2.3.2 Атомна бомба

Ядерна або атомна бомба — бомба, руйнівна сила якої отримується розщепленням ядра атома у результаті ланцюгової ядерної реакції. Є першим різновидом ядерної зброї та належить до зброї масового ураження. Вперше атомну бомбу було розроблено в 1940-х у США. Перше випробування здійснено 16 липня 1945 року на полігоні неподалік Аламогордо (штат Нью-Мексико). Основним фактором ураження атомного вибуху є надзвичайно потужна вибухова хвиля. Енергія, що вивільняється ядерним зарядом, еквівалентна вибуху декількох тисяч тонн тринітротолуолу. Така потужність вибуху призводить до суцільних руйнувань на відстані майже кілометра від епіцентру.

Крім вибухової хвилі уражаючими факторами є також світлове випромінювання та проникаюча радіація. Деякі дослідники виділяють окремо електромагнітний імпульс, що виникає внаслідок розсіювання рентгенівського випромінювання. Він не впливає на людей безпосередньо, але виводить з ладу електричне та електронне обладнання.

Внаслідок вибуху відбувається також зараження навколишнього середовища радіоактивними продуктами розпаду, що, як і проникаюча радіація, можуть викликати променеву хворобу.

Основу атомної бомби становить заряд, що складається з речовини, атомне ядро якої здатне до розщеплення. Наразі можуть використовуватися три такі речовини, це ізотопи урану з масовими числами 235 або 233 та ізотоп плутонію із масовим числом 239. Самопідтримуюча ланцюгова реакція поділу атомних ядер стає можливою, коли маса речовини перевищує деяку критичну межу. Для урану-235 критична маса становить близко 40 кг, для плутонію-239 — 10—13 кг. Вона залежить від точного ізотопного складу, щільності матеріалу та навіть його форми. Щоб запобігти передчасному вибухові, у перших зразках загальна маса атомного заряду вкладалася в корпус бомби окремими частинами, нарізно. Кожна з частин мала масу, меншу за критичну. В потрібний момент за допомогою детонатора і звичайної вибухівки частини поєднувалися і відбувався атомний вибух.

Рис.18. Принцип дії найпростішої атомної бомби гарматного типу.

У сучасних ядерних зарядах застосовують складнішу схему сферичної імплозії. У центрі сфери розташовано нейтронний ініціатор. Його оточено шаром ядерної речовини, що у звичайних умовах має масу менше критичної. Вона у свою чергу оточена оболонкою з матеріалу, що відбиває нейтрони. Зовнішній шар складають з лінз звичайної вибухівки (тринітротолоул, гексаген тощо) зі складною системою детонаторів, яка забезпечує сферичну концентрацію вибухової хвилі. Вибухова хвиля стискає атомний заряд і, таким чином, переводить його у надкритичний стан (за рахунок збільшення щільності). Крім того розбивається нейтронний ініціатор, що надає потужний поштовх для початку ядерної реакції.

РОЗДІЛ ІV. ЕЛЕКТИВНИЙ КУРС НА ТЕМУ « КОМП’ЮТЕРНА ПІДТРИКА ВИВЧЕННЯ ТЕМИ «БУДОВА АТОМА»

«Комп’ютерна підтримка вивчення теми "Будова атома"»

Передмова

Найбільшу допомогу кожному,

хто вивчає хімію і фізику,

насамперед надасть

гарне знання будови атома.

(Лайнус Полінг) .

«Будова атома» - важливий і великий розділ науки, для якого характерне з'єднання теоретичних і експериментальних методів дослідження. Зважаючи на складність будови атома як системи, що складається із значного числа нуклонів, при його дослідженні використовуються спеціальні моделі. Серед них крапельна модель ядра, модель ядерни оболонок і ін.

Вивчення будови атома істотно не тільки через її практичних додатків, але й тому, що в цьому курсі розширюються уявлення про фундаментальні сили природи, про глибинні законаи будови матерії. При вивченні будови атома людині відкривається новий світ - світ елементарних частинок.

При побудові курсу з багатьох точок зору раціонально реалізувати системний підхід при відборі змісту. Звідси вивчають атом як фізичну систему зі своїм складом і взаємодіями елементів, потім розглядають різні процеси - ядерні реакції. При цьому паралельно розглядаються характеристики об'єктів і явищ, вивчаються експериментальні засоби їх визначення. У самому кінці теми приходить черга практичних наслідків.

Пропонований варіант планування досить економний, але все ж перший і другий уроки можна об'єднати. Передбачається проведення лабораторних робіт. Після двох перших уроків зміст можна планувати за логікою підручника