Реферат доповідь на тему «ядерну зброю» - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних

Мета доповіді: проінформувати учнів про історію створення, що вражають чинники ядерної зброї і захисту від них. Час, відведений на доповідь - 30 хвилин

Історія створення ядерної зброї

Почнемо, мабуть, з Альберта Ейнштейна. У 1905 він видав свою спеціальну теорію відносності. Відповідно до цієї теорії, співвідношення між масою і енергією виражене рівнянням

яке означає, що дана маса (m) пов'язана з кількістю енергії (E) дорівнює цій масі, помноженої на квадрат швидкості світла (c). Дуже мала кількість речовини еквівалентно до великої кількості енергії. Наприклад, 1 кг речовини, перетвореного в енергію був би еквівалентний енергії, випущеної, при вибуху 22 мегатонн тротилу.

У 1938 р, в результаті експериментів німецьких хіміків Отто Хана і Фрітца Страссманна (1902-80), їм вдається розбити атом урану на дві приблизно рівні частини за допомогою бомбардування урану нейтронами. Британський фізик Отто Роберт Фріш (1904-79), пояснив як при розподілі ядра атома виділяється енергія.

На початку 1939 року французький фізик Жоліо-Кюрі зробив висновок, що можлива ланцюгова реакція, яка призведе до вибуху жахливої ​​руйнівної сили і що уран може стати джерелом енергії, як звичайне вибухова речовина. Цей висновок стало поштовхом для розробок зі створення ядерної зброї.

Перед початком Другої світової війни Альберт Ейнштейн написав президентові США Франкліну Рузвельту. У ньому нібито йдеться про спроби нацистської Німеччини очистити Уран-235, що може привести їх до створення атомної бомби. Зараз стало відомо, що німецькі вчені були дуже далекі від проведення ланцюгової реакції. У їх плани входило виготовлення "брудної", сильно радіоактивної бомби. Як би там не було, урядом Сполучених Штатів було прийнято рішення - в найкоротші терміни створити атомну бомбу. Цей проект увійшов історію як "Manhattan Project". Очолив його Леслі Гровс.

Наступні шість років, з 1939 по 1945, на проект Манхеттен було витрачено більше двох більйонів доларів. В Oak Ridge, штат Теннесі, був побудований величезний завод з очищення урану.

На території Сполучених Штатів, в Лос-Аламосі, в пустельних просторах штату Нью-Мексико, в 1942 році був створений американський ядерний центр. Над проектом працювало багато вчених, головним же був Роберт Оппенгеймер. Під його керівництвом були зібрані кращі уми того часу не тільки США і Англії, але практично всієї Західної Європи. Над створенням ядерної зброї трудився величезний колектив, включаючи 12 лауреатів Нобелівської премії. Робота в Лос-Аламосі, де була лабораторія, не припинялася ні на хвилину. У Європі тим часом йшла Друга світова війна, і Німеччина проводила масові бомбардування міст Англії, що ставило під небезпеки англійська атомний проект "Tub Alloys", і Англія добровільно передала США свої розробки та провідних вчених проекту, що дозволило США зайняти провідне становище в розвитку ядерної фізики (створення ядерної зброї).

До осені 1944 року, коли роботи зі створення атомної бомби підходили до завершення, в США був створений 509-й авіаполк "літаючих фортець" Б-29, командиром якого був призначений досвідчений льотчик полковник Тіббетс. Полк приступив до регулярних тривалим тренувальних польотів над океаном на висотах 10-13 тисяч метрів. До літа 1945 року американцям вдалося зібрати дві атомні бомби, що одержали назви "Малюк" і "Товстун". Перша бомба важила 2722 кг і була споряджена збагаченим Ураном-235. "Товстун" з зарядом з плутонію-239 потужністю більше 20 кт мала масу 3175 кг.

Загальні людські втрати і масштаби руйнувань від цих бомбардувань характеризуються такими цифрами: миттєво загинуло від теплового випромінювання (температура близько 5000 градусів С) і ударної хвилі - 300 тисяч чоловік, ще 200 тисяч отримали поранення, опіки, облучились. На площі 12 кв. км були повністю зруйновані всі будівлі. Тільки в одній Хіросімі з 90 тисяч будівель було знищено 62 тисячі. Ці бомбардування потрясли весь світ. Вважається, що ця подія поклала початок гонки ядерних озброєнь і протистояння двох політичних систем того часу на новому якісному рівні.

До середини 1948 року в Комітеті начальників штабів був складений план ядерної війни з СРСР, що отримав кодову назву "Чаріотір". Він передбачав, що війна повинна початися "з концентрованих нальотів з використанням атомних бомб проти урядових, політичних і адміністративних центрів, промислових міст і вибраних підприємств Нафтоочисні промисловості з баз в західній півкулі і Англії". Тільки за перші 30 днів намічалося скинути 133 ядерні бомби на 70 радянських міст.

План "Тройан", згідно з яким на 70 міст СРСР повинні були бути скинуті атомні бомби, був зірваний через загрозу удару у відповідь. Подія, що відбулася на Семипалатинському полігоні, сповістило світ про створення в СРСР ядерної зброї, що поклало кінець американському монополізму на володіння новим для людства зброєю.

Вражаючі фактори ядерної зброї та захист від них

При ядерному вибуху діють п'ять вражаючих факторів: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження, проникаюча радіація і електромагнітний імпульс. Енергія ядерного вибуху розподіляється приблизно так: 50% витрачається на ударну хвилю, 35% - на світлове випромінювання, 10% - на радіоактивне зараження, 4% - на проникаючу радіацію і 1% - на електромагнітний імпульс. Висока температура і тиск викликають потужну ударну хвилю і світлове випромінювання. Вибух ядерного боєприпасу супроводжується виходом проникаючої радіації, що складається з потоку нейтронів і гамма квантів. Хмара вибуху містить величезну кількість радіоактивних продуктів - осколків поділу ядерного пального. По шляху руху цієї хмари радіоактивні продукти з нього випадають, в результаті чого відбувається радіоактивне зараження місцевості, об'єктів і повітря. Чи не рівномірний рух електричних зарядів в повітрі під впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме призводить до утворення електромагнітного імпульсу. Так формуються основні вражаючі фактори ядерного вибуху. Явища, що супроводжують ядерний вибух, в значній мірі залежать від умов і властивостей середовища, в якій він відбувається.

Це основний вражаючий фактор ядерного вибуху, який виробляє руйнування, пошкодження будівель і споруд, а також вражає людей і тварин. Джерелом УВ є сильний тиск, що утворюється в центрі вибуху (мільярди атмосфер). Що утворилася при вибуху розпечені гази, стрімко розширюючись, передають тиск сусіднім верствам повітря, стискаючи і нагріваючи їх, а ті в свою чергу впливають на наступні шари і т.д. В результаті в повітрі з надзвуковою швидкістю в усі сторони від центру вибуху поширюється зона високого тиску.

З ростом калібру ядерних боєприпасів радіуси поразки ударною хвилею ростуть пропорційно кореню кубічному з потужності вибуху. При підземному вибуху виникає ударна хвиля в грунті, а при підводному у воді. Крім того, при цих видах вибухів частина енергії витрачається на створення ударної хвилі і в повітрі. Ударна хвиля. поширюючись в грунті, викликає пошкодження підземних споруд. каналізації, водопроводу; при поширенні її у воді спостерігається пошкодження підводної частини кораблів, що знаходяться навіть на значній відстані від місця вибуху.

Вплив УВ викликає різні за ступенем тяжкості ураження. Ефективним способом захисту від прямого впливу УВ буде укриття в захисних спорудах (сховищах, ПРУ, швидкомонтованих населенням). Для укриття можна використовувати канави, яри, печери, гірські вироблення, підземні переходи; можна просто лягти на землю на віддалі від будівель і споруд.

Проникаюча радіація не однорідна. Потік ядерного вибуху являє собою потік альфа, бета, гамма випромінювань і нейтронів. Альфа-випромінювання не здатні проникнути через зовнішній (роговий) шар шкіри і не становлять небезпеки для людини до тих пір, поки речовини, що випускають альфа-частинки не потраплять всередину організму. Бета-частинки на шляху свого руху рідше стикаються з нейтральними молекулами, тому їх іонізуюча здатність менше, ніж у альфа-випромінювання. Втрата ж енергії при цьому відбувається повільніше і проникаюча здатність в тканинах організму більше (1-2 см). Бета-випромінювання небезпечні для людини, особливо при попаданні радіоактивних речовин на шкіру або всередину організму. Гамма-випромінювання має порівняно невеликий іонізуючої активністю, але в силу дуже високу проникаючу здатність становить велику небезпеку для людини. Послаблює дію ПР прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто товщиною матеріалу, проходячи через який ПР зменшується в два рази. Так, ПР послаблюють в два рази наступні матеріали: Свинець - 1.8 см 4. Грунт, цегла - 14 см Сталь - 2.8 см 5. Вода - 23 см Бетон - 10 см 6. Дерево - 30 см. Повністю захищають людину від впливу ПР спеціальні захисні споруди - притулку. Частково захищають ПРУ (підвали будинків, підземні переходи, печери, гірські вироблення) і швидкобудуюємі населенням перекриті захисні споруди (щілини). Самим надійним притулком для населення є станції метрополітену. Велику роль в захисті населення від ПР грають протирадіаційні препарати з АІ-2 - радіозахисні засоби №1 і №2. Джерелом ПР є ядерні реакції поділу і синтезу, що протікають в боєприпасах в момент вибуху, а також радіоактивний розпад осколків розподілу ядерного пального. Час дії ПР під час вибуху ядерних боєприпасів не перевищує декількох секунд і визначається часом підйому хмари вибуху. Вражаюча дія ПР полягає в здатності гамма випромінювання і нейтронів іонізувати атоми і молекули, що входять до складу живих клітин, в результаті чого порушуються нормальний обмін речовин, життєдіяльність клітин, органів і систем організму людини, що призводить до виникнення специфічного захворювання - променевої хвороби. Ступінь променевої хвороби залежить від поглиненої дози опромінення і часу. Нагріті продукти вибуху і маси повітря утворюють вогненна куля (при повітряному вибуху) або вогненну півсферу (при наземному вибуху). Відразу ж після утворення вони швидко збільшуються в розмірах, досягаючи в діаметрі декількох кілометрів. При наземному ядерному вибуху вони з дуже великою швидкістю піднімаються вгору (іноді понад 30 км), створюючи потужний висхідний потік повітря, який захоплює з собою десятки тисяч тонн ґрунту з поверхні землі. Зі збільшенням потужності вибуху зростають розміри і ступінь зараження місцевості в район вибуху і на сліді радіоактивної хмари. Найбільші частки під дією сили тяжіння випадають з радіоактивної хмари і стовпа пилу ще до моменту, коли останні досягають граничної висоти і заражають місцевість в безпосередній близькості від центру вибуху. Легкі частинки осідають повільніше і на значних відстанях від нього. Так утворюється слід радіоактивної хмари. Рельєф місцевості практично не впливає на розміри зон радіоактивного зараження. Однак він обумовлює нерівномірне зараження окремих ділянок всередині зон. Для захисту населення від РЗМ використовуються всі наявні захисні споруди (сховища, ПРУ, підвали багатоповерхових будинків, станції метрополітену). Ці захисні споруди повинні мати досить високим коефіцієнтом ослаблення - від 500 до 1000 і більше разів, тому що зони радіоактивного зараження мають високі рівні радіації. У зонах РЗМ населенню необхідно приймати радіозахисні препарати з АІ-2 (№1 і №2).

Електромагнітний імпульс (EMP)

Ядерні вибухи в атмосфері і в більш високих шарах призводять до утворення потужних електромагнітних полів з довжинами хвиль від 1 до 1000 м і більше. Ці поля, оскільки вони мають короткочасного існування прийнято називати електромагнітним імпульсом (ЕМІ). Електромагнітний імпульс виникає і в результаті вибуху і на малих висотах, однак напруженість електромагнітного поля в цьому випадку швидко спадає в міру віддалення від епіцентру. У разі ж висотного вибуху, область дії електромагнітного імпульсу охоплює практично всю видиму з точки вибуху поверхню Землі. Вражаюча дія ЕМІ обумовлено виникненням напруг і струмів в провідниках різної протяжності, розташованих в повітрі, землі, в радіоелектронної та радіотехнічної апаратури. ЕМІ в зазначеній апаратурі наводить електричні струми і напруги, які викликають пробій ізоляції, пошкодження трансформаторів, згоряння розрядників, напівпровідникових приладів, перегоряння плавких вставок. Найбільш схильні до впливу ЕМІ лінії зв'язку, сигналізації та управління ракетних стартових комплексів, командних пунктів. Захист від ЕМІ здійснюється екрануванням ліній управління і енергопостачання, заміною плавких вставок (запобіжників) цих ліній. ЕМІ становить 1% від потужності ядерного боєприпасу.

1, 2, 3 - Фотографії наземних атомних вибухів

4 - Американська атомна бомба «Малюк», скинута на Хіросіму

5 - Перша радянська ядерна утройство РДС-1

6 - 50-мегатонний ядерний заряд

7, 8 - вплив вражаючих факторів ядерного вибуху на будову

9 - Підземний атомний вибух

10 - воронка, що залишилася після підземного атомного вибуху