וכתוצאה מכך משתחררת אנרגיה של 17.6 MeV ונוצרים נויטרונים וגרעינים של הליום-4. בהרכב החלקיקים ואפילו בתפוקת האנרגיה, תגובה זו זהה להיתוך, תהליך היתוך של גרעיני אור. בשנות החמישים רבים חשבו כך, אך מאוחר יותר התברר שמתרחשת "התמוטטות" בצינור: או פרוטון או נויטרון (שיון הדאוטריום מואץ מהם על ידי שדה חשמלי) "נתקעים" בגרעין המטרה. (טריטיום). אם פרוטון מתבקע, אז הנייטרון מתנתק והופך חופשי.

איזה מהמנגנונים להעברת האנרגיה של כדור אש לסביבה גובר תלוי בעוצמת הפיצוץ: אם הוא גדול, פיזור קרינה משחק את התפקיד העיקרי, אם הוא קטן, התפשטות בועת הפלזמה. ברור שגם מקרה ביניים אפשרי, כאשר שני המנגנונים יעילים.

התהליך לוכד שכבות אוויר חדשות, אין עוד מספיק אנרגיה כדי להסיר את כל האלקטרונים מהאטומים. האנרגיה של השכבה המיוננת ושברי בועת הפלזמה מתייבשת, הם אינם מסוגלים עוד להזיז מסה ענקית לפניהם ולהאט באופן ניכר. אבל מה שהיה אוויר לפני הפיצוץ נע, מתנתק מהכדור, סופג עוד ועוד שכבות אוויר קר... מתחילה היווצרותו של גל הלם.

גל הלם ופטריה אטומית

כאשר גל ההלם מופרד מכדור האש, המאפיינים של השכבה הפולטת משתנים ועוצמת הקרינה בחלק האופטי של הספקטרום עולה בחדות (מה שנקרא מקסימום ראשון). יתרה מכך, תהליכי הארה והשינויים בשקיפות האוויר שמסביב מתחרים, מה שמוביל למימוש המקסימום השני, שהוא פחות חזק, אבל הרבה יותר ארוך - עד כדי כך שתפוקת אנרגיית האור גדולה יותר מאשר ב- מקסימום ראשון.

ליד הפיצוץ הכל מסביב מתאדה, רחוק יותר הוא נמס, אבל עוד יותר, שם זרימת החום כבר לא מספיקה להמיס מוצקים, אדמה, סלעים, בתים זורמים כמו נוזל בלחץ מפלצתי של גז שהורס את כל קשרי החוזק, חם עד כדי בלתי נסבל לעיניים. זוהר.

לבסוף, גל ההלם מתרחק מנקודת הפיצוץ, שם נותר רופף ונחלש, אך התרחב פעמים רבות על פני ענן אדים מעובה שהפך לאבק הקטן והרדיואקטיבי ביותר של מה שהיה הפלזמה של המטען, ומה התברר שהוא קרוב בשעתה הנוראה למקום שממנו יש להתרחק כמה שיותר. הענן מתחיל לעלות. הוא מתקרר, משנה את צבעו, "לובש" מכסה לבנה של לחות מעובה, ואחריו אבק מפני האדמה, ויוצר "רגל" של מה שנהוג לכנות "פטריה אטומית".

התחלת נויטרונים

קוראים קשובים יכולים, עם עיפרון ביד, להעריך את שחרור האנרגיה במהלך הפיצוץ. עם הזמן שהמכלול נמצא במצב סופר-קריטי בסדר גודל של מיקרו-שניות, גיל הנייטרונים הוא בסדר גודל של פיקו-שניות ומקדם הכפל קטן מ-2, משתחרר בערך ג'יגה-ג'ול של אנרגיה, שהוא שווה ערך ל.. 250 ק"ג של TNT. ואיפה הקילו- ומגה-טון?

ניוטרונים - איטי ומהיר

בחומר שאינו בקיע, "מקפיץ" גרעינים, נויטרונים מעבירים אליהם חלק מהאנרגיה שלהם, ככל שהגרעינים גדולים יותר (קרובים יותר במסה). ככל שנייטרונים משתתפים ביותר התנגשויות, כך הם מאטים יותר, ולבסוף, הם מגיעים לשיווי משקל תרמי עם החומר שמסביב - הם מתרמלים (זה לוקח אלפיות שניות). המהירות של נויטרונים תרמיים היא 2200 m/s (אנרגיה 0.025 eV). ניוטרונים יכולים לברוח מהמנחה, נתפסים על ידי הגרעינים שלו, אבל עם האטה, היכולת שלהם להיכנס לתגובות גרעיניות עולה משמעותית, כך שנייטרונים שלא "אבדו" יותר מאשר מפצים על הירידה במספרים.
לכן, אם כדור של חומר בקיע מוקף במנחה, נויטרונים רבים יעזבו את המנחה או ייספגו בו, אבל יהיו גם כאלה שיחזרו לכדור ("השתקפות") ולאחר שאיבדו את האנרגיה שלהם, נוטים הרבה יותר לגרום לפעולות ביקוע. אם הכדור מוקף בשכבת בריליום בעובי של 25 מ"מ, אז ניתן לחסוך 20 ק"ג של U235 ועדיין להגיע למצב הקריטי של המכלול. אבל חיסכון כזה משולם עם הזמן: כל דור אחר של נויטרונים, לפני שהוא גורם לביקוע, צריך קודם להאט את הקצב. עיכוב זה מפחית את מספר הדורות של נויטרונים המיוצרים ביחידת זמן, מה שאומר ששחרור האנרגיה מתעכב. ככל שחומר בקיע בהרכבה פחות, כך נדרש יותר מנחה לפיתוח תגובת שרשרת, והביקוע ממשיך בניוטרונים באנרגיה נמוכה יותר. במקרה המגביל, כאשר קריטיות מושגת רק על נויטרונים תרמיים, למשל, בתמיסה של מלחי אורניום במנחה טוב - מים, מסת המכלולים היא מאות גרמים, אבל התמיסה פשוט רותחת מעת לעת. בועות האדים המשתחררות מפחיתות את הצפיפות הממוצעת של החומר הבקיע, תגובת השרשרת נעצרת, וכאשר הבועות עוזבות את הנוזל, הבזק הביקוע חוזר על עצמו (אם הכלי נסתם, האדים ישברו אותו - אבל זה יהיה תרמי פיצוץ, נטול כל סימנים "גרעיניים" טיפוסיים).

העובדה היא ששרשרת הבקעים במכלול לא מתחילה בנייטרון אחד: במיקרו-שנייה הנדרשת, מיליונים מהם מוזרקים למכלול העל-קריטי. במטענים הגרעיניים הראשונים שימשו לכך מקורות איזוטופים הנמצאים בחלל בתוך מכלול הפלוטוניום: פולוניום-210 משולב עם בריליום ברגע הדחיסה וגרם לפליטת נויטרונים עם חלקיקי האלפא שלו. אבל כל מקורות האיזוטופים חלשים למדי (פחות ממיליון נויטרונים למיקרו-שנייה נוצרו במוצר האמריקאי הראשון), והפולוניום כבר מתכלה מאוד - תוך 138 ימים בלבד הוא מקטין את פעילותו בחצי. לכן, האיזוטופים הוחלפו בפחות מסוכנים (לא מקרינים כשלא מופעלים), והכי חשוב, צינורות נויטרונים מקרינים יותר (ראה סרגל צד): מאות מיליוני נויטרונים נולדים בכמה מיקרו-שניות (משך הדופק שנוצר ליד הצינור). אבל אם זה לא עובד או לא עובד בזמן הנכון, מה שנקרא פופ, או "זילץ'" יתרחש - פיצוץ תרמי בעוצמה נמוכה.

חניכת ניוטרונים לא רק מגבירה את שחרור האנרגיה של פיצוץ גרעיני בסדרי גודל רבים, אלא גם מאפשרת לווסת אותו! ברור שלאחר שקיבל משימת לחימה, שבניסוח שלה מצויין בהכרח כוחה של תקיפה גרעינית, איש לא מפרק את המטען כדי לצייד אותו במכלול פלוטוניום אופטימלי עבור כוח נתון. בתחמושת עם מקבילה TNT הניתנת להחלפה, זה מספיק פשוט לשנות את מתח האספקה ​​של צינור הנייטרונים. בהתאם, תפוקת הנייטרונים ושחרור האנרגיה ישתנו (כמובן שכאשר ההספק מופחת בצורה זו, מתבזבז הרבה פלוטוניום יקר).

אבל הם התחילו לחשוב על הצורך לווסת את שחרור האנרגיה הרבה יותר מאוחר, ובשנים הראשונות שלאחר המלחמה לא ניתן היה לדבר על הפחתת כוח. חזק יותר, חזק יותר ויותר חזק! אבל התברר שיש מגבלות גרעיניות-פיזיקליות והידרודינמיות על הממדים המותרים של הכדור התת-קריטי. המקבילה של TNT לפיצוץ של מאה קילוטון קרובה לגבול הפיזי לתחמושת חד פאזית, שבה מתרחש רק ביקוע. כתוצאה מכך, הביקוע כמקור האנרגיה העיקרי נזנח, והם הסתמכו על תגובות של מעמד אחר - היתוך.

הופעת הנשק האטומי (גרעיני) נבעה ממסה של גורמים אובייקטיביים וסובייקטיביים. אובייקטיבית, יצירת הנשק האטומי התרחשה הודות להתפתחות המהירה של המדע, שהחלה בתגליות יסוד בתחום הפיזיקה במחצית הראשונה של המאה העשרים. הגורם הסובייקטיבי העיקרי היה המצב הצבאי-פוליטי, כאשר מדינות הקואליציה האנטי-היטלר החלו במרוץ בלתי נאמר לפיתוח נשק כה חזק. היום נגלה מי המציא את פצצת האטום, כיצד היא התפתחה בעולם ובברית המועצות, וכן נכיר את המכשיר שלה ואת ההשלכות של השימוש בה.

יצירת פצצת האטום

מנקודת מבט מדעית, 1896 הרחוקה הייתה שנת יצירת פצצת האטום. זה היה אז שהפיזיקאי הצרפתי א' בקאר גילה את הרדיואקטיביות של האורניום. לאחר מכן, תגובת שרשרת האורניום נתפסה כמקור לאנרגיה אדירה, וקל לפתח את כלי הנשק המסוכנים ביותר בעולם. אף על פי כן, בקארל מוזכר לעתים נדירות כאשר מדברים על מי המציא את פצצת האטום.

במהלך העשורים הבאים, קרני אלפא, בטא וגמא התגלו על ידי מדענים מכל רחבי כדור הארץ. במקביל, התגלו מספר רב של איזוטופים רדיואקטיביים, גובש חוק ההתפרקות הרדיואקטיבית והונחה תחילתו של חקר האיזומריזם הגרעיני.

בשנות ה-40 גילו מדענים את הנוירון והפוזיטרון, ולראשונה ביצעו ביקוע של גרעין אטום האורניום, מלווה בקליטת נוירונים. התגלית הזו היא שהפכה לנקודת מפנה בהיסטוריה. בשנת 1939, הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליוט-קירי רשם פטנט על הפצצה הגרעינית הראשונה בעולם, אותה פיתח עם אשתו מתוך עניין מדעי בלבד. זה ג'וליוט-קירי שנחשב ליוצר של פצצת האטום, למרות העובדה שהוא היה מגן נאמן של שלום עולמי. בשנת 1955, הוא, יחד עם איינשטיין, בורן ומספר מדענים מפורסמים נוספים, ארגן את תנועת הפוגוואש, שחבריה דגלו בשלום ובפירוק נשק.

נשק אטומי, המתפתח במהירות, הפך לתופעה צבאית-פוליטית חסרת תקדים המאפשרת להבטיח את שלומם של בעליו ולהפחית למינימום את היכולות של מערכות נשק אחרות.

איך מייצרים פצצה גרעינית?

מבחינה מבנית, פצצת אטום מורכבת ממספר רב של רכיבים, שהעיקריים שבהם הם המקרה והאוטומציה. המארז נועד להגן על אוטומציה ומטען גרעיני מפני השפעות מכניות, תרמיות ואחרות. אוטומציה שולטת בפרמטרי הזמן של הפיצוץ.

זה מורכב מ:

1. הריסת חירום.
2. התקני חימוש ובטיחות.
3. מקור כוח.
4. חיישנים שונים.

שינוע פצצות אטום למקום ההתקפה מתבצע בעזרת טילים (נ"מ, בליסטי או שיוט). תחמושת גרעינית יכולה להיות חלק ממוקש יבשה, טורפדו, פצצה אווירית ואלמנטים אחרים. עבור פצצות אטום, נעשה שימוש במערכות פיצוץ שונות. הפשוט ביותר הוא מכשיר שבו קליע הפוגע במטרה, הגורם להיווצרות מסה על קריטית, מעורר פיצוץ.

נשק גרעיני יכול להיות בקליבר גדול, בינוני וקטן. עוצמת הפיצוץ מתבטאת בדרך כלל במונחים של TNT. לקונכיות אטומיות בקליבר קטן יש קיבולת של כמה אלפי טונות של TNT. קליבר בינוני כבר תואם לעשרות אלפי טונות, והקיבולת של קליבר גדול מגיעה למיליוני טונות.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של פצצה גרעינית מבוסס על שימוש באנרגיה המשתחררת במהלך תגובת שרשרת גרעינית. במהלך תהליך זה, חלקיקים כבדים מתחלקים וחלקיקים קלים מסונתזים. כאשר פצצת אטום מתפוצצת, כמות עצומה של אנרגיה משתחררת בפרק זמן קצר על פני שטח קטן. לכן פצצות כאלה מסווגות כנשק להשמדה המונית.

באזור של פיצוץ גרעיני מבחינים בשני אזורי מפתח: המרכז והמוקד. במרכז הפיצוץ מתרחש ישירות תהליך שחרור האנרגיה. המוקד הוא ההשלכה של תהליך זה על פני כדור הארץ או פני המים. האנרגיה של פיצוץ גרעיני, המוקרנת על פני כדור הארץ, עלולה להוביל לרעידות סיסמיות המתפשטות למרחק ניכר. זעזועים אלו מביאים לפגיעה בסביבה רק ברדיוס של כמה מאות מטרים מנקודת הפיצוץ.

גורמים משפיעים

לנשק גרעיני יש את גורמי הנזק הבאים:

1. זיהום רדיואקטיבי.
2. פליטת אור.
3. גל הלם.
4. דחף אלקטרומגנטי.
5. קרינה חודרת.

ההשלכות של פיצוץ פצצת אטום מזיקות לכל היצורים החיים. בשל שחרור כמות עצומה של אנרגיית אור וחום, פיצוץ של טיל גרעיני מלווה בהבזק בהיר. מבחינת עוצמה, הבזק זה חזק פי כמה מקרני השמש, ולכן קיימת סכנה להיפגע מאור וקרינה תרמית ברדיוס של מספר קילומטרים מנקודת הפיצוץ.

גורם מזיק נוסף מסוכן ביותר של נשק אטומי הוא הקרינה הנוצרת במהלך הפיצוץ. הוא פועל רק דקה לאחר הפיצוץ, אך בעל עוצמת חודר מקסימלית.

לגל ההלם יש את ההשפעה ההרסנית החזקה ביותר. היא ממש מוחקת את כל מה שעומד בדרכה מעל פני האדמה. קרינה חודרת מהווה סכנה לכל היצורים החיים. בבני אדם, זה גורם להתפתחות של מחלת קרינה. ובכן, הדופק האלקטרומגנטי פוגע רק בטכנולוגיה. ביחד, הגורמים המזיקים של פיצוץ אטומי נושאים סכנה עצומה.

מבחנים ראשונים

לאורך ההיסטוריה של פצצת האטום, אמריקה גילתה את העניין הגדול ביותר ביצירתה. בסוף 1941 הקצתה הנהגת המדינה סכום עצום של כסף ומשאבים לכיוון זה. מנהל הפרויקט היה רוברט אופנהיימר, שנחשב בעיני רבים ליוצר של פצצת האטום. למעשה, הוא היה הראשון שהצליח להחיות את הרעיון של מדענים. כתוצאה מכך, ב-16 ביולי 1945 התרחש הניסוי הראשון של פצצת אטום במדבר ניו מקסיקו. ואז אמריקה החליטה שכדי לסיים את המלחמה לחלוטין, היא צריכה להביס את יפן, בעלת ברית של גרמניה הנאצית. הפנטגון בחר במהירות את המטרות להתקפות הגרעיניות הראשונות, שהיו אמורות להוות המחשה חיה לכוחו של הנשק האמריקאי.

ב-6 באוגוסט 1945, הוטלה פצצת האטום של ארה"ב, שנקראה בציניות "בייבי", על העיר הירושימה. הירייה התבררה כפשוטה מושלמת - המטען התפוצץ בגובה של 200 מטר מהקרקע, ובשל כך גרם גל הפיצוץ שלה נזק אימתני לעיר. באזורים המרוחקים מהמרכז התהפכו תנורי פחם שגרמו לשריפות קשות.

לאחר ההבזק הבהיר הגיע גל חום, שב-4 שניות של פעולה הצליח להמיס את הרעפים על גגות הבתים ולשרוף עמודי טלגרף. אחרי גל החום הגיע גל הלם. הרוח, ששטפה את העיר במהירות של כ-800 קמ"ש, הרסה את כל מה שנקרה בדרכה. מתוך 76,000 המבנים שנמצאו בעיר לפני הפיצוץ, נהרסו כליל כ-70,000. דקות ספורות לאחר הפיצוץ החל לרדת גשם מהשמיים, טיפות גדולות מהם שחורות. הגשם ירד עקב היווצרות בשכבות הקרות של האטמוספירה של כמות עצומה של קונדנסט, המורכב מקיטור ואפר.

אנשים שנפגעו מכדור האש ברדיוס של 800 מטר מנקודת הפיצוץ הפכו לאבק. אלה שהיו קצת יותר רחוקים מהפיצוץ סבלו עור שרוף, ששאריותיו נתלשו בגל ההלם. גשם רדיואקטיבי שחור הותיר כוויות חשוכות מרפא על עורם של הניצולים. אלה שהצליחו בדרך נס להימלט עד מהרה החלו להראות סימנים של מחלת קרינה: בחילות, חום והתקפי חולשה.

שלושה ימים לאחר הפצצת הירושימה, תקפה אמריקה עיר יפנית נוספת - נגסאקי. לפיצוץ השני היו אותן השלכות הרות אסון כמו לראשון.

תוך שניות ספורות, שתי פצצות אטום הרגו מאות אלפי אנשים. גל ההלם כמעט מחק את הירושימה מעל פני האדמה. יותר ממחצית מתושבי המקום (כ-240 אלף איש) מתו מיד מפצעיהם. בעיר נגסאקי מתו מהפיצוץ כ-73 אלף בני אדם. רבים מאלה ששרדו נחשפו לקרינה קשה, שגרמה לאי פוריות, מחלות קרינה וסרטן. כתוצאה מכך, חלק מהניצולים מתו בייסורים נוראים. השימוש בפצצת האטום בהירושימה ובנגסאקי המחיש את הכוח הנורא של כלי הנשק הללו.

אתה ואני כבר יודעים מי המציא את פצצת האטום, איך היא פועלת ולאילו השלכות היא יכולה להוביל. עכשיו נגלה איך היה עם נשק גרעיני בברית המועצות.

לאחר הפצצת ערים יפניות, הבין איי.וי. סטאלין שיצירת פצצת האטום הסובייטית היא עניין של ביטחון לאומי. ב-20 באוגוסט 1945 הוקמה בברית המועצות ועדה לאנרגיה גרעינית, בראשות ל' בריה.

ראוי לציין כי עבודה בכיוון זה בוצעה בברית המועצות מאז 1918, ובשנת 1938, הוקמה ועדה מיוחדת על גרעין האטום באקדמיה למדעים. עם פרוץ מלחמת העולם השנייה, כל העבודה בכיוון זה הוקפאה.

בשנת 1943, קציני מודיעין של ברית המועצות מסרו מאנגליה חומרים של עבודות מדעיות סגורות בתחום האנרגיה הגרעינית. חומרים אלה המחישו כי עבודתם של מדענים זרים על יצירת פצצת אטום התקדמה ברצינות. במקביל, התושבים האמריקאים הקלו על הכנסת סוכנים סובייטים אמינים למרכזים העיקריים של המחקר הגרעיני האמריקאי. סוכנים העבירו מידע על התפתחויות חדשות למדענים ומהנדסים סובייטים.

משימה טכנית

כאשר בשנת 1945 הנושא של יצירת פצצה גרעינית סובייטית הפך כמעט בראש סדר העדיפויות, אחד ממנהיגי הפרויקט, יו' חריטון, תכנן תוכנית לפיתוח שתי גרסאות של הקליע. ב-1 ביוני 1946 נחתמה התוכנית על ידי ההנהגה העליונה.

על פי המשימה, המעצבים היו צריכים לבנות RDS (Special Jet Engine) של שני דגמים:

1. RDS-1. פצצה עם מטען פלוטוניום שמתפוצץ בדחיסה כדורית. המכשיר הושאל מהאמריקאים.
2. RDS-2. פצצת תותח עם שני מטעני אורניום מתכנסים בקנה התותח לפני שמגיעים למסה קריטית.

בהיסטוריה של ה-RDS הידוע לשמצה, הניסוח הנפוץ ביותר, גם אם הומוריסטי, היה המשפט "רוסיה עושה את זה בעצמה". הוא הומצא על ידי סגנו של יו' חריטון, ק' שצ'לקין. הביטוי הזה מעביר בצורה מדויקת מאוד את מהות העבודה, לפחות עבור ה-RDS-2.

כשאמריקה גילתה שברית המועצות מחזיקה בסודות של יצירת נשק גרעיני, היא הפכה להוטה להסלים את מלחמת המנע בהקדם האפשרי. בקיץ 1949 הופיעה התוכנית הטרויאנית, לפיה ב-1 בינואר 1950 תוכנן להתחיל בפעולות איבה נגד ברית המועצות. אז הוזז מועד התקיפה לתחילת 1957, אך בתנאי שכל מדינות נאט"ו יצטרפו אליה.

מבחנים

כאשר מידע על תוכניותיה של אמריקה הגיע לברית המועצות דרך ערוצי מודיעין, עבודתם של מדענים סובייטים הואצה באופן משמעותי. מומחים מערביים האמינו כי בברית המועצות ייווצר נשק אטומי לא מוקדם יותר מאשר בשנים 1954-1955. למעשה, הניסויים של פצצת האטום הראשונה בברית המועצות התרחשו כבר באוגוסט 1949. ב-29 באוגוסט פוצץ מכשיר ה-RDS-1 במגרש האימונים בסמיפלטינסק. צוות גדול של מדענים לקח חלק ביצירתו, בראשותו של קורצ'טוב איגור ואסילביץ'. עיצוב המטען היה שייך לאמריקאים, והציוד האלקטרוני נוצר מאפס. פצצת האטום הראשונה בברית המועצות התפוצצה בהספק של 22 קראט.

בשל הסבירות למתקפת תגמול, סוכלה תוכנית טרויה, שכללה מתקפה גרעינית על 70 ערים סובייטיות. ניסויים בסמיפאלטינסק סימנו את קץ המונופול האמריקאי על החזקת נשק אטומי. המצאתו של איגור ואסילביץ' קורצ'טוב הרסה לחלוטין את התוכניות הצבאיות של אמריקה ונאט"ו ומנעה התפתחות של מלחמת עולם נוספת. כך החל עידן השלום על פני כדור הארץ, המתקיים תחת איום של השמדה מוחלטת.

"מועדון גרעיני" של העולם

נכון להיום, לא רק לאמריקה ולרוסיה יש נשק גרעיני, אלא גם למספר מדינות אחרות. מערך המדינות שבבעלותן נשק כזה נקרא על תנאי "המועדון הגרעיני".

זה כולל:

1. אמריקה (מאז 1945).
2. ברית המועצות, וכעת רוסיה (מאז 1949).
3. אנגליה (מאז 1952).
4. צרפת (מאז 1960).
5. סין (מאז 1964).
6. הודו (מאז 1974).
7. פקיסטן (מאז 1998).
8. קוריאה (מאז 2006).

לישראל יש גם נשק גרעיני, אם כי הנהגת המדינה מסרבת להתייחס לנוכחותם. בנוסף, בשטחן של מדינות נאט"ו (איטליה, גרמניה, טורקיה, בלגיה, הולנד, קנדה) ובעלות בריתה (יפן, דרום קוריאה, למרות הסירוב הרשמי), יש נשק גרעיני אמריקאי.

אוקראינה, בלארוס וקזחסטן, שבבעלותן חלק מהנשק הגרעיני של ברית המועצות, העבירו את הפצצות שלהן לרוסיה לאחר קריסת האיחוד. היא הפכה ליורשת היחידה של הארסנל הגרעיני של ברית המועצות.

סיכום

היום למדנו מי המציא את פצצת האטום ומהי. לסיכום האמור לעיל, אנו יכולים להסיק שכיום נשק גרעיני הוא הכלי החזק ביותר של הפוליטיקה העולמית, המוטבע היטב ביחסים בין מדינות. מצד אחד הוא מהווה גורם מרתיע יעיל, ומצד שני הוא טיעון משכנע למניעת עימות צבאי ולחיזוק יחסי שלום בין מדינות. נשק גרעיני הוא סמל לעידן שלם, הדורש טיפול זהיר במיוחד.