Цөмийн реакторын үйл ажиллагааны зарчим, дизайныг ойлгохын тулд өнгөрсөн үе рүү богино хэмжээний аялал хийх хэрэгтэй. Цөмийн реактор бол хүн төрөлхтний шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийн тухай олон зуун жилийн түүхтэй боловч бүрэн хэрэгжээгүй ч мөрөөддөг зүйл юм. Түүний эртний "өвөг дээдэс" нь хуурай мөчрөөр хийсэн гал бөгөөд нэгэн цагт бидний алс холын өвөг дээдсийн хүйтнээс аврал олсон агуйн хонгилуудыг гэрэлтүүлж, дулаацуулж байв. Хожим нь хүмүүс нүүрсустөрөгчийг эзэмшсэн - нүүрс, занар, газрын тос, байгалийн хий.
Үймээн самуунтай боловч богино хугацааны уурын эрин үе эхэлсэн бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүчний илүү гайхалтай эрин үеээр солигдсон юм. Хотууд гэрлээр дүүрч, цехүүд цахилгаан мотороор хөдөлдөг өнөөг хүртэл үзэгдээгүй машинуудын дуугаар дүүрэв. Тэгээд ахиц дэвшил дээд цэгтээ хүрсэн юм шиг санагдсан.
Бүх зүйл өөрчлөгдсөн XIX сүүлФранцын химич Антуан Анри Беккерел ураны давс нь цацраг идэвхт бодис гэдгийг санамсаргүйгээр олж мэдсэн. 2 жилийн дараа түүний нутаг нэгтнүүд Пьер Кюри, түүний эхнэр Мария Склодовска-Кюри нар тэднээс радий, полоний гаргаж авсан бөгөөд цацраг идэвхт байдлын түвшин нь тори, уранаас хэдэн сая дахин их байв.
Цацраг идэвхт туяаны мөн чанарыг нарийвчлан судалсан Эрнест Рутерфорд бороохойг барьжээ. Ийнхүү өөрийн хайртай хүүхэд болох атомын реакторыг төрүүлсэн атомын эрин үе эхэлжээ.
Анхны цөмийн реактор
"Ууган" нь АНУ-аас ирсэн. 1942 оны 12-р сард анхны гүйдлийг уг реактор үйлдвэрлэсэн бөгөөд түүнийг бүтээгч, энэ зууны хамгийн агуу физикчдийн нэг Э.Фермигийн нэрээр нэрлэжээ. Гурван жилийн дараа Канадад ZEEP цөмийн байгууламж ашиглалтад оров. "Хүрэл" нь 1946 оны сүүлээр хөөргөсөн Зөвлөлтийн анхны F-1 реакторт очсон. И.В.Курчатов дотоодын цөмийн төслийн тэргүүн болжээ. Өнөөдөр дэлхий дээр 400 гаруй цөмийн эрчим хүчний нэгж амжилттай ажиллаж байна.
Цөмийн реакторын төрлүүд
Тэдний гол зорилго нь цахилгаан үйлдвэрлэдэг хяналттай цөмийн урвалыг дэмжих явдал юм. Зарим реакторууд изотоп үүсгэдэг. Товчхондоо эдгээр нь гүнд байгаа зарим бодисыг их хэмжээний дулааны энерги ялгаруулж бусад бодис болгон хувиргадаг төхөөрөмж юм. Энэ бол оронд нь нэг төрлийн "зуух" юм уламжлалт төрлүүдТүлш нь ураны изотопуудыг "шатдаг" - U-235, U-238, плутони (Pu).
Жишээлбэл, хэд хэдэн төрлийн бензинд зориулагдсан машинаас ялгаатай нь цацраг идэвхт түлшний төрөл тус бүр өөрийн гэсэн реактортой байдаг. Тэдгээрийн хоёр нь удаан (U-235-тай) ба хурдан (U-238 ба Pu-тай) нейтронтой. Ихэнх атомын цахилгаан станцууд удаан нейтрон реактортой байдаг. Атомын цахилгаан станцаас гадна судалгааны төв, цөмийн шумбагч онгоц гэх мэт байгууламжууд "ажилладаг".
Реактор хэрхэн ажилладаг
Бүх реакторууд ойролцоогоор ижил хэлхээтэй байдаг. Түүний "зүрх" нь идэвхтэй бүс юм. Үүнийг ердийн зуухны галын хайрцагтай харьцуулж болно. Зөвхөн түлээний оронд зохицуулагч - түлшний саваа бүхий түлшний элемент хэлбэрээр цөмийн түлш байдаг. Идэвхтэй бүс нь нэг төрлийн капсул дотор байрладаг - нейтрон тусгал. Түлшний саваа нь хөргөлтийн бодис - усаар "угаагдана". Учир нь "зүрхэнд" маш их зүйл байдаг өндөр түвшинцацраг идэвхт байдал, энэ нь найдвартай цацрагийн хамгаалалтаар хүрээлэгдсэн байдаг.
Операторууд гинжин урвалын удирдлага, алсын удирдлагын систем гэсэн хоёр чухал системийг ашиглан үйлдвэрийн үйл ажиллагааг хянадаг. Яаралтай нөхцөл байдал үүссэн тохиолдолд яаралтай хамгаалалтыг нэн даруй идэвхжүүлнэ.
Реактор хэрхэн ажилладаг вэ?
Процесс нь цөмийн задралын түвшинд явагддаг тул атомын "дөл" нь үл үзэгдэх юм. Гинжин урвалын явцад хүнд цөмүүд нь өдөөгдсөн төлөвт байх үедээ нейтрон болон бусад субатомын хэсгүүдийн эх үүсвэр болдог жижиг хэсгүүдэд задардаг. Гэхдээ үйл явц үүгээр дуусахгүй. Нейтронууд "хуваагдсаар" байгаа бөгөөд үүний үр дүнд их хэмжээний энерги ялгардаг, өөрөөр хэлбэл ямар атомын цахилгаан станцууд баригдсаны төлөө юу болдог.
Ажилтны гол ажил бол хяналтын саваагаар гинжин урвалыг тогтмол, тохируулж болох түвшинд байлгах явдал юм. Энэ бол түүний гол ялгаа юм атомын бөмбөг, цөмийн задралын үйл явц нь хяналтгүй бөгөөд хүчтэй дэлбэрэлт хэлбэрээр хурдан явагддаг.
Чернобылийн атомын цахилгаан станцад болсон явдал
1986 оны 4-р сард Чернобылийн АЦС-д болсон сүйрлийн гол шалтгаануудын нэг нь 4-р цахилгаан станцад урсгал засвар хийх үед ашиглалтын аюулгүй байдлын дүрмийг бүдүүлгээр зөрчсөн явдал байв. Дараа нь дүрэм журмын дагуу зөвшөөрөгдсөн 15-ын оронд 203 бал чулуу савааг нэгэн зэрэг цөмөөс зайлуулсан. Үүний үр дүнд эхэлсэн хяналтгүй гинжин урвал нь дулааны дэлбэрэлт, эрчим хүчний нэгжийг бүрэн устгахад хүргэсэн.
Шинэ үеийн реакторууд
Ард нь сүүлийн арван жилОрос улс дэлхийн цөмийн эрчим хүчний салбарт тэргүүлэгчдийн нэг болсон. Асаалттай Энэ мөч"Росатом" төрийн корпораци дэлхийн 12 улсад атомын цахилгаан станц барьж байгаа бөгөөд тэнд 34 эрчим хүчний нэгж баригдаж байна. Ийм өндөр эрэлт хэрэгцээ нь Оросын орчин үеийн цөмийн технологи өндөр түвшинд байгаагийн нотолгоо юм. Дараагийн ээлжинд 4-р үеийн шинэ реакторууд байна.
"Брест"
Тэдний нэг нь Breakthrough төслийн хүрээнд бүтээгдэж буй Брест юм. Одоогийн нээлттэй циклийн системүүд бага баяжуулсан уранаар ажилладаг тул их хэмжээний ашигласан түлшийг асар их зардал гаргаж хаядаг. "Брест" - хурдан нейтрон реактор нь хаалттай циклээрээ өвөрмөц юм.
Үүний дотор ашигласан түлш нь хурдан нейтрон реакторт зохих боловсруулалт хийсний дараа дахин бүрэн хүчин чадалтай түлш болж, түүнийг ижил суурилуулалтанд буцааж ачаалах боломжтой.
Брест нь аюулгүй байдлын өндөр түвшинд ялгагдана. Хамгийн ноцтой осолд ч хэзээ ч “тэсрэхгүй”, “шинэчлэгдсэн” уранаа дахин ашигладаг учраас маш хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй. Үүнийг зэвсгийн зориулалттай плутони үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжгүй бөгөөд энэ нь түүнийг экспортлох хамгийн өргөн боломжийг нээж өгдөг.
VVER-1200
VVER-1200 нь 1150 МВт хүчин чадалтай 3+ үеийн шинэлэг реактор юм. Техникийн өвөрмөц чадавхийн ачаар энэ нь бараг үнэмлэхүй үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг хангадаг. Реактор нь эрчим хүчний хангамжгүй байсан ч автоматаар ажиллах идэвхгүй аюулгүй байдлын системээр элбэг дэлбэг тоноглогдсон байдаг.
Үүний нэг нь идэвхгүй дулаан зайлуулах систем бөгөөд реакторыг бүрэн хүчдэлгүй болгох үед автоматаар идэвхждэг. Энэ тохиолдолд яаралтай тусламжийн гидравлик танкийг хангадаг. Хэрэв анхдагч хэлхээнд хэвийн бус даралтын уналт байвал реакторт бор агуулсан их хэмжээний ус орж эхэлдэг бөгөөд энэ нь цөмийн урвалыг унтрааж, нейтроныг шингээдэг.
Өөр нэг ноу-хау нь хамгаалалтын бүрхүүлийн доод хэсэгт байрладаг - хайлмал "хавх". Хэрэв ослын үр дүнд гол цөм нь "нэвчих" бол "хавх" нь хамгаалалтын бүрхүүлийг нурахаас сэргийлж, дотогш орохоос сэргийлнэ. цацраг идэвхт бүтээгдэхүүнгазар руу.
Гэхдээ энэ нь бидний ихэнхдээ мэддэггүй зүйл юм. Мөн цөмийн бөмбөг яагаад дэлбэрдэг вэ ...
Холоос эхэлцгээе. Атом бүр цөмтэй бөгөөд цөм нь протон ба нейтроноос бүрддэг - магадгүй үүнийг хүн бүр мэддэг байх. Үүнтэй адил хүн бүр тогтмол хүснэгтийг харсан. Гэхдээ яагаад химийн элементүүдТэдгээрийг яг ийм байдлаар байрлуулсан уу, өөрөөр биш үү? Мэдээжийн хэрэг, Менделеев тэгж хүссэндээ биш. Хүснэгт дэх элемент бүрийн атомын дугаар нь тухайн элементийн атомын цөмд хэдэн протон байгааг харуулж байна. Өөрөөр хэлбэл, төмрийн атомд 26 протон байдаг тул төмөр нь хүснэгтийн 26 дугаарт бичигддэг. Тэгээд 26 байхгүй бол төмөр байхаа больсон.
Гэхдээ нэг элементийн цөмд өөр өөр тооны нейтрон байж болох бөгөөд энэ нь цөмийн масс өөр байж болно гэсэн үг юм. Өөр өөр масстай ижил элементийн атомуудыг изотоп гэж нэрлэдэг. Уран нь хэд хэдэн ийм изотоптой: байгальд хамгийн түгээмэл нь уран-238 (түүний цөм нь 92 протон, 146 нейтрон, нийт 238) юм. Энэ нь цацраг идэвхт боловч та түүнээс цөмийн бөмбөг хийж чадахгүй. Гэхдээ уран-235 изотоп нь бага хэмжээгээр агуулагддаг ураны хүдэр, цөмийн цэнэгт тохиромжтой.
Уншигч та “баяжуулсан уран”, “багадсан уран” гэсэн хэллэгтэй таарсан байх. Баяжуулсан уран нь байгалийн уранаас илүү уран-235 агуулдаг; шавхагдсан төлөвт, зохих ёсоор, бага. Баяжуулсан ураныг цөмийн бөмбөг хийхэд тохиромжтой өөр нэг элемент болох плутонийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно (энэ нь байгальд бараг байдаггүй). Ураныг хэрхэн баяжуулж, түүнээс плутонийг яаж авах вэ гэдэг нь тусдаа хэлэлцэх сэдэв.
Тэгвэл яагаад цөмийн бөмбөг дэлбэрдэг вэ? Үнэн хэрэгтээ зарим хүнд цөмүүд нейтронд цохиулвал задрах хандлагатай байдаг. Мөн та чөлөөт нейтроныг удаан хүлээх шаардлагагүй болно - тэд маш олон нисдэг. Тиймээс ийм нейтрон уран-235 цөмд хүрч, улмаар түүнийг "хэсэг" болгон хуваадаг. Энэ нь хэд хэдэн нейтрон ялгаруулдаг. Хэрэв эргэн тойронд ижил элементийн цөмүүд байвал юу болохыг та тааж чадах уу? Энэ нь зөв, гинжин урвал үүсэх болно. Ийм л зүйл болдог.
Уран-235 нь илүү тогтвортой уран-238-д "ууссан" цөмийн реакторт ердийн нөхцөлд дэлбэрэлт үүсдэггүй. Муудсан цөмөөс нисдэг ихэнх нейтронууд уран-235 цөмийг ололгүйгээр сүү рүү нисдэг. Реакторт цөмийн задрал "удаан" явагддаг (гэхдээ энэ нь реакторыг эрчим хүчээр хангахад хангалттай). Ганц ширхэг уран-235-д хангалттай хэмжээний масстай бол нейтронууд бөөмийг задлах баталгаатай болж, гинжин урвал нь нуранги болж эхлэх ба... Зогс! Эцсийн эцэст, хэрэв та дэлбэрэлт хийхэд шаардагдах масстай уран-235 эсвэл плутони хийвэл тэр даруй тэсрэх болно. Гол нь энэ биш.
Хэрэв та критикийн доорх хоёр массыг аваад алсын удирдлагатай механизм ашиглан бие биенийхээ эсрэг түлхэвэл яах вэ? Жишээлбэл, хоёуланг нь хоолойд хийж, нэг хэсэг рүү нунтаг цэнэгийг холбоно уу, тэгвэл яг цагт нь сум шиг нэг хэсэг нөгөө рүү харвана. Асуудлыг шийдэх гарц энд байна.
Та үүнийг өөрөөр хийж болно: плутонийн бөмбөрцөг хэсгийг аваад бүх гадаргуу дээр тэсрэх цэнэгийг хавсаргана. Эдгээр цэнэгүүд гаднаас тушаалаар тэсрэх үед тэдгээрийн дэлбэрэлт нь плутонийг бүх талаас нь шахаж, чухал нягтралд шахаж, гинжин урвал үүснэ. Гэсэн хэдий ч нарийвчлал, найдвартай байдал нь энд чухал юм: бүх тэсрэх цэнэгүүд нэгэн зэрэг унтрах ёстой. Хэрэв тэдгээрийн зарим нь ажиллаж, зарим нь ажиллахгүй эсвэл зарим нь оройтож ажиллавал цөмийн дэлбэрэлт гарахгүй: плутони нь чухал масс хүртэл шахагдахгүй, харин агаарт тархах болно. Цөмийн бөмбөгний оронд "бохир" гэж нэрлэгддэг бөмбөгийг авах болно.
Дэлбэрэх төрлийн цөмийн бөмбөг иймэрхүү харагддаг. Плутонийн бөмбөрцгийн гадаргууг аль болох нягт бүрхэхийн тулд чиглэсэн тэсрэлт үүсгэх ёстой цэнэгүүдийг полиэдр хэлбэрээр хийдэг.
Эхний төрлийн төхөөрөмжийг их бууны төхөөрөмж гэж нэрлэдэг байсан бол хоёр дахь төрөл нь тэсрэх төхөөрөмж юм.
Хирошимад хаясан "Бяцхан хүү" бөмбөг нь уран-235 цэнэгтэй, их бууны төрлийн төхөөрөмжтэй байжээ. Нагасаки дээгүүр дэлбэрсэн Өөх хүний бөмбөг нь плутонийн цэнэг агуулж байсан бөгөөд тэсрэх төхөөрөмж нь дэлбэрчээ. Өнөө үед бууны төрлийн төхөөрөмжийг бараг ашигладаггүй; тэсрэлт нь илүү төвөгтэй боловч үүнтэй зэрэгцэн цөмийн цэнэгийн массыг зохицуулж, илүү оновчтой зарцуулах боломжийг олгодог. Мөн плутони нь уран-235-ыг цөмийн тэсрэх бодис болгон сольсон.
Нэлээд хэдэн жил өнгөрч, физикчид цэрэгт бүр илүү хүчтэй бөмбөг - термоядролын бөмбөг, эсвэл үүнийг бас нэрлэдэг устөрөгчийн бөмбөгийг санал болгов. Устөрөгч нь плутониоос илүү хүчтэй дэлбэрдэг нь харагдаж байна уу?
Устөрөгч нь үнэхээр тэсрэх чадвартай, гэхдээ тэсрэх аюултай биш. Гэсэн хэдий ч устөрөгчийн бөмбөгөнд "ердийн" устөрөгч байдаггүй; "Ердийн" устөрөгчийн цөмд нэг нейтрон, дейтерий хоёр, тритид гурван нейтрон байдаг.
Цөмийн бөмбөгөнд хүнд элементийн цөмүүд нь хөнгөн хэсгүүдийн цөмд хуваагддаг. Термоядролын нэгдлийн үед эсрэг үйл явц явагддаг: хөнгөн цөмүүд бие биетэйгээ нийлж илүү хүнд байдаг. Жишээлбэл, дейтерий ба тритий цөмүүд нийлж гелийн цөмийг (өөрөөр альфа бөөмс гэж нэрлэдэг) үүсгэдэг бөгөөд "нэмэлт" нейтроныг "чөлөөт нислэг" руу илгээдэг. Энэ нь плутонийн цөмийн задралын үеийнхээс хамаагүй их энерги ялгаруулдаг. Дашрамд хэлэхэд, яг энэ үйл явц наран дээр явагддаг.
Гэсэн хэдий ч хайлуулах урвал нь зөвхөн хэт өндөр температурт боломжтой байдаг (тиймээс үүнийг термоядрол гэж нэрлэдэг). Дейтери ба тритиумыг хэрхэн яаж урвалд оруулах вэ? Тийм ээ, энэ нь маш энгийн: та цөмийн бөмбөгийг тэслэгч болгон ашиглах хэрэгтэй!
Дейтерий ба тритий өөрөө тогтвортой байдаг тул термоядролын бөмбөг дэх цэнэг нь дур зоргоороо асар их байж болно. Энэ нь термоядролын бөмбөгийг "энгийн" цөмийн бөмбөгтэй харьцуулашгүй илүү хүчтэй болгож чадна гэсэн үг юм. Хирошимад унасан "Baby" нь 18 килотонн орчим TNT-тэй тэнцэх чадалтай бөгөөд хамгийн хүчтэй нь H-бөмбөг("Цар Бомба" гэж нэрлэгддэг, "Кузкагийн ээж" гэж нэрлэдэг) - аль хэдийн 58.6 мегатон буюу "Хүүхэд" -ээс 3255 дахин илүү хүчтэй!
Цар Бомбагаас гарсан “мөөг” үүл 67 километрийн өндөрт гарч, дэлбэрэлтийн давалгаа дэлхийг гурван удаа эргэв.
Гэсэн хэдий ч ийм аварга хүч нь хэт их байх нь тодорхой. Мегатон бөмбөгөөр "хангалттай тоглосон" цэргийн инженерүүд, физикчид өөр замаар - цөмийн зэвсгийг жижгэрүүлэх замаар явав. Ердийн хэлбэрээр цөмийн зэвсгийг агаарын бөмбөг гэх мэт стратегийн бөмбөгдөгч онгоцноос хаяж, баллистик пуужингаар хөөргөж болно; Хэрэв та тэдгээрийг жижигрүүлбэл ойр орчмын бүх зүйлийг устгадаггүй, их бууны сум эсвэл агаар-газар пуужинд байрлуулж болох авсаархан цөмийн цэнэгийг авах болно. Хөдөлгөөн нэмэгдэж, шийдвэрлэх зорилтын хүрээ өргөжих болно. Стратегийн цөмийн зэвсгээс гадна тактикийн зэвсгийг хүлээн авна.
Тактикийн цөмийн зэвсгийн зориулалттай төрөл бүрийн хүргэх тээврийн хэрэгслийг боловсруулсан - цөмийн их буу, миномёт, буцалтгүй винтов (жишээлбэл, Америкийн Дэви Крокетт). ЗХУ-д цөмийн сумны төсөл хүртэл байсан. Үнэн бол үүнийг орхих ёстой байсан - цөмийн сум нь маш найдваргүй, маш төвөгтэй, үйлдвэрлэх, хадгалахад үнэтэй байсан тул тэдэнд ямар ч утгагүй байв.
"Дэви Крокетт." Эдгээр цөмийн зэвсгийн хэд хэдэн нь АНУ-ын Зэвсэгт хүчинд үйлчилж байсан бөгөөд Баруун Германы Батлан хамгаалахын сайд Бундесверийг тэднээр зэвсэглэх оролдлого бүтэлгүйтэв.
Жижиг цөмийн зэвсгийн тухай ярихдаа цөмийн зэвсгийн өөр нэг төрөл болох нейтрон бөмбөгийг дурдах нь зүйтэй. Түүний доторх плутонийн цэнэг бага боловч энэ нь шаардлагагүй юм. Хэрэв термоядроны бөмбөг дэлбэрэлтийн хүчийг нэмэгдүүлэх замаар явбал нейтрон бөмбөг нь өөр нэг хор хөнөөлтэй хүчин зүйл болох цацрагт тулгуурладаг. Цацраг туяаг сайжруулахын тулд нейтрон бөмбөг нь дэлбэрэлтийн үед асар олон тооны хурдан нейтрон үүсгэдэг бериллийн изотопын нөөцийг агуулдаг.
Бүтээгчдийн үзэж байгаагаар нейтрон бөмбөг нь дайсны бие бүрэлдэхүүнийг устгах ёстой, гэхдээ довтолгооны үеэр барьж болох тоног төхөөрөмжийг бүрэн бүтэн үлдээх ёстой. Практикт энэ нь арай өөрөөр болсон: цацраг туяагаар цацагдсан тоног төхөөрөмж ашиглах боломжгүй болсон - үүнийг туршиж зүрхэлсэн хэн бүхэн тун удахгүй цацрагийн өвчин тусах болно. Энэ нь нейтрон бөмбөгийн дэлбэрэлт нь дайсныг танкийн хуягтаар цохих чадвартай гэдгийг өөрчлөхгүй; нейтроны сумыг АНУ тусгайлан Зөвлөлтийн танкуудын эсрэг зэвсэг болгон бүтээжээ. Гэсэн хэдий ч удалгүй хурдан нейтроны урсгалаас ямар нэгэн байдлаар хамгаалсан танкийн хуяг бүтээгдсэн.
Өөр нэг төрлийн цөмийн зэвсгийг 1950 онд зохион бүтээсэн боловч хэзээ ч (мэдэгдэж байгаагаар) үйлдвэрлэж байгаагүй. Энэ бол кобальтын бөмбөг гэж нэрлэгддэг кобальт бүрхүүлтэй цөмийн цэнэг юм. Дэлбэрэлтийн үед нейтроны урсгалаар цацруулсан кобальт нь хэт цацраг идэвхт изотоп болж, бүх газар нутагт тархаж, түүнийг бохирдуулдаг. Зөвхөн ийм хангалттай хүчтэй бөмбөг дэлхийг бүхэлд нь кобальтаар бүрхэж, бүх хүн төрөлхтнийг устгаж чадна. Аз болоход энэ төсөл төсөл хэвээр үлджээ.
Дүгнэж хэлэхэд бид юу хэлж чадах вэ? Цөмийн бөмбөг бол үнэхээр аймшигтай зэвсэг бөгөөд үүний зэрэгцээ (ямар парадокс вэ!) их гүрнүүдийн хооронд харьцангуй энх тайвныг хадгалахад тусалсан. Хэрэв дайсан чинь цөмийн зэвсэгтэй бол түүн рүү дайрахаасаа өмнө арав дахин бодно. Цөмийн зэвсэгтэй ямар ч улс гаднаас халдлагад өртөөгүй бөгөөд 1945 оноос хойш дэлхийн томоохон улсуудын хооронд дайн болоогүй. Тийм ч байхгүй гэж найдъя.
Тэсрэх шинж чанар
Ураны цөм нь 92 протон агуулдаг. Байгалийн уран нь үндсэндээ U238 (цөмд нь 146 нейтрон агуулдаг) ба U235 (143 нейтрон) гэсэн хоёр изотопын холимог бөгөөд сүүлийнх нь ердөө 0.7% нь байгалийн уранд байдаг. Химийн шинж чанаризотопууд нь туйлын ижил байдаг тул тэдгээрийг химийн аргаар салгах боломжгүй боловч массын ялгаа (235 ба 238 нэгж) нь үүнийг физик аргаар хийх боломжийг олгодог: ураны хольцыг хий (уран гексафторид) болгон хувиргадаг. дараа нь тоо томшгүй олон сүвэрхэг хуваалтаар шахдаг. Хэдийгээр ураны изотопууд аль алинаар нь ялгагдахгүй Гадаад төрх, химийн хувьд ч тэд цөмийн тэмдэгтүүдийн шинж чанараараа ангалаар тусгаарлагддаг.
U238-ийн задралын процесс нь төлбөртэй процесс юм: гаднаас ирж буй нейтрон нь 1 МэВ ба түүнээс дээш эрчим хүчийг авчрах ёстой. Мөн U235 нь амин хувиа хичээдэггүй: өдөөлтөд орж ирж буй нейтроноос юу ч шаардагдахгүй бөгөөд түүний цөм дэх холболтын энерги хангалттай байдаг.
Нейтрон задрах чадвартай цөмд хүрэхэд тогтворгүй нэгдэл үүсдэг боловч маш хурдан (10−23−10−22 секундын дараа) ийм цөм нь массын хувьд тэнцүү биш хоёр хэлтэрхий болон “нэн даруй” (10 дотор) хуваагддаг. −16−10− 14 в) хоёр буюу гурван шинэ нейтрон ялгаруулах, ингэснээр цаг хугацааны явцад хуваагдмал цөмийн тоо үржих боломжтой (энэ урвалыг гинжин урвал гэж нэрлэдэг). Энэ нь зөвхөн U235-д л боломжтой, учир нь шунахай U238 нь энерги нь 1 МэВ-ээс бага хэмжээтэй нейтроноосоо хуваалцахыг хүсдэггүй. Хугарлын бүтээгдэхүүний бөөмсийн кинетик энерги нь цөмийн найрлага өөрчлөгддөггүй аливаа химийн урвалын үед ялгарах энергиэс хэд дахин их байдаг.
Чухал чуулган
Хуваалтын бүтээгдэхүүн нь тогтворгүй бөгөөд янз бүрийн цацраг (үүнд нейтрон) ялгаруулж, "сэргээхэд" удаан хугацаа шаарддаг. Хуваалсны дараа нэлээд хугацааны дараа (хэдэн арван секунд) ялгардаг нейтроныг хойшлуулсан гэж нэрлэдэг бөгөөд агшин зуурынхтай харьцуулахад тэдний эзлэх хувь бага (1% -иас бага) боловч цөмийн байгууламжийг ажиллуулахад хамгийн их үүрэг гүйцэтгэдэг. чухал.
Хүрээлэн буй атомуудтай олон тооны мөргөлдөх үед задралын бүтээгдэхүүнүүд нь эрчим хүчээ өгч, температурыг нэмэгдүүлдэг. Явах материал агуулсан угсралтад нейтрон гарч ирсний дараа дулаан ялгаруулах хүч нэмэгдэж эсвэл буурч болох ба нэгж хугацаанд хуваагдах тоо тогтмол байдаг угсралтын параметрүүдийг чухал гэж нэрлэдэг. Угсралтын эгзэгтэй байдлыг их ба цөөн тооны нейтроны аль алинд нь (харгалзах их эсвэл бага дулаан ялгаруулах хүчээр) хадгалах боломжтой. Дулааны хүчийг гаднаас нэмэлт нейтрон шахах, эсвэл угсралтыг хэт эгзэгтэй болгох замаар нэмэгдүүлнэ (дараа нь нэмэлт нейтронууд нь олон тооны хуваагддаг цөмүүдээр хангагдана). Жишээлбэл, реакторын дулааны хүчийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай бол түргэн нейтроны үүсэлт бүр өмнөхөөсөө арай бага байх горимд шилжүүлдэг боловч саатсан нейтронуудын ачаар реактор бараг мэдэгдэхүйц биш юм. эгзэгтэй байдал. Дараа нь энэ нь хурдасдаггүй, харин аажмаар хүчээ авдаг - ингэснээр нейтрон шингээгч (кадми эсвэл бор агуулсан саваа) нэвтрүүлэх замаар түүний өсөлтийг зөв цагт зогсоож болно.
Явах явцад үүссэн нейтронууд нь ихэвчлэн хуваагдал үүсгэхгүйгээр эргэн тойрон дахь цөмийн хажуугаар нисдэг. Материалын гадаргууд ойртох тусам нейтрон нь задрах материалаас зугтаж, хэзээ ч эргэж ирэхгүй байх магадлал өндөр байдаг. Тиймээс хамгийн олон тооны нейтроныг хэмнэдэг угсралтын хэлбэр нь бөмбөрцөг юм: тухайн материйн массын хувьд энэ нь хамгийн бага гадаргуугийн талбайтай байдаг. Дотор хөндийгүй 94% U235-ийн хүрээгүй (ганц) бөмбөг нь 49 кг масстай, 85 мм радиустай чухал болж хувирдаг. Хэрэв ижил ураны угсралт нь диаметртэй тэнцүү урттай цилиндр байвал 52 кг масстай чухал ач холбогдолтой болно. Нягтрал ихсэх тусам гадаргуугийн талбай багасдаг. Тийм ч учраас задрах материалын хэмжээг өөрчлөхгүйгээр тэсрэх шахалт нь угсралтыг эгзэгтэй байдалд хүргэж болзошгүй юм. Цөмийн цэнэгийн нийтлэг дизайны үндэс нь энэ процесс юм.
Бөмбөгний угсралт
Гэхдээ ихэвчлэн цөмийн зэвсэгт уран биш, харин плутони-239 ашигладаг. Энэ нь уран-238-ыг хүчирхэг нейтроны урсгалаар цацруулж реакторуудад үйлдвэрлэдэг. Плутони нь U235-аас зургаа дахин их үнэтэй боловч хуваагдах үед Pu239 цөм нь дунджаар 2.895 нейтрон ялгаруулдаг - U235 (2.452) -аас их. Үүнээс гадна плутонийн задралын магадлал өндөр байна. Энэ бүхэн нь ганц Pu239 бөмбөг нь ураны бөмбөлөгөөс бараг гурав дахин бага масстай, хамгийн чухал нь жижиг радиустай, чухал ач холбогдолтой угсралтын хэмжээсийг багасгах боломжийг олгодог.
Угсралт нь бөмбөрцөг давхарга (дотор нь хөндий) хэлбэрээр болгоомжтой суурилуулсан хоёр хагасаас бүрдэнэ; Энэ нь дулааны нейтроны хувьд ч, зохицуулагчаар хүрээлэгдсэний дараа ч гэсэн шүүмжлэлтэй байх нь тодорхой. Маш нарийн суурилуулсан тэсрэх блокуудын угсралтын эргэн тойронд цэнэг суурилуулсан. Нейтроныг хэмнэхийн тулд дэлбэрэлтийн үеэр бөмбөгний сайхан хэлбэрийг хадгалах шаардлагатай - үүний тулд тэсрэх бодисын давхаргыг бүхэлд нь нэгэн зэрэг дэлбэлэх шаардлагатай. гадна гадаргуу, угсралтыг жигд дарах. Үүнд маш их цахилгаан тэслэгч хэрэгтэй гэж олон нийт үздэг. Гэхдээ энэ нь зөвхөн "бөмбөг бүтээх" эхэн үед л тохиолдсон: олон арван тэслэгчийг ажиллуулахын тулд маш их энерги, асар их хэмжээний эхлүүлэх систем шаардлагатай байв. Орчин үеийн цэнэгүүд нь шинж чанараараа ижил төстэй тусгай техникээр сонгогдсон хэд хэдэн тэслэгчийг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн дотроос өндөр тогтвортой (тэсэлгээний хурдны хувьд) тэсрэх бодисыг поликарбонат давхаргад тээрэмдсэн ховилд (бөмбөрцөг гадаргуу дээрх хэлбэрийг Риманы геометрээр тооцдог) ажиллуулдаг. аргууд). Ойролцоогоор 8 км/с хурдтай тэсрэлт нь ховилын дагуу туйлын тэнцүү зайд явж, яг тэр мөчид нүхэнд хүрч үндсэн цэнэгийг шаардлагатай бүх цэгүүдэд нэгэн зэрэг дэлбэлнэ.
Дотор дэлбэрэлт
Дотогшоо чиглэсэн дэлбэрэлт нь угсралтыг сая гаруй атмосферийн даралтаар шахдаг. Угсралтын гадаргуу багасч, плутони дахь дотоод хөндий бараг алга болж, нягтрал нэмэгдэж, маш хурдан - арван микросекундын дотор шахагдах угсралт нь дулааны нейтронтой чухал төлөвийг дамжуулж, хурдан нейтронтой бол мэдэгдэхүйц суперкритик болдог.
Хурдан нейтронуудын өчүүхэн удаашралын өчүүхэн хугацаанд тодорхойлогддог хугацааны дараа тэдгээрийн шинэ, илүү олон үеийнхэн бүр аймшигт даралтаар хагарч байгаа угсрах бодис руу хуваагдах замаар 202 МэВ энерги нэмдэг. Болж буй үзэгдлийн цар хүрээгээр хамгийн сайн хайлштай гангийн хүч чадал нь маш өчүүхэн тул дэлбэрэлтийн динамикийг тооцоолохдоо үүнийг тооцох нь хэнд ч санаанд ордоггүй. Чуулганыг салгахад саад болдог цорын ганц зүйл бол инерци юм: плутонийн бөмбөгийг хэдэн арван наносекундэд ердөө 1 см-ээр тэлэхийн тулд бодис руу хурдатгалаас хэдэн арван их наяд дахин их хурдатгал өгөх шаардлагатай. чөлөөт уналт, энэ нь амар биш юм.
Эцсийн эцэст, бодис тархсан хэвээр, хуваагдал зогссон боловч үйл явц үүгээр дуусдаггүй: энерги нь хуваагдсан цөмийн ионжсон хэсгүүд болон хуваагдлын үед ялгардаг бусад хэсгүүдийн хооронд дахин хуваарилагддаг. Тэдний энерги нь хэдэн арван, бүр хэдэн зуун МеВ хүртэл байдаг ч зөвхөн цахилгаан саармаг өндөр энергитэй гамма квантууд болон нейтронууд л бодистой харилцан үйлчлэхээс зайлсхийж, "зугтах" боломжтой байдаг. Цэнэглэсэн тоосонцор нь мөргөлдөх, иончлох үед эрчим хүчээ хурдан алддаг. Энэ тохиолдолд цацраг ялгардаг - гэхдээ энэ нь хатуу цөмийн цацраг байхаа больсон, гэхдээ илүү зөөлөн, энерги нь гурван тушаалаар бага, гэхдээ атомаас электроныг гадагшлуулахад хангалттай - зөвхөн гадна бүрхүүлээс ч биш, харин бүх зүйлээс ерөнхийдөө. Нүцгэн цөм, хуулсан электрон, нэг шоо см-ийн нягтралтай цацрагийн холимог (хөнгөн цагааны нягтралыг олж авсан гэрэлд хэр сайн шарлаж болохыг төсөөлөөд үз дээ!) - хормын өмнө цэнэг байсан бүх зүйл - орж ирдэг. тэнцвэрийн зарим дүр төрх. Маш залуу галт бөмбөгөнд температур хэдэн арван сая градус хүрдэг.
Гал бөмбөг
Гэрлийн хурдаар хөдөлж буй зөөлөн цацраг ч түүнийг үүсгэсэн бодисыг хол орхих ёстой юм шиг санагддаг, гэхдээ энэ нь тийм биш юм: хүйтэн агаарт Кев энергийн квантуудын хүрээ нь сантиметр бөгөөд тэдгээр нь хөдөлдөггүй. шулуун шугам, гэхдээ хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилж, харилцан үйлчлэл бүрээр дахин ялгардаг. Шилэн усанд цутгасан интоорын шүүс шиг кванта агаарыг ионжуулж, түүгээр тархдаг. Энэ үзэгдлийг цацрагийн тархалт гэж нэрлэдэг.
Хагарал дууссанаас хойш хэдэн арван наносекундын дараа 100 кт-ын хүчтэй дэлбэрдэг залуу галт бөмбөлөг нь 3 м радиус, бараг 8 сая Кельвин температуртай. Гэвч 30 микросекундын дараа түүний радиус нь 18 м болно, гэхдээ температур сая градусаас доош буурдаг. Бөмбөлөг орон зайг залгиж, урд талынх нь ионжсон агаар бараг хөдөлдөггүй: тархалтын үед цацраг туяа нь түүнд мэдэгдэхүйц импульс шилжүүлж чадахгүй. Гэвч энэ агаарт асар их энергийг шахаж, халааж, цацрагийн энерги нь дуусахад халуун плазмын тэлэлтээс болж бөмбөг ургаж эхэлдэг ба дотроос нь цэнэгтэй байсан. Хийсэн бөмбөлөг шиг өргөжиж, плазмын бүрхүүл нимгэн болдог. Бөмбөлөгөөс ялгаатай нь мэдээжийн хэрэг юу ч түүнийг хөөргөдөггүй: хамт доторБараг ямар ч бодис үлдсэнгүй, бүгд төвөөс инерцээр нисдэг, гэхдээ дэлбэрснээс хойш 30 микросекундын дараа энэ нислэгийн хурд 100 км/с, бодис дахь гидродинамик даралт нь 150,000 атм-аас их байна! Бүрхүүл нь хэт нимгэн болж, "цэврүү" үүсгэдэг.
Галт бөмбөгний энергийг дамжуулах механизмын аль нь вэ орчиндавамгайлж, дэлбэрэлтийн хүчнээс хамаарна: хэрэв энэ нь том бол цацрагийн тархалт гол үүрэг гүйцэтгэдэг, хэрэв энэ нь бага бол плазмын бөмбөлөг тэлэлт гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Хоёр механизм үр дүнтэй байх үед завсрын тохиолдол бас боломжтой нь тодорхой байна.
Энэ процесс нь агаарын шинэ давхаргыг барьж, бүх электроныг атомаас салгахад хангалттай энерги байхгүй болно. Ионжсон давхарга ба плазмын бөмбөлөг хэсгүүдийн энерги дуусч, урд нь байгаа асар том массыг хөдөлгөж, мэдэгдэхүйц удаашрах болно. Харин дэлбэрэлт болохоос өмнө агаар байсан зүйл хөдөлж, бөмбөгнөөс тасарч, хүйтэн агаарыг улам олон давхаргад шингээж авдаг ... Цочролын долгион үүсч эхэлдэг.
Цочролын долгион ба атомын мөөг
Цочролын долгион нь галт бөмбөлөгөөс салах үед ялгаруулах давхаргын шинж чанар өөрчлөгдөж, спектрийн оптик хэсэгт цацрагийн хүч огцом нэмэгддэг (эхний дээд хэмжээ гэж нэрлэдэг). Дараа нь гэрэлтүүлгийн үйл явц, хүрээлэн буй орчны тунгалаг байдлын өөрчлөлтүүд хоорондоо өрсөлдөж, хоёр дахь дээд хэмжээ, хүч чадал багатай, гэхдээ илүү удаан үргэлжлэхэд хүргэдэг - гэрлийн энергийн гаралт эхний максимумаас их байх болно. .
Дэлбэрэлтийн ойролцоо түүний эргэн тойрон дахь бүх зүйл ууршиж, цаашдаа хайлж, харин цаашилбал дулааны урсгал нь хатуу бодисыг хайлахад хүрэлцэхгүй, хөрс, чулуулаг, байшингууд шингэн мэт урсаж, бүх хүчтэй холбоог устгадаг хийн аймшигт даралтын дор урсдаг. , нүд гэрэлтэх нь тэсвэрлэхийн аргагүй хүртэл халсан.
Эцэст нь цочролын долгион нь дэлбэрэлтийн цэгээс хол явж, сул, суларсан боловч олон удаа өргөжиж, уурын үүл нь цэнэгийн плазм байсан ба түүний аймшигт цагт ойрхон байсан нь өтгөрүүлсэн хэвээр үлдэж, болж хувирдаг. өчүүхэн бөгөөд маш цацраг идэвхит тоосыг аль болох хол байлгах хэрэгтэй. Үүл дээшилж эхэлнэ. Энэ нь хөргөж, өнгийг нь өөрчилж, өтгөрүүлсэн чийгтэй цагаан малгайг "өмсөж", дараа нь дэлхийн гадаргуугаас тоос шороо болж, "атомын мөөг" гэж нэрлэгддэг "хөл" -ийг бүрдүүлдэг.
Нейтроны эхлэл
Анхааралтай уншигчид гартаа харандаагаар дэлбэрэлтийн үед эрчим хүчний ялгаралтыг тооцоолж чадна. Угсралтын хэт эгзэгтэй төлөвт байх хугацаа нь микросекундын дарааллаар, нейтронуудын нас нь пикосекундын дарааллаар, үржүүлэх хүчин зүйл нь 2-оос бага үед ойролцоогоор гигажоуль энерги ялгардаг нь тэнцүү байна. ... 250 кг тротил. Кило ба мегатоннууд хаана байна?
Баримт нь угсралтын хуваагдлын гинж нь нэг нейтроноор эхэлдэггүй: шаардлагатай микросекундэд тэдгээрийг сая саяар хэт эгзэгтэй угсралтад шахдаг. Эхний цөмийн цэнэгийн хувьд плутонийн угсралтын доторх хөндийд байрлах изотопын эх үүсвэрийг үүнд ашигласан: шахалтын үед полони-210 нь бериллитэй нийлж, түүний альфа тоосонцортой нейтрон ялгаруулдаг. Гэхдээ бүх изотопын эх үүсвэрүүд нэлээд сул (Америкийн анхны бүтээгдэхүүнд нэг микросекундэд нэг сая хүрэхгүй нейтрон үүссэн), полони нь маш амархан мууддаг - ердөө 138 хоногийн дотор энэ нь идэвхжээ хоёр дахин бууруулдаг. Тиймээс изотопуудыг бага аюултай (асаагүй үед ялгардаггүй), хамгийн чухал нь илүү эрчимтэй ялгаруулдаг нейтрон хоолойгоор солигдсон (хажуугийн самбарыг үзнэ үү): хэдхэн микросекундэд (хоолойноос үүссэн импульс маш удаан үргэлжилдэг). ), хэдэн зуун сая нейтрон төрдөг. Гэхдээ энэ нь ажиллахгүй эсвэл буруу цагт ажиллахгүй бол тэсрэлт эсвэл "зилч" гэж нэрлэгддэг бага хүчин чадалтай дулааны дэлбэрэлт үүснэ.
Нейтроны эхлэл нь цөмийн дэлбэрэлтийн эрчим хүчний ялгаралтыг олон тооны дарааллаар нэмэгдүүлээд зогсохгүй үүнийг зохицуулах боломжтой болгодог! Цөмийн цохилтын хүчийг зааж өгөх ёстой байлдааны даалгаврыг хүлээн авсны дараа хэн ч түүнийг тухайн хүчин чадалд тохирсон плутонийн угсралтаар тоноглохын тулд цэнэгийг задлахгүй байх нь тодорхой байна. Солих боломжтой TNT-тэй тэнцэх сумны хувьд нейтрон хоолойд тэжээлийн хүчдэлийг өөрчлөхөд л хангалттай. Үүний дагуу нейтроны гарц, энерги ялгарах нь өөрчлөгдөнө (мэдээж эрчим хүчийг ингэж бууруулснаар маш их үнэтэй плутонийг дэмий үрдэг).
Гэхдээ тэд эрчим хүчний ялгаралтыг зохицуулах хэрэгцээний талаар нэлээд хожуу, эхний үед бодож эхэлсэн дайны дараах жилүүдхүчин чадлыг бууруулах тухай яриа байж болохгүй. Илүү хүчирхэг, илүү хүчтэй, илүү хүчтэй! Гэхдээ дэд критикийн бөмбөрцгийн зөвшөөрөгдөх хэмжээнүүдэд цөмийн физик болон гидродинамик хязгаарлалтууд байдаг нь тогтоогдсон. Зуун килотонн тэсрэлттэй тэнцэх TNT нь зөвхөн хуваагдал үүсдэг нэг фазын сумны физикийн хязгаарт ойрхон байна. Үүний үр дүнд хуваагдлыг эрчим хүчний гол эх үүсвэр болгон орхиж, өөр ангиллын урвалд анхаарлаа хандуулав - нэгдэл.
Цөмийн буруу ойлголт
Дэлбэрэлтийн агшинд плутонийн нягт нь фазын шилжилтийн улмаас нэмэгддэг
Металл плутони нь зургаан үе шаттай байдаг бөгөөд нягт нь 14.7-19.8 г/см3 хооронд хэлбэлздэг. 119 ° C-аас доош температурт моноклиник альфа фаз (19.8 г / см3) байдаг боловч ийм плутони нь маш эмзэг бөгөөд куб нүүр төвтэй дельта фазын (15.9) хуванцар бөгөөд сайн боловсруулагдсан байдаг (энэ үе шат нь хайлшлах нэмэлтийг ашиглан хадгалахыг хичээдэг). Тэсэлгээний шахалтын үед фазын шилжилт үүсэхгүй - плутони нь бараг шингэн төлөвт байдаг. Үйлдвэрлэлийн явцад фазын шилжилт аюултай: хэзээ том хэмжээтэйхэсгүүд, нягтрал бага зэрэг өөрчлөгдсөн ч гэсэн эгзэгтэй байдалд хүрэх боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, ямар ч дэлбэрэлт гарахгүй - ажлын хэсэг нь зүгээр л халах боловч никель бүрэх (мөн плутони нь маш хортой) ялгарч болно.
Нейтроны эх үүсвэр
Анхны цөмийн бөмбөгөнд бериллий-полониум нейтроны эх үүсвэрийг ашигласан. Орчин үеийн цэнэгүүд нь илүү тохиромжтой нейтрон хоолойг ашигладаг Вакуум нейтрон хоолойд тритий ханасан зорилт (катод) (1) ба анодын угсралт (2) хооронд 100 кВ-ын импульсийн хүчдэлийг хэрэглэнэ. Хүчдэл хамгийн их байх үед анод ба катодын хооронд дейтерийн ионууд байх шаардлагатай бөгөөд үүнийг хурдасгах шаардлагатай. Үүний тулд ионы эх үүсвэрийг ашигладаг. Гал асаах импульс нь түүний анод (3) -д үйлчилдэг бөгөөд дейтерийн ханасан керамик (4) гадаргуугийн дагуу дамждаг ялгадас нь дейтерийн ионуудыг үүсгэдэг. Хурдасгасны дараа тэд тритиумаар ханасан байг бөмбөгдөж, үүний үр дүнд 17.6 МэВ энерги ялгарч, нейтрон ба гелий-4 цөм үүсдэг.
Бөөмийн найрлага, тэр ч байтугай энергийн гаралтын хувьд энэ урвал нь хайлуулахтай ижил байдаг - гэрлийн цөмүүдийг нэгтгэх үйл явц. 1950-иад оны үед олон хүн үүнийг нэгдэл гэж үздэг байсан боловч хожим нь хоолойд "тасралт" үүсдэг нь тогтоогджээ: протон эсвэл нейтрон (цахилгаан талбайгаар хурдассан дейтерийн ионыг бүрдүүлдэг) "гацдаг" зорилтот цөмд (тритиум) . Хэрэв протон гацвал нейтрон салж, чөлөөтэй болно.
Нейтронууд - удаан, хурдан
Зуурдаггүй бодист цөмөөс "үсэрч" нейтронууд энергийнхаа нэг хэсгийг тэдэнд шилжүүлдэг, цөм нь илүү хөнгөн (тэдэнд ойртох тусам) болно. Нейтрон мөргөлдөөнд оролцох тусам удааширч, эцэст нь хүрээлэн буй бодистой дулааны тэнцвэрт байдалд ордог - тэдгээр нь дулаан болдог (энэ нь миллисекунд болдог). Дулааны нейтроны хурд 2200 м/с (энерги 0.025 эВ). Нейтронууд зохицуулагчаас зугтаж, цөмд нь баригддаг боловч дунд зэрэг нь цөмийн урвалд орох чадвар нь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг тул "алдаагүй" нейтронууд нь тооны бууралтыг нөхөж өгдөг.
Тиймээс, хэрэв хуваагдмал материалын бөмбөгийг зохицуулагчаар хүрээлсэн бол олон нейтрон зохицуулагчийг орхиж эсвэл түүнд шингэх боловч зарим нь бөмбөг рүү буцаж ирэх ("тусгах") байх бөгөөд эрч хүчээ алдаж, задралын үйл явдлыг үүсгэх магадлал илүү өндөр байдаг. Бөмбөгийг 25 мм-ийн зузаантай бериллийн давхаргаар хүрээлсэн бол 20 кг U235 хэмнэж, угсралтын эгзэгтэй байдалд хүрэх боломжтой. Гэхдээ ийм хэмнэлт нь цаг хугацааны зардлаар ирдэг: нейтроны дараагийн үе бүр хуваагдал үүсэхээс өмнө эхлээд удаашрах ёстой. Энэ удаашрал нь нэгж хугацаанд төрөх нейтроны үеийн тоог багасгадаг бөгөөд энэ нь энергийн ялгаралт хойшлогдож байна гэсэн үг юм. Угсармал дахь хуваагдмал материал бага байх тусам гинжин урвалыг бий болгоход илүү зохицуулагч шаардагддаг бөгөөд бага энергитэй нейтронуудын хуваагдал үүсдэг. Хязгаарлагдмал тохиолдолд зөвхөн дулааны нейтроноор, жишээлбэл, ураны давсны уусмалд сайн зохицуулагч - усанд ууссан тохиолдолд угсралтын масс нь хэдэн зуун грамм байдаг боловч уусмал нь үе үе буцалгадаг. Гарсан уурын бөмбөлгүүд нь задрах бодисын дундаж нягтыг бууруулж, гинжин урвал зогсч, бөмбөлөгүүд шингэнийг орхиход хуваагдлын дэгдэлт давтагдана (хэрэв та савыг бөглөрөх юм бол уур нь түүнийг хагарах болно - гэхдээ энэ нь дулаан байх болно. бүх ердийн "цөмийн" шинж тэмдэггүй дэлбэрэлт).
Видео: Цөмийн дэлбэрэлт
Манай шилдэг нийтлэлүүдийг захиалж уншаарай Yandex.Zen. Хараач сайхан зургуудМанай хуудсан дээрх дэлхийн өнцөг булан бүрээс Instagram
Хэрэв та алдаа олсон бол текстийн хэсгийг сонгоод Ctrl+Enter дарна уу.
Эртний олон зуун мянган алдартай, мартагдсан зэвсгийн дархчууд дайсны армийг нэг товшилтоор ууршуулж чадах хамгийн тохиромжтой зэвсгийг хайхаар тулалдаж байв. Гайхамшигт сэлэм, нумыг алдалгүй цохихыг их бага үнэмшилтэй дүрсэлсэн үлгэрт эдгээр эрэл хайгуулын ул мөр үе үе олддог.
Аз болоход, технологийн дэвшил удаан хугацаанд маш удаан хөдөлж, сүйрлийн зэвсгийн жинхэнэ дүр төрх зүүд, аман яриа, дараа нь номын хуудсан дээр үлджээ. 19-р зууны шинжлэх ухаан, технологийн үсрэлт нь 20-р зууны гол фоби үүсэх нөхцөлийг бүрдүүлсэн. Бодит нөхцөлд бүтээж, туршсан цөмийн бөмбөг нь цэргийн хэрэг, улс төрд ч хувьсгал хийсэн.
Зэвсэг бүтээсэн түүх
Удаан хугацааны туршид хамгийн хүчирхэг зэвсгийг зөвхөн тэсрэх бодис ашиглан бүтээх боломжтой гэж үздэг байв. Хамгийн жижиг тоосонцортой ажилладаг эрдэмтдийн нээлтүүд нь энгийн бөөмсийн тусламжтайгаар асар их энерги үүсгэж болохыг шинжлэх ухааны нотолгоо болгожээ. Цуврал судлаачдын эхнийх нь 1896 онд ураны давсны цацраг идэвхт чанарыг нээсэн Беккерел гэж нэрлэж болно.
Уран өөрөө 1786 оноос хойш мэдэгдэж байсан ч тэр үед түүний цацраг идэвхит гэж хэн ч сэжиглэж байгаагүй. Эрдэмтдийн хийсэн ажил 19-р зууны эхэн үе 20-р зуунд зөвхөн физикийн онцгой шинж чанарууд төдийгүй цацраг идэвхт бодисоос эрчим хүч авах боломжийг илрүүлсэн.
Уран дээр суурилсан зэвсэг хийх хувилбарыг анх 1939 онд Францын физикчид Жолио-Кюри нар дэлгэрэнгүй тайлбарлаж, хэвлүүлж, патентжуулжээ.
Зэвсгийн үнэ цэнийг үл харгалзан эрдэмтэд өөрсдөө ийм сүйрлийн зэвсгийг бүтээхийг эрс эсэргүүцэж байв.
Дэлхийн 2-р дайныг эсэргүүцэж, 1950-иад онд хосууд (Фредерик, Ирен нар) дайны хор хөнөөлтэй хүчийг ухаарч, ерөнхий зэвсэг хураахыг дэмжиж байв. Тэднийг Нильс Бор, Альберт Эйнштейн болон тухайн үеийн бусад нэр хүндтэй физикчид дэмждэг.
Энэ хооронд Парист нацистуудын асуудалд Жолио-Кюри нар завгүй байх хооронд манай гаригийн нөгөө талд, Америкт дэлхийн анхны цөмийн цэнэгийг бүтээж байв. Ажлыг удирдаж байсан Роберт Оппенхаймерт хамгийн өргөн эрх мэдэл, асар их нөөцийг олгосон. 1941 оны сүүлчээр Манхэттэний төслийн эхлэл тавигдсан бөгөөд энэ нь эцсийн дүндээ анхны байлдааны цөмийн цэнэгт хошууг бүтээхэд хүргэсэн юм.
Нью-Мексикогийн Лос-Аламос хотод зэвсгийн зориулалттай ураны анхны үйлдвэрүүд баригджээ. Дараа нь ижил төстэй цөмийн төвүүд орон даяар, тухайлбал Чикаго, Теннесси мужийн Оак Ридж хотод гарч, Калифорнид судалгаа хийжээ. Бөмбөг бүтээх ажилд Америкийн их дээд сургуулийн профессорууд, Германаас зугтсан физикч нарын шилдэг хүчнүүд шидсэн.
"Гурав дахь Рейх" -д Фюрерийн онцлог шинж чанартай шинэ төрлийн зэвсгийг бүтээх ажлыг эхлүүлсэн.
"Бесноваты" танк, онгоцыг илүү сонирхож байсан тул илүү сайн байх тусам шинэ гайхамшигт бөмбөг хийх шаардлагагүй гэж үзжээ.
Үүний дагуу Гитлер дэмжээгүй төслүүд хамгийн сайн тохиолдолэмгэн хумсны хурдаар хөдөлсөн.
Бүх зүйл халуу оргиж, танк, онгоцнууд зүүн фронтод залгигдсан нь тодорхой болоход шинэ гайхамшигт зэвсэг дэмжлэг авсан. Гэхдээ бөмбөгдөлт, Зөвлөлтийн танкийн шаантагнаас байнга айдаг нөхцөлд цөмийн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй төхөөрөмж бүтээх боломжгүй байв.
Зөвлөлт Холбоот Улсшинэ төрлийн устгах зэвсгийг бий болгох боломжид илүү анхаарал хандуулсан. Дайны өмнөх үед физикчид цөмийн энерги, цөмийн зэвсэг бүтээх боломжийн талаархи ерөнхий мэдлэгийг цуглуулж, нэгтгэж байв. ЗХУ болон АНУ-д цөмийн бөмбөг бүтээх бүх хугацаанд тагнуул эрчимтэй ажилласан. Асар их нөөц фронт руу явсан тул хөгжлийн хурдыг сааруулахад дайн ихээхэн үүрэг гүйцэтгэсэн.
Академич Игорь Васильевич Курчатов өөрийн гэсэн тууштай зангаараа энэ чиглэлээр харьяа бүх хэлтэсүүдийн ажлыг сурталчилсан нь үнэн. Урагшаа жаахан харвал ЗХУ-ын хотуудад Америкийн цохилт өгөх аюулын эсрэг зэвсгийн хөгжлийг хурдасгах үүрэг түүнд тавигдах болно. Тэр бол хэдэн зуун, мянга мянган эрдэмтэн, ажилчдаас бүрдсэн асар том машины хайрганд зогсож байсан бөгөөд Зөвлөлтийн цөмийн бөмбөгийн эцэг хэмээх хүндэт цолыг хүртэх болно.
Дэлхийн анхны туршилтууд
Гэхдээ Америкийн цөмийн хөтөлбөр рүү буцъя. 1945 оны зун гэхэд Америкийн эрдэмтэд дэлхийн анхны цөмийн бөмбөг бүтээж чаджээ. Өөрийгөө хийсэн эсвэл дэлгүүрт хүчирхэг салют худалдаж авсан хүү түүнийг аль болох хурдан дэлбэлэхийг хүсдэг ер бусын тарчлалыг мэдэрдэг. 1945 онд Америкийн олон зуун цэрэг, эрдэмтэд ижил зүйлийг туулсан.
1945 оны 6-р сарын 16-нд Нью-Мексикогийн Аламогордо цөлд анхны цөмийн зэвсгийн туршилт, өнөөг хүртэл хамгийн хүчтэй дэлбэрэлт болсон.
Дэлбэрэлтийг бункерээс харж байсан гэрчүүд 30 метрийн ган цамхагийн оройд цэнэг хэрхэн хүчтэй дэлбэрсэнийг гайхшруулжээ. Эхлээд бүх зүйл нарнаас хэд дахин хүчтэй гэрлээр дүүрэн байв. Дараа нь галт бөмбөлөг тэнгэрт гарч, утааны багана болон хувирч, алдартай мөөг болж хувирав.
Тоос тогтмогц судлаачид болон бөмбөг бүтээгчид дэлбэрэлт болсон газар руу яаран очжээ. Тэд тугалган бүрээстэй Шерман танкуудаас үйл явдлын үр дагаврыг ажиглав. Тэдний харсан зүйл нь ямар ч зэвсэг ийм хохирол учруулж чадахгүй байв. Элс нь зарим газраа хайлж шил болж хувирсан.
Цамхагийн өчүүхэн үлдэгдэл нь асар том диаметртэй тогооноос олдсон бөгөөд эвдэрсэн, буталсан байгууламжууд нь сүйтгэгч хүчийг тодорхой харуулсан.
Гэмтлийн хүчин зүйлүүд
Энэхүү дэлбэрэлт нь шинэ зэвсгийн хүч чадал, дайсныг устгахад юу ашиглаж болох тухай анхны мэдээллийг өгсөн. Эдгээр нь хэд хэдэн хүчин зүйл юм:
- гэрлийн цацраг, гялалзах, бүр хамгаалагдсан харааны эрхтнүүдийг сохлох чадвартай;
- цочролын долгион, төвөөс хөдөлж буй агаарын өтгөн урсгал, ихэнх барилгыг сүйтгэх;
- ихэнх төхөөрөмжийг идэвхгүй болгож, дэлбэрэлтийн дараа анх удаа харилцаа холбоог ашиглахыг зөвшөөрдөггүй цахилгаан соронзон импульс;
- бусад хор хөнөөлтэй хүчин зүйлээс хоргодсон хүмүүст хамгийн аюултай хүчин зүйл болох нэвтрэлтийн цацрагийг альфа-бета-гамма цацраг гэж хуваадаг;
- Хэдэн арван, бүр хэдэн зуун жилийн турш эрүүл мэнд, амьдралд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй цацраг идэвхт бохирдол.
Цөмийн зэвсгийг цаашдын хэрэглээ, түүний дотор байлдааны ажиллагаа нь амьд организм, байгальд үзүүлэх нөлөөллийн бүх онцлогийг харуулсан. 1945 оны 8-р сарын 6 бол тухайн үеийн хэд хэдэн цэргийн байгууламжаараа алдартай Хирошима хэмээх жижиг хотын хэдэн арван мянган оршин суугчдын сүүлчийн өдөр байв.
Номхон далай дахь дайны үр дагавар нь урьдчилан таамагласан дүгнэлт байсан ч Пентагон Японы архипелаг дахь ажиллагаа нь АНУ-ын тэнгисийн явган цэргийн нэг сая гаруй хүний амь насыг хохирооно гэж үзэж байв. Нэг чулуугаар хэд хэдэн шувуу алж, Япон улсыг дайнаас гаргаж, буух ажиллагааг хэмнэж, шинэ зэвсгийг туршиж, дэлхий даяар, юуны түрүүнд ЗХУ-д зарлахаар шийдсэн.
Шөнийн нэг цагийн үед "Baby" цөмийн бөмбөг тээвэрлэж явсан онгоц даалгавраар хөөрөв.
Хотын дээгүүр хаясан бөмбөг өглөөний 8.15 цагт ойролцоогоор 600 метрийн өндөрт дэлбэрчээ. Газар хөдлөлтийн голомтоос 800 метрийн зайд байрлах бүх барилгууд нурсан байна. 9 баллын хүчтэй газар хөдлөлтийг тэсвэрлэх зориулалттай хэдхэн барилгын хана л амьд үлджээ.
Бөмбөг дэлбэрч байх үед 600 метрийн радиуст байсан арван хүн тутмын нэг нь л амьд үлдэж чадсан. Гэрлийн цацраг нь хүмүүсийг нүүрс болгон хувиргаж, чулуун дээр сүүдрийн ул мөр үлдээж, тухайн хүний байгаа газрын харанхуй ул мөрийг үлдээжээ. Дэлбэрэлтийн давалгаа маш хүчтэй байсан тул дэлбэрэлт болсон газраас 19 километрийн зайд шилийг хагалах боломжтой байв.
Өсвөр насны нэг охиныг газардахдаа өтгөн агаарын урсгалаар цонхоор унагахад тэр залуу байшингийн ханыг хөзөр шиг эвхэж байхыг харав. Дэлбэрэлтийн давалгаа галын хар салхи дэгдэж, дэлбэрэлтээс амьд үлдэж, галын бүсээс гарч амжаагүй цөөн тооны оршин суугчдыг устгасан. Дэлбэрэлтээс хол байгаа хүмүүс эмч нарт анхнаасаа тодорхойгүй байсан шалтгаан нь хүндээр өвдөж эхэлсэн.
Хэсэг хугацааны дараа, хэдэн долоо хоногийн дараа "цацраг туяаны хордлого" гэсэн нэр томьёо зарласан нь одоо цацрагийн өвчин гэж нэрлэгддэг.
280 мянга гаруй хүн дэлбэрэлт болон дараагийн өвчний улмаас ганцхан бөмбөгний хохирогч болжээ.
Японыг цөмийн зэвсгээр бөмбөгдсөн явдал үүгээр дууссангүй. Төлөвлөгөөний дагуу зөвхөн 4-6 хотыг дайрах ёстой байсан ч цаг агаарын нөхцөл байдал Нагасакид л цохилт өгөх боломжийг олгосон. Энэ хотод 150 мянга гаруй хүн "Өөх хүн" бөмбөгдөлтөд өртсөн байна.
Япон бууж өгөх хүртэл ийм дайралт хийнэ гэж Америкийн засгийн газар амласан нь эвлэрэх гэрээ байгуулж, дараа нь дуусгавар болсон гэрээнд гарын үсэг зурахад хүргэсэн. Дэлхийн дайн. Гэхдээ цөмийн зэвсгийн хувьд энэ нь зөвхөн эхлэл байсан.
Дэлхийн хамгийн хүчтэй бөмбөг
Дайны дараах үе нь ЗСБНХУ-ын блок ба түүний холбоотнуудын АНУ, НАТО-той хийсэн сөргөлдөөнөөр тэмдэглэгдсэн байв. 1940-өөд онд америкчууд ЗХУ-д цохилт өгөх боломжийг нухацтай авч үзсэн. Хуучин холбоотныг барихын тулд бөмбөг бүтээх ажлыг хурдасгах шаардлагатай болсон бөгөөд 1949 онд 8-р сарын 29-нд АНУ-ын цөмийн зэвсгийн монополь зогссон. Зэвсэглэлийн уралдааны үеэр хоёр цөмийн туршилт хамгийн их анхаарал хандуулах ёстой.
Хөнгөн усны хувцас өмсдгөөрөө алдартай Бикини Атолл нь 1954 онд тусгай хүчирхэг цөмийн цэнэгийг туршсаны улмаас дэлхий даяар шуугиан тарьсан юм.
Америкчууд шинэ загварыг туршиж үзэхээр шийджээ атомын зэвсэг, төлбөрийг тооцоогүй. Үүний үр дүнд дэлбэрэлт төлөвлөснөөс 2.5 дахин хүчтэй болсон байна. Ойролцоох арлуудын оршин суугчид, мөн хаа сайгүй байдаг Японы загасчид халдлагад өртжээ.
Гэхдээ энэ нь Америкийн хамгийн хүчирхэг бөмбөг биш байв. 1960 онд В41 цөмийн бөмбөгийг ашиглалтад оруулсан боловч хүч чадлынхаа улмаас бүрэн туршилтанд хамрагдаагүй. Туршилтын талбай дээр ийм аюултай зэвсгийг дэлбэлэх вий гэсэн болгоомжлолын үүднээс цэнэгийн хүчийг онолын хувьд тооцоолсон.
Бүх зүйлд анхдагч байх дуртай Зөвлөлт Холбоот Улс 1961 онд "Кузкагийн ээж" гэж хочилдог байсан.
Америкийн цөмийн шантаажийн хариуд Зөвлөлтийн эрдэмтэд дэлхийн хамгийн хүчирхэг бөмбөг бүтээжээ. Новая Земля дээр туршсан энэ нь дэлхийн бараг бүх өнцөг булан бүрт өөрийн мөрөө үлдээсэн. Дурсамжаас харахад дэлбэрэлт болох үед хамгийн алслагдсан булангуудад бага зэрэг газар хөдлөлт мэдрэгдсэн байна.
Тэсэлгээний долгион нь мэдээжийн хэрэг бүх сүйтгэгч хүчээ алдсан тул дэлхийг тойрч чадсан юм. Өнөөдрийг хүртэл энэ бол хүн төрөлхтний бүтээсэн, туршсан дэлхийн хамгийн хүчирхэг цөмийн бөмбөг юм. Мэдээж түүний гар чөлөөтэй байсан бол Ким Чен Уны цөмийн бөмбөг илүү хүчтэй байх байсан ч түүнийг турших Шинэ Дэлхий түүнд байхгүй.
Атомын бөмбөг хийх төхөөрөмж
Маш анхдагч, зөвхөн ойлгоход зориулагдсан атомын бөмбөгний төхөөрөмжийг авч үзье. Атомын бөмбөгийн олон ангилал байдаг боловч үндсэн гурван зүйлийг авч үзье.
- Уран 235 дээр үндэслэсэн уран анх Хирошимагийн дээгүүр дэлбэрсэн;
- плутони 239 дээр суурилсан плутони анх удаа Нагасаки дээгүүр дэлбэрчээ;
- Аз болоход хүн амын эсрэг ашигладаггүй, дейтерий, тритий агуулсан хүнд усанд суурилсан термоядролыг заримдаа устөрөгч гэж нэрлэдэг.
Эхний хоёр бөмбөг нь хяналтгүй цөмийн урвалын үр дүнд хүнд цөмүүдийг жижиг хэсгүүдэд хувааж, асар их энерги ялгаруулдаг. Гурав дахь нь устөрөгчийн цөмийг (эсвэл түүний дейтерий ба тритий изотопуудыг) устөрөгчтэй харьцуулахад илүү хүнд гелий үүсэхэд үндэслэдэг. Бөмбөгний ижил жингийн хувьд устөрөгчийн бөмбөгийг устгах чадвар 20 дахин их байдаг.
Хэрэв уран ба плутонийн хувьд эгзэгтэй хэмжээнээс их массыг нэгтгэхэд хангалттай (гинжин урвал эхэлдэг) бол устөрөгчийн хувьд энэ нь хангалтгүй юм.
Хэд хэдэн ураныг нэг хэсэгт найдвартай холбохын тулд ураны жижиг хэсгүүдийг том болгон буудах их бууны эффектийг ашигладаг. Мөн дарь хэрэглэж болох ч найдвартай байдлын үүднээс бага чадалтай тэсрэх бодис ашигладаг.
Плутонийн бөмбөгөнд гинжин урвалд шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд плутони агуулсан ембүүний эргэн тойронд тэсрэх бодис байрлуулдаг. Хуримтлагдах нөлөө, түүнчлэн хамгийн төвд байрладаг нейтрон санаачлагч (хэд хэдэн миллиграмм полониум бүхий бериллий) -ийн ачаар шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Энэ нь өөрөө тэсрэх боломжгүй үндсэн цэнэгтэй, гал хамгаалагчтай. Дейтери ба тритий цөмийг нэгтгэх нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд дор хаяж нэг цэгийн төсөөлшгүй даралт, температур хэрэгтэй. Дараа нь гинжин урвал явагдана.
Ийм параметрүүдийг бий болгохын тулд бөмбөг нь гал хамгаалагч болох ердийн боловч бага чадалтай цөмийн цэнэгийг агуулдаг. Түүний дэлбэрэлт нь термоядролын урвал эхлэх нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Атомын бөмбөгийн хүчийг тооцоолохын тулд "TNT эквивалент" гэж нэрлэдэг. Дэлбэрэлт бол энерги ялгарах явдал бөгөөд дэлхийн хамгийн алдартай тэсрэх бодис бол TNT (TNT - тринитротолуол) бөгөөд бүх шинэ төрлийн тэсрэх бодисууд үүнтэй адил юм. "Хүүхэд" бөмбөг - 13 килотонн TNT. Энэ нь 13000-тай тэнцэнэ.
"Бүдүүн хүн" бөмбөг - 21 килотонн, "Цар Бомба" - 58 мегатон тротил. 26.5 тоннын масстай 58 сая тонн тэсрэх бодис агуулагдаж байна гэж бодохоор аймаар юм, энэ бөмбөг хичнээн жинтэй юм.
Цөмийн дайн ба цөмийн гамшгийн аюул
Хорьдугаар зууны хамгийн аймшигт дайны дунд үүссэн цөмийн зэвсэг нь хүн төрөлхтний хамгийн том аюул болжээ. Дэлхийн 2-р дайны дараа тэр даруй хүйтэн дайн эхэлсэн бөгөөд энэ нь хэд хэдэн удаа бараг бүрэн хэмжээний цөмийн мөргөлдөөн болж хувирсан. Ядаж нэг тал цөмийн бөмбөг, пуужин ашиглах аюулын тухай 1950-иад оноос яригдаж эхэлсэн.
Энэ дайнд ялагч байж болохгүй гэдгийг бүгд ойлгож, ойлгож байгаа.
Үүнийг таслан зогсоохын тулд олон эрдэмтэн, улс төрчид хүчин чармайлт гаргасаар ирсэн. Чикагогийн их сургууль, уригдсан цөмийн эрдэмтдийн санал бодлыг ашиглан Нобелийн шагналтнууд, Шөнө дундаас хэдхэн минутын өмнө мөхлийн цагийг тогтооно. Шөнө дунд нь цөмийн сүйрэл, дэлхийн шинэ дайны эхлэл, хуучин ертөнц сүйрлийг илэрхийлдэг. Олон жилийн туршид цагийн зүү 17 минутаас 2 минут хүртэл шөнө дунд хүртэл хэлбэлздэг байв.
Атомын цахилгаан станцад хэд хэдэн томоохон осол гарч байсан нь мэдэгдэж байна. Эдгээр гамшиг нь атомын цахилгаан станцууд нь цөмийн бөмбөгөөс ялгаатай хэвээр байгаа боловч атомыг цэргийн зориулалтаар ашиглах үр дүнг төгс харуулж байна. Тэдгээрийн хамгийн том нь:
- 1957 он Кыштымын осол, хадгалах системд гэмтэл гарсны улмаас Кыштымын ойролцоо дэлбэрэлт болсон;
- 1957, Их Британи, Английн баруун хойд хэсэгт аюулгүй байдлын шалгалт хийгдээгүй;
- 1979 он, АНУ, цаг алдалгүй илрүүлээгүйн улмаас атомын цахилгаан станцад дэлбэрэлт гарч, суларсан;
- 1986 он, Чернобылийн эмгэнэлт явдал, 4-р цахилгаан станцын дэлбэрэлт;
- 2011 он, Японы Фүкүшима станцад осол гарсан.
Эдгээр эмгэнэлт явдал бүр олон зуун мянган хүний хувь заяанд хүнд ул мөр үлдээж, бүхэл бүтэн газар нутгийг тусгай хяналттай орон сууцны бус бүс болгон хувиргасан.
Цөмийн гамшгийн эхлэлийг барагдуулсан үйл явдлууд байсан. Зөвлөлтийн цөмийн шумбагч онгоцуудонгоцонд реактортой холбоотой осол удаа дараа гарч байсан. Америкчууд 3.8 мегатонны гарцтай Марк 39 маркийн хоёр цөмийн бөмбөг бүхий Superfortress бөмбөгдөгч онгоцыг хаяжээ. Гэвч идэвхжүүлсэн "аюулгүй байдлын систем" нь цэнэгийг тэсрэхийг зөвшөөрөөгүй бөгөөд гамшгаас зайлсхийсэн.
Өнгөрсөн ба одоо үеийн цөмийн зэвсэг
Цөмийн дайн орчин үеийн хүн төрөлхтнийг сүйрүүлэх нь өнөөдөр хэнд ч ойлгомжтой. Энэ хооронд цөмийн зэвсэг эзэмшиж, цөмийн клубт орох хүсэл, эс бөгөөс хаалгыг нь тогшоод орж ирэх хүсэл төрийн зарим удирдагчдын сэтгэлийг хөдөлгөсөөр байна.
Энэтхэг, Пакистан зөвшөөрөлгүйгээр цөмийн зэвсэг бүтээж, израильчууд тэсрэх бөмбөг байгааг нууж байна.
Зарим эд хөрөнгийн хувьд цөмийн бөмбөг– олон улсын тавцанд ач холбогдлыг батлах арга зам. Бусдын хувьд энэ нь жигүүрт ардчилал болон бусад гадны хүчин зүйлд хөндлөнгөөс оролцохгүй байх баталгаа юм. Гэхдээ гол зүйл бол эдгээр нөөц нь үнэхээр бий болсон бизнест ордоггүй явдал юм.
Видео
Атомын бөмбөг гэдэг нь цөмийн (атомын) энергийг маш хурдан гаргасны үр дүнд өндөр хүчин чадалтай тэсрэлт үүсгэх зориулалттай сум юм.
Атомын бөмбөгийн үйл ажиллагааны зарчим
Цөмийн цэнэгийг чухал хэмжээтэй хэд хэдэн хэсэгт хуваадаг тул тэдгээр нь тус бүрд хуваагддаг бодисын атомуудын задралын өөрөө хөгждөг хяналтгүй гинжин урвал эхлэхгүй. Ийм хариу үйлдэл нь цэнэгийн бүх хэсгүүдийг нэг бүхэлд нь хурдан холбох үед л тохиолдох болно. Хаалтын хурдаас бие даасан хэсгүүдУрвалын бүрэн байдал, эцэст нь дэлбэрэлтийн хүч нь ихээхэн хамаардаг. Цэнэглэх хэсгүүдэд өндөр хурд өгөхийн тулд ердийн тэсрэх бодисын тэсрэлтийг ашиглаж болно. Цөмийн цэнэгийн хэсгүүдийг радиаль чиглэлд төвөөс тодорхой зайд байрлуулж, TNT цэнэгийг гадна талд нь байрлуулсан бол цөмийн цэнэгийн төв рүү чиглэсэн ердийн цэнэгийн тэсрэлт хийх боломжтой. Цөмийн цэнэгийн бүх хэсгүүд нь асар хурдтайгаар нэг бүхэл болж нийлээд зогсохгүй дэлбэрэлтийн бүтээгдэхүүний асар их даралтын нөлөөгөөр хэсэг хугацаанд бүх талаараа шахагдаж, нэн даруй салж чадахгүй болно. Цөмийн гинжин урвал нь цэнэгээс эхэлдэг. Үүний үр дүнд ийм шахалтгүйгээр илүү их хуваагдал үүсч, улмаар дэлбэрэлтийн хүч нэмэгдэх болно. Нейтроны тусгал нь ижил хэмжээний хуваагддаг материалын тэсрэлтийн хүчийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг (хамгийн үр дүнтэй цацруулагч нь берилли юм.< Be >, бал чулуу, хүнд ус< H3O >). Гинжин урвалыг эхлүүлэх эхний хуваагдал нь дор хаяж нэг нейтрон шаарддаг. Цөмийн аяндаа задралын үед гарч буй нейтроны нөлөөн дор гинжин урвал цаг тухайд нь эхлэхэд найдах боломжгүй юм. Энэ нь харьцангуй ховор тохиолддог: U-235-ийн хувьд - 1 г тутамд 1 задрал. бодисууд. Агаар мандалд чөлөөт хэлбэрээр маш цөөхөн нейтрон байдаг: S = 1 см / кв. Дунджаар секундэд ойролцоогоор 6 нейтрон нисдэг. Энэ шалтгааны улмаас хиймэл нейтроны эх үүсвэрийг цөмийн цэнэгт ашигладаг - нэг төрлийн цөмийн детонаторын капсул. Энэ нь мөн олон хуваагдал нэгэн зэрэг эхлэхийг баталгаажуулдаг тул урвал нь цөмийн дэлбэрэлт хэлбэрээр явагддаг.
Тэсэлгээний сонголтууд (Буу ба дэлбэрэлтийн схем)
Хагарах цэнэгийг тэслэх хоёр үндсэн схем байдаг: их буу, өөрөөр хэлбэл баллистик гэж нэрлэдэг ба тэсрэлт.
"Их бууны загвар"-ыг эхний үеийн зарим цөмийн зэвсгүүдэд ашигласан. Их бууны хэлхээний мөн чанар нь эгзэгтэй бус масстай ("сум") хуваагддаг нэг блокоос дарьны цэнэгийг өөр хөдөлгөөнгүй (онилтот) руу буудах явдал юм. Блокууд нь холбогдсон үед тэдгээрийн нийт масс нь хэт эгзэгтэй байхаар хийгдсэн байдаг.
Энэ тэсэлгээний аргыг зөвхөн ураны суманд л хийх боломжтой, учир нь плутони нь нейтроны дэвсгэр хоёр дахин их байдаг тул блокуудыг холбохоос өмнө гинжин урвал эрт үүсэх магадлалыг эрс нэмэгдүүлдэг. Энэ нь эрчим хүчний бүрэн бус ялгаралд хүргэдэг ("газрын", англи хэлээр) плутонийн суманд их бууны хэлхээг хэрэгжүүлэхийн тулд цэнэглэх хэсгүүдийн холболтын хурдыг техникийн хувьд боломжгүй түвшинд хүртэл нэмэгдүүлэх шаардлагатай , уран нь плутониоос илүү механик хэт ачааллыг тэсвэрлэдэг.
Дэлбэрэх схем. Энэхүү тэсэлгээний схем нь химийн тэсрэх бодисын дэлбэрэлтийн улмаас үүссэн цочролын долгионоор задрах материалыг шахах замаар хэт эгзэгтэй байдалд хүрэх явдал юм. Цочролын долгионыг төвлөрүүлэхийн тулд тэсрэх линз гэж нэрлэгддэг линзийг ашигладаг бөгөөд дэлбэрэлтийг олон цэг дээр нэгэн зэрэг нарийн нарийвчлалтайгаар гүйцэтгэдэг. Тэсрэх бодис байрлуулах, дэлбэлэх ийм системийг бий болгох нь нэгэн цагт хамгийн хэцүү ажлуудын нэг байв. Нэгдсэн цочролын долгион үүсэх нь "хурдан" ба "удаан" тэсрэх бодис - TATV (Триаминотринитробензол) ба баратол (тринитротолуолын барийн нитраттай холимог), зарим нэмэлт бодисуудаас тэсрэх линз ашиглах замаар хангагдсан.