Чрезвычайные ситуации военного времени (поражающие факторы ядерного оружия (ЯО), последствия ядерной войны)

Ядерное оружие (ЯО) – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер – изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изотопов гелия.

Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средства управления ими и доставки их к цели (носители).

Иногда в зависимости от типа заряда употребляют более узкие понятия, например: атомное оружие (устройства, в которых используются цепные реакции деления), термоядерное оружие, комбинированные заряды, нейтронное оружие. В рамках реализации «стратегической оборонной инициативы» (СОИ) в США ведется разработка нового поколения ядерного оружия – оружия направленной передачи энергии (рентгеновского лазера). «Накачку» рабочего тела такого лазера, испускающего когерентное излучение, предполагается осуществлять с помощью ядерного взрыва. В безвоздушном пространстве высокоэнергетический рентгеновский луч может поражать цели на расстоянии до 1000 км и более.

Реакция деления

Открытие нейтрона привело к возникновению новых направлений в ядерных исследованиях. Поглощение нейтрона большинством ядер атомов сопровождается радиационным захватом, когда энергия возбуждения выделяется в виде γ-излучения.

В некоторых тяжелых элементах, в частности в уране и плутонии, наблюдается другое явление – распад ядра на два осколка. Этот процесс называется делением ядра. Он сопровождается испусканием около 200 МэВ энергии на каждое разделившееся ядро.

Изучение процесса деления урана показало, что тепловыми нейтронами, с энергией до 1 Мэв, делится лишь U-235; более тяжелый U-238 поглощает тепловые нейтроны без деления. Тепловыми нейтронами делятся также Ри-239 и U-233. Поэтому делящимися материалами, или ядерными взрывчатыми веществами (ЯВВ), для цепных реакций деления называются те вещества, в которых реакцию деления вызывают тепловые нейтроны.

На рис. 1. в качестве примера показана реакция деления ядра U-235. На стадии а нейтрон приближается к ядру U-235, на стадии б образуется возбужденное составное ядро U-236, так как при поглощении нейтрона ядру передается энергия возбуждения которая слагается из энергии связи нейтрона в ядре и его кинетической энергии. Для U-235 характерным является то, что даже при очень малой кинетической энергии нейтрона энергия связи нейтрона в ядре больше некоторого порогового значения, называемого энергией активации

Энергия активации, являющаяся потенциальным барьером реакции, представляет собой ту энергию, которую необходимо сообщить ядру урана для совершения ядрами-осколками работы против ядерных сил при делении ядра на две части.

Для того чтобы осуществить реакцию деления других тяжелых ядер, требуется значительная энергия возбуждения. Дополнительная энергия должна быть получена за счет движения нейтрона. Так, например, для деления ядра U-238 требуются нейтроны с кинетической энергией не менее 0,9 МэВ.

Реакция деления тяжелых ядер может быть использована для освобождения огромных количеств энергии. ............