Ядерное Оружие Мотивация и история История

Ядерное Оружие

Мотивация и история

История o В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество. Это заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия. o В апреле 1939 шесть ведущих германских физиков- ядерщиков - профессора Жоос, Ганль, Гейгер, Маттаух, Боте и Гофман - положили начало организации под названием "Урановый клуб" o Правительством Соединённых Штатов было принято решение - в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Этот проект вошел историю как "Manhattan Project". Возглавил его Лесли Гровс. o На территории Соединенных Штатов, в Лос-Аламосе, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр.

o 16 июля 1945 года, в 5: 29: 45 по местному времени, яркая вспышка озарила небо над плато в горах Джемеза на севере от Нью-Мехико. Характерное облако радиоактивной пыли, напоминающее гриб, поднялось на 30 тысяч футов. Все что осталось на месте взрыва - фрагменты зеленого радиоактивного стекла, в которое превратился песок. Так было положено начало атомной эре.

«Малыш»

«Толстяк»

Хиросима и Нагасаки o мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны - 300 тысяч человек o 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились o На площади 12 кв. км были полностью разрушены все строения

Ядерное оружие в СССР o 20 августа 1945 года был образован специальный комитет по атомной энергии под руководством Л. Берия. Его заместителем назначили наркома боеприпасов Б. Л. Ванникова. В комитет вошли видные ученые А. Ф. Иоффе, П. Л. Капица и И. В. Курчатов. o В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7. 00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1".

«Рдс-1»

Тротиловый эквивалент o Троти ловый 1 грамм 4184 Дж эквивалент — мера 1 кг 4, 184× 10^6 Дж энерговыделения высокоэнергетиче 1 тонна 4, 184× 10^9 Дж ских событий, выраженная в 1 килотонна (кт) 4, 184× 10^12 Дж количестве тринитротолуола 1 мегатонна (Мт) 4, 184× 10^15 Дж (ТНТ), выделяющем при 1 гигатонна (Гт) 4, 184× 10^18 Дж взрыве равное количество энергии.

Цепная Реакция

Классификация ядерного оружия Атомные Водородные нейтронное оружие однофазные или двухфазные или двухфазный боеприпас двухступенчатые устройства, в малой мощности (от 1 кт до одноступенчатые которых последовательно 25 кт), в котором 50 — 75 устройства, в которых развиваются два физических процесса, локализованных в % энергии получается за основной выход различных областях счет термоядерного энергии происходит от пространства: на первой стадии синтеза. Поскольку ядерной реакции основным источником энергии основным переносчиком является реакция деления ядер, деления тяжелых а на второй реакции деления и энергии при синтезе элементов (урана-235 термоядерного синтеза являются быстрые используются в различных нейтроны, то при взрыве или плутония) с пропорциях, в зависимости от такого боеприпаса выход образованием более типа и настройки боеприпаса. нейтронов может в лёгких элементов Первая стадия запускает вторую, несколько раз превышать в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии выход однофазных взрыва ядерных устройств сравнимой мощности

Классификация ядерного оружия по мощности сверхма малые средние крупные сверхкрупн (большой ые лые мощности) (сверхболь шой мощности) менее 1 1 — 100 кт свыше кт кт 100 кт — 1 Мт

Урановая бомба o Урановая бомба представляет собой взрывное устройство, в котором роль главного источника энергии играет деление атомных ядер урана – ядерная реакция o Для того чтобы ядерная бомба была боеспособной, концентрация урана– 235 в ядерном топливе не должна быть меньше 80 %, в противном случае уран– 238 очень быстро погасит установившуюся цепную ядерную реакцию o Бомбы, основанные на уране, были первым ядерным оружием, примененным человеком в военных условиях

o Существуют две основные схемы подрыва делящегося заряда: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная

Пушечная схема o характерна для некоторых моделей ядерного оружия первого поколения, а также артиллерийских ядерных боеприпасов, имеющих ограничения по калибру орудия. Суть пушечной схемы заключается в выстреливании зарядом пороха одного блока делящегося вещества докритической массы ( «пуля» ) в другой — неподвижный ( «мишень» ). Блоки рассчитаны так, что при соединении их общая масса становится сверхкритической.

Имплозивная схема o Имплозивная схема подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом обычной химической взрывчатки. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы, и подрыв производится одновременно во многих точках с прецизионной

Термоядерное оружие o тип оружия массового поражения, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия (тяжёлого водорода)), при которой выделяется колоссальное количество энергии. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное оружие имеет намного бо льшую мощность взрыва. Теоретически она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов

o Термоядерное взрывное устройство может быть построено как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития — дейтериду лития-6. Это соединение тяжёлого изотопа водорода — дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6.

РДС-6 с

o A Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы. o B Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления. o C В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола. o D Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла. o E В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…

Нейтронное оружие o разновидность ядерного оружия, у которого искусственно увеличена доля энергии взрыва, выделяющаяся в виде нейтронного излучения для поражения живой силы, вооружения противника и радиоактивного заражения местности при ограниченных поражающих воздействиях ударной волны и светового излучения. Из- за быстрого поглощения нейтронов атмосферой малоэффективны нейтронные боеприпасы большой мощности; эквивалентный тоннаж нейтронных боезарядов обычно не превышает нескольких килотонн и их относят к тактическому ядерному оружию.

Конструкция o Нейтронный заряд конструктивно представляет собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое количество термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития с большим содержанием последнего, как источника быстрых нейтронов). При подрыве взрывается основной ядерный заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции. Большая часть энергии взрыва применении нейтронного оружия выделяется в результате запущенной реакции синтеза. Конструкция заряда такова, что до 80 % энергии взрыва составляет энергия потока быстрых нейтронов, и только 20 % приходится на остальные поражающие факторы

Разработка ядерного оружия (Саров) o Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) - федеральное государственное унитарное предприятие Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом". Институт основан в 1946 году для реализации советского атомного проекта. Здесь были разработаны первые отечественные атомная и водородная бомбы. o В настоящее время ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ - крупнейший научно-технический центр России, который успешно решает оборонные, научные и народнохозяйственные задачи. Основной задачей РФЯЦ-ВНИИЭФ было и остается обеспечение надежности и безопасности ядерного оружия России.

Юлий Борисович Харитон

Разработка ядерного оружия (Снежинск) o Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина (далее РФЯЦ – ВНИИТФ) - федеральное государственное унитарное предприятие Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом". o В 1955 году был создан второй оружейный ядерный центр Советского Союза (ныне РФЯЦ - ВНИИТФ). Это обеспечивало ускорение темпов работ по созданию ядерного оружия, создавало предпосылку сохранения одного из двух ядерных центров в случае войны, давало возможность более объективно судить об уровне создаваемого ядерного оружия, так как порождало здоровую конкуренцию разработок.

Васильев Дмитрий Ефимович

Ломинский Георгий Павлович

Нечай Владимир Зиновьевич

Рыкованов Георгий Николаевич

Борис Васильевич Литвинов o В 1961— 1997 гг. — главный конструктор

Карта ядерных полигонов

Программа ядерных испытаний СССР включает 715 ядерных испытаний год 1949 1951 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1961 1962 1964 1965 N 1 2 5 10 6 9 16 34 59 79 9 14 год 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 N 18 17 17 19 16 23 24 17 21 19 21 24 Год 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1987 1988 1989 1990 N 31 31 24 21 19 25 27 10 23 16 7 1