alex
Опубликовано: 16:30, 06 май 2020
Интересные факты

Суть, история создания и испытание ядерного оружия

Суть, история создания и испытание ядерного оружия
Ядерное оружие – одно из самых жутких изобретений человечества, которое одновременно и гарантирует странам - его обладателям безопасность, и подвергает угрозе уничтожения всю нашу планету. Являясь плодом технического и научного прогресса, оно, тем не менее, вызывало ужас учёных даже на самых ранних стадиях разработки. В нашей статье мы подробно разберём все основные аспекты этой сложной темы.

История создания ядерного оружия

Всё начиналось ещё в конце девятнадцатого столетия, когда учёному Беккерелю удалось исследовать радиоактивность урана. Важность этого открытия нельзя было переоценить. В 1898 году знаменитая пара супругов – Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри – провели исследование настурана, являющегося минералом урана, и установили, что он чрезвычайно радиоактивен. На стыке веков исследователи уже в ускоренном темпе выискивали новые радиоактивные изотопы. Дальше – больше. Сформулирован закон радиоактивного распада, который послужил отправной точкой в изучении ядерной изометрии.

Как только выяснилось, что атом уже не является самой мелкой и неделимой по своей природе частицей, стали предприниматься попытки расщепить его. Необходимо отметить научный вклад в изучение радиоактивности, который привнёс Эрнест Резерфорд. Именно он выявил, что радиация, в сущности, представляет собой распад атомов с появлением других микрочастиц. Он проводил опыты с альфа-частицами и золотой фольгой, в ходе которых выяснил, что в атоме есть положительно заряженное ядро.

Совместно с Нильсом Бором он установил, что вокруг ядра расположены отрицательные по заряду электроны. Бор же утверждал, что у разных атомов число электронов различно. Более того, он выдвинул свою модель – по его мнению, электроны располагались вокруг ядра подобно тому, как планеты расположены вокруг солнца. У каждого есть своя орбита. На данный момент принято ассоциировать электроны с неким облаком, но, в общем и целом, модель Бора была состоятельной.

В 1919 году Резерфорд самолично осуществил первое в истории расщепление атома. В качестве подопытных были использованы ядра газообразного азота. Под градом альфа-частиц подопытные частицы отделились от водорода. Тогда-то Резерфорд и предположил, что ядра водорода универсальны, и из них состоят абсолютно все другие. Полученные частицы были положительно заряжены и получили название протонов.

В 1932 году Джеймс Чедвик подтвердил, что протоны – вовсе не единственная составляющая атомного ядра. Помимо них, там присутствуют ещё и совершенно не заряженные частицы – нейтроны. Тогда и сформировалось окончательно видение строения атома: в ядре – положительные протоны и нейтральные нейтроны, а вокруг него – череда электронов, расположенных на своих орбитах. Протоны по заряду уравновешивают электроны.

Ближе к середине века учёный Энрико Ферми поставил интересный научный вопрос: что случится, если направить поток более мелких атомов на самый крупный из них – радиоактивный уран? Ему казалось, что нейтроны меньших атомов просто присоединятся к урану и сделают его ещё больше.

На практике же всё вышло совсем иначе. В ходе опытов, осуществляемых Лизой Мейтнер, уран распался на две составляющие – совершенно иные атомы бария. В результате освободилось некоторое число нейтронов. Если бы рядом с ними находились другие микрочастицы, они бы, в свою очередь, расщепили и их. И всё бы ничего, если бы данное столкновение и разделение не происходило с выделением колоссального количества энергии.


Тогда-то и появилась идея положить этот принцип в основу действия самой страшной бомбы. Американец Роберт Оппенгей-мера стал «отцом» первой в мире атомной авиабомбы. 6 вгуста 1945 года это чудовищное оружие было сброшено на города Хиросиму и Нагасаки, и мир стал свидетелем одного из самых ужасных зрелищ за всю историю создания оружия.

В результате этой жестокой операции в Хиросиме, по средним подсчётам, погибло более 140 000 тысяч граждан, а в Нагасаки – ещё 74 000 человек. Это данные о людях, скончавшихся во время взрыва, они не брали в расчёт тех, кто скончался, терзаемый лучевой болезнью. Этот прецедент со всей ясностью показал, насколько страшным является новое изобретение в неразумных и жестоких руках, чем может обернуться его применение.

США были опьянены своим успехом, считая, что никто в мире больше не мог изобрести такое разрушительное оружие, что, естественно, давало им чувство превосходства. Тем не менее, поняв, чем грозит проигрыш в вооружении, СССР упорно делал всё возможное и невозможное, чтобы самостоятельно изобрести бомбу. Сперва урана катастрофически не хватало, но как только социалистический режим установился в части европейских стран, проблема исчезла.

США не сомневались в том, что советские разработчики нагонят их никак не раньше, чем к середине пятидесятых, а это давало им веру в то, что к этому моменту они смогут разработать ещё более совершенную модификацию бомбы. Но они просчитались, атомная бомба появилась в Союзе уже в 1949 году. А в августе 1951 года в СССР отметили необходимость создания целых ядерных баз для хранения боеголовок.

Гонка вооружений набирала безумный темп. После того, как рубеж с изобретением ядерного оружия был покорён, сверхдержавы принялись штурмовать новый. Теперь на повестке дня было термоядерное оружие. Первыми преуспели США 1 ноября 1952 года.
Принцип работы этой бомбы был следующим: в ходе расщепления мелких ядер удавалось синтезировать более крупные – например, из двух ядер дейтерия одно ядро гелия. Всё это, как и прежде, происходило с выделением огромной энергии.

Поскольку лёгкие элементы синтезировались в более тяжёлые, и разрушительная сила реакции была гораздо больше. Одно время бытовало мнение, что этот тип оружия «чище» ядерного, поскольку от него остаётся меньше радиоактивных отходов, чем от реакций деления. На практике же это оказалось не совсем так. Всё зависело от конкретных изотопов и материала, выбранного для бомб. Иной раз мощность взрыва была прямо пропорциональна количеству убивающих всё сущее отходов.

Принцип действия ядерного оружия

К ядерному оружию принято относить не только бомбы, но и различные ракеты, торпеды и снаряды. Энергия атомного ядра, задействованная при его работе, настолько колоссальна, что применение такого оружия даже в самых ограниченных масштабах грозит многочисленными смертями, заболеваниями лучевой болезнью и экологическими катастрофами.

Самое страшное в этих боеголовках вовсе не то, что, взрываясь, они охватывают большую территорию и чрезвычайно мощны. Нет, они способны десятками лет отравлять всё живое радиацией, видоизменяя и калеча живые организмы. В целом данное вооружение можно разделить на три основных типа – непосредственно ядерное, термоядерное и нейтронное. Собственно ядерное оружие работает на основе деления ядер урана и плутония, которые быстро расщепляются на две части, выделяя энергию и образуя таким образом цепную реакцию.


Чтобы реакция сработала, необходимо, чтобы ядра набрали критическую массу. Этого можно добиться двумя разными способами – путём сближения ядер урана и плутония во время взрыва (каждое из их полушарий не имеет достаточной массы и не может взорваться самостоятельно) либо же путём имплозии (когда взрыв имеет направление внутрь и увеличивает плотность веществ).

Иными словами, сначала взрываются пороховые заряды, они, в свою очередь, вызывают сближение ядер урана и плутония, а те – цепную реакцию, высвобождающую разрушительную энергию. Термоядерный взрыв происходит в три этапа: первое деление – синтез веществ – второе деление.

В отличие от ядерной бомбы, в основе термоядерного заряда лежат изотопы водорода и лития. Как только происходит взрыв урана и плутония, температура повышается до высочайших значений – вплоть до миллиона градусов, что ведёт к синтезу ядер гелия из водорода и лития. Данная реакция также протекает с выделением энергии, притом, до десяти раз превышающей выработанную в ходе деления изотопов урана. Чтобы понимать, насколько высокой должна быть температура для поддержания термоядерной реакции, достаточно привести в качестве примера солнечную энергию – ведь оно «светит» именно за счёт этого процесса.

После синтеза происходит ещё один этап деления. Дело в том, что в результате второй стадии освобождаются тысячи быстрых нейтронов. Они бомбардируют атомы урана-238 и, в сущности, повторяют первый этап, выделяя еще больше энергии. Наличие третьего этапа в бомбе не всегда является обязательным. Некоторые из них ограничиваются только первым делением и синтезом, а отсек для урана-238 в боеприпасе отсутствует.

И наконец, нейтронное оружие. Оно в своей работе сходно с термоядерным, но преследует другие цели. Особенность состоит в том, что плутония и изотопов водорода здесь гораздо меньше. Это обусловлено тем, что при его применении не должно быть крупного взрыва, не должно произойти разрушения инфраструктуры и строений. Эти заряды преследуют только одну цель – уничтожить людей гамма- и нейтронным излучением, которое вырабатывается в результате образования свободных нейтронов. Сейчас США особенно активно ведут заготовки именно этого подвида.

Ужасы новой ядерной войны (Третья мировая)

Одно время в военных стратегиях господствовала та, которая отдавала решающую роль ядерной войне. Притом, не просто массированному обстрелу противника новейшими боеголовками, но полному уничтожению его военных запасов. Иными словами, в таком сражении решающее значение играло то, кто первый нанесёт удар. Именно у этой страны предполагалось преимущество, поскольку она лишит оппонента значительной части припасов. Тем не менее, стратеги вовремя заметили, что ответный удар будет неминуем, и агрессору никак не удастся избежать возмездия, пусть даже в конечном счёте он и выиграет.

Одна из самых пугающих теорий, связанная с этой войной, именуется ядерной зимой. Согласно ей, при выбросе в стратосферу такого объёма дыма, сажи, радиоактивных отходов, которые способны выработать сотни атомных бомб, температура на Земле снизится и упадёт до арктических значений. Обусловлено это тем, что отходы существенно затруднят проникание солнечных лучей на земную поверхность, будут отражать их.

Ещё одна очевидная угроза, которой мы уже касались в этой статье – радиационное заражение. Результат радиации – образование свободных радикалов, которые могут проникать в клетки живых организмов, в водную среду. Они приводят к разрушению белков, разрывая нуклеиновые цепи. В связи с этим гибнут и мутируют ткани. Особенно губительна радиация для стволовых клеток, для эпителиальных и эмбриональных тканей. Как следствие – развитие лучевой болезни, которая может пожаром охватить весь организм и довести до летального исхода.

Наконец, ещё одно страшнейшее последствие – экологическая катастрофа. Вымирание целых видов, природные катаклизмы, изменение климатических поясов. Одним из ярких примеров такого ужасного события может служить авария на Чернобыльской АЭС. А что, если подобный выброс охватит весь мир?

В конце пятидесятых США выработали новую стратегию – так называемую идею ограниченной войны. Она подразумевала точные тактические удары ядерными боеголовками по важным военным объектам соперника. При этом города и мирное население бомбардировке не подлежали – их следовало устрашать, а не уничтожать. Существовала даже методика эскалационного контроля и доминирования, которая, с одной стороны, навязывала противнику такое же ведение ограниченной войны, а с другой – превосходство в вооружении.


Договоры о запрещении ядерного оружия

Несмотря на то что первая атомная бомба появилась ещё в середине сороковых годов прошлого века, запретить ядерное оружие было принято решение только в 2017 году. Тонкость подобного документа состоит в следующем: договор имеет массу юридических лазеек и не содержит конкретной инструкции по ликвидации ядерного оружия в странах – его обладателях. Переговоры по созданию схожего по направленности соглашения начались ещё в 2010 году, но очень долгое время не могли увенчаться успехом.

На тот момент на официальной основе государств, обладающих значительными запасами атомных и термоядерных бомб, было всего пять – США, Россия, Китай, Великобритания и Франция. И они не поддержали инициативу о разработке единой противоядерной конвенции, поскольку в их планы не входило избавляться от своего главного средства защиты.

Но остальные страны твёрдо решили не оставлять этот вопрос открытым, что подтверждают межправительственные конференции, проведённые в Норвегии, Австрии и Мексике в 2013 и 2014 годах. Тогда-то и была выработана примерная стратегия действий: переговорщики решили, что вводить запреты следует постепенно. В таком случае возможно, что, запрещая более опасные виды, получится в конечном счёте ликвидировать эту угрозу полностью.

В 2015 году за разработку правовых норм и мер взялась Генассамблея ООН. Была поставлена масштабная задача – освободить мир от угрозы ядерной войны. Работа шла достаточно эффективно. Уже в 2016 году был вынесен на рассмотрение соответствующий доклад, а на 2017 назначены переговоры.

В голосовании по первой версии договора принимало участие 177 государств. Из них 123 страны проголосовали за принятие договора, 38 возражали, а 16 воздержались от голосования. В конце декабря 2016 года предпринималось повторное голосование, результаты которого, в сущности, не сильно отклонились от первого: 113 – за, 35 – против, 13 – воздержались.

Тогда-то и была подписана резолюция, утверждающая переговорный мандат. Согласно ей, в 2017 году будут проходить обсуждения существенных положений международного соглашения. Сами переговоры проходили в два этапа. Первый из них – с 27 по 31 марта 2017 года в городе Нью-Йорк. Здесь отметились 132 государства. Второй этап более долгий – с 15 июня по 7 июля 2017 года, но участников здесь было меньше – только 124 из 193, на тот момент состоящих в ООН.

Этот предмет обсуждения был конкретизирован в целых двадцати пленарных заседаниях, которые окончились вынесением итогового текста на подписание сторон. Из 124 участников переговоров подавляющее большинство – 122 – поддержали итоговый вариант. Только Нидерланды проголосовали против, а Сингапур счёл нужным воздержаться.

Примечательно и то, что 9 членов ООН, действительно обладавших самыми большими запасами активного предмета споров, воздержались не только от голосования, но и вообще от какого-либо участия в Конференции. Они полностью проигнорировали процесс согласования положений соглашения.

Но были и более удачные договоры. Один из них – о нераспространении ядерного вооружения, который был открыт для подписания Москвой ещё 1 июля 1968 года, практически сразу после его одобрения Генассамблеей. СССР ратифицировал его 24 ноября 1969 года. Вступил он в силу уже в 1970 году. Направленность документа заключалась в том, что все его участники должны предотвратить дальнейшее расширение списка государств - владельцев «красной кнопки», грозящей международной безопасности.


Те же, кто уже имеет подобное вооружение, обязуются сделать всё, чтобы ни в коем случае не применять его в ходе вооружённых конфликтов, не передавать технологию его изготовления в другие страны, не отдавать сами боеприпасы, не уступать контроль над ними никому другому. Соответственно, те, кто не имел такого сверхоружия, обязаны были не принимать его ни от кого извне, не разузнавать способы его производства, не перенимать контроль над ним. В конечном счёте соглашение подписали практически все государства мира, за исключением Китая, Израиля, Индии, Пакистана и КНДР.
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Обсудить (0)