Esplosione nucleare: descrizione, classificazione

Esplosione nucleare è un processo non gestito. Durante di esso, viene rilasciata una grande quantità di energia radiante e termica. Questo effetto è il risultato di una reazione di fissione a catena nucleare o fusione nucleare, che avviene in un breve periodo di tempo.

Brevi informazioni generali

Un'esplosione nucleare nella sua origine può essere una conseguenza dell'attività umana sulla Terra o nello spazio vicino alla Terra. Questo fenomeno si verifica anche in alcuni casi come risultato di processi naturali su alcuni tipi di stelle. L'esplosione nucleare artificiale è un'arma potente. È usato per distruggere oggetti protetti terrestri e sotterranei, gruppi di equipaggiamenti e truppe nemiche. Inoltre, quest'arma viene utilizzata per la distruzione completa e la soppressione del lato opposto come strumento per distruggere piccoli e grandi insediamenti con i civili che vivono in loro, così come le strutture strategiche industriali.

classificazione

Di norma, le esplosioni nucleari sono caratterizzate in due modi. Questi includono la potenza della carica e la posizione del punto di carico direttamente al momento dell'interruzione. La proiezione di questo punto sulla superficie della terra è chiamata epicentro dell'esplosione. La potenza è misurata in equivalente TNT. Questa è la massa di trinitrotoluene che, una volta indebolita, produce la stessa quantità di energia stimata dell'energia nucleare. Molto spesso, quando si misura la potenza, vengono utilizzate unità come un kiloton (1 kt) e un megaton (1 Mt) di equivalente TNT.

fenomeni

L'esplosione nucleare è accompagnata da effetti specifici. Sono caratteristici solo per questo processo e non sono presenti con altre esplosioni. L'intensità dei fenomeni che accompagnano un'esplosione nucleare dipende dalla posizione del centro. Ad esempio, possiamo considerare il caso più frequente fino al momento del divieto di test sul pianeta (sott'acqua, sulla terra, nell'atmosfera) e, di fatto, nello spazio - una reazione a catena artificiale nello strato superficiale. Dopo la detonazione del processo di sintesi o fissione in un tempo molto breve (su frazioni di microsecondi), un'enorme quantità di energia termica e radiante viene rilasciata in un volume limitato. Il completamento della reazione, di regola, è evidenziato dall'espansione della struttura del dispositivo e dall'evaporazione. Questi effetti sono dovuti all'influenza della temperatura elevata (fino a 107 K) e all'enorme pressione (circa 109 atm). Nell'epicentro stesso. Da una lunga distanza, questa fase è visivamente un punto luminoso molto luminoso.

Radiazione elettromagnetica

La leggera pressione durante la reazione inizia a riscaldare e spostare l'aria ambientale dall'epicentro. Di conseguenza, è formato palla di fuoco. Allo stesso tempo, viene generato un salto di pressione tra la radiazione compressa e l'aria imperturbata. Ciò è dovuto alla superiorità della velocità di movimento del fronte di riscaldamento rispetto alla velocità del suono in condizioni ambientali. Dopo che la reazione nucleare entra nella fase di decadimento, il rilascio di energia cessa. La successiva espansione viene effettuata a causa della differenza di pressione e temperatura nella zona della palla di fuoco e dell'aria circostante stessa. Va notato che i fenomeni in esame non hanno nulla a che fare con la ricerca scientifica dell'eroe della serie moderna (a proposito, il suo nome è lo stesso del famoso fisico Glashow - Sheldon) "The Big Bang Theory".

Radiazioni penetranti

Le reazioni nucleari sono una fonte di radiazioni elettromagnetiche di vario tipo. In particolare, si manifesta in una vasta gamma nella gamma che va dalle onde radio ai quantum gamma, nuclei atomici, neutroni, elettroni veloci. Le radiazioni emergenti, chiamate radiazioni penetranti, a loro volta producono alcuni effetti. Sono peculiari solo di un'esplosione nucleare. I gamma-quanti e i neutroni ad alta energia nel processo di interazione con gli atomi che compongono la sostanza circostante subiscono una trasformazione della loro forma stabile in isotopi radioattivi instabili con diversi periodi e percorsi di emivita. Di conseguenza, viene formata la cosiddetta radiazione indotta. Insieme con i frammenti dei nuclei atomici del materiale fissile o con i prodotti di fusione termonucleare, che rimangono da un dispositivo esplosivo, i componenti radioattivi risultanti salgono nell'atmosfera. Inoltre, sono sparsi su un'area abbastanza grande e formano un'infezione sul terreno. Gli isotopi instabili che accompagnano un'esplosione nucleare sono in tale spettro che la propagazione delle radiazioni può durare per migliaia di anni, nonostante il fatto che l'intensità della radiazione diminuisca nel tempo.

Impulso elettromagnetico

I quanti di gamma ad alta energia generati da un'esplosione nucleare nel processo di passaggio attraverso l'ambiente ionizzano gli atomi che lo compongono, facendo fuoriuscire elettroni e dando loro molta energia per realizzare la ionizzazione a cascata di altri atomi (fino a trentamila ionizzazioni per gamma-quantum). Di conseguenza, sotto l'epicentro si forma una "macchia" di ioni che hanno una carica positiva e circondata da un gas di elettroni in un'enorme quantità. Questa configurazione portante, variabile nel tempo, forma un potente campo elettrico. Esso, insieme alla ricombinazione di particelle atomiche ionizzate, scompare dopo l'esplosione. Nel processo c'è una generazione di forti correnti elettriche. Servono come fonte aggiuntiva di radiazioni. L'intero complesso di effetti descritti è chiamato impulso elettromagnetico. Nonostante il fatto che meno di 1/3 della decima miliardesima frazione di energia esplosiva vi entri, si verifica in un periodo molto breve. La potenza, che allo stesso tempo si distingue, può raggiungere i 100 GW.

Processi di base. Caratteristiche speciali

Nel processo di detonazione chimica, la temperatura del terreno adiacente alla carica e attratta dal movimento del suolo è relativamente bassa. L'esplosione nucleare ha le sue caratteristiche. In particolare, la temperatura del suolo può essere di decine di milioni di gradi. Una grande parte dell'energia generata dal riscaldamento durante i primi istanti viene rilasciata nell'aria e si aggiunge alla formazione di un'onda d'urto e una radiazione termica. Con la solita esplosione di questi fenomeni non si osserva. A questo proposito, vi sono forti differenze nell'impatto sulla massa del suolo e sulla superficie. Durante un'esplosione a terra di un composto chimico, fino a metà dell'energia viene trasferita a terra, e durante un'esplosione nucleare, letteralmente diversi per cento. Ciò causa una differenza nella dimensione dell'imbuto e l'energia delle vibrazioni sismiche.

Inverno nucleare

Questo concetto descrive il clima ipotetico sul pianeta in caso di una guerra su larga scala con l'uso di armi nucleari. Presumibilmente, in connessione con la rimozione di fuliggine e fumo nella stratosfera, i risultati di numerosi incendi provocati da diverse testate, la temperatura sulla Terra cadrà ovunque nei parametri dell'Artico. Ciò sarà dovuto a un aumento significativo del numero di raggi solari riflessi dalla superficie. La probabilità di un raffreddamento globale è stata prevista per un lungo periodo (anche durante i periodi dell'Unione Sovietica). La successiva conferma dell'ipotesi è stata effettuata mediante calcoli di modelli.