Атомын түвшинд бодис их хэмжээний энерги ялгаруулах чадварыг Альберт Эйнштейн нээсэн нь цөмийн физикийн эхлэлийг тавьсан юм. 1930-аад онд судлаачид лабораторид агаарт цөмийн дэлбэрэлтийг дуурайлган хийсэн боловч олж авсан туршлага нь дэлхий дээрх амар тайван амьдралыг нэн ховордсон.
Үйл ажиллагааны зарчим
Агаарт цөмийн дэлбэрэлт хийхийн тулд дэлбэрэлтийг өдөөх тодорхой нөхцлийг бүрдүүлэх шаардлагатай. Ихэвчлэн TNT эсвэл RDX-ийг тэслэгч болгон ашигладаг бөгөөд түүний нөлөөн дор цацраг идэвхт бодис (ихэвчлэн уран эсвэл плутони) 10 секундын дотор чухал масс хүртэл шахагдаж, дараа нь хүчтэй энерги ялгардаг. Хэрэв бөмбөг нь термоядролын шинж чанартай бол түүний дотор хөнгөн элементүүдийг илүү хүнд болгон хувиргах үйл явц явагддаг. Энэ тохиолдолд ялгарах энерги нь улам хүчтэй дэлбэрэлтийг дагуулдаг.
Цөмийн реакторыг мөн энхийн зорилгоор ашиглаж болно, учир нь задралыг хянах боломжтой. Үүний тулд нейтроныг шингээдэг төхөөрөмжийг ашигладаг. Ийм суурилуулалтанд тохиолддог процессууд үргэлж тэнцвэртэй байдаг. Тэр ч байтугайХэрэв параметрүүдэд бага зэргийн өөрчлөлт гарсан бол систем нь тэдгээрийг цаг тухайд нь унтрааж, ажиллах горим руу буцна. Онцгой байдлын үед гинжин урвалыг зогсоохын тулд элементүүдийг автоматаар шинэчилдэг.
Анхны туршлага
Эйнштейн нээсэн, цөмийн физикчид цаашид судалсан энергийн ялгаралт нь зөвхөн эрдэмтдийг төдийгүй армийнхныг ч сонирхож байв. Бага хэмжээний материалаас хүчтэй тэсрэлт үүсгэх шинэ зэвсэг олж авах боломж нь цацраг идэвхт элементүүдтэй туршилт хийхэд хүргэсэн.
Физикийн хувьд их хэмжээний хор хөнөөлтэй тэсрэлт үүсэх магадлалыг Францын эрдэмтэн Жолио-Кюри нотолсон. Тэрээр эрчим хүчний хүчирхэг эх үүсвэр болсон гинжин урвалыг нээсэн. Цаашид тэрээр дейтерийн оксидтэй туршилт хийхээр төлөвлөж байсан ч Дэлхийн 2-р дайны үед Францад үүнийг хийх боломжгүй байсан тул ирээдүйд Британийн эрдэмтэд атомын зэвсэг бүтээх ажлыг эхлүүлсэн.
Анхны тэсрэх төхөөрөмжийг 1945 оны зун Америкт туршсан. Өнөөдрийн жишгээр бөмбөг нь бага хүч чадалтай байсан ч тэр үед үр нөлөө нь бүх хүлээлтээс давсан байв. Дэлбэрэлтийн хүч болон ойр орчмын газарт үзүүлэх нөлөө асар их байсан.
Үр дүн
Агаар-цөмийн дэлбэрэлтийн шинж чанарыг тодорхойлох туршилт хийсэн. Тэнд байсан хүмүүс дараа нь харсан зүйлээ тайлбарлав. Тэд хэдэн зуун километрийн зайд тод гэрэлтдэг цэгийг ажиглав. Дараа нь энэ нь асар том бөмбөг болж хувирч, маш чанга дуу чимээ гарч, хэдэн километрийн зайд сонсогдовцочролын долгион эргэв. Бөмбөлөг дэлбэрч, мөөг хэлбэртэй арван хоёр километрийн үүл үлджээ. Дэлбэрэлт болсон газарт хэдэн арван метрийн гүн, өргөнтэй тогоо үлджээ. Түүнийг тойрсон хэдэн зуун метр газар амьгүй, хонхорхой хөрс болон хувирав.
Цөмийн дэлбэрэлтийн үеэр агаарын температур мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, агаар мандал өөрөө нягт болж байх шиг болов. Энэ нь хамгаалах байранд газар хөдлөлтийн голомтоос хол байсан гэрчүүдэд хүртэл мэдрэгдсэн. Тэд ямар хүч чадалтай тулгарах талаар хэн ч төсөөлөөгүй тул тэдний харсан зүйлийн цар хүрээ үнэхээр гайхалтай байлаа. Туршилт амжилттай болсон гэж дүгнэсэн.
Агаарын цөмийн дэлбэрэлтийн хор хөнөөлтэй хүчин зүйлүүд
Цэргийнхэн шинэ зэвсэг аливаа дайны үр дүнг шийдэж чадна гэдгийг шууд ойлгосон. Гэвч тэр үед цөмийн дэлбэрэлтийн хор хөнөөлтэй хүчин зүйлийн нөлөөллийн талаар хэн ч бодож байгаагүй. Эрдэмтэд зөвхөн хамгийн тод томрууныг нь л анхаарсан:
- шок долгион;
- гэрлийн ялгарал.
Тэр үед цацраг идэвхт бохирдол, ионжуулагч цацрагийн талаар хэн ч мэддэггүй байсан ч хожим нь хамгийн аюултай нь нэвтэрч буй цацраг байсан. Тиймээс, сүйрэл, сүйрэл нь агаарын цөмийн дэлбэрэлтийн голомтоос хэдэн зуун метрийн зайд нутагшсан бол цацрагийн задралын бүтээгдэхүүний тархалтын талбай хэдэн зуун километрээр үргэлжилдэг. Нэг хүн анхны өртөлтийг хүлээн авсан бөгөөд дараа нь ойр орчмын газруудад цацрагийн уналтад өртөж, хүндэрсэн.
Мөн эрдэмтэд нөлөөн дор байгааг хараахан мэдээгүй байнаЦөмийн дэлбэрэлтийн агаарын цохилтын долгион нь цахилгаан соронзон импульс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь олон зуун километрийн зайд байгаа бүх электроникийг идэвхгүй болгож чаддаг. Тиймээс анхны туршигчид зэвсэг хэр хүчтэй бүтээгдсэн, түүнийг ашигласны үр дагавар нь ямар их гамшигтай болохыг төсөөлж ч чадахгүй байв.
Тэсрэлтийн төрөл
Агаарын цөмийн дэлбэрэлт нь тропосферийн өндөрт, өөрөөр хэлбэл дэлхийн гадаргуугаас дээш 10 км-ийн зайд явагддаг. Гэхдээ тэдгээрээс гадна өөр төрлүүд байдаг, жишээлбэл:
- Дэлхий болон усны гадаргуу дээр явагддаг хуурай газрын болон усан дээрх. Нар тэнгэрийн хаяагаас мандаж буй мэт харагдах галт бөмбөлөг.
- Өндөрт, агаар мандалд явуулсан. Үүний зэрэгцээ гэрэлтдэг флэш нь маш том хэмжээтэй, агаарт өлгөөтэй, газар, усны гадаргуу дээр хүрэхгүй.
- Газар доорх эсвэл усан доорх нь дэлхийн царцдасын зузаан эсвэл гүнд тохиолддог. Ихэвчлэн флэш байдаггүй.
- Сансар. Эдгээр нь бөмбөрцөгөөс хэдэн зуун километрийн зайд, тойргийн орон зайн гадна байдаг ба гэрэлтдэг молекулуудын үүл дагалддаг.
Янз бүрийн төрлүүд нь зөвхөн гялбаагаар бус бусад гадаад шинж чанар, түүнчлэн хохирол учруулах хүчин зүйл, дэлбэрэлтийн эрч хүч, түүний үр дүн, үр дагавар зэргээрээ ялгаатай байдаг.
Газрын туршилт
Анхны бөмбөгийг дэлхийн гадаргуу дээр шууд туршсан. Ийм төрлийн дэлбэрэлтүүд нь мөөгний тодорхой үүл дагалддагагаар, хөрсөнд хэдэн арван, бүр хэдэн зуун метр үргэлжилдэг тогоо. Газар дээрх дэлбэрэлт хамгийн аймшигтай харагдаж байна, учир нь газрын дээгүүр намхан эргэлдэж буй үүл нь зөвхөн тоос шороо төдийгүй хөрсний нэлээд хэсгийг татдаг тул бараг хар өнгөтэй болгодог. Хөрсний тоосонцор нь химийн элементүүдтэй холилдож, улмаар газарт унадаг нь цацраг идэвхт бодисоор бохирдож, хүн амьдрах боломжгүй болгодог. Цэргийн зорилгоор үүнийг хүчирхэг барилга байгууламж, объектыг устгах, өргөн уудам нутаг дэвсгэрт халдварлахад ашиглаж болно. Хор хөнөөлтэй нөлөө нь хамгийн хүчтэй.
Гадаргуугийн дэлбэрэлт
Туршилтыг мөн усны гадаргуугаас дээш гаргадаг. Энэ тохиолдолд үүл нь усны тоосноос бүрдэх бөгөөд энэ нь гэрлийн цацрагийн эрчмийг бууруулдаг боловч цацраг идэвхт тоосонцорыг хол зайд тээвэрлэж, улмаар туршилтын талбайгаас мянган километрийн зайд хур тунадасны хамт унах болно.
Цэргийн зориулалтаар үүнийг тэнгисийн цэргийн бааз, боомт, хөлөг онгоцыг устгах эсвэл ус, эргийг бохирдуулахад ашиглаж болно.
Агаарын дэлбэрэлт
Энэ төрлийг газраас их зайд (энэ тохиолдолд өндөр гэж нэрлэдэг) эсвэл бага зайд (нам) үйлдвэрлэж болно. Дэлбэрэлт өндөр байх тусам өсөн нэмэгдэж буй үүл нь мөөгний хэлбэртэй төдий чинээ ижил төстэй байх болно, учир нь газрын тоосны багана түүнд хүрэхгүй.
Энэ хэлбэрийн флаш нь маш тод тул газар хөдлөлтийн төвөөс хэдэн зуун километрийн зайд харагдах боломжтой. Температурыг хэмжсэн галт бөмбөлөг дэлбэрч байнахэдэн сая Цельсийн хэмээр дээшилж, хүчтэй гэрлийн цацрагийг илгээдэг. Энэ бүхэн аянга цахилгааныг санагдуулдаг чанга дуу чимээ дагалддаг.
Бөмбөлөг хөргөхөд үүл болж хувирах ба энэ нь гадаргаас тоосыг татах агаарын урсгал үүсгэдэг. Үүссэн багана нь газраас өндөр биш бол үүлэнд хүрч чадна. Үүл сарниж эхлэхэд агаарын урсгал сулардаг.
Иймэрхүү дэлбэрэлтийн үр дүнд агаарт байгаа эд зүйлс, барилга байгууламж, ойр орчмын хүмүүс өртөж болзошгүй.
Байлдааны хэрэглээ
Хирошима, Нагасаки нар цөмийн зэвсэг ашигласан цорын ганц хот юм. Тэнд тохиолдсон эмгэнэлт явдал урьд өмнө байгаагүй.
Оршин суугчид дэлхийн гадаргуугаас богино зайд эхэлсэн агаарын цөмийн дэлбэрэлтийн нөлөөг мэдэрсэн бөгөөд бага гэж ангилдаг. Үүний зэрэгцээ дэд бүтэц бүрэн сүйрч, 200 мянга орчим хүн нас баржээ. Тэдний гуравны хоёр нь тэр даруй нас баржээ. Газар хөдлөлтийн голомтод байсан хүмүүс аймшигт температураас болж молекулууд болон хуваагджээ. Тэдний гэрлийн ялгаралт нь хананд сүүдэр үлдээсэн.
Газар хөдлөлтийн голомтоос хол зайд байсан хүмүүс цөмийн дэлбэрэлтийн цочролын долгион болон гамма цацрагийн улмаас нас баржээ. Амьд үлдсэн хүмүүсийн зарим нь үхлийн тунгаар цацраг туяа авсан боловч эмч нар цацрагийн өвчний талаар хараахан мэдээгүй байсан тул эдгэрэлтийн төсөөллийн шинж тэмдэг илэрсний дараа өвчтөнүүдийн биеийн байдал яагаад муудсаныг хэн ч ойлгоогүй. Эмч нар үүнийг анхаарч үзсэнцусан суулга, харин 3-8 долоо хоногийн дотор хүнд бөөлжих өвчтэй өвчтөнүүд нас баржээ. Хирошима, Нагасакигийн атомын бөмбөгдөлтөөс амьд үлдсэн хүмүүсийн хачирхалтай өвчин нь цөмийн анагаах ухааны чиглэлээр судалгаа хийж эхлэхэд түлхэц болсон.
Өндөрийн дэлбэрэлт
Японы хотуудыг бөмбөгдсөний дараа цөмийн зэвсгийг байлдааны зориулалтаар ашиглаагүй ч түүний чадавхийг судлах ажил янз бүрийн газар үргэлжилсээр байв. Агаар мандлын дасгалууд нь өндөрт дэлбэрэлт болоход юу тохиолдохыг ойлгох боломжтой болсон. Энэ төв нь дэлхийн гадаргуугаас 10 км-ийн зайд байрлах үед харьцангуй бага хэмжээний цөмийн дэлбэрэлтийн давалгаа үүсдэг боловч гэрэл, цацрагийн цацраг нэгэн зэрэг нэмэгддэг. Дэлбэрэлт өндөр байх тусам иончлол улам хүчтэй болж, радио төхөөрөмжийн эвдрэл дагалддаг.
Гадаргаас харахад энэ бүхэн том гялалзсан гялбаа, дараа нь устөрөгч, нүүрстөрөгч, азотын ууршдаг молекулуудын үүл харагдаж байна. Агаарын урсгал нь газарт хүрэхгүй тул тоосны багана байхгүй. Түүнчлэн, агаарын масс өндөрт сул хөдөлдөг тул ийм цөмийн дэлбэрэлтийн зорилго нь нисэх онгоц, пуужин, хиймэл дагуулыг устгах зорилготой байж болох юм.
Газар доорх туршилт
Сүүлийн үед улс орнуудын хооронд цөмийн туршилтыг зохицуулж, зөвхөн газар доор явуулахыг шаардсан гэрээ байгуулагдаж, туршилтын талбайн эргэн тойронд бохирдол багасч, хүн амьдрахад тохиромжгүй бүсүүд бий болсон.
Газар доорх туршилтыг үйл ажиллагаа явуулснаас хойш хамгийн бага аюултай гэж үздэгБүх хор хөнөөлтэй хүчин зүйлүүд нь уг үүлдэрийг үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ гэрэлтсэн гялбаа эсвэл мөөгний үүлийг харах боломжгүй, зөвхөн тоосны багана л үлддэг. Гэвч цочролын долгион нь газар хөдлөлт, хөрсний нуралтад хүргэдэг. Ихэнхдээ үүнийг энхийн зорилгоор, үндэсний эдийн засгийн асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладаг. Жишээлбэл, ийм байдлаар та нурууг сүйтгэж, хиймэл усан сан үүсгэж болно.
Усан доорх туршилт
Усан доорх дэлбэрэлт илүү аймшигтай үр дагавартай. Нэгдүгээрт, цацраг идэвхт манан үүл болж, шүрших багана гарч ирнэ. Үүний зэрэгцээ усны гадаргуу дээр метр урт долгион үүсч, хөлөг онгоц, усан доорх байгууламжуудыг сүйтгэдэг. Дараа нь цацраг идэвхт бороо асгарч буй үүлний улмаас зэргэлдээх нутаг дэвсгэрүүд бохирдсон байна.
Хамгаалах арга хэмжээ
Цөмийн дэлбэрэлт замдаа тааралдсан бүхнийг устгаж, бүх материаллаг объектуудыг устгадаг. Газар хөдлөлтийн голомтод баригдсан хүмүүс зугтах арга байхгүй, тэр даруйдаа шатаж, шатдаг. Бөмбөгний хоргодох байрыг шууд устгах тул огт хэрэггүй.
Дэлбэрэлтээс хангалттай хол байгаа хүмүүс л зугтаж чадна. Газар хөдлөлтийн голомтоос 1-3 км-ээс хол зайд цочролын давалгааны нөлөөллөөс зайлсхийх боломжтой боловч үүний тулд хурц гэрэл гармагц найдвартай хамгаалах байрыг хурдан олох шаардлагатай. Хүнд зайнаас хамааран үүнийг хийхэд 2-8 секунд байдаг. Хамгаалах байранд гамма цацраг шууд өртөхгүй, гэхдээ цацраг идэвхт бодисоор бохирдох магадлал маш өндөр хэвээр байна. Хувийн хамгаалах хэрэгсэл ашиглаж, түүнтэй харьцахаас зайлсхийх нь цацрагийн өвчний эрсдлийг бууруулж чаднанутаг дэвсгэр дээрх аливаа зүйл.
Цөмийн зэвсэг бол хүн төрөлхтний хамгийн аймшигтай бүтээлүүдийн нэг юм. Энхийн зорилгоор ашиглавал асар их ашиг тустай ч цэргийн зориулалтаар ашиглах нь дэлхий дээрх амьдралд аймшигтай аюул учруулж байна. Эхэлсэн гинжин урвалыг зогсоох боломжгүй тул дэлхийг сүйрлээс хамгаалах зорилготой цөмийн зэвсэг хураах гэрээ бий.
