Атомное и термоядерное оружие




Скачать 354.19 Kb.
НазваниеАтомное и термоядерное оружие
страница1/3
Дата конвертации02.10.2012
Размер354.19 Kb.
ТипРеферат
  1   2   3


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию
Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации

Федеральное агентство по атомной энергии
Национальный Исследовательский Ядерный университет

( МИФИ)

Государственный университет

Институт международных отношений
Кафедра 6. Общей физики.
Реферат на тему:

«Атомное и термоядерное оружие»

Подготовила Студентка 2 курса

Группы У4-02 :

Вартанова Анна Артёмовна
Научный руководитель:

Самедов Виктор Витальевич

Москва

2011 год

Содержание.

Введение……………………………………………………………..3

Атомное оружие. Что это?.................................................................4

История создания и развития ядерного оружия…………………..4

Принцип действия атомного оружия………………………………9

Поражающие факторы ядерного взрыва………………………….13

Термоядерное оружие. Что это?.......................................................26

История термоядерного оружия…………………………………...27

Заключение………………………………………………………….28

Список литературы…………………………………………………29

Введение.

Научные знания могут служить и целям гуманным, благородным, и целям варварским. Все зависит от того, в чьих руках находится наука и добытые ею результаты, кто и по каким соображениям занимается научной деятельностью, каковы моральные устои и социальные воззрения людей науки. Эти вопросы возникли перед человечеством именно в тот момент, когда атомная бомба стала реальной угрозой. За годы, отделяющие нас от того дня, когда была взорвана первая атомная бомба, история ее создания успела обрасти легендами. Об этом событии были написаны десятки книг, правдивых и ничего общего с исторической правдой не имеющих. Тема ядерного оружия по сей день горячо обсуждается во всем обществе и она является крайне актуальной в наши дни, и без сомнения останется таковой еще очень долгое время.

Атомное оружие. Что это?

(Ядерное оружие)

Ядерное оружие – оружие массового поражения и взрывного действия, поражающий эффект которого основан на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при ядерном взрыве. Ядерный взрыв – это процесс мгновенного выделения большого количества внутриядерной энергии в ограниченном объеме. Источником энергии при ядерном взрыве являются реакции деления ядер тяжелых элементов и синтеза ядер легких элементов.

Для ядерного взрыва характерны чрезвычайно высокая концентрация выделяющейся энергии и крайне малое время его протекания (доли миллисекунды). Он существенно отличается от взрыва обычных боеприпасов как масштабами, так и характером поражающих факторов.
История создания и развития ядерного оружия.

Как создавалось ядерное оружие. Первые испытания.

В 1905 Альберт Эйнштейн издал свою специальную теорию относительности. Согласно этой теории, соотношение между массой и энергией выражено уравнением E = mc^2, которое значит, что данная масса (m) связана с количеством энергии (E) равной этой массе, умноженной на квадрат скорости света (c). Очень малое количество вещества эквивалентно к большому количеству энергии. Например, 1 кг вещества, преобразованного в энергию был бы эквивалентен энергии, выпущенной, при взрыве 22 мегатонн тротила.

В 1938 г, в результате экспериментов немецких химиков Отто Хана и Фритца Страссманна (1902-80), им удается разбить атом урана на две приблизительно равных части при помощи бомбардировки урана нейтронами. Британский физик Отто Роберт Фриш (1904-79), объяснил как при делении ядра атома выделяется энергия.

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. Европа была накануне Второй мировой войны, и потенциальное обладание таким мощным оружием подталкивало милитаристские круги на быстрейшее его создание, но тормозом стала проблема наличия большого количества урановой руды для широкомасштабных исследований.

Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно вести работы. США в сентябре 1940 года закупили большое количество требуемой руды по подставным документам у Бельгии, что и позволило им вести работы над созданием ядерного оружия полным ходом.

Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту. В нем якобы говорится о попытках нацистской Германии очистить Уран-235, что может привести их к созданию атомной бомбы. Сейчас стало известно, что германские учёные были очень далеки от проведения цепной реакции. В их планы входило изготовление "грязной", сильно радиоактивной бомбы.

Как бы то ни было, правительством Соединённых Штатов было принято решение - в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Этот проект вошел историю как "Manhattan Project". Возглавил его Лесли Гровс. Следующие шесть лет, с 1939 по 1945, на проект Манхэттен было потрачено более двух биллионов долларов. В Oak Ridge, штат Теннеси, был построен огромный завод по очистке урана. H.C. Urey и Ernest O. Lawrence (изобретатель циклотрона) предложили способ очистки, основанный на принципе газовой диффузии с последующим магнитным разделением двух изотопов. Газовая центрифуга отделяла легкий Уран-235 от более тяжелого Урана-238.

На территории Соединенных Штатов, в Лос-Аламосе, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр. Над проектом работало множество учёных, главным же был Роберт Оппенгеймер. Под его началом были собраны лучшие умы того времени не только США и Англии, но практически всей Западной Европы. Над созданием ядерного оружия трудился огромный коллектив, включая 12 лауреатов Нобелевской премии. Работа в Лос-Аламосе, где находилась лаборатория, не прекращалась ни на минуту.

В Европе тем временем шла Вторая мировая война, и Германия проводила массовые бомбардировки городов Англии, что подвергало опасности английский атомный проект “Tub Alloys”, и Англия добровольно передала США свои разработки и ведущих ученых проекта, что позволило США занять ведущее положение в развитии ядерной физики (создания ядерного оружия).

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.

К осени 1944 года, когда работы по созданию атомной бомбы подходили к завершению, в США был создан 509-й авиаполк “летающих крепостей” Б-29, командиром которого был назначен опытный летчик полковник Тиббетс. Полк приступил к регулярным длительным тренировочным полетам над океаном на высотах 10-13 тысяч метров. К лету 1945 года американцам удалось собрать две атомные бомбы, получившие названия "Малыш" и "Толстяк". Первая бомба весила 2722 кг и была снаряжена обогащенным Ураном-235. "Толстяк" с зарядом из Плутония-239 мощностью более 20 кт имела массу 3175 кг.

Президент США Г. Трумэн стал первым политическим руководителем, кто принял решение на применение ядерных бомб. С военной точки зрения необходимости таких бомбардировок густонаселенных японских городов не было. Но политические мотивы в этот период превалировали над военными.

10 мая 1945 года в “Пентагоне” собрался комитет по выбору целей для нанесения первых ядерных ударов. Для победного завершения Второй мировой войны необходимо было разгромить Японию – союзника гитлеровской Германии. Начало боевых действий назначено на 10 августа 1945 года. США хотели продемонстрировать всему миру, каким мощным оружием они обладают (для устрашения), поэтому первыми целями для ядерных ударов были выбраны японские города (Хиросима, Нагасаки, Кокура, Ниигата), которые не должны были подвергаться обычной бомбардировки с воздуха американскими ВВС.

Утром 6 августа 1945 г. над Хиросимой было ясное, безоблачное небо. Как и прежде, приближение с востока двух американских самолета (один из них назывался Энола Гей) на высоте 10-13 км не вызвало тревоги (т.к. каждый день они показывались в небе Хиросимы). Один из самолетов спикировал и что-то сбросил, а затем оба самолета повернули и улетели. Сброшенный предмет на парашюте медленно спускался и вдруг на высоте 600 м над землей взорвался. Это была бомба "Малыш".

9 августа еще одна бомба была сброшена над городом Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны - 300 тысяч человек, еще 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв. км были полностью разрушены все строения. Только в одной Хиросиме из 90 тысяч строений было уничтожено 62 тысячи. Эти бомбардировки потрясли весь мир.

Считается, что это событие положило начало гонке ядерных вооружений и противостоянию двух политических систем того времени на новом качественном уровне. С середины 1945 года и по 1953 год американское военно-политическое руководство в вопросах строительства стратегических ядерных сил (СЯС) исходило из того, что США монопольно владеют ядерным оружием и могут достичь мирового господства путем ликвидации СССР в ходе ядерной войны.

Подготовка к такой войне началась практически сразу после разгрома гитлеровской Германии. Об этом свидетельствует директива Объединенного комитета военного планирования от 14 декабря 1945 года, где ставилась задача на подготовку атомной бомбардировки 20 советских городов - основных политических и промышленных центров Советского Союза (Москва, Ленинград, Горький, Куйбышев, Свердловск, Новосибирск, Омск, Саратов, Казань, Баку, Ташкент, Челябинск, Нижний Тагил, Магнитогорск, Пермь, Тбилиси, Новокузнецк, Грозный, Иркутск, Ярославль). При этом планировалось использовать весь наличный на то время запас атомных бомб (196 штук), носителями которых являлись модернизированные бомбардировщики В-29. Определялся и способ их применения - внезапный атомный "первый удар", который должен поставить советское руководство перед фактом бесперспективности дальнейшего сопротивления.

К середине 1948 года в Комитете начальников штабов был составлен план ядерной войны с СССР, получивший кодовое название "Чариотир". Он предусматривал, что война должна начаться "с концентрированных налетов с использованием атомных бомб против правительственных, политических и административных центров, промышленных городов и избранных предприятий нефтеочистительной промышленности с баз в западном полушарии и Англии". Только за первые 30 дней намечалось сбросить 133 ядерные бомбы на 70 советских городов. Среди Лос-Аламовских ученых над созданием атомной бомбы работал немецкий коммунист Клаус Фукс. Благодаря ему СССР всего через 4 года после американцев стал ядерной державой. Он в течение 1945 -1947 годов четыре раза передавал сведения по практическим и теоретическим вопросам создания атомной и водородных бомб, чем ускорил их появление в СССР.

Через 12 дней после сборки первой атомной бомбы в Лос-Аламосе мы получили описание ее устройства из Вашингтона и Нью-Йорка. Первая телеграмма поступила в Центр 13 июня, вторая - 4 июля 1945 года. Детальный доклад Фукса ("Чарльз") был доставлен диппочтой после того, как он встретился 19 сентября со своим курьером Гарри Голдом.

Доклад содержал тридцать три страницы текста с описанием конструкции атомной бомбы. Позднее было получено дополнительное сообщение по устройству атомной бомбы. Сообщение о том, что американцы взорвали атомное устройство впечатления на И.В. Сталина не произвело. Но последствия бомбардировок г. Хиросимы и г. Нагасаки потрясли его.

Сталин приказал Л. Берии продумать вопрос о создании собственного ядерного оружия. Последний хотел монополизировать руководство этими работами и сосредоточить их в своем ведомстве. Однако, Сталин этот план не принял. По его настоянию 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.

В феврале 1945 года были захвачены немецкие документы о высококачественных запасах урана в районе Бухово - в Родопских горах, Болгария. Было создано советско-болгарское горное общество, которое занималось добычей урана. Урановая руда из Бухово была использована при пуске первого советского атомного реактора. В 1946 году в СССР были открыты и сразу же стали разрабатываться крупные месторождения урана более высокого качества.

Сообщение о том, что Советский Союз овладел секретом ядерного оружия вызвало у правящих кругов США желание как можно быстрее развязать превентивную войну. Был разработан план "Тройан", в котором предусматривалось начать боевые действия 1 января 1950 года. На то время США располагало 840 стратегическими бомбардировщиками в строевых частях, 1350 - в резерве и свыше 300 атомными бомбами.



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". План "Тройан", согласно которому на 70 городов СССР должны были быть сброшены атомные бомбы, был сорван из-за угрозы ответного удара. Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.

Принцип устройства и действия ядерных боеприпасов.

Ядерными боеприпасами называются снаряженные ядерными (термоядерными) зарядами боевые части ракет, авиационные бомбы, артиллерийские снаряды, торпеды и инженерные управляемые мины (ядерные фугасы).

Основными элементами ядерных боеприпасов являются: ядерный заряд, датчики подрыва, система автоматики, источник электрического питания и корпус

Корпус служит для компоновки всех элементов боеприпаса, предохранения их от механических и тепловых повреждений, придания боеприпасу необходимой баллистической формы, а также для повышения коэффициента использования ядерного горючего.

Датчики подрыва (взрывательные устройства) предназначены для подачи сигнала на приведение в действие ядерного заряда. Они могут быть контактного и дистанционного (неконтактного) типов.

Контактные датчики срабатывают в момент встречи боеприпаса с преградой, а дистанционные - на заданной высоте (глубине) от поверхности земли (воды).

Дистанционные датчики в зависимости от типа и назначе­ния ядерного боеприпаса могут быть временными, инерционны­ми, барометрическими, радиолокационными, гидростатическими и др.

Система автоматики включает систему предохранения, блок автоматики и систему аварийного подрыва.

Система предохранения исключает возможность случайного взрыва ядерного заряда при проведении регламентных работ, хра­нении боеприпаса и при полете его на траектории.

Блок автоматики срабатывает по сигналам, поступающим от датчиков подрыва и предназначен для формирования высоковольтного электрического импульса на приведение в действие ядерного заряда.

Система аварийного подрыва служит для самоуничтожения бое­припаса без ядерного взрыва в случае его отклонения от заданной траектории.

Источником питания всей электрической системы боеприпаса являются аккумуляторные батареи различных типов, которые обла­дают одноразовым действием и приводятся в рабочее состояние непосредственно перед его боевым применением.

Ядерный заряд представляет собой устройство для осуществле­ния ядерного взрыва Ниже будут рассмотрены существующие ти­пы ядерных зарядов и их принципиальное устройство.

Ядерные заряды

Устройства, предназначенные для осуществления взрывного процесса высвобождения внутриядерной энергии, называются ядерными зарядами.

Различают два основных вида ядерных зарядов:

1 - заряды, энергия взрыва которых обусловлена цепной реакци­ей делящихся веществ, переведенных в надкритическое состояние, - атомные заряды;

2 - заряды, энергия взрыва которых обусловлена термоядернойреакцией синтеза ядер, - термоядерные заряды.

Атомные заряды. Основным элементом атомных зарядов явля­ется делящееся вещество (ядерное взрывчатое вещество).

До взрыва масса ЯВВ находится в подкритическом состоянии. Для осуществления ядерного взрыва она переводится в надкритическое состояние. Используются два типа устройств, обеспечивающих формирование надкритической массы: пушечный н имплозивный.

В зарядах пушечного типа (рис. 2) ЯВВ состоит из двух или бо­лее частей, масса которых в отдельности меньше критической, что обеспечивает исключение самопроизвольного начала цепной ядер­ной реакции. При осуществлении ядерного взрыва отдельные части ЯВВ под действием энергии взрыва обычного взрывного вещества соединяются в одно целое и общая масса ЯВВ становится больше критической, что создает условия для цепной реакции взрывного характера.

Перевод заряда в надкритическое состояние осуществляется действием порохового заряда. Вероятность получения расчетной мощности взрыва в таких зарядах зависит от скорости сближения частей ЯВВ При недостаточных скоростях сближения коэффици­ент критичности может стать несколько больше единицы еще до момента непосредственного контакта частей ЯВВ. В этом случае реакция может начаться с одного начального центра деления под воздействием, например, нейтрона спонтанного деления, в резуль­тате чего происходит неполноценный взрыв с небольшим коэффи­циентом использования ядерного горючего

Преимуществом ядерных зарядов пушечного типа являются про­стота конструкции, малые габариты и масса, высокая механическая прочность, что позволяет создавать на их основе малогабаритные ядерные боеприпасы (артиллерийские снаряды, ядерные мины и др.).

В зарядах имплозивного типа (рис 3) для создания надкритической массы используется эффект имплозии - всестороннего обжа­тия ЯВВ силой взрыва обычного ВВ, которая приводит к резкому увеличению его плотности.

Эффект имплозии создает огромную концентрацию энергии в зоне ЯВВ и позволяет достичь давления, превышающего миллионы атмосфер, что приводит к увеличению плотности ЯВВ в 2 - 3 раза и уменьшению критической массы в 4 - 9 раз.

Для гарантированного имитирования цепной реакции деления и ее ускорения от искусственного источника нейтронов должен быть подан мощный импульс нейтронов в момент наивысшей имплозии Поскольку в таком состоянии ЯВВ находится в течение нескольких микросекунд, то момент посылки импульса нейтронов должен быть синхронизирован с моментом достижения наибольшей критичности.

Преимуществом атомных зарядов имплозивного типа является более высокий коэффициент использования ЯВВ, а также возмож­ность в определенных пределах менять мощность ядерного взрыва с помощью специального переключателя.

К недостаткам атомных зарядов относятся большие масса и га­бариты, низкая механическая прочность и чувствительность к тем­пературному режиму

Термоядерные заряды. В зарядах этого типа условия для реак­ции синтеза создаются за счет подрыва атомного заряда (детонато­ра) из урана-235, плутония-239 или калифорния-251 Термоядерные заряды могут быть нейтронными и комбинированными

В термоядерных нейтронных зарядах, (рис 4) в качестве термо­ядерного горючего используются дейтерий и тритий в чистом виде или в виде гидридов металлов "Запалом" реакции служит высоко­обогащенный плутоний-239 или калифорний-251, обладающие сравнительно небольшой величиной критической массы Это по­зволяет увеличить коэффициент термоядерности боеприпаса.

В термоядерных комбинированных зарядах (рис. 5) в качестве термоядерного горючего используется дейтерид лития (LiD). Для "запала" реакции синтеза служит реакция деления урана-235. В це­лях получения нейтронов высокой энергии для протекания реакции (1.18) уже в самом начале ядерного процесса в ядерный заряд по­мещается ампула с тритием (1Н3).Нейтроны же деления необходи­мы для получения трития из лития в начальный период реакции В последующем воспроизводство трития будет происходить за счет нейтронов, выделяющихся при реакциях синтеза дейтерия и трития, а также деления урана-238 (самого распространенного и наи­более дешевого природного урана), которым специально окружа­ется зона реакции в виде оболочки Наличие такой оболочки по­зволяет не только осуществить лавинообразную термоядерную реакцию, но и получить дополнительную энергию взрыва, так как при высокой плотности потока нейтронов с энергией более 10 МэВ реакция деления ядер урана-238 протекает достаточно эффектив­но При этом количество высвобождаемой энергии становится очень большим и в боеприпасах крупного и сверхкрупного калиб­ров может составить до 80 % всей энергии комбинированного термоядерного боеприпаса.

Классификация ядерных боеприпасов

Ядерные боеприпасы классифицируют по мощности выделяемой энергии ядерного заряда, а также по типу используемой в них ядерной реакции Для характеристики мощности боеприпаса применяется поня­тие "тротиловый эквивалент" -это такая масса тротила, энергия взрыва которого роена энергии, выделяемой при воздушном взрыве ядерного боеприпжа (заряда) Тротиловый эквивалент обозначается буквой § и измеряется в тоннах (т), тысячах тонн (кг), миллионах тонн (Мт)

По мощности ядерные боеприпасы условно подразделяются на пять калибров (таблица 1).

Классификация ядерных боеприпасов по мощности.

Таблица 1

Калибр ядерного боеприпаса

Тротиловый эквивалент тыс. т.

Сверхмалый

До 1

Малый

1-10

Средний

10-100

Крупный

100-1000

Сверхкрупный

Более 1000


Термодерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного,

крупного и среднего калибров;

ядерными - сверхмалого, малого и среднего калибров.

По характеру протекаемых ядерных реакций боеприпасы классифицируются на боеприпасы "деления", "деления - синтеза", "деления - синтеза - деления". Принципиальное устройство этих боеприпасов рассмотрено ранее.

  1   2   3

Похожие:

Атомное и термоядерное оружие iconОружие в жизни христианина   Новости   Юмор   Объявления  Читайте в  номере: Дорогие друзья!
Господь говорит через Соломона: Наставь юношу при начале пути  Оружие в жизни христианина
Атомное и термоядерное оружие icon    Абсолютное оружие Америки  Эксмо, Яуза  Москва  2005  5-699-08161-5  Марк Сейфер  Абсолютное оружие Америки  Посвящается моему отцу Стенли Сейферу 
Тесла и моего отца у меня появилось особое право посредством сравнения этих двух 
Атомное и термоядерное оружие iconГ. А. Кренев оружие рукопашного боя XXI века
Малогабаритное, легкое, автоматическое индивидуальное стрелковое оружие сводит к минимуму вероятность его возникновения. Особенно,...
Атомное и термоядерное оружие iconОружие
Правила охоты и рыболовства в узбекистане 
Атомное и термоядерное оружие iconОружие террора:  Освободить мир от ядерного,  биологического и химического   оружия 

Атомное и термоядерное оружие icon«Электромагнитное Оружие»
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
Атомное и термоядерное оружие iconРеферат на тему:        «Бактериологическое оружие. Туляремия».                                                                      
Общая характеристика бактериологического оружия. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 
Атомное и термоядерное оружие icon«Электромагнитное Оружие»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Атомное и термоядерное оружие icon-
Итак, часть первая: Кэт Бильбо и города, шоколад, Варька, оружие, переезды и мужья 34
Атомное и термоядерное оружие icon  Антон Станиславович Антонов Гуманное оружие
Пришельцы - сногсшибательные красавицы с железной волей  -  порабощают  «варваров»-землян,  и  тогда
Разместите кнопку на своём сайте:
TopReferat


База данных защищена авторским правом ©topreferat.znate.ru 2012
обратиться к администрации
ТопРеферат
Главная страница