Jaderná zbraň
jaderná zbraň je zbraňové získávání jeho energie od jaderných reakcí. Tyto zbraně mají obrovské destruktivní schopnosti a jsou posessed jediný hrst národů. Oni byli použití jen dvakrát v bitvě, Spojenými státy proti japonským městům Hiroshima a Nagasaki v závěru Světová válka II.
Atomové bomby čerpají jejich sílu z jaderného štěpení, kde těžká jádra (uran nebo plutonium) se rozdělí do lehčích elementů když bombardoval neutrony (produkovat více neutronů, které bombardují jiná jádra, odjišťovat řetězovou reakci). Tito jsou historicky nazýváni atomovými bombami nebo Atomovými bombami, ačkoli toto jméno není přesné přímo ke skutečnosti, že chemické reakce zprostí energii kovalentních vazeb a roztavení je ne méně atomový než štěpení. Přes tento možný zmatek, termín atomová bomba ještě byla všeobecně přijímaná odkazovat specificky k nukleárním zbraním, a nejvíce obyčejně k čistému štěpení zařízení.
Fúzní bomby jsou založené na jaderné fázi kde lehká jádra takový jak vodík a hélium spojí se spolu do těžších elementů a propouštěcích velkých množství energie. Zbraně, které mají stádium roztavení jsou také odkazoval se na jako vodíkové bomby nebo Vodíkové pumy protože jejich primárního paliva, nebo termonukleární zbraně protože fúzní reakce vyžadují extrémně vysoké teploty pro řetězovou reakci nastat.
Nukleární zbraně jsou často popisovány jako jedno štěpení nebo roztavení zařízení založená na dominantním zdroji energie zbraně. Rozdíl mezi těmito dvěma druhy zbraně je zamlžen skutečností, že oni jsou spojeni v skoro všechny komplexní moderní zbraně: menší atomová bomba je nejprve zvyklá na dosah nezbytné podmínky vysoce teplota a tlak dovolit roztavení nastat. Na druhé straně, zařízení štěpení je více účinné, když jádro roztavení nejprve posílí energii zbraně. Od rozlišujícího rysa jak štěpení tak zbraní roztavení je to oni zprostí energii transformací atomového jádra, nejlepší obecný termín pro všechny druhy těchto výbušných zařízení je “jaderná zbraň”.
Urychlil designy termonukleárních zbraní
Největší moderní zbraně zahrnují štěpnou vnější skořápku uranu. Intenzivní rychle neutrony od roztavení fáze zbraně způsobí dokonce přirozený (to je unenriched) uran k štěpení, zvětšovat výnos zbraně mnohokrát.
kobaltová puma používá kobalt ve skořápce a neutrony roztavení přemění kobalt na kobalt-60, silný dlouhodobý (5 roků) vydavatel paprsků gamy. Obecně tento druh zbraně je osolená bomba a proměnná účinky radioaktivního spada mohou být získány tím, že používá různé solení izotopy. Zlato bylo navrhované pro krátkodobý radioaktivní spad (dny), tantalum a zinek pro radioaktivní spad přechodného trvání (měsíce), a kobalt na dlouho nazvat znečištění (roky). Primární účel této zbraně má vytvořit extrémně radioaktivní radioaktivní spad dělat velkou oblast neobyvatelný. Žádný kobalt nebo jiná osolená bomba byla postavená nebo testovala veřejně.
Finální varianta termonukleárních zbraní je zvýrazněná ozařovací zbraň, nebo neutronová bomba který jsou malé termonukleární zbraně ve kterém vypuknutí neutronů vytvořených fúzní reakcí je úmyslně nezabrané uvnitř zbraně, ale povolil uniknout. Rentgenová zrcadla a shell zbraně jsou vyrobeni z chrómu nebo niklu tak že neutrony jsou povoleny k útěku. Tento intenzivní výbuch vysokoenergetických neutronů je princip destruktivní mechanismus. Neutrony jsou pronikavější než jiné druhy radiace tak mnoho stínících materiálů, které zpracují studnu proti paprskům gamy je vyjádřeno méně účinný. Termín “zvýrazněná radiace” odkazuje jen k výbuchu ionizing radiace vydané v tomto okamžiku detonace, ne k nějakému povznesení zbytkové radiace v radioaktivním spade (jak v osolené bomby diskutovaly nahoře).
Pro více technické podrobnosti vidí: Design jaderné zbraně
Energie uvolněná od jaderné zbraně vejde do čtyř primárních kategorií:
- 40 výbuchu-60 % energie úhrnu
- Tepelné sálání - 30-50 % energie úhrnu
- Ionizing radiace - 5 % energie úhrnu
- Zbytková radiace (radioaktivní spad) 5-10 % energie úhrnu
Dominantní účinky jaderné zbraně (výbuch a tepelné sálání) jsou stejní mechanismy hmotné škody jak konvenční explosives. Primární rozdíl je že nukleární zbraně jsou schopné rozpojení mnohem větší množství energie najednou. Většina ze škody zaviněné jadernou zbraní není přímo příbuzná nukleárnímu procesu uvolňování energie, ale by byl dar pro nějakou explozi o stejné velikosti.
Škoda udělaná každým tří počátečních forem energie vydání se liší od velikosti zbraně. Tepelné sálání klesá nejpomalejší se vzdáleností, tak větší zbraň důležitější tento účinek se stojí. Ionizing radiace je silně zabraná letecky, tak to je jen nebezpečné iteself pro menší zbraně. Škoda výbuchu odpadává více rychle než tepelné sálání ale více pomalu než ionizing radiace.
Když jaderná zbraň exploduje, materiál bomby přijde k rovnováze teplota v o mikrosekundě. V tomto okamžiku asi 75 % energie je vydávána jako primární tepelné sálání, většinou měkký Rentgeny. Téměř všichni zbytku energie je kinetická energie v rychle-pohybovat pozůstatky zbraně. Vzájemné ovlivňování rentgenuje a pozůstatky s okolím určují jak hodně energie je produkována jako výbuch a jak hodně jako světlo. Obecně, hustější střed kolem bomby, více to bude absorbovat, a silnější shockwave bude.
Když nukleární detonace se vyskytuje ve vzduchu blízko mořské hladiny, většina z měkkých rentgenů v primárních volbách termální radiace být absorbován uvnitř nemnoho noh. Nějaká energie je re-vyzařoval v ultrafialový, viditelné světlo a infračervený, ale většina energie ohřívá kulatý objem vzduchu. Toto tvoří ohnivou kouli.V nárazu v vysokých výškách, kde hustota vzduchu je nízká, měkké rentgeny cestují po dlouhých vzdálenostech předtím oni jsou absorbováni. Energie je tak zředěna že tlaková vlna může být napůl jak silný nebo méně. Zbytek energie je rozptýlen jako silnější teplotní puls.
Hodně ze zkázy způsobené jaderným výbuchem je způsobený účinky výbuchu. Většina staveb, kromě posílený nebo odstřelit-odolné struktury, bude trpět mírnit ke kruté škodě když vystavený k průměrným přetlakům. Vítr výbuchu může překročit několik sto km/hr. Rozsah pro účinky výbuchu zvětší se s výbušným výnosem zbraně.
Dva zřetelné, současné jevy jsou spojovány s tlakovou vlnou v vzduchu:
- Statický přetlak, tj., ostré zvyšování tlaku projevovalo nárazovou vlnou. přetlak u některého daný bod je přímo úměrný hustotě vzduchu ve vlně.
- Dynamické tlaky, tj., táhnout se projevoval větry výbuchu vyžadovanými k formě tlaková vlna. Tito natočí tlak, pád a objekty slzy.
Nukleární zbraně vydávají velká množství elektromagnetického záření jak viditelný, infračervený, a ultrafialové světlo. Hlavní rizika jsou hoří a zranění oka. Na jasných dnech, tato zranění mohou nastat dobře za rozsahy výbuchu. Světlo je tak silné že to může odstartovat ohně, které rozšíří se rychle v pozůstatkách opuštěných výbuchem. Rozsah tepelných technických účinků se zvětší zřetelně s výnosem zbraně.
Protože tepelné sálání cestuje s přímými linkami od ohnivé koule (ledaže rozptýlený) nějaký neprůhledný objekt bude dělat ochranný stín. Jestliže mlha nebo opar rozptýlí světlo, to bude ohřívat věci od všech směrů a stínění bude méně účinné.
Když tepelné sálání udeří objekt, část bude odražená, část přenášela a zbytek absorboval. Zlomek, který je absorbován závisí na přírodě a barvě materiálu. Tenká látka může přenášet hodně. Lehký barevný objekt může přemýšlet hodně dopadajícího záření a tak vyhnout se škodě. Zaujaté tepelné sálání zvýší teplotu povrchu a vyústí v připálení, připálení a spalování dřeva, papír, látky, etc. Jestliže materiál je chudý teplotní dirigent, teplo je připoutáno k povrchu materiálu.
Aktuální zapálení materiálů závisí na jak dlouho teplotní puls trvá a tloušťka a obsah vlhkosti cíle. Blížit se k epicentru jaderného výbuchu kde světlo je nejintenzivnější, co může hořet, chtít. Dál pryč, jediný nejvíce snadno podnícené materiály budou plápolat. Zápalné efekty jsou smíchány druhotnými ohni zapálenými účinky tlakové vlny takový jak od kamen rozrušení a pecí.
V Hiroshima, hrozný bouře ohně vyvíjela se uvnitř 20 minut po detonaci. Bouře ohně má síla vichřice větry, které fouká v k centru ohně od všech světových stran. To není, nicméně, jev typický pro jaderné výbuchy, mít been pozoroval to často ve velkých lesních požárech a následujících zápalných nájezdech během Světová válka II.
U výšek nad většinou vzduchu, rentgenuje ionize horní vzduch, dojemná velká množství elektronů. Dojemné elektrické poplatkové příčiny jeden široký-frekvence rozhlasový puls. Puls je silný dost tak ten nejvíce dlouhý kov namítá by se choval jako antény, a indukovat vysoká napětí když puls projde. Tato napětí a spojený vysoce currentss mohl zničit unshielded elektroniku a vyrovnat mnoho drátů. Nejsou tam žádné známé biologické efekty EMP kromě od poruchy kritický lékařský a dopravní zařízení. Ionizovaný vzduch také naruší provoz rádia, který by normálně odrazil od ionosphere.
Jeden může posunout obyčejná rádia a zapálení auta se rozdělí tím, že balí je kompletně v hliníkové fólii nebo nějaké jiné formě Faraday klece. Samozřejmě rádia nemohou operovat když stínil, protože vysílací rozhlasové vlny nemohou dosáhnout jich.
Asi 5 % energie uvolňované v nukleárním vzduchu náraz je ve formě počátečního neutronu a radiaci gamy. Neutrony vyplývají téměř výlučně od štěpení a fúzních reakcí, zatímco počáteční gama radiace zahrnuje to se vynořit z těchto reakcí stejně jako to vyplývat z rozpadu krátkotrvajících štěpných produktů.
Síla počátečního jaderného záření se snižuje rychle se vzdáleností z bodu nárazu, protože radiace se rozšíří přes větší oblast jak to cestuje pryč od exploze. To je také redukováno atmosférickým útlumem a rozptylem.
Charakter radiace přijaté na daném místě také mění se se vzdáleností od exploze. Se blížit k bodu exploze, intenzita neutronu je větší než intenzita gamy, ale se zvyšující se vzdáleností neutron-poměr gamy se sníží. Nakonec, neutronová součást počáteční radiace stane se zanedbatelná ve srovnání s komponentou gamy. Rozsah pro významné úrovně počátečního záření nezvětší se zřetelně s výnosem zbraně a, jako výsledek, počáteční radiace stane se méně rizika s rostoucím výnosem. S většími zbraněmi, nahoře 50 Kt, výbuch a tepelné technické účinky jsou tak hodně větší v důležitosti že výzvové účinky z ozáření mohou být ignorovány.
Zbytkové nebezpečí z ozáření od jaderného výbuchu je ve formě radioaktivního spadu a neutronu-umělá radioaktivita. Zbytková ionizing radiace vynoří se z:
- Štěpné produkty. Tito jsou přechodné váhové izotopy, které jsou se tvořil když těžký uran nebo jádro plutonia je trhlina v štěpné rekci. Tam být u konce 300 různých štěpných produktů, které mohou vyplývat z štěpné rekce. Mnoho z těchto být radioaktivní s široko se lišit half-lives. Někteří jsou velmi krátcí, tj., zlomky vteřiny, zatímco nemnoho být dlouho dost že materiály mohou být riziko po celé měsíce nebo roky. Jejich hlavní způsob úpadku je emisí bety a radiace gamy. Přibližně 60 gramů štěpných produktů je tvořeno na kiloton výnosu. Odhadovaná aktivita tohoto množství štěpných produktů 1 minuta po detonaci je stejná s tím 1.1 × 1021 Bq (30 miliónů kilogramů rádia) v rovnováze s jeho produkty rozpadu.
- Unfissioned nukleární materiál. Nukleární zbraně jsou relativně nedostatečné v jejich použití štěpného materiálu, a hodně z uranu a plutonia je rozptýlen explozí bez podstupovat štěpení. Takový unfissioned nukleární materiál se rozkládá pomalu emisí alf částice a je relativně menší důležitosti.
- Neutron-umělá radioaktivita. Jestliže atomová jádra zachytí neutrony když vystavený k proudu neutronové radiace, oni chtějí, jako pravidlo, stát se radioaktivní (neutron-umělá radioaktivita) a pak se rozkládat emisí bety a radiace gamy přes prodlouženou lhůtu času. Neutrony vydávané jako součást počátečního jaderného záření způsobí aktivaci zbytků zbraně. Navíc, atomy environmentálního materiálu, takový jako půda, vzduch a voda, smět být aktivován, se spoléhat na jejich složení a vzdálenost od nárazu. Například, malá oblast kolem epicentra jaderného výbuchu může stát se riskantní v důsledku projevu nerostů v půdě k počáteční neutronové radiaci. Toto je náležité hlavně k záchytu neutronu různými prvkami, takový jako sodík, mangan, hliník a křemík v půdě. Toto je zanedbatelné riziko protože zahrnuté omezené oblasti.
Hrozný místní radioaktivní spad znečištění může se prodlužovat daleko za výbuchem a tepelnými technickými účinky, zvláště v případě vysokého výtěžku detonace povrchu. V detonace se blíží k vodní hladině, částečky inklinují být lehčí a menší a produkce méně místního radioaktivního spada ale vůle se rozšíří přes větší oblast. Částečky obsahují většinou mořské soli s některými vlhnou; tito mohou mít naočkování mraku ovlivnit působit místní rainout a oblasti vysokého místního radioaktivního spada.
Radiobiological riziko celosvětového radioaktivního spada je nezbytně nějaký dlouhodobý přímo k potenciálnímu nahromadění trvanlivých radioizotopů, takový jak strontium-90 a cesium-137, v těle v důsledku přijímání jídel včleňovat tyto radioaktivní látky. Riziko celosvětového radioaktivního spada je hodně méně vážné než rizika, která jsou spojována s místním radioaktivním spadem.
Výbuch a teplotní zranění v mnoha případech chtějí daleko outnumber radiační poškození. Nicméně, účinky záření jsou značně komplexnější a rozmanitý než být výbuch nebo tepelné technické účinky a být podřízený značnému nedorozumění. Široký rozsah biologických změn může následovat ozáření zvířat, sahat od rychlé smrti, která následuje vysoké dávky pronikavého celku-radiace těla k nezbytně normálním životům pro období proměnné času až do vývoje zpomalených účinků z ozáření, v části vystavené populace, následovat projevy nízké dávky.
Pro více technické podrobnosti vidí: jaderný výbuch
Termín strategické nukleární zbraně je často používán označit velké zbraně, které byly by zničily velké cíle, takový jako města. Taktické nukleární zbraně jsou menší zbraně zničily konkrétní úkoly takový jak vojenský, komunikace, infrastruktura.
Základní metody doručení jsou:
- bombardéry takový jak B-52 a V bombardér
- balistické střely - raketa používat balistickou trajektorii zahrnovat významný výstup a generaci včetně suborbital a částečných okružních trajektorií. Nejvíce obyčejně ICBM a SLBM. Moderní zbraně také doručí rozmanitý nezávislý nový vstup vozidla (MIRV) každý který nese hlavici a dovoluje jedinou vypuštěnou raketu udeřit hrst cílů.
- řízené střely - používání rakety trajektorie malé nadmořské výšky zamýšlela se vyhnout detekci radarovýma systémy. Řízené střely mají kratší rozmezí a snižují užitečná zatížení než balistické střely, obvykle, a být ne známý nést MIRVs
- dělostřelecké shelly - k taktickém použití
- ruka myslela si
Nukleární zbraně v kultuře
Nukleární ozbrojení se stalo částí naší kultury, dekády posílají-WW II bytí může být nazývané atomová doba. Úžasná síla a úžasný vizuální efekt jsou silný vliv na umění, od Andy Warhol' s silkscreen Atomová bomba (1965) a James Rosenquist' s F-111 (1964-65) ke stavbám Gregoryho Greena a úsilím umělce James Acord používat uran v jeho sochách.
Filmuje představovat atomovou válku nebo hrozbu toho obsahovat Dr. Strangelove nebo: Jak já jsem učil se přestat se znepokojovat a milovat bombu (1964), Na pláži (1959), Day po (1983), Bojová hra (1966), Niti (1985), WarGames (1983), a Miracle míle (1988). Filmy o nukleárních zbraních v rukách jednotlivce teroristi nebo vyděrači obsahují Opravdové lži (1994), Zlomený šíp (1996), a Mírotvůrce (1997). Také série filmů Planeta lidoopů skončí s vypuštěním kobaltových pum. Godzilla je zvažován některými být analogie s nukleárními zbraněmi upuštěnými na Japonsku.
Památná epizoda Nadlidské ženy představovala hrozbu kobaltové pumy. Hlavní charakteristika v Repo muž byl návrhář neutronové bomby.
Nukleární zbraně jsou element základu v sci-fi romány. Takzvaný puma s radioaktivním spadem byla předpovídána v 1943 článku Roberta A. Heinleina titulovalo “řešení neuspokojivý” který přiměl jej, aby byl vyšetřován FBI, znepokojený, že tam bylo porušení bezpečnosti na Manhattan projekt.
- Další technické podrobnosti
- Historie
- Příbuzná technologie a věda
- Vojenská strategie
- Rozšíření a politika
- Generál
Odkazy
- Glasstone, Samuel a Dolan, Philip J., Účinky nukleárních zbraní (třetí vydání), Americká vládní tiskárna, 1977. PDF verze
- NATO příručka na lékařských aspektech NBC obranné operace (část já - nukleární), Oddělení armády, námořnictva a leteckých sil, Washington, D.C., 1996.
- Smyth, H. Dew., Atomová energie pro vojenské účely, Princeton univerzita Press, 1945.
- Účinky atomové války, Office stanovení technologie (květen 1979).
- Rhodos, Richard. Tmavé slunce: Výroba vodíkové bomby. Simon a Schuster, New York, (1995 ISBN 0684824140)
- Rhodos, Richard. Výroba atomové bomby. Simon a Schuster, New York, (1986 ISBN 0684813785)
Externí odkazy
- Archiv jaderné zbraně od Careye Sublette je dobrý zdroj informací a má spojení na jiné zdroje.
- Federace amerických vědců poskytovat pevnou informaci o zbraních hromadného zničení, včetně nukleárních zbraní a jejich efektů
- Nukleární válečné přežívací dovednosti je text veřejného majetku a je vynikající zdroj na jak přežít jaderný útok.