El descubrimiento por parte de Albert Einstein de la capacidad de las sustancias para liberar grandes cantidades de energía a nivel atómico marcó el comienzo de la física nuclear. En la década de 1930, los investigadores simularon una explosión nuclear en el aire en el laboratorio, pero la experiencia adquirida puso en peligro la vida pacífica en la Tierra.
Principio de funcionamiento
Para una explosión nuclear aérea, debe crear ciertas condiciones que provoquen una detonación. Por lo general, TNT o RDX se usan como detonadores, bajo cuya influencia una sustancia radiactiva (generalmente uranio o plutonio) se comprime a una masa crítica en 10 segundos y luego se produce una poderosa liberación de energía. Si la bomba es termonuclear, entonces tiene lugar el proceso de transformación de elementos ligeros en elementos más pesados. La energía liberada en este caso lleva consigo una explosión aún más potente.
Un reactor nuclear también se puede utilizar con fines pacíficos, ya que se puede controlar la fisión. Para ello se utilizan dispositivos que absorben neutrones. Los procesos que ocurren en tal instalación están siempre en equilibrio. Inclusosi hay cambios menores en los parámetros, el sistema los apaga a tiempo y vuelve al modo operativo. En situaciones de emergencia, los elementos se restablecen automáticamente para detener la reacción en cadena.
Primera experiencia
Descubierta por Einstein y más estudiada por los físicos nucleares, la liberación de energía interesó no solo a los científicos, sino también a los militares. La posibilidad de obtener nuevas armas que pudieran crear poderosas explosiones a partir de una pequeña cantidad de material condujo a experimentos con elementos radiactivos.
Físicamente, el científico francés Joliot-Curie probó la posibilidad de una explosión con un efecto dañino significativo. Descubrió una reacción en cadena, que se convirtió en una poderosa fuente de energía. Además, planeó realizar experimentos con óxido de deuterio, pero en las condiciones de la Segunda Guerra Mundial era imposible hacerlo en Francia, por lo que en el futuro, los científicos británicos se dedicaron al desarrollo de armas atómicas.
El primer artefacto explosivo fue probado en el verano de 1945 en Estados Unidos. Según los estándares actuales, la bomba tenía poca potencia, pero en ese momento el efecto resultante superó todas las expectativas. La fuerza de la explosión y el impacto en el área circundante fueron enormes.
Resultados
Se realizaron pruebas para determinar las características de una explosión aeronuclear. Posteriormente, los presentes describieron lo que vieron. Observaron un punto luminoso brillante a una distancia de varios cientos de kilómetros. Luego se convirtió en una bola enorme, se escuchó un sonido muy fuerte y durante kilómetrosla onda de choque rodó. El globo explotó, dejando atrás una nube de doce kilómetros en forma de hongo. Quedó un cráter en el sitio de la explosión, extendiéndose decenas de metros en profundidad y ancho. El suelo a su alrededor durante varios cientos de metros se convirtió en tierra sin vida y picada.
La temperatura del aire durante la explosión nuclear aumentó significativamente y la atmósfera misma pareció volverse más densa. Esto lo sintieron incluso los testigos presenciales que se encontraban lejos del epicentro en el refugio. La escala de lo que vieron fue asombrosa, porque nadie imaginó a qué poder se enfrentarían. Se concluyó que las pruebas fueron exitosas.
Los factores dañinos de una explosión nuclear aérea
Los militares se dieron cuenta inmediatamente de que una nueva arma podría decidir el resultado de cualquier guerra. Pero en ese momento nadie pensó en el impacto de los factores dañinos de una explosión nuclear. Los científicos prestaron atención solo a los más obvios:
- onda de choque;
- emisión de luz.
En ese momento nadie sabía sobre la contaminación radiactiva y las radiaciones ionizantes, aunque luego fueron las radiaciones penetrantes las que resultaron ser las más peligrosas. Entonces, si la devastación y la destrucción se ubicaron a una distancia de varios cientos de metros del epicentro de una explosión nuclear aérea, entonces el área de dispersión de los productos de descomposición de la radiación se extendió por cientos de kilómetros. Una persona recibió la primera exposición, que posteriormente se vio agravada por la lluvia radiactiva en áreas cercanas.
Además, los científicos aún no sabían que bajo la influenciaLa onda de choque del aire de una explosión nuclear genera un pulso electromagnético que puede desactivar todos los dispositivos electrónicos a una distancia de cientos de kilómetros. Por lo tanto, los primeros probadores ni siquiera podían imaginar cuán poderosa se creó el arma y cuán catastróficas podrían ser las consecuencias de su uso.
Tipos de explosiones
Las explosiones nucleares aéreas se llevan a cabo a la altura de la troposfera, es decir, dentro de los 10 km sobre la superficie terrestre. Pero además de ellos, existen otros tipos, por ejemplo:
- Terrestre o sobre el agua conducido en la superficie de la tierra o el agua, respectivamente. Una bola de fuego que se expande a partir de un destello, mientras parece que el sol sale por detrás del horizonte.
- A gran altura, realizada en la atmósfera. Al mismo tiempo, el destello luminoso tiene un tamaño muy grande, cuelga en el aire y no toca la tierra ni las superficies del agua.
- Subterráneos o bajo el agua ocurren en el espesor de la corteza terrestre o en profundidad. Normalmente no hay flash.
- Espacio. Estos ocurren a cientos de kilómetros del globo, fuera del espacio circunplanetario y están acompañados por una nube de moléculas luminosas.
Los diferentes tipos difieren no solo en el destello, sino también en otras características externas, así como en los factores dañinos, la intensidad de la explosión, sus resultados y consecuencias.
Pruebas en tierra
Las primeras bombas se probaron directamente sobre la superficie de la tierra. Son estos tipos de explosiones las que van acompañadas de una nube de hongo distintiva enaire y un cráter que se extiende por varias decenas o incluso cientos de metros en el suelo. Una explosión en el suelo parece lo más aterrador, ya que una nube que se cierne sobre el suelo atrae no solo el polvo, sino también una parte importante del suelo, lo que lo hace casi negro. Las partículas del suelo se mezclan con elementos químicos y luego caen al suelo, lo que hace que el área esté contaminada radiactivamente y sea completamente inhabitable. Para fines militares, esto puede usarse para destruir edificios u objetos poderosos, infectar vastos territorios. El efecto destructivo es el más poderoso.
Explosiones de superficie
Las pruebas también se realizan sobre la superficie de la superficie del agua. En este caso, la nube consistirá en polvo de agua, que reduce la intensidad de la radiación luminosa, pero transporta partículas radiactivas a grandes distancias, por lo que pueden caer junto con la precipitación a miles de kilómetros del lugar de la prueba.
Para fines militares, puede usarse para destruir bases navales, puertos y barcos, o para contaminar aguas y costas.
Explosiones de aire
Esta especie se puede producir a gran distancia del suelo (en cuyo caso se llama alta) oa pequeña distancia (baja). Cuanto mayor es la explosión, menos similitudes tiene la nube ascendente con la forma de un hongo, ya que la columna de polvo del suelo no la alcanza.
El destello en esta forma es muy brillante, por lo que puede verse a cientos de kilómetros del epicentro. Una bola de fuego que explota con una temperatura medida enmillones de grados Celsius, se eleva y emite una poderosa radiación de luz. Todo esto va acompañado de un fuerte sonido, que recuerda vagamente a un trueno.
A medida que la bola se enfría, se transforma en una nube, lo que crea una corriente de aire que recoge el polvo de la superficie. El pilar resultante puede alcanzar la nube si no está muy alto sobre el suelo. A medida que la nube comienza a disiparse, el flujo de aire se debilita.
Como resultado de una explosión de este tipo, los objetos en el aire, las estructuras y las personas cercanas pueden ser alcanzados.
Uso en combate
Hiroshima y Nagasaki son las únicas ciudades contra las que se utilizaron armas nucleares. La tragedia que ocurrió allí no tuvo paralelo.
Los residentes experimentaron el efecto de una explosión nuclear en el aire iniciada a corta distancia de la superficie de la tierra y clasificada como baja. Al mismo tiempo, la infraestructura quedó completamente destruida, murieron unas 200 mil personas. Dos tercios de ellos murieron instantáneamente. Los que estaban en el epicentro, se desintegraron en moléculas por las monstruosas temperaturas. La emisión de luz de ellos dejaba sombras en las paredes.
Las personas que estaban más lejos del epicentro murieron por la onda de choque y la radiación gamma de una explosión nuclear. Algunos de los sobrevivientes recibieron una dosis letal de radiación, pero los médicos aún no sabían sobre la enfermedad por radiación, por lo que nadie entendió por qué, después de signos imaginarios de recuperación, la condición de los pacientes se deterioró. Los médicos lo considerarondisentería, pero dentro de 3 a 8 semanas, los pacientes que desarrollaron vómitos severos murieron. La extraña enfermedad de los sobrevivientes de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki fue el impulso para el inicio de la investigación en el campo de la medicina nuclear.
Explosiones a gran altura
Después del bombardeo de las ciudades japonesas, las armas nucleares no se utilizaron con fines de combate, pero la investigación sobre sus capacidades continuó en varios lugares. Los ejercicios atmosféricos permitieron comprender qué sucede cuando se produce una explosión en altura. Resultó que cuando el centro se encuentra a 10 km de la superficie terrestre, surge una onda relativamente pequeña de una explosión nuclear, pero la luz y la radiación aumentan al mismo tiempo. Cuanto mayor sea la explosión, mayor será el aumento de la ionización, lo que se acompaña de la falla del equipo de radio.
Desde la superficie, todo parece un gran destello brillante, seguido de una nube de moléculas de hidrógeno, carbono y nitrógeno que se evaporan. El flujo de aire no llega al suelo, por lo que no hay columna de polvo. Además, prácticamente no hay contaminación del territorio, ya que las masas de aire se mueven débilmente a gran altura, por lo que la finalidad de una explosión nuclear de este tipo puede ser destruir aeronaves, misiles o satélites.
Pruebas subterráneas
Recientemente, ha habido un acuerdo entre países que regulan las pruebas nucleares y requieren que se lleven a cabo solo bajo tierra, lo que minimiza la contaminación y las áreas inhabitables formadas alrededor de los sitios de prueba.
Las pruebas subterráneas se consideran las menos peligrosas, ya que la accióntodos los factores dañinos explican la raza. Al mismo tiempo, es imposible ver destellos luminosos o una nube de hongo, solo queda una columna de polvo. Pero la onda de choque provoca un terremoto y el colapso del suelo. Por lo general, se utiliza con fines pacíficos, para resolver problemas económicos nacionales. Por ejemplo, de esta forma puedes destruir cadenas montañosas o formar embalses artificiales.
Pruebas submarinas
Las explosiones bajo el agua tienen consecuencias más nefastas. Primero, aparece una columna de rocío que se eleva hasta convertirse en una nube de niebla radiactiva. Al mismo tiempo, se forman olas de un metro de largo en la superficie del agua, destruyendo barcos y estructuras submarinas. Luego, los territorios adyacentes se contaminan debido a una nube que se dispersa y arroja lluvia radiactiva.
Medidas de protección
Una explosión nuclear mata todo a su paso y destruye todos los objetos materiales. Las personas atrapadas en su epicentro no tienen forma de escapar, instantáneamente se queman hasta los cimientos. El refugio antibombas es absolutamente inútil, ya que será destruido inmediatamente.
Solo aquellos que están lo suficientemente lejos de la explosión pueden escapar. A una distancia de más de 1-3 km del epicentro, es posible evitar el impacto de la onda de choque, pero para esto es necesario encontrar rápidamente un refugio confiable tan pronto como se produzca un destello brillante. Una persona tiene de 2 a 8 segundos para hacer esto, dependiendo de la distancia. En el refugio no se producirá un impacto directo de radiación gamma, pero aún existe una probabilidad muy alta de contaminación radiactiva. Puede reducir el riesgo de enfermedad por radiación usando equipo de protección personal y evitando el contacto concualquier artículo en el territorio.
Las armas nucleares son uno de los inventos más terribles de la humanidad. Usado con fines pacíficos, puede ser de gran beneficio, pero su uso militar es una terrible amenaza para la vida en la tierra. La reacción en cadena que ha comenzado no se puede detener, por lo que existe un tratado de desarme nuclear diseñado para proteger al planeta de una catástrofe.
