หลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 ประเทศพันธมิตรต่อต้านฮิตเลอร์พยายามอย่างรวดเร็วในการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น

การทดสอบครั้งแรกที่ดำเนินการโดยชาวอเมริกันกับวัตถุจริงในญี่ปุ่น ทำให้สถานการณ์ระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริการ้อนขึ้นถึงขีดสุด การระเบิดอันทรงพลังที่ดังสนั่นไปทั่วเมืองญี่ปุ่นและทำลายชีวิตทั้งหมดในเมืองนั้นทำให้สตาลินต้องละทิ้งการอ้างสิทธิ์มากมายในเวทีโลก นักฟิสิกส์โซเวียตส่วนใหญ่ถูก "โยน" ไปสู่การพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์อย่างเร่งด่วน

อาวุธนิวเคลียร์ปรากฏขึ้นเมื่อใดและอย่างไร?

ปีเกิดของระเบิดปรมาณูถือได้ว่าเป็นปี พ.ศ. 2439 ตอนนั้นเองที่นักเคมีชาวฝรั่งเศส A. Becquerel ค้นพบว่ายูเรเนียมมีกัมมันตภาพรังสี ปฏิกิริยาลูกโซ่ของยูเรเนียมทำให้เกิดพลังงานอันทรงพลังซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการระเบิดครั้งใหญ่ ไม่น่าเป็นไปได้ที่ Becquerel จะจินตนาการว่าการค้นพบของเขาจะนำไปสู่การสร้างอาวุธนิวเคลียร์ซึ่งเป็นอาวุธที่น่ากลัวที่สุดในโลก

ปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 เป็นจุดเปลี่ยนในประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์อาวุธนิวเคลียร์ ในช่วงเวลานี้เองที่นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกสามารถค้นพบกฎ รังสี และองค์ประกอบต่อไปนี้:

• รังสีอัลฟ่า แกมมา และเบต้า
• ค้นพบไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีจำนวนมากที่มีคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสี
• กฎการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบซึ่งกำหนดเวลาและการพึ่งพาเชิงปริมาณของความเข้มของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของกัมมันตภาพรังสีในตัวอย่างทดสอบ
• มีมิติเท่ากันของนิวเคลียร์เกิดขึ้น

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 พวกเขาสามารถแยกนิวเคลียสอะตอมของยูเรเนียมได้เป็นครั้งแรกโดยการดูดซับนิวตรอน ในเวลาเดียวกันก็มีการค้นพบโพซิตรอนและเซลล์ประสาท ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดแรงผลักดันอันทรงพลังในการพัฒนาอาวุธที่ใช้พลังงานปรมาณู ในปี 1939 การออกแบบระเบิดปรมาณูลูกแรกของโลกได้รับการจดสิทธิบัตร สิ่งนี้ทำโดยนักฟิสิกส์จากฝรั่งเศส Frederic Joliot-Curie

จากการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมในพื้นที่นี้ ทำให้เกิดระเบิดนิวเคลียร์ พลังและระยะการทำลายล้างของระเบิดปรมาณูสมัยใหม่นั้นยิ่งใหญ่มากจนประเทศที่มีศักยภาพทางนิวเคลียร์ไม่จำเป็นต้องมีกองทัพที่ทรงพลัง เนื่องจากระเบิดปรมาณูลูกเดียวสามารถทำลายทั้งรัฐได้

ระเบิดปรมาณูทำงานอย่างไร?

ระเบิดปรมาณูประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง โดยองค์ประกอบหลักคือ:

• ร่างกายระเบิดปรมาณู;
• ระบบอัตโนมัติที่ควบคุมกระบวนการระเบิด
• ประจุนิวเคลียร์หรือหัวรบ

ระบบอัตโนมัติตั้งอยู่ในตัวระเบิดปรมาณูพร้อมกับประจุนิวเคลียร์ การออกแบบตัวเรือนจะต้องเชื่อถือได้เพียงพอที่จะปกป้องหัวรบจากปัจจัยภายนอกและอิทธิพลต่างๆ ตัวอย่างเช่น อิทธิพลทางกล อุณหภูมิ หรืออิทธิพลที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดพลังมหาศาลโดยไม่คาดคิดซึ่งสามารถทำลายทุกสิ่งรอบตัวได้

งานของระบบอัตโนมัติคือการควบคุมอย่างเต็มที่เพื่อให้แน่ใจว่าการระเบิดจะเกิดขึ้นในเวลาที่เหมาะสม ดังนั้นระบบจึงประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• อุปกรณ์ที่รับผิดชอบในการระเบิดฉุกเฉิน
• แหล่งจ่ายไฟของระบบอัตโนมัติ
• ระบบเซ็นเซอร์ตรวจจับการระเบิด
• อุปกรณ์ง้าง;
• อุปกรณ์ความปลอดภัย

เมื่อทำการทดสอบครั้งแรก มีการส่งระเบิดนิวเคลียร์บนเครื่องบินที่สามารถออกจากพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบได้ ระเบิดปรมาณูสมัยใหม่มีพลังมากจนสามารถส่งได้โดยใช้ขีปนาวุธร่อน ขีปนาวุธ หรืออย่างน้อยก็ต่อต้านอากาศยาน

ระเบิดปรมาณูใช้ระบบการระเบิดที่หลากหลาย สิ่งที่ง่ายที่สุดคืออุปกรณ์ธรรมดาที่จะถูกกระตุ้นเมื่อกระสุนปืนกระทบเป้าหมาย

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของระเบิดนิวเคลียร์และขีปนาวุธคือการแบ่งออกเป็นคาลิเปอร์ซึ่งมีสามประเภท:

• ขนาดเล็กพลังของระเบิดปรมาณูลำกล้องนี้เทียบเท่ากับทีเอ็นทีหลายพันตัน
• ปานกลาง (พลังการระเบิด - ทีเอ็นทีหลายหมื่นตัน);
• ใหญ่ซึ่งกำลังประจุวัดเป็นทีเอ็นทีหลายล้านตัน

เป็นที่น่าสนใจว่าส่วนใหญ่แล้วพลังของระเบิดนิวเคลียร์ทั้งหมดนั้นวัดได้อย่างแม่นยำเทียบเท่ากับ TNT เนื่องจากอาวุธปรมาณูไม่มีขนาดของตัวเองในการวัดพลังของการระเบิด

อัลกอริทึมสำหรับการทำงานของระเบิดนิวเคลียร์

ระเบิดปรมาณูใด ๆ ทำงานบนหลักการของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ซึ่งถูกปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ ขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับการแบ่งนิวเคลียสหนักหรือการสังเคราะห์นิวเคลียสเบา เนื่องจากในระหว่างปฏิกิริยานี้ พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา และในเวลาที่สั้นที่สุดที่เป็นไปได้ รัศมีการทำลายล้างของระเบิดนิวเคลียร์จึงน่าประทับใจมาก เนื่องจากคุณลักษณะนี้ อาวุธนิวเคลียร์จึงจัดเป็นอาวุธทำลายล้างสูง

ในระหว่างกระบวนการที่เกิดจากการระเบิดของระเบิดปรมาณู มีสองประเด็นหลัก:

• นี่คือจุดศูนย์กลางของการระเบิด ซึ่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์
• ศูนย์กลางของการระเบิดซึ่งตั้งอยู่บริเวณที่เกิดระเบิด

พลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดของระเบิดปรมาณูนั้นรุนแรงมากจนเกิดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวบนโลก ในเวลาเดียวกันแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ทำให้เกิดการทำลายล้างโดยตรงในระยะหลายร้อยเมตรเท่านั้น (แม้ว่าคุณจะคำนึงถึงแรงระเบิดของระเบิดด้วยก็ตาม แต่แรงสั่นสะเทือนเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบใด ๆ อีกต่อไป)

ปัจจัยความเสียหายระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์

การระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการทำลายล้างอย่างรุนแรงในทันทีเท่านั้น ผลที่ตามมาจากการระเบิดครั้งนี้ไม่เพียง แต่จะรู้สึกได้จากผู้คนที่ติดอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลูก ๆ ของพวกเขาที่เกิดหลังการระเบิดปรมาณูด้วย ประเภทของการทำลายล้างด้วยอาวุธปรมาณูแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

• การแผ่รังสีแสงที่เกิดขึ้นโดยตรงระหว่างการระเบิด
• คลื่นกระแทกที่แพร่กระจายโดยระเบิดทันทีหลังการระเบิด
• ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า
• รังสีทะลุทะลวง;
• การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีที่สามารถคงอยู่ได้นานหลายสิบปี

แม้ว่าแสงวาบจะดูเป็นอันตรายน้อยที่สุดเมื่อมองแวบแรก แต่แท้จริงแล้วเป็นผลจากการปล่อยความร้อนและพลังงานแสงจำนวนมหาศาลออกมา พลังและความแรงของมันนั้นเหนือกว่าพลังของรังสีดวงอาทิตย์มาก ดังนั้นความเสียหายจากแสงและความร้อนอาจถึงแก่ชีวิตได้ในระยะทางหลายกิโลเมตร

รังสีที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดก็เป็นอันตรายเช่นกัน แม้ว่ามันจะออกฤทธิ์ได้ไม่นาน แต่ก็สามารถแพร่เชื้อไปทุกสิ่งรอบตัวได้ เนื่องจากพลังการเจาะทะลุของมันสูงอย่างไม่น่าเชื่อ

คลื่นกระแทกระหว่างการระเบิดปรมาณูทำหน้าที่คล้ายกับคลื่นเดียวกันระหว่างการระเบิดแบบธรรมดา มีเพียงพลังและรัศมีการทำลายล้างเท่านั้นที่จะยิ่งใหญ่กว่ามาก ภายในไม่กี่วินาที มันทำให้เกิดความเสียหายที่แก้ไขไม่ได้ไม่เพียงแต่ต่อผู้คนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ อาคาร และสิ่งแวดล้อมโดยรอบด้วย

รังสีที่ทะลุทะลวงจะกระตุ้นให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสี และชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้าก่อให้เกิดอันตรายต่ออุปกรณ์เท่านั้น การรวมกันของปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้บวกกับพลังของการระเบิดทำให้ระเบิดปรมาณูเป็นอาวุธที่อันตรายที่สุดในโลก

การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรกของโลก

ประเทศแรกที่พัฒนาและทดสอบอาวุธนิวเคลียร์คือสหรัฐอเมริกา รัฐบาลสหรัฐฯเป็นผู้จัดสรรเงินอุดหนุนจำนวนมหาศาลสำหรับการพัฒนาอาวุธใหม่ที่มีแนวโน้ม ภายในสิ้นปี พ.ศ. 2484 นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นในด้านการพัฒนาปรมาณูจำนวนมากได้รับเชิญไปยังสหรัฐอเมริกา ซึ่งภายในปี พ.ศ. 2488 ก็สามารถนำเสนอระเบิดปรมาณูต้นแบบที่เหมาะสำหรับการทดสอบได้

การทดสอบระเบิดปรมาณูที่ติดตั้งอุปกรณ์ระเบิดครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นในทะเลทรายในรัฐนิวเม็กซิโก ระเบิดที่เรียกว่า "แกดเจ็ต" ถูกจุดชนวนเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 ผลการทดสอบเป็นบวก แม้ว่ากองทัพจะเรียกร้องให้ทดสอบระเบิดนิวเคลียร์ในสภาพการต่อสู้จริงก็ตาม

เมื่อเห็นว่าเหลือเพียงก้าวเดียวก่อนที่จะได้รับชัยชนะของกลุ่มนาซีและโอกาสดังกล่าวอาจไม่เกิดขึ้นอีก เพนตากอนจึงตัดสินใจเปิดการโจมตีด้วยนิวเคลียร์ใส่พันธมิตรสุดท้ายของฮิตเลอร์เยอรมนี - ญี่ปุ่น นอกจากนี้การใช้ระเบิดนิวเคลียร์ควรจะแก้ปัญหาหลายประการในคราวเดียว:

• เพื่อหลีกเลี่ยงการนองเลือดโดยไม่จำเป็นซึ่งจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หากกองทหารสหรัฐฯ เหยียบย่ำดินแดนจักรวรรดิญี่ปุ่น
• ด้วยการฟาดเพียงครั้งเดียว ทำให้ชาวญี่ปุ่นผู้ไม่ยอมจำนนต้องคุกเข่าลง บังคับให้พวกเขายอมรับเงื่อนไขที่เป็นประโยชน์ต่อสหรัฐอเมริกา
• แสดงให้สหภาพโซเวียต (ในฐานะคู่แข่งที่เป็นไปได้ในอนาคต) ว่ากองทัพสหรัฐมีอาวุธพิเศษที่สามารถกวาดล้างเมืองใด ๆ ออกจากพื้นโลก
• และแน่นอนว่าเพื่อดูในทางปฏิบัติว่าอาวุธนิวเคลียร์มีความสามารถอะไรบ้างในสภาพการต่อสู้จริง

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ระเบิดปรมาณูลูกแรกของโลกซึ่งใช้ในการปฏิบัติการทางทหารได้ถูกทิ้งลงที่เมืองฮิโรชิมาของญี่ปุ่น ระเบิดลูกนี้ถูกเรียกว่า "เบบี้" เพราะหนัก 4 ตัน ระเบิดได้รับการวางแผนอย่างรอบคอบ และโจมตีตรงตามที่วางแผนไว้ บ้านเหล่านั้นที่ไม่ถูกคลื่นซัดทำลายก็ถูกไฟเผา ขณะที่เตาที่พังในบ้านก็จุดไฟลุกท่วมเมืองทั้งเมืองก็ถูกไฟลุกท่วม

ตามมาด้วยคลื่นความร้อนที่เผาผลาญสิ่งมีชีวิตทั้งหมดภายในรัศมี 4 กิโลเมตร และคลื่นกระแทกที่ตามมาก็ทำลายอาคารส่วนใหญ่

ผู้ที่ถูกแดดร้อนในรัศมี 800 เมตร ถูกเผาทั้งเป็น คลื่นระเบิดฉีกผิวหนังที่ถูกไฟไหม้ของผู้คนจำนวนมาก ไม่กี่นาทีต่อมา ฝนสีดำแปลกๆ ก็เริ่มตกลงมา ซึ่งประกอบด้วยไอน้ำและเถ้า ผู้ที่อยู่ในสายฝนสีดำต้องทนทุกข์ทรมานจากแผลไหม้ที่ผิวหนังซึ่งรักษาไม่หาย

ไม่กี่คนที่โชคดีพอที่จะรอดชีวิตต้องทนทุกข์ทรมานจากการเจ็บป่วยจากรังสี ซึ่งในเวลานั้นไม่เพียงแต่ไม่ได้รับการศึกษาเท่านั้น แต่ยังไม่ทราบแน่ชัดอีกด้วย ผู้คนเริ่มมีไข้ อาเจียน คลื่นไส้ และมีอาการอ่อนแรง

เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ระเบิดลูกที่สองของอเมริกาชื่อ "แฟตแมน" ถูกทิ้งที่เมืองนางาซากิ ระเบิดลูกนี้มีพลังใกล้เคียงกับลูกแรก และผลที่ตามมาของการระเบิดก็สร้างความเสียหายได้พอๆ กัน แม้ว่าจะมีผู้เสียชีวิตถึงครึ่งหนึ่งก็ตาม

ระเบิดปรมาณูสองลูกที่ทิ้งในเมืองต่างๆ ของญี่ปุ่นถือเป็นกรณีแรกและกรณีเดียวในโลกที่มีการใช้อาวุธปรมาณู มีผู้เสียชีวิตมากกว่า 300,000 คนในวันแรกหลังเหตุระเบิด มีผู้เสียชีวิตจากการเจ็บป่วยจากรังสีอีกประมาณ 150,000 คน

หลังจากการทิ้งระเบิดนิวเคลียร์ในเมืองต่างๆ ในญี่ปุ่น สตาลินได้รับความตกใจอย่างแท้จริง เป็นที่ชัดเจนสำหรับเขาว่าปัญหาการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ในโซเวียตรัสเซียเป็นเรื่องของความมั่นคงสำหรับทั้งประเทศ เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2488 คณะกรรมการพิเศษเกี่ยวกับปัญหาพลังงานปรมาณูเริ่มทำงานซึ่ง I. Stalin ก่อตั้งขึ้นอย่างเร่งด่วน

แม้ว่าการวิจัยในฟิสิกส์นิวเคลียร์จะดำเนินการโดยกลุ่มผู้ชื่นชอบในซาร์รัสเซีย แต่ก็ไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควรในสมัยโซเวียต ในปี 1938 การวิจัยทั้งหมดในพื้นที่นี้หยุดลงโดยสิ้นเชิง และนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์จำนวนมากถูกปราบปรามในฐานะศัตรูของประชาชน หลังจากการระเบิดของนิวเคลียร์ในญี่ปุ่น รัฐบาลโซเวียตก็เริ่มฟื้นฟูอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในประเทศอย่างกะทันหัน

มีหลักฐานว่าการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ดำเนินการในนาซีเยอรมนี และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันเป็นผู้ดัดแปลงระเบิดปรมาณูอเมริกัน "ดิบ" ดังนั้นรัฐบาลสหรัฐฯ จึงถอดผู้เชี่ยวชาญด้านนิวเคลียร์ทั้งหมดและเอกสารทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนานิวเคลียร์ออกจากเยอรมนี อาวุธ

โรงเรียนข่าวกรองโซเวียตซึ่งในช่วงสงครามสามารถข้ามหน่วยข่าวกรองต่างประเทศทั้งหมดได้โอนเอกสารลับที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ไปยังสหภาพโซเวียตในปี 2486 ในเวลาเดียวกัน เจ้าหน้าที่โซเวียตก็แทรกซึมเข้าไปในศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ที่สำคัญทุกแห่งของอเมริกา

จากมาตรการทั้งหมดนี้ในปี พ.ศ. 2489 ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการผลิตระเบิดนิวเคลียร์ที่ผลิตโดยโซเวียตสองลูกก็พร้อมแล้ว:

• RDS-1 (มีประจุพลูโตเนียม);
• RDS-2 (มีประจุยูเรเนียมสองส่วน)

ตัวย่อ "RDS" ย่อมาจาก "Russia do it own" ซึ่งเกือบจะเป็นความจริงทั้งหมด

ข่าวที่ว่าสหภาพโซเวียตพร้อมที่จะปล่อยอาวุธนิวเคลียร์ทำให้รัฐบาลสหรัฐฯ ต้องใช้มาตรการที่รุนแรง ในปี 1949 แผนโทรจันได้รับการพัฒนาตามที่วางแผนจะทิ้งระเบิดปรมาณูใน 70 เมืองที่ใหญ่ที่สุดของสหภาพโซเวียต มีเพียงความกลัวว่าจะมีการนัดหยุดงานตอบโต้เท่านั้นที่ทำให้แผนนี้ไม่เป็นจริง

ข้อมูลที่น่าตกใจนี้มาจากเจ้าหน้าที่ข่าวกรองโซเวียต บังคับให้นักวิทยาศาสตร์ทำงานในโหมดฉุกเฉิน เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2492 มีการทดสอบระเบิดปรมาณูลูกแรกที่ผลิตในสหภาพโซเวียตเกิดขึ้น เมื่อสหรัฐอเมริกาทราบเกี่ยวกับการทดสอบเหล่านี้ แผนโทรจันก็ถูกเลื่อนออกไปอย่างไม่มีกำหนด ยุคแห่งการเผชิญหน้าระหว่างสองมหาอำนาจเริ่มต้นขึ้น ซึ่งเป็นที่รู้จักในประวัติศาสตร์ในชื่อสงครามเย็น

ระเบิดนิวเคลียร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกหรือที่เรียกว่าซาร์บอมบาเป็นของยุคสงครามเย็นโดยเฉพาะ นักวิทยาศาสตร์ของสหภาพโซเวียตสร้างระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ พลังของมันคือ 60 เมกะตันแม้ว่าจะมีการวางแผนที่จะสร้างระเบิดด้วยพลัง 100 กิโลตันก็ตาม ระเบิดนี้ถูกทดสอบในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2504 เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกไฟระหว่างการระเบิดคือ 10 กิโลเมตร และคลื่นระเบิดหมุนวนรอบโลกสามครั้ง การทดสอบครั้งนี้ทำให้ประเทศส่วนใหญ่ของโลกต้องลงนามในข้อตกลงเพื่อหยุดการทดสอบนิวเคลียร์ไม่เพียงแต่ในชั้นบรรยากาศของโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอวกาศด้วย

แม้ว่าอาวุธปรมาณูเป็นวิธีการที่ดีเยี่ยมในการข่มขู่ประเทศที่ก้าวร้าว แต่ในทางกลับกัน อาวุธนิวเคลียร์ก็สามารถทำลายความขัดแย้งทางทหารได้ทันที เนื่องจากการระเบิดของปรมาณูสามารถทำลายทุกฝ่ายในความขัดแย้งได้

ระเบิดปรมาณูเป็นกระสุนปืนที่ออกแบบมาเพื่อก่อให้เกิดการระเบิดพลังสูงอันเป็นผลมาจากการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม) อย่างรวดเร็วมาก

หลักการทำงานของระเบิดปรมาณู

ประจุนิวเคลียร์แบ่งออกเป็นหลายส่วนตามขนาดวิกฤตเพื่อให้ในแต่ละส่วนปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งพัฒนาตนเองของฟิชชันของอะตอมของสารฟิสไซล์ไม่สามารถเริ่มต้นได้ ปฏิกิริยาดังกล่าวจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อทุกส่วนของประจุเชื่อมต่อกันเป็นหนึ่งเดียวอย่างรวดเร็ว ความสมบูรณ์ของปฏิกิริยาและพลังของการระเบิดในท้ายที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของการบรรจบกันของแต่ละส่วนอย่างมาก เพื่อให้ความเร็วสูงไปยังส่วนของประจุ สามารถใช้การระเบิดของวัตถุระเบิดธรรมดาได้ หากส่วนหนึ่งของประจุนิวเคลียร์ถูกวางในทิศทางแนวรัศมีที่ระยะห่างจากศูนย์กลาง และประจุของ TNT ถูกวางไว้ด้านนอก ก็เป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดการระเบิดของประจุทั่วไปที่มุ่งตรงไปยังศูนย์กลางของประจุนิวเคลียร์ ประจุนิวเคลียร์ทุกส่วนจะไม่เพียงแต่รวมกันเป็นก้อนเดียวด้วยความเร็วมหาศาลเท่านั้น แต่ยังจะถูกบีบอัดจากทุกด้านเป็นระยะเวลาหนึ่งด้วยแรงกดดันมหาศาลของผลิตภัณฑ์จากการระเบิด และจะไม่สามารถแยกออกจากกันได้ทันทีที่เกิดนิวเคลียร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่เริ่มต้นขึ้นที่ประจุ ด้วยเหตุนี้ ฟิชชันจะเกิดขึ้นมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าที่ไม่มีการบีบอัด และผลที่ตามมาคือ พลังของการระเบิดจะเพิ่มขึ้น ตัวสะท้อนนิวตรอนยังช่วยเพิ่มพลังการระเบิดสำหรับวัสดุฟิสไซล์ในปริมาณเท่ากัน (ตัวสะท้อนแสงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเบริลเลียม< Be >,กราไฟท์,น้ำหนักน้ำ< H3O >- ฟิชชันครั้งแรกซึ่งจะเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ ต้องใช้นิวตรอนอย่างน้อยหนึ่งตัว เป็นไปไม่ได้ที่จะนับการเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ในเวลาที่เหมาะสมภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนที่ปรากฏในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียสที่เกิดขึ้นเองเนื่องจาก มันเกิดขึ้นค่อนข้างน้อย: สำหรับ U-235 - 1 การสลายตัวต่อชั่วโมงต่อ 1 กรัม สาร นอกจากนี้ยังมีนิวตรอนในรูปแบบอิสระในชั้นบรรยากาศน้อยมากเช่นกัน: ถึง S = 1 ซม./ตร.ม. โดยเฉลี่ยแล้วจะมีนิวตรอนประมาณ 6 นิวตรอนบินผ่านไปต่อวินาที ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้แหล่งกำเนิดนิวตรอนเทียมในประจุนิวเคลียร์ซึ่งเป็นแคปซูลตัวจุดชนวนนิวเคลียร์ชนิดหนึ่ง นอกจากนี้ยังช่วยให้แน่ใจว่าฟิชชันจำนวนมากเริ่มต้นพร้อมกัน ดังนั้นปฏิกิริยาจึงเกิดขึ้นในรูปแบบของการระเบิดนิวเคลียร์

ตัวเลือกการระเบิด (รูปแบบปืนและการระเบิด)

มีสองรูปแบบหลักสำหรับการระเบิดประจุฟิสไซล์: ปืนใหญ่ หรือที่เรียกว่าขีปนาวุธ และแบบระเบิด

"การออกแบบปืนใหญ่" ถูกใช้ในอาวุธนิวเคลียร์รุ่นแรกบางรุ่น สาระสำคัญของวงจรปืนใหญ่คือการยิงประจุดินปืนจากบล็อกวัสดุฟิชไซล์ที่มีมวลต่ำกว่าวิกฤต (“กระสุน”) หนึ่งบล็อกไปยังอีกบล็อกหนึ่งที่นิ่ง (“เป้าหมาย”) บล็อกได้รับการออกแบบเพื่อให้มวลรวมของบล็อกกลายเป็นวิกฤตยิ่งยวดเมื่อเชื่อมต่อกัน

วิธีการระเบิดนี้เป็นไปได้เฉพาะในกระสุนยูเรเนียมเท่านั้น เนื่องจากพลูโทเนียมมีพื้นหลังนิวตรอนสูงกว่าสองลำดับ ซึ่งเพิ่มโอกาสในการพัฒนาปฏิกิริยาลูกโซ่ก่อนกำหนดอย่างรวดเร็วก่อนที่บล็อกจะเชื่อมต่อกัน สิ่งนี้นำไปสู่การปล่อยพลังงานที่ไม่สมบูรณ์ (ภาษาอังกฤษเรียกว่า "ฟอง") ในการใช้วงจรปืนใหญ่ในกระสุนพลูโตเนียมจำเป็นต้องเพิ่มความเร็วของการเชื่อมต่อชิ้นส่วนประจุให้อยู่ในระดับที่ไม่สามารถบรรลุได้ในทางเทคนิค ยูเรเนียมทนทานต่อการรับน้ำหนักเกินทางกลได้ดีกว่าพลูโตเนียม

โครงการที่ไร้เหตุผล รูปแบบการระเบิดนี้เกี่ยวข้องกับการบรรลุสภาวะวิกฤตยิ่งยวดโดยการบีบอัดวัสดุฟิสไซล์ด้วยคลื่นกระแทกแบบรวมศูนย์ซึ่งเกิดจากการระเบิดของวัตถุระเบิดเคมี ในการโฟกัสคลื่นกระแทก มีการใช้เลนส์ที่เรียกว่าวัตถุระเบิด และการระเบิดจะดำเนินการพร้อมกันในหลาย ๆ จุดด้วยความแม่นยำที่แม่นยำ การสร้างระบบดังกล่าวสำหรับการวางระเบิดและการระเบิดถือเป็นงานที่ยากที่สุดครั้งหนึ่ง การก่อตัวของคลื่นกระแทกที่มาบรรจบกันนั้นมั่นใจได้ด้วยการใช้เลนส์ระเบิดจากวัตถุระเบิด "เร็ว" และ "ช้า" - TATV (Triaminotrinitrobenzene) และ baratol (ส่วนผสมของ trinitrotoluene กับแบเรียมไนเตรต) และสารเติมแต่งบางชนิด)

1. ระเบิดปรมาณู: องค์ประกอบ ลักษณะการต่อสู้ และวัตถุประสงค์ของการสร้างสรรค์

ก่อนที่คุณจะเริ่มศึกษาโครงสร้างของระเบิดปรมาณู คุณต้องเข้าใจคำศัพท์เกี่ยวกับปัญหานี้เสียก่อน ดังนั้นในแวดวงวิทยาศาสตร์จึงมีคำศัพท์พิเศษที่สะท้อนถึงลักษณะของอาวุธปรมาณู ในหมู่พวกเขาเราสังเกตสิ่งต่อไปนี้เป็นพิเศษ:

ระเบิดปรมาณูเป็นชื่อเดิมของระเบิดนิวเคลียร์บนเครื่องบิน ซึ่งมีพื้นฐานมาจากปฏิกิริยาฟิชชันลูกโซ่ระเบิด ด้วยการถือกำเนิดของระเบิดไฮโดรเจนซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาฟิวชันแสนสาหัสจึงมีการสร้างคำทั่วไปสำหรับพวกมัน - ระเบิดนิวเคลียร์

ระเบิดนิวเคลียร์คือระเบิดเครื่องบินที่มีประจุนิวเคลียร์ซึ่งมีพลังทำลายล้างสูง ระเบิดนิวเคลียร์สองลูกแรกซึ่งมีกำลังทีเอ็นทีเทียบเท่ากับลูกละประมาณ 20 นอต ถูกเครื่องบินอเมริกันทิ้งในเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิของญี่ปุ่น ตามลำดับในวันที่ 6 และ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2488 และทำให้เกิดการบาดเจ็บล้มตายและการทำลายล้างจำนวนมหาศาล ระเบิดนิวเคลียร์สมัยใหม่มี TNT เทียบเท่ากับหลายสิบถึงล้านตัน

อาวุธนิวเคลียร์หรือปรมาณูเป็นอาวุธระเบิดที่เกิดจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ของฟิชชันของนิวเคลียสหนักหรือปฏิกิริยาฟิวชันเทอร์โมนิวเคลียร์ของนิวเคลียสเบา

หมายถึงอาวุธทำลายล้างสูง (WMD) รวมถึงอาวุธชีวภาพและเคมี

อาวุธนิวเคลียร์เป็นชุดของอาวุธนิวเคลียร์ วิธีการส่งอาวุธเหล่านั้นไปยังเป้าหมายและวิธีการควบคุม หมายถึงอาวุธทำลายล้างสูง มีพลังทำลายล้างมหาศาล ด้วยเหตุผลข้างต้น สหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตจึงลงทุนเงินจำนวนมหาศาลในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ ขึ้นอยู่กับพลังของประจุและระยะ อาวุธนิวเคลียร์จะถูกแบ่งออกเป็นยุทธวิธี ปฏิบัติการ-ยุทธวิธี และเชิงกลยุทธ์ การใช้อาวุธนิวเคลียร์ในการทำสงครามถือเป็นหายนะสำหรับมวลมนุษยชาติ

การระเบิดของนิวเคลียร์เป็นกระบวนการปล่อยพลังงานภายในนิวเคลียร์จำนวนมากออกมาทันทีในปริมาณที่จำกัด

การออกฤทธิ์ของอาวุธปรมาณูขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาฟิชชันของนิวเคลียสหนัก (ยูเรเนียม-235, พลูโตเนียม-239 และในบางกรณีคือยูเรเนียม-233)

ยูเรเนียม-235 ถูกใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ เพราะไม่เหมือนกับไอโซโทปยูเรเนียม-238 ทั่วไปตรงที่ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืนในตัวเองนั้นเป็นไปได้

พลูโทเนียม-239 มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า “พลูโทเนียมเกรดอาวุธ” เพราะ มีไว้สำหรับการสร้างอาวุธนิวเคลียร์และเนื้อหาของไอโซโทป 239Pu ต้องมีอย่างน้อย 93.5%

เพื่อสะท้อนโครงสร้างและองค์ประกอบของระเบิดปรมาณูในฐานะต้นแบบเราจะวิเคราะห์ระเบิดพลูโตเนียม "แฟตแมน" (รูปที่ 1) ที่ทิ้งเมื่อวันที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ในเมืองนางาซากิของญี่ปุ่น

การระเบิดของระเบิดปรมาณูนิวเคลียร์

รูปที่ 1 - ระเบิดปรมาณู "ชายอ้วน"

แผนผังของระเบิดลูกนี้ (ตามแบบฉบับของอาวุธยุทโธปกรณ์พลูโตเนียมเฟสเดียว) มีประมาณดังนี้:

ตัวเริ่มนิวตรอนเป็นลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 ซม. ทำจากเบริลเลียม เคลือบด้วยโลหะผสมอิตเทรียม-โพโลเนียมหรือโลหะพอโลเนียม-210 ชั้นบาง ๆ ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนหลักสำหรับการลดมวลวิกฤติอย่างรวดเร็วและเร่งการโจมตีของ ปฏิกิริยา. มันถูกกระตุ้นในขณะที่แกนการต่อสู้ถูกถ่ายโอนไปยังสถานะวิกฤตยิ่งยวด (ระหว่างการบีบอัด พอโลเนียมและเบริลเลียมจะผสมกับการปล่อยนิวตรอนจำนวนมาก) ในปัจจุบัน นอกเหนือจากการเริ่มต้นประเภทนี้แล้ว การเริ่มต้นแสนสาหัส (TI) ยังพบได้ทั่วไปอีกด้วย ตัวริเริ่มเทอร์โมนิวเคลียร์ (TI) มันตั้งอยู่ในใจกลางของประจุ (คล้ายกับ NI) ซึ่งมีวัสดุเทอร์โมนิวเคลียร์จำนวนเล็กน้อยตั้งอยู่ ซึ่งศูนย์กลางถูกให้ความร้อนด้วยคลื่นกระแทกที่มาบรรจบกันและในระหว่างปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ กับพื้นหลังของอุณหภูมิที่เกิดขึ้น a มีการผลิตนิวตรอนจำนวนมาก ซึ่งเพียงพอสำหรับการเริ่มต้นนิวตรอนของปฏิกิริยาลูกโซ่ (รูปที่ 2)

พลูโตเนียม ไอโซโทปที่บริสุทธิ์ที่สุดของพลูโทเนียม-239 ถูกนำมาใช้ แม้ว่าจะเพิ่มความเสถียรของคุณสมบัติทางกายภาพ (ความหนาแน่น) และปรับปรุงความสามารถในการอัดประจุ แต่พลูโทเนียมจะถูกเจือด้วยแกลเลียมจำนวนเล็กน้อย

เปลือก (มักทำจากยูเรเนียม) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนนิวตรอน

เปลือกอัดอลูมิเนียม ให้ความสม่ำเสมอในการบีบอัดมากขึ้นด้วยคลื่นกระแทก ขณะเดียวกันก็ปกป้องชิ้นส่วนภายในของประจุจากการสัมผัสโดยตรงกับวัตถุระเบิดและผลิตภัณฑ์ที่ร้อนจากการสลายตัว

วัตถุระเบิดที่มีระบบการระเบิดที่ซับซ้อนซึ่งรับประกันการระเบิดแบบซิงโครไนซ์ของวัตถุระเบิดทั้งหมด การซิงโครไนซ์เป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างคลื่นกระแทกแบบอัดทรงกลมอย่างเคร่งครัด (ส่งตรงภายในลูกบอล) คลื่นที่ไม่ใช่ทรงกลมทำให้เกิดการดีดตัวของวัสดุลูกบอลเนื่องจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกัน และความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างมวลวิกฤติ การสร้างระบบดังกล่าวสำหรับการวางระเบิดและการระเบิดถือเป็นงานที่ยากที่สุดครั้งหนึ่ง มีการใช้รูปแบบผสม (ระบบเลนส์) ของวัตถุระเบิด "เร็ว" และ "ช้า"

ตัวเครื่องทำจากองค์ประกอบดูราลูมินที่มีการประทับตรา - ฝาครอบทรงกลมสองอันและเข็มขัดที่เชื่อมต่อกันด้วยสลักเกลียว

รูปที่ 2 - หลักการทำงานของระเบิดพลูโตเนียม

ศูนย์กลางของการระเบิดนิวเคลียร์คือจุดที่แสงแฟลชเกิดขึ้นหรือจุดศูนย์กลางของลูกไฟตั้งอยู่ และศูนย์กลางของการระเบิดคือจุดศูนย์กลางของการระเบิดไปยังพื้นโลกหรือผิวน้ำ

อาวุธนิวเคลียร์เป็นอาวุธทำลายล้างสูงที่ทรงพลังและอันตรายที่สุด ซึ่งคุกคามมนุษยชาติด้วยการทำลายล้างอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและการทำลายล้างผู้คนนับล้าน

หากเกิดการระเบิดบนพื้นดินหรือค่อนข้างใกล้กับพื้นผิว พลังงานการระเบิดส่วนหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวโลกในรูปแบบของการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว เกิดปรากฏการณ์ที่มีลักษณะคล้ายแผ่นดินไหวเกิดขึ้น จากผลของการระเบิดทำให้เกิดคลื่นไหวสะเทือนซึ่งแพร่กระจายผ่านความหนาของโลกในระยะทางที่ไกลมาก ผลกระทบจากการทำลายล้างของคลื่นนั้นจำกัดอยู่ในรัศมีหลายร้อยเมตร

อันเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่สูงมากของการระเบิดทำให้เกิดแสงวาบที่สว่างจ้าซึ่งมีความเข้มมากกว่าความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ตกลงมาบนโลกหลายร้อยเท่า แฟลชก่อให้เกิดความร้อนและแสงสว่างจำนวนมหาศาล การแผ่รังสีแสงทำให้เกิดการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองของวัสดุไวไฟและผิวหนังไหม้ในผู้คนในรัศมีหลายกิโลเมตร

การระเบิดของนิวเคลียร์จะก่อให้เกิดรังสี ใช้เวลาประมาณหนึ่งนาทีและมีพลังทะลุทะลวงสูงจนต้องใช้ที่พักพิงที่ทรงพลังและเชื่อถือได้เพื่อป้องกันในระยะใกล้

การระเบิดของนิวเคลียร์สามารถทำลายหรือปิดการใช้งานบุคคลที่ไม่มีการป้องกัน อุปกรณ์ โครงสร้าง และทรัพย์สินวัสดุต่างๆ ที่ยืนอยู่อย่างเปิดเผยได้ในทันที ปัจจัยที่สร้างความเสียหายหลักของการระเบิดนิวเคลียร์ (NFE) คือ:

คลื่นกระแทก;

การแผ่รังสีแสง

รังสีทะลุทะลวง

การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในพื้นที่

ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า (EMP)

ในระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ การกระจายพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่าง PFYV จะอยู่ที่ประมาณดังต่อไปนี้: ประมาณ 50% สำหรับคลื่นกระแทก, 35% สำหรับการแผ่รังสีแสง, 10% สำหรับการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี และ 5% สำหรับการแผ่รังสีที่ทะลุผ่านและ EMR

การปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีกับคน อุปกรณ์ทางทหาร ภูมิประเทศ และวัตถุต่างๆ ในระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์ เกิดจากการแยกตัวของสารประจุ (Pu-239, U-235) และส่วนที่ไม่ทำปฏิกิริยาของประจุที่ตกลงมาจากกลุ่มเมฆระเบิดด้วย เนื่องจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นในดินและวัสดุอื่น ๆ ภายใต้อิทธิพลของกิจกรรมที่เกิดจากนิวตรอน เมื่อเวลาผ่านไป กิจกรรมของชิ้นส่วนฟิชชันจะลดลงอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในชั่วโมงแรกหลังการระเบิด ตัวอย่างเช่น กิจกรรมทั้งหมดของชิ้นส่วนฟิชชันระหว่างการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์ที่มีกำลัง 20 kT หลังจากหนึ่งวันจะน้อยกว่าหนึ่งนาทีหลังการระเบิดหลายพันเท่า

การวิเคราะห์ประสิทธิผลของการประยุกต์ใช้มาตรการป้องกันเสียงรบกวนแบบบูรณาการเพื่อเพิ่มความเสถียรของการทำงานของอุปกรณ์สื่อสารในสภาวะของมาตรการตอบโต้วิทยุของศัตรู

เมื่อคำนึงถึงระดับของอุปกรณ์ทางเทคนิค การวิเคราะห์กองกำลังสงครามอิเล็กทรอนิกส์และวิธีการจะดำเนินการสำหรับกองพันลาดตระเวนและสงครามอิเล็กทรอนิกส์ (R และ EW) ของแผนกยานยนต์ (md) ของกองทัพบก กองพันลาดตระเวนและสงครามอิเล็กทรอนิกส์ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ได้แก่)