De ontdekking door Albert Einstein van het vermogen van stoffen om grote hoeveelheden energie op atomair niveau vrij te geven, markeerde het begin van de kernfysica. In de jaren dertig simuleerden onderzoekers een nucleaire explosie in de lucht in het laboratorium, maar de ervaring bracht vreedzaam leven op aarde in gevaar.
Werkingsprincipe
Voor een nucleaire explosie in de lucht moet je bepaalde omstandigheden creëren die een ontploffing veroorzaken. Meestal worden als detonatoren TNT of RDX gebruikt, onder invloed waarvan een radioactieve stof (meestal uranium of plutonium) binnen 10 seconden tot een kritische massa wordt gecomprimeerd, waarna een krachtige afgifte van energie plaatsvindt. Als de bom thermonucleair is, vindt daarin het proces van transformatie van lichte elementen in zwaardere plaats. De energie die in dit geval vrijkomt, brengt een nog krachtigere explosie met zich mee.
Een kernreactor kan ook voor vreedzame doeleinden worden gebruikt, aangezien splijting kan worden gecontroleerd. Hiervoor worden apparaten gebruikt die neutronen absorberen. De processen die in zo'n installatie plaatsvinden zijn altijd in evenwicht. Ook alals er kleine wijzigingen in de parameters zijn, dooft het systeem deze op tijd en keert terug naar de bedrijfsmodus. In noodsituaties worden elementen automatisch gereset om de kettingreactie te stoppen.
Eerste ervaring
Ontdekt door Einstein en verder bestudeerd door kernfysici, interesseerde het vrijkomen van energie niet alleen wetenschappers, maar ook het leger. De mogelijkheid om nieuwe wapens te verkrijgen die krachtige explosies konden veroorzaken uit een kleine hoeveelheid materiaal leidde tot experimenten met radioactieve elementen.
Fysiek werd de mogelijkheid van een explosie met een aanzienlijk schadelijk effect bewezen door de Franse wetenschapper Joliot-Curie. Hij ontdekte een kettingreactie, die een krachtige energiebron werd. Verder was hij van plan experimenten met deuteriumoxide uit te voeren, maar in de omstandigheden van de Tweede Wereldoorlog was het onmogelijk om in Frankrijk te doen, dus in de toekomst begonnen Britse wetenschappers met de ontwikkeling van atoomwapens.
Het eerste explosief werd in de zomer van 1945 in Amerika getest. Naar huidige maatstaven had de bom weinig kracht, maar op dat moment overtrof het resulterende effect alle verwachtingen. De kracht van de explosie en de impact op de omgeving waren enorm.
Resultaten
Er zijn tests uitgevoerd om de kenmerken van een lucht-nucleaire explosie te bepalen. De aanwezigen beschreven vervolgens wat ze zagen. Ze observeerden een heldere lichtgevende stip op een afstand van enkele honderden kilometers. Toen veranderde het in een enorme bal, er was een heel hard geluid te horen, en kilometers langschokgolf rolde over. De ballon explodeerde en liet een twaalf kilometer lange wolk achter in de vorm van een paddenstoel. Op de plaats van de explosie bleef een krater over van tientallen meters diep en breed. De grond om hem heen veranderde honderden meters lang in levenloze, ontpitte grond.
De luchttemperatuur tijdens de nucleaire explosie nam aanzienlijk toe en de atmosfeer zelf leek dichter te worden. Dit werd zelfs gevoeld door ooggetuigen die ver van het epicentrum in het asiel waren. De omvang van wat ze zagen was verbazingwekkend, omdat niemand zich voorstelde met welke macht ze te maken zouden krijgen. Er werd geconcludeerd dat de tests succesvol waren.
De schadelijke factoren van een nucleaire explosie in de lucht
Het leger realiseerde zich onmiddellijk dat een nieuw wapen de uitkomst van een oorlog zou kunnen bepalen. Maar op dat moment dacht niemand aan de impact van de schadelijke factoren van een nucleaire explosie. Wetenschappers hebben alleen aandacht besteed aan de meest voor de hand liggende:
- schokgolf;
- lichtemissie.
Op dat moment wist niemand van radioactieve besmetting en ioniserende straling, maar later bleek de indringende straling het gevaarlijkst te zijn. Dus als verwoesting en vernietiging werden gelokaliseerd op een afstand van enkele honderden meters van het epicentrum van een nucleaire explosie in de lucht, dan strekte het verspreidingsgebied van stralingsvervalproducten zich uit over honderden kilometers. Een persoon kreeg de eerste blootstelling, die vervolgens werd verergerd door radioactieve neerslag in nabijgelegen gebieden.
Ook dat wisten wetenschappers nog niet onder invloedDe luchtschokgolf van een nucleaire explosie genereert een elektromagnetische puls die alle elektronica op honderden kilometers afstand kan uitschakelen. De eerste testers konden zich dus niet eens voorstellen hoe krachtig het wapen was gemaakt en hoe catastrofaal de gevolgen van het gebruik ervan zouden kunnen zijn.
Soorten explosies
Nucleaire explosies in de lucht worden uitgevoerd ter hoogte van de troposfeer, dat wil zeggen binnen 10 km boven het aardoppervlak. Maar naast deze zijn er nog andere soorten, bijvoorbeeld:
- Terrestrisch of boven water uitgevoerd op respectievelijk het oppervlak van de aarde of het water. Een vuurbal die uitzet door een flits, terwijl het lijkt alsof de zon achter de horizon opkomt.
- Op grote hoogte, uitgevoerd in de atmosfeer. Tegelijkertijd heeft de lichtflits een zeer groot formaat, hij hangt in de lucht en raakt de aarde of het wateroppervlak niet.
- Ondergronds of onderwater komen voor in de dikte van de aardkorst of op diepte. Meestal is er geen flits.
- Ruimte. Deze komen honderden kilometers van de aardbol voor, buiten de planetaire ruimte en worden vergezeld door een wolk van lichtgevende moleculen.
Verschillende typen verschillen niet alleen in flits, maar ook in andere uiterlijke kenmerken, evenals schadelijke factoren, de intensiteit van de explosie, de resultaten en gevolgen.
Grondtest
De eerste bommen werden direct op het aardoppervlak getest. Het zijn dit soort explosies die gepaard gaan met een duidelijke paddestoelwolk inlucht en een krater die zich enkele tientallen of zelfs honderden meters in de bodem uitstrekt. Een grondexplosie ziet er het meest angstaanjagend uit, aangezien een laag boven de grond zwevende wolk niet alleen stof aantrekt, maar ook een aanzienlijk deel van de grond, waardoor deze bijna zwart wordt. Bodemdeeltjes vermengen zich met chemische elementen en vallen vervolgens op de grond, waardoor het gebied radioactief besmet en volledig onbewoonbaar wordt. Voor militaire doeleinden kan dit worden gebruikt om krachtige gebouwen of objecten te vernietigen, uitgestrekte gebieden te infecteren. Het destructieve effect is het krachtigst.
Oppervlakte explosies
Er worden ook tests uitgevoerd boven het wateroppervlak. In dit geval zal de wolk bestaan uit waterstof, dat de intensiteit van de lichtstraling vermindert, maar radioactieve deeltjes over grote afstanden meevoert, waardoor ze samen met neerslag op duizend kilometer van de testlocatie kunnen uitvallen.
Voor militaire doeleinden kan dit worden gebruikt om marinebases, havens en schepen te vernietigen of om wateren en kusten te vervuilen.
Luchtexplosies
Deze soort kan worden geproduceerd op grote afstand van de grond (in dat geval wordt het hoog genoemd) of op kleine afstand (laag). Hoe hoger de explosie, hoe minder overeenkomsten de opstijgende wolk heeft met de vorm van een paddenstoel, omdat de stofkolom van de grond hem niet bereikt.
Flash in deze vorm is erg helder, dus het kan honderden kilometers van het epicentrum worden gezien. Een vuurbal die eruit explodeert met een temperatuur gemeten inmiljoenen graden Celsius, stijgt op en zendt krachtige lichtstraling uit. Dit alles gaat gepaard met een hard geluid, dat vaag doet denken aan donder.
Terwijl de bal afkoelt, verandert hij in een wolk, die een luchtstroom creëert die stof van het oppervlak opneemt. De resulterende pilaar kan de wolk bereiken als deze niet erg hoog boven de grond is. Naarmate de wolk begint te verdwijnen, wordt de luchtstroom zwakker.
Als gevolg van zo'n explosie kunnen objecten in de lucht, gebouwen en mensen in de buurt worden geraakt.
Gevechtsgebruik
Hiroshima en Nagasaki zijn de enige steden waartegen kernwapens werden gebruikt. De tragedie die daar gebeurde was ongeëvenaard.
Bewoners ervoeren het effect van een nucleaire explosie in de lucht, geïnitieerd op korte afstand van het aardoppervlak en geclassificeerd als laag. Tegelijkertijd werd de infrastructuur volledig verwoest, ongeveer 200 duizend mensen stierven. Tweederde van hen was op slag dood. Degenen die in het epicentrum waren, vielen uiteen in moleculen door de monsterlijke temperaturen. Lichtemissie van hen liet schaduwen op de muren achter.
Mensen die verder van het epicentrum verwijderd waren, stierven door de schokgolf en gammastraling van een nucleaire explosie. Sommige overlevenden kregen een dodelijke dosis straling, maar artsen wisten nog niets van stralingsziekte, dus niemand begreep waarom, na denkbeeldige tekenen van herstel, de toestand van de patiënten verslechterde. Artsen hebben het overwogendysenterie, maar binnen 3-8 weken stierven patiënten die ernstig braken ontwikkelden. De vreemde ziekte van de overlevenden van de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki was de aanzet voor de start van onderzoek op het gebied van nucleaire geneeskunde.
Explosies op grote hoogte
Na de bombardementen op Japanse steden werden kernwapens niet gebruikt voor gevechtsdoeleinden, maar het onderzoek naar hun capaciteiten werd op verschillende plaatsen voortgezet. Atmosferische oefeningen maakten het mogelijk om te begrijpen wat er gebeurt als er een explosie plaatsvindt op hoogte. Het bleek dat wanneer het centrum zich op 10 km van het aardoppervlak bevindt, er een relatief kleine golf van een nucleaire explosie ontstaat, maar tegelijkertijd nemen licht en stralingsstraling toe. Hoe hoger de explosie werd gemaakt, hoe sterker de ionisatie toeneemt, wat gepaard gaat met het uitvallen van radioapparatuur.
Vanaf het oppervlak lijkt het allemaal op een grote heldere flits, gevolgd door een wolk van verdampende moleculen van waterstof, koolstof en stikstof. De luchtstroom bereikt de grond niet, dus er is geen stofkolom. Ook is er praktisch geen verontreiniging van het grondgebied, aangezien luchtmassa's zwak bewegen op grote hoogte, dus het doel van een dergelijke nucleaire explosie kan zijn om vliegtuigen, raketten of satellieten te vernietigen.
Ondergrondse tests
Onlangs is er een overeenkomst gesloten tussen landen die kernproeven reguleren en vereisen dat ze alleen ondergronds worden uitgevoerd, waardoor vervuiling en onbewoonbare gebieden rond de testlocaties worden geminimaliseerd.
Ondergrondse tests worden als het minst gevaarlijk beschouwd, aangezien de actiealle schadelijke factoren zijn verantwoordelijk voor het ras. Tegelijkertijd is het onmogelijk om lichtflitsen of een paddestoelwolk te zien, er blijft alleen een stofkolom over. Maar de schokgolf leidt tot een aardbeving en instorting van de bodem. Meestal wordt het gebruikt voor vreedzame doeleinden, voor het oplossen van nationale economische problemen. Op deze manier kun je bijvoorbeeld bergketens vernietigen of kunstmatige reservoirs vormen.
Onderwater testen
Explosies onder water hebben ernstigere gevolgen. Eerst verschijnt een nevelkolom die opstijgt tot een wolk van radioactieve mist. Tegelijkertijd worden meterslange golven gevormd op het wateroppervlak, waardoor schepen en onderwaterconstructies worden vernietigd. Vervolgens worden de aangrenzende gebieden besmet door een zich verspreidende wolk die radioactieve regen giet.
Beschermende maatregelen
Een nucleaire explosie doodt alles op zijn pad en vernietigt alle materiële objecten. Mensen die gevangen zitten in het epicentrum hebben geen manier om te ontsnappen, ze branden onmiddellijk tot de grond toe. De schuilkelder is absoluut nutteloos, aangezien deze onmiddellijk zal worden vernietigd.
Alleen degenen die ver genoeg van de explosie verwijderd zijn, kunnen ontsnappen. Op een afstand van meer dan 1-3 km van het epicentrum is het mogelijk om de impact van de schokgolf te vermijden, maar hiervoor is het noodzakelijk om snel een betrouwbare schuilplaats te vinden zodra een felle flits optreedt. Een persoon heeft hiervoor 2 tot 8 seconden, afhankelijk van de afstand. In de shelter zal een directe treffer van gammastraling niet optreden, maar de kans op radioactieve besmetting is nog steeds zeer groot. U kunt het risico op stralingsziekte verkleinen door persoonlijke beschermingsmiddelen te gebruiken en contact te vermijden met:alle items op het grondgebied.
Kernwapens zijn een van de meest verschrikkelijke uitvindingen van de mensheid. Als het voor vreedzame doeleinden wordt gebruikt, kan het van groot nut zijn, maar het militaire gebruik ervan vormt een verschrikkelijke bedreiging voor het leven op aarde. De kettingreactie die is begonnen kan niet worden gestopt, dus is er een verdrag over nucleaire ontwapening dat is ontworpen om de planeet te beschermen tegen catastrofes.
