1.1. Общие сведения о ядерном оружии

Ядерное оружие – это оружие, поражающее действие которого обусловлено внутриядерной энергией, выделяющейся в результате взрывных процессов деления или синтеза ядер.

Энергия, освобождающаяся при различных превращениях ядер, называется ядерной энергией. Реально существуют два способа освобождения внутриядерной энергии:

1. первый способ – деление ядер тяжелых химических элементов (урана, плутония) на более легкие элементы;

2. второй способ – синтез (соединение, слияние) изотопов водорода дейтерия и трития или дейтерида лития с образованием более тяжелого элемента гелия.

Рис. 1. Механизм деления ядер нейтронами.

Механизм деления ядер нейтронами (см. рис. 1) − захват нейтронов исходным ядром (урана или плутония) с образованием составного ядра в возбужденном состоянии (которому присуща избыточная энергия) и следующем его распаде на осколки деления.

Деление ядра сопровождается вылетом двух-трех нейтронов и нескольких гамма-квантов. Выделившиеся вторичные нейтроны способны разделить два-три новых ядра, в результате чего появляются еще два-три новых нейтрона на каждое разделившееся ядро и т.д. Количество нейтронов лавинообразно нарастает, процесс деления принимает цепной характер. Таким образом, в массе изотопов урана-235 (плутония-239) создаются условия для возникновения саморазвивающейся цепной реакции деления с выделением огромного количества энергии в течение весьма малого промежутка времени.

Цепная реакция деления может иметь место только при определенной массе делящегося вещества (ядерного горючего). Наименьшее количество делящегося вещества, в котором возможна самопроизвольная цепная реакция, называется критической массой. Величина критической массы существенно зависит от чистоты и плотности делящегося вещества, его формы, наличия отражателей нейтронов и других факторов.

Реакции синтеза легких ядер, эффективно протекающие в условиях нагрева вещества до температур десятков миллионов градусов, называются термоядерными (рис. 2).

Рис. 2. Термоядерная реакция синтеза.

Наиболее легко протекает реакция синтеза между ядрами изотопов водорода – дейтерия и трития.

До 80% освободившейся энергии уносится быстрыми нейтронами, которые составляют проникающую радиацию, а также пригодны для деления ядер природного урана 238.

Взрывные ядерные реакции реализуются в ядерных зарядных устройствах. Устройства, в которых непосредственно осуществляются взрывные процессы освобождения внутриядерной энергии, называются ядерными зарядами.

В настоящее время различают три основных класса ядерных зарядов:

1. атомные (энергия взрыва которых обусловлена цепной реакцией в делящихся веществах);

2. термоядерные (энергия взрыва которых обусловлена реакциями деления и синтеза ядер);

3. комбинированного типа (энергия взрыва которых обусловлена реакцией «деление – синтез – деление»).

Для характеристики энергии взрыва ядерного заряда обычно используется понятие «мощность».

Мощность ядерных зарядов и ядерных боеприпасов принято характеризовать тротиловым эквивалентом – массой такого заряда тротила, энергия взрыва которого равна энергии, выделяющейся при воздушном взрыве ядерного заряда (измеряется в тоннах (т), тысячах тонн (тыс. т).

Ядерные боеприпасы по мощности условно подразделяют на калибры:

• сверхмалый – до 1 тыс. т (1 кт);

• малый – от 1 тыс. т до 10 тыс. т;

• средний – от 10 тыс. т до 100 тыс. т;

• крупный – от 100 тыс. т до 1000 тыс. т (1 Мт);

• сверхкрупный – свыше 1000 тыс. т.

Пример: Мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, была равна 20 кт (20000 т).

1) В пересчёте на грузоподъёмность крытого вагона:

20000 т : 60 т = 333 вагона (в линию ≈ 5 км => ?).

2) В пересчёте на мощность 1 тротиловой шашки:

20000000 кг : 0,4 = 50 млн шт. (жителей? => ?)

3) Длина этих тротиловых шашек, выложенных в прямую линию:

50 млн х 0,1 м = 5 млн м = 5000 км.

Справка: длина	− Бульварное кольцо = 9 км
	− Садовое кольцо = 15,5 км
	− МКАД = 109 км