ระเบิดปรมาณูทำงานอย่างไร? หัวรบนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร?

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทำงานได้อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ มิฉะนั้นอย่างที่ทราบจะเกิดปัญหา แต่เกิดอะไรขึ้นข้างใน? เรามาลองกำหนดหลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (นิวเคลียร์) สั้น ๆ ชัดเจนโดยมีจุดหยุด

โดยพื้นฐานแล้ว กระบวนการเดียวกันนี้เกิดขึ้นที่นั่นเช่นเดียวกับระหว่างการระเบิดของนิวเคลียร์ มีเพียงการระเบิดเท่านั้นที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และในเครื่องปฏิกรณ์ทุกอย่างก็ยืดออกไป เวลานาน- เป็นผลให้ทุกอย่างยังคงปลอดภัยและเราได้รับพลังงาน ไม่มากจนทุกสิ่งรอบตัวจะถูกทำลายในคราวเดียว แต่เพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับเมือง

ก่อนที่คุณจะเข้าใจว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ได้รับการควบคุมเกิดขึ้นได้อย่างไร คุณจำเป็นต้องรู้ว่ามันคืออะไร ปฏิกิริยานิวเคลียร์ เลย

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ คือกระบวนการเปลี่ยนรูป (ฟิชชัน) ของนิวเคลียสของอะตอมเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน อนุภาคมูลฐานและรังสีแกมมา

ปฏิกิริยานิวเคลียร์สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการดูดซับและการปลดปล่อยพลังงาน เครื่องปฏิกรณ์ใช้ปฏิกิริยาที่สอง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เป็นอุปกรณ์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ถูกควบคุมด้วยการปล่อยพลังงาน

บ่อยครั้ง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เรียกอีกอย่างว่าอะตอม โปรดทราบว่าไม่มีความแตกต่างพื้นฐานที่นี่ แต่จากมุมมองของวิทยาศาสตร์ การใช้คำว่า "นิวเคลียร์" ถูกต้องมากกว่า ปัจจุบันมีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หลายประเภท เหล่านี้เป็นเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อสร้างพลังงานในโรงไฟฟ้า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของเรือดำน้ำ เครื่องปฏิกรณ์ทดลองขนาดเล็กที่ใช้ใน การทดลองทางวิทยาศาสตร์- มีแม้กระทั่งเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

ประวัติความเป็นมาของการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรกเปิดตัวในปี 1942 ซึ่งไม่ไกลนัก สิ่งนี้เกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกาภายใต้การนำของแฟร์มี เครื่องปฏิกรณ์นี้เรียกว่า "Chicago Woodpile"

ในปี 1946 เครื่องปฏิกรณ์โซเวียตเครื่องแรกที่เปิดตัวภายใต้การนำของ Kurchatov ได้เริ่มดำเนินการ ร่างกายของเครื่องปฏิกรณ์นี้เป็นลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเจ็ดเมตร เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรกไม่มีระบบทำความเย็นและพลังงานมีเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เครื่องปฏิกรณ์ของสหภาพโซเวียตมีกำลังเฉลี่ย 20 วัตต์และเครื่องปฏิกรณ์แบบอเมริกัน - เพียง 1 วัตต์ สำหรับการเปรียบเทียบ: กำลังเฉลี่ยของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานสมัยใหม่คือ 5 กิกะวัตต์ ไม่ถึงสิบปีหลังจากการเปิดตัวเครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงอุตสาหกรรมแห่งแรกของโลกได้เปิดขึ้นในเมืองออบนินสค์

หลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (นิวเคลียร์)

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใด ๆ มีหลายส่วน: แกนกลาง กับ เชื้อเพลิง และ พิธีกร , ตัวสะท้อนนิวตรอน , สารหล่อเย็น , ระบบควบคุมและป้องกัน - ไอโซโทปมักถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์ ยูเรเนียม (235, 238, 233), พลูโตเนียม (239) และ ทอเรียม (232) แกนกลางคือหม้อต้มน้ำซึ่งมีน้ำธรรมดา (สารหล่อเย็น) ไหลผ่าน ในบรรดาสารหล่อเย็นอื่นๆ “น้ำหนัก” และกราไฟท์เหลวมักถูกใช้น้อยกว่า ถ้าเราพูดถึงการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ก็ถูกใช้เพื่อผลิตความร้อน กระแสไฟฟ้านั้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการเดียวกันกับโรงไฟฟ้าประเภทอื่น - ไอน้ำหมุนกังหันและพลังงานของการเคลื่อนที่จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว การสลายของนิวเคลียสยูเรเนียมหนักจะทำให้เกิดธาตุที่เบากว่าและนิวตรอนหลายตัว นิวตรอนที่เกิดขึ้นจะชนกับนิวเคลียสอื่นและทำให้เกิดฟิชชันด้วย ในขณะเดียวกัน จำนวนนิวตรอนก็เพิ่มขึ้นราวกับหิมะถล่ม

มันควรจะกล่าวถึงที่นี่ ตัวคูณการคูณนิวตรอน - ดังนั้นหากค่าสัมประสิทธิ์นี้เกินค่าเท่ากับ 1 จะเกิดการระเบิดของนิวเคลียร์ หากค่าน้อยกว่า 1 แสดงว่ามีจำนวนนิวตรอนน้อยเกินไปและปฏิกิริยาจะหมดไป แต่ถ้าคุณรักษาค่าสัมประสิทธิ์ไว้ เท่ากับหนึ่งปฏิกิริยาจะดำเนินไปอย่างยาวนานและเสถียร

คำถามคือต้องทำอย่างไร? ในเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิงจะอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า องค์ประกอบเชื้อเพลิง (ทเวลัค). เหล่านี้เป็นแท่งที่มีลักษณะเป็นเม็ดเล็ก ๆ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ - แท่งเชื้อเพลิงถูกต่อเข้ากับตลับรูปทรงหกเหลี่ยม ซึ่งสามารถบรรจุได้หลายร้อยในเครื่องปฏิกรณ์ คาสเซ็ตต์ที่มีแท่งเชื้อเพลิงจะถูกจัดเรียงในแนวตั้ง และแท่งเชื้อเพลิงแต่ละอันมีระบบที่ช่วยให้คุณควบคุมความลึกของการจุ่มลงในแกนกลางได้ นอกจากตัวคาสเซ็ตแล้วยังรวมถึง แท่งควบคุม และ แท่งป้องกันฉุกเฉิน - แท่งทำจากวัสดุที่ดูดซับนิวตรอนได้ดี ดังนั้น แท่งควบคุมจึงสามารถลดระดับลงไปที่ระดับความลึกต่างๆ ในแกนกลางได้ จึงเป็นการปรับแฟคเตอร์การคูณนิวตรอน แท่งฉุกเฉินได้รับการออกแบบมาเพื่อปิดเครื่องปฏิกรณ์ในกรณีฉุกเฉิน

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เริ่มต้นอย่างไร?

เราได้ค้นพบหลักการทำงานแล้ว แต่จะเริ่มต้นและทำให้เครื่องปฏิกรณ์ทำงานได้อย่างไร? พูดโดยประมาณ นี่คือ - ชิ้นส่วนของยูเรเนียม แต่ปฏิกิริยาลูกโซ่ไม่ได้เริ่มต้นในตัวมันเอง ประเด็นก็คือใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์มีแนวคิดอยู่ มวลวิกฤติ .

มวลวิกฤตคือมวลของวัสดุฟิสไซล์ที่จำเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์

ด้วยความช่วยเหลือของแท่งเชื้อเพลิงและแท่งควบคุมในเครื่องปฏิกรณ์ มวลวิกฤติเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ จากนั้นจึงนำเครื่องปฏิกรณ์มาใช้งานในหลายขั้นตอน ระดับที่เหมาะสมที่สุดพลัง.

ในบทความนี้เราพยายามที่จะให้แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (นิวเคลียร์) หากมีข้อสงสัยในหัวข้อหรือถูกถามถึงปัญหาฟิสิกส์นิวเคลียร์ของมหาวิทยาลัย กรุณาติดต่อ ถึงผู้เชี่ยวชาญของบริษัทเรา- ตามปกติเราพร้อมที่จะช่วยคุณแก้ไขปัญหาเร่งด่วนเกี่ยวกับการศึกษาของคุณ และในขณะที่เรากำลังดำเนินการอยู่ ต่อไปนี้เป็นวิดีโอเพื่อการศึกษาอีกเรื่องที่คุณอาจสนใจ!

เพื่อทำความเข้าใจหลักการทำงานและโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คุณต้องย้อนเวลากลับไปในอดีต เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีอายุหลายศตวรรษ แม้ว่าจะยังไม่เกิดขึ้นจริง แต่ก็ฝันถึงมนุษยชาติ แหล่งที่มาไม่สิ้นสุดพลังงาน. “ต้นกำเนิด” ในสมัยโบราณของมันคือไฟที่ทำจากกิ่งไม้แห้ง ซึ่งครั้งหนึ่งเคยส่องสว่างและทำให้ห้องใต้ดินของถ้ำอบอุ่นขึ้น ซึ่งบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเราได้พบกับความรอดจากความหนาวเย็น ต่อมาผู้คนเชี่ยวชาญเรื่องไฮโดรคาร์บอน - ถ่านหิน หินดินดาน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ

ยุคไอน้ำที่ปั่นป่วนแต่มีอายุสั้นเริ่มต้นขึ้น ซึ่งถูกแทนที่ด้วยยุคไฟฟ้าที่น่าอัศจรรย์ยิ่งกว่าเดิม เมืองต่างๆ เต็มไปด้วยแสงสว่าง และโรงงานต่างๆ ก็เต็มไปด้วยเสียงครวญครางของเครื่องจักรที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ดูเหมือนว่าความคืบหน้าจะถึงจุดสุดยอดแล้ว

ทุกสิ่งได้เปลี่ยนไปแล้ว ปลาย XIXศตวรรษ เมื่อนักเคมีชาวฝรั่งเศส อองตวน อองรี เบกเกอเรล ค้นพบโดยบังเอิญว่าเกลือยูเรเนียมมีกัมมันตภาพรังสี 2 ปีต่อมา เพื่อนร่วมชาติของเขา Pierre Curie และภรรยาของเขา Maria Sklodowska-Curie ได้รับเรเดียมและพอโลเนียมจากพวกเขา และระดับกัมมันตภาพรังสีของพวกเขาก็สูงกว่าทอเรียมและยูเรเนียมหลายล้านเท่า

กระบองถูกหยิบขึ้นมาโดยเออร์เนสต์ รัทเธอร์ฟอร์ด ซึ่งศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับธรรมชาติของรังสีกัมมันตภาพรังสี ดังนั้นยุคของอะตอมจึงเริ่มต้นขึ้น ซึ่งให้กำเนิดลูกอันเป็นที่รัก นั่นคือเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรก

“บุตรหัวปี” มาจากสหรัฐอเมริกา ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2485 กระแสไฟแรกถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งใช้ชื่อของผู้สร้าง - หนึ่งในนั้น นักฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดศตวรรษ อี. เฟอร์มี สามปีต่อมา โรงงานนิวเคลียร์ ZEEP มีชีวิตขึ้นมาในแคนาดา “Bronze” ไปที่เครื่องปฏิกรณ์โซเวียตเครื่องแรก F-1 ซึ่งเปิดตัวเมื่อปลายปี พ.ศ. 2489 I.V. Kurchatov กลายเป็นหัวหน้าโครงการนิวเคลียร์ในประเทศ ปัจจุบันมีหน่วยพลังงานนิวเคลียร์มากกว่า 400 หน่วยที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินงานในโลก

ประเภทของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อสนับสนุนปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ควบคุมซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า เครื่องปฏิกรณ์บางชนิดผลิตไอโซโทป กล่าวโดยย่อคือเป็นอุปกรณ์ในระดับความลึกที่สารบางชนิดถูกแปลงเป็นสารอื่นโดยปล่อยพลังงานความร้อนจำนวนมาก นี่คือ "เตา" ชนิดหนึ่งที่แทนที่จะใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม ไอโซโทปยูเรเนียม - U-235, U-238 และพลูโทเนียม (Pu) - ถูกเผา

ยกตัวอย่างเช่น รถยนต์ที่ออกแบบมาสำหรับน้ำมันเบนซินหลายประเภท เชื้อเพลิงกัมมันตภาพรังสีแต่ละประเภทจะมีเครื่องปฏิกรณ์ประเภทของตัวเอง มีสองตัวคือ - บนนิวตรอนช้า (กับ U-235) และเร็ว (กับ U-238 และ Pu) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่มีเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ นิวตรอนช้า- นอกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แล้ว การติดตั้งยัง “ใช้งานได้” ด้วย ศูนย์วิจัยบนเรือดำน้ำนิวเคลียร์และ.

เครื่องปฏิกรณ์ทำงานอย่างไร

เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดมีวงจรเดียวกันโดยประมาณ “หัวใจ” ของมันคือโซนที่แอคทีฟ สามารถเปรียบเทียบได้คร่าวๆ กับเรือนไฟของเตาธรรมดา แทนที่จะเป็นฟืนเท่านั้นที่มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อยู่ในรูปแบบขององค์ประกอบเชื้อเพลิงที่มีตัวหน่วง - แท่งเชื้อเพลิง โซนแอคทีฟตั้งอยู่ภายในแคปซูลชนิดหนึ่ง - ตัวสะท้อนนิวตรอน แท่งเชื้อเพลิงจะถูก "ล้าง" ด้วยสารหล่อเย็นหรือน้ำ เพราะใน “ใจ” มีมาก ระดับสูงกัมมันตภาพรังสีนั้นล้อมรอบด้วยการป้องกันรังสีที่เชื่อถือได้

ผู้ปฏิบัติงานควบคุมการทำงานของโรงงานโดยใช้ระบบที่สำคัญสองระบบ ได้แก่ การควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ และ ระบบระยะไกลการจัดการ. หากเกิดเหตุฉุกเฉิน การป้องกันเหตุฉุกเฉินจะถูกเปิดใช้งานทันที

เครื่องปฏิกรณ์ทำงานอย่างไร?

“เปลวไฟ” ของอะตอมนั้นมองไม่เห็น เนื่องจากกระบวนการเกิดขึ้นที่ระดับการแยกตัวของนิวเคลียร์ ในระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่ นิวเคลียสหนักจะสลายตัวเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ ซึ่งเมื่ออยู่ในสภาวะตื่นเต้น จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดของนิวตรอนและอนุภาคย่อยของอะตอมอื่นๆ แต่กระบวนการไม่ได้สิ้นสุดเพียงแค่นั้น นิวตรอนยังคง "แยกตัว" ต่อไปซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อยพลังงานจำนวนมากนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นเพื่อประโยชน์ในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ภารกิจหลักของบุคลากรคือการรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่โดยใช้แท่งควบคุมให้อยู่ในระดับคงที่และปรับได้ นี่คือความแตกต่างที่สำคัญจากระเบิดปรมาณูซึ่งกระบวนการสลายตัวของนิวเคลียร์ไม่สามารถควบคุมได้และดำเนินไปอย่างรวดเร็วในรูปแบบของการระเบิดที่ทรงพลัง

เกิดอะไรขึ้นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล

หนึ่งในสาเหตุหลักของภัยพิบัติ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลในเดือนเมษายน พ.ศ. 2529 – การละเมิดอย่างร้ายแรงกฎความปลอดภัยในการปฏิบัติงานระหว่างการบำรุงรักษาตามปกติที่หน่วยกำลังที่ 4 จากนั้นแท่งกราไฟท์ 203 แท่งก็ถูกถอดออกจากแกนพร้อมกัน แทนที่จะเป็น 15 แท่งที่ได้รับอนุญาตตามกฎระเบียบ เป็นผลให้ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งเริ่มสิ้นสุดลงด้วยการระเบิดด้วยความร้อนและการทำลายหน่วยพลังงานโดยสิ้นเชิง

เครื่องปฏิกรณ์รุ่นใหม่

สำหรับ ทศวรรษที่ผ่านมารัสเซียได้กลายเป็นหนึ่งในผู้นำด้านพลังงานนิวเคลียร์ระดับโลก บน ในขณะนี้บริษัท Rosatom ของรัฐกำลังสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใน 12 ประเทศ ซึ่งมีการสร้างหน่วยพลังงาน 34 หน่วย ความต้องการที่สูงเช่นนี้เป็นข้อพิสูจน์ถึงเทคโนโลยีนิวเคลียร์รัสเซียสมัยใหม่ในระดับสูง ลำดับถัดไปคือเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่ 4 ใหม่

"เบรสต์"

หนึ่งในนั้นคือ Brest ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Breakthrough ตอนนี้ ระบบปฏิบัติการระบบวงจรเปิดทำงานโดยใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะต่ำ ซึ่งเหลือเชื้อเพลิงใช้แล้วจำนวนมากซึ่งต้องกำจัดทิ้ง ซึ่งต้องใช้ต้นทุนมหาศาล "เบรสต์" - เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วมีลักษณะเฉพาะในวงจรปิด

ในนั้น เชื้อเพลิงใช้แล้วหลังจากผ่านกระบวนการที่เหมาะสมในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว ก็จะกลายเป็นเชื้อเพลิงเต็มเปี่ยมอีกครั้ง ซึ่งสามารถบรรจุกลับเข้าไปในการติดตั้งเดิมได้

เบรสต์มีความโดดเด่นด้วยความปลอดภัยระดับสูง มันจะไม่มีวัน "ระเบิด" แม้แต่ในอุบัติเหตุที่ร้ายแรงที่สุด มันประหยัดมากและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมันนำยูเรเนียม "ต่ออายุ" กลับมาใช้ใหม่ นอกจากนี้ยังไม่สามารถใช้ในการผลิตพลูโทเนียมเกรดอาวุธได้ ซึ่งเปิดโอกาสในการส่งออกในวงกว้างที่สุด

วีเวอร์-1200

VVER-1200 เป็นเครื่องปฏิกรณ์นวัตกรรมเจนเนอเรชัน 3+ ที่มีกำลังการผลิต 1150 เมกะวัตต์ ด้วยความสามารถด้านเทคนิคที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้มีความปลอดภัยในการปฏิบัติงานเกือบสมบูรณ์ เครื่องปฏิกรณ์มีระบบความปลอดภัยเชิงรับที่ติดตั้งไว้มากมายซึ่งจะทำงานโดยอัตโนมัติแม้ในกรณีที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟ

หนึ่งในนั้นคือระบบกำจัดความร้อนแบบพาสซีฟ ซึ่งจะเปิดใช้งานโดยอัตโนมัติเมื่อเครื่องปฏิกรณ์ถูกตัดพลังงานโดยสิ้นเชิง ในกรณีนี้จะมีถังไฮดรอลิกฉุกเฉินเตรียมไว้ให้ หากมีแรงดันตกผิดปกติในวงจรปฐมภูมิ น้ำปริมาณมากที่มีโบรอนจะเริ่มถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งจะดับปฏิกิริยานิวเคลียร์และดูดซับนิวตรอน

ความรู้อีกประการหนึ่งอยู่ที่ส่วนล่างของเกราะป้องกัน - "กับดัก" ที่หลอมละลาย อันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุ หากแกนกลาง "รั่ว" "กับดัก" จะไม่ยอมให้มันพัง การบรรจุและจะป้องกันไม่ให้สารกัมมันตภาพรังสีเข้าสู่พื้นดิน

อุปกรณ์และหลักการทำงานขึ้นอยู่กับการเริ่มต้นและการควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบยั่งยืนในตัวเอง ใช้เป็นเครื่องมือวิจัยในการผลิต ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีและเป็นแหล่งพลังงานให้กับ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์.

หลักการทำงาน (โดยย่อ)

สิ่งนี้ใช้กระบวนการที่นิวเคลียสหนักแตกออกเป็นสองชิ้นเล็ก ๆ ชิ้นส่วนเหล่านี้อยู่ในสถานะตื่นเต้นสูงและปล่อยนิวตรอน อนุภาคย่อยของอะตอมอื่นๆ และโฟตอนออกมา นิวตรอนสามารถทำให้เกิดฟิชชันใหม่ ส่งผลให้มีการปลดปล่อยออกมามากขึ้น และอื่นๆ การแยกต่อเนื่องกันอย่างต่อเนื่องด้วยตนเองเช่นนี้เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ สิ่งนี้จะปล่อยพลังงานจำนวนมากซึ่งการผลิตมีจุดประสงค์เพื่อใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

หลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือประมาณ 85% ของพลังงานฟิชชันจะถูกปล่อยออกมาภายในระยะเวลาอันสั้นมากหลังจากเริ่มปฏิกิริยา ส่วนที่เหลือจึงถูกผลิตออกมา การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีผลิตภัณฑ์ฟิชชันหลังจากที่พวกมันปล่อยนิวตรอนออกมา การสลายกัมมันตภาพรังสีเป็นกระบวนการที่อะตอมมีสถานะเสถียรมากขึ้น ดำเนินต่อไปหลังจากการแบ่งกลุ่มเสร็จสิ้น

ในระเบิดปรมาณู ปฏิกิริยาลูกโซ่จะเพิ่มความรุนแรงจนกระทั่งวัสดุส่วนใหญ่เกิดฟิชชัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเร็วมาก ทำให้เกิดการระเบิดที่ทรงพลังมากตามแบบฉบับของระเบิดดังกล่าว หลักการออกแบบและการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์นั้นขึ้นอยู่กับการรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ให้อยู่ในระดับที่ควบคุมได้และเกือบจะคงที่ มันถูกออกแบบมาในลักษณะที่ไม่สามารถระเบิดเหมือนระเบิดปรมาณูได้

ปฏิกิริยาลูกโซ่และวิกฤต

ฟิสิกส์ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันคือ ปฏิกิริยาลูกโซ่ถูกกำหนดโดยความน่าจะเป็นที่นิวเคลียสจะแตกตัวหลังจากปล่อยนิวตรอนออกมา ถ้าประชากรกลุ่มหลังลดลง อัตราการแบ่งก็จะลดลงเหลือศูนย์ในที่สุด ในกรณีนี้ เครื่องปฏิกรณ์จะอยู่ในสถานะต่ำกว่าวิกฤติ หากรักษาจำนวนประชากรนิวตรอนให้อยู่ในระดับคงที่ อัตราฟิชชันจะยังคงคงที่ เครื่องปฏิกรณ์จะอยู่ในสภาพวิกฤติ สุดท้ายนี้ หากจำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อัตราฟิชชันและพลังงานก็จะเพิ่มขึ้น สถานะของแกนกลางจะกลายเป็นวิกฤตยิ่งยวด

หลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีดังนี้ ก่อนที่จะมีการปล่อย ประชากรนิวตรอนจะเข้าใกล้ศูนย์ จากนั้นผู้ปฏิบัติงานจะถอดแท่งควบคุมออกจากแกนกลาง เพื่อเพิ่มการแยกตัวของนิวเคลียร์ ซึ่งจะดันเครื่องปฏิกรณ์เข้าสู่สถานะวิกฤตยิ่งยวดชั่วคราว หลังจากถึงกำลังพิกัดแล้ว ผู้ปฏิบัติงานจะคืนแท่งควบคุมบางส่วนเพื่อปรับจำนวนนิวตรอน ต่อจากนั้น เครื่องปฏิกรณ์จะได้รับการบำรุงรักษาให้อยู่ในสภาพวิกฤต เมื่อจำเป็นต้องหยุด ผู้ปฏิบัติงานจะสอดแท่งลงไปจนสุด สิ่งนี้จะระงับฟิชชันและถ่ายโอนแกนกลางไปสู่สถานะต่ำกว่าวิกฤติ

ประเภทเครื่องปฏิกรณ์

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ของโลกเป็นโรงไฟฟ้าที่ผลิตความร้อนที่จำเป็นในการหมุนกังหันที่ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า- นอกจากนี้ยังมีเครื่องปฏิกรณ์วิจัยอีกมากมาย และบางประเทศมีเรือดำน้ำหรือเรือผิวน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานปรมาณู

การติดตั้งพลังงาน

เครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้มีหลายประเภท แต่การออกแบบน้ำเบาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ในทางกลับกันก็สามารถใช้น้ำแรงดันหรือน้ำเดือดได้ ในกรณีแรกให้ของเหลวอยู่ข้างใต้ แรงดันสูงได้รับความร้อนจากความร้อนของโซนแอคทีฟและเข้าสู่เครื่องกำเนิดไอน้ำ ที่นั่น ความร้อนจากวงจรหลักจะถูกถ่ายโอนไปยังวงจรรองซึ่งมีน้ำอยู่ด้วย ไอน้ำที่เกิดขึ้นในท้ายที่สุดจะทำหน้าที่เป็นของเหลวทำงานในวงจรกังหันไอน้ำ

เครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือดทำงานบนหลักการของวัฏจักรพลังงานโดยตรง น้ำที่ไหลผ่านโซนแอคทีฟจะถูกนำไปต้มที่แรงดันปานกลาง ไอน้ำอิ่มตัวผ่านชุดตัวแยกและเครื่องอบแห้งที่อยู่ในถังปฏิกรณ์ ซึ่งนำไปสู่สถานะร้อนยวดยิ่ง จากนั้นไอน้ำร้อนยวดยิ่งจะถูกใช้เป็นของเหลวทำงานเพื่อหมุนกังหัน

ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง

เครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง (HTGR) เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีหลักการทำงานโดยใช้ส่วนผสมของกราไฟท์และไมโครสเฟียร์เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิง มีการออกแบบที่แข่งขันกันสองแบบ:

• ระบบ "เติม" ของเยอรมันที่ใช้องค์ประกอบเชื้อเพลิงทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 มม. ซึ่งเป็นส่วนผสมของกราไฟท์และเชื้อเพลิงในเปลือกกราไฟท์
• เวอร์ชันอเมริกาในรูปแบบของปริซึมหกเหลี่ยมกราไฟท์ที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างแกน

ในทั้งสองกรณี สารหล่อเย็นประกอบด้วยฮีเลียมภายใต้ความกดดันประมาณ 100 บรรยากาศ ใน ระบบเยอรมันฮีเลียมผ่านช่องว่างในชั้นทรงกลม เซลล์เชื้อเพลิงและในรูทะลุแบบอเมริกันในปริซึมกราไฟท์ที่อยู่ตามแนวแกนของโซนกลางของเครื่องปฏิกรณ์ ตัวเลือกทั้งสองสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงมาก เนื่องจากกราไฟท์มีอุณหภูมิสูงมาก อุณหภูมิสูงการระเหิดและฮีเลียมเป็นสารเฉื่อยทางเคมีโดยสิ้นเชิง ฮีเลียมร้อนสามารถนำมาใช้โดยตรงเป็นของเหลวทำงานในกังหันก๊าซที่อุณหภูมิสูง หรือความร้อนของฮีเลียมสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างไอน้ำวัฏจักรของน้ำได้

โลหะเหลวและหลักการทำงาน

เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วระบายความร้อนด้วยโซเดียมได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ความสนใจอย่างมากในช่วงปี 1960-1970 ดูเหมือนว่าความสามารถในการผสมพันธุ์ของพวกมันจะจำเป็นในไม่ช้าเพื่อผลิตเชื้อเพลิงสำหรับอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว เมื่อเป็นที่แน่ชัดในช่วงทศวรรษ 1980 ว่าความคาดหวังนี้ไม่สมจริง ความกระตือรือร้นก็ลดน้อยลง อย่างไรก็ตาม มีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้จำนวนหนึ่งในสหรัฐอเมริกา รัสเซีย ฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร ญี่ปุ่น และเยอรมนี ส่วนใหญ่ใช้ยูเรเนียมไดออกไซด์หรือผสมกับพลูโตเนียมไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม ในประเทศสหรัฐอเมริกา ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทำได้โดยใช้เชื้อเพลิงโลหะ

แคนดู

แคนาดากำลังมุ่งเน้นไปที่เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ยูเรเนียมธรรมชาติ สิ่งนี้ช่วยลดความจำเป็นในการหันไปใช้บริการของประเทศอื่นเพื่อเพิ่มคุณค่า ผลลัพธ์ของนโยบายนี้คือเครื่องปฏิกรณ์ดิวทีเรียม-ยูเรเนียม (CANDU) มันถูกควบคุมและระบายความร้อนด้วยน้ำหนัก การออกแบบและหลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประกอบด้วยการใช้อ่างเก็บน้ำที่มี D 2 O เย็นที่ ความดันบรรยากาศ- แกนกลางถูกเจาะด้วยท่อที่ทำจากโลหะผสมเซอร์โคเนียมที่มีเชื้อเพลิงยูเรเนียมธรรมชาติ ซึ่งน้ำหนักที่ทำให้เย็นจะไหลเวียนผ่าน ไฟฟ้าผลิตโดยการถ่ายโอนความร้อนแบบฟิชชันในน้ำหนักมวลไปยังสารหล่อเย็นที่ไหลเวียนผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำ ไอน้ำในวงจรทุติยภูมิจะผ่านวงจรกังหันแบบธรรมดา

สิ่งอำนวยความสะดวกการวิจัย

เพื่อดำเนินการ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มักใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หลักการทำงานคือการใช้องค์ประกอบเชื้อเพลิงยูเรเนียมหล่อเย็นด้วยน้ำและรูปแผ่นในรูปแบบของชุดประกอบ สามารถทำงานได้ในระดับพลังงานที่หลากหลายตั้งแต่หลายกิโลวัตต์ไปจนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ เนื่องจากการผลิตไฟฟ้าไม่ใช่จุดประสงค์หลักของเครื่องปฏิกรณ์วิจัย จึงมีลักษณะเฉพาะโดยพลังงานความร้อนที่ผลิตได้ ความหนาแน่น และพลังงานระบุของนิวตรอนหลัก เป็นพารามิเตอร์เหล่านี้ที่ช่วยวัดปริมาณความสามารถของเครื่องปฏิกรณ์วิจัยในการทำวิจัยเฉพาะ โดยทั่วไประบบพลังงานต่ำจะพบได้ในมหาวิทยาลัยและใช้สำหรับการสอน ในขณะที่ระบบพลังงานสูงจำเป็นในห้องปฏิบัติการวิจัยสำหรับการทดสอบวัสดุและประสิทธิภาพ และการวิจัยทั่วไป

ที่พบมากที่สุดคือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยซึ่งมีโครงสร้างและหลักการทำงานดังนี้ แกนกลางของมันตั้งอยู่ที่ด้านล่างของแอ่งน้ำลึกขนาดใหญ่ วิธีนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการสังเกตและการวางช่องสัญญาณที่ลำแสงนิวตรอนสามารถส่องผ่านได้ ที่ระดับพลังงานต่ำ ไม่จำเป็นต้องสูบน้ำหล่อเย็น เนื่องจากการหมุนเวียนของน้ำหล่อเย็นตามธรรมชาติช่วยระบายความร้อนที่เพียงพอเพื่อรักษาสภาพการทำงานที่ปลอดภัย ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนมักจะอยู่บนพื้นผิวหรือที่ด้านบนของสระน้ำซึ่งมีน้ำร้อนสะสมอยู่

การติดตั้งเรือ

การใช้งานเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบดั้งเดิมและหลักคือการใช้ในเรือดำน้ำ ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือ ไม่เหมือนกับระบบการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลตรงที่พวกเขาไม่ต้องการอากาศเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ดังนั้น เรือดำน้ำนิวเคลียร์จึงสามารถจมอยู่ใต้น้ำได้เป็นเวลานาน ในขณะที่เรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าแบบธรรมดาจะต้องขึ้นสู่ผิวน้ำเป็นระยะเพื่อยิงเครื่องยนต์กลางอากาศ มอบความได้เปรียบเชิงกลยุทธ์ให้กับกองทัพเรือ ด้วยเหตุนี้ คุณจึงไม่จำเป็นต้องเติมเชื้อเพลิงที่ท่าเรือต่างประเทศหรือจากเรือบรรทุกน้ำมันที่มีความเสี่ยงสูง

หลักการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บนเรือดำน้ำถูกจำแนกประเภท อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่าในสหรัฐอเมริกา ใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง และถูกทำให้ช้าลงและทำให้เย็นลงด้วยน้ำเบา การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใต้น้ำเครื่องแรก USS Nautilus ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากศูนย์วิจัยอันทรงพลัง มีลักษณะเฉพาะตัวเป็นอย่างมาก หุ้นขนาดใหญ่การเกิดปฏิกิริยาทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานเป็นระยะเวลานานโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงและความสามารถในการรีสตาร์ทหลังจากหยุดรถ โรงไฟฟ้าในเรือดำน้ำจะต้องเงียบมากเพื่อหลีกเลี่ยงการตรวจจับ เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของเรือดำน้ำประเภทต่างๆ จึงมีการสร้างโรงไฟฟ้ารุ่นต่างๆ ขึ้นมา

เรือบรรทุกเครื่องบินของกองทัพเรือสหรัฐฯ ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งเชื่อกันว่าหลักการทำงานยืมมาจากเรือดำน้ำที่ใหญ่ที่สุด รายละเอียดของการออกแบบยังไม่ได้รับการเผยแพร่

นอกจากสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส รัสเซีย จีน และอินเดีย ยังมีเรือดำน้ำนิวเคลียร์อีกด้วย ในแต่ละกรณีไม่มีการเปิดเผยการออกแบบ แต่เชื่อกันว่าทั้งหมดคล้ายกันมาก - นี่เป็นผลมาจากข้อกำหนดเดียวกันสำหรับพวกเขา ข้อกำหนดทางเทคนิค- รัสเซียยังมีกองเรือขนาดเล็กที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบเดียวกับเรือดำน้ำโซเวียต

การติดตั้งทางอุตสาหกรรม

เพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต จะใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งมีหลักการทำงานคือให้ผลผลิตสูงและมีการผลิตพลังงานต่ำ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการมีอยู่ของพลูโตเนียมในแกนกลางในระยะยาวทำให้เกิดการสะสมของ 240 Pu ที่ไม่ต้องการ

การผลิตไอโซโทป

ปัจจุบันวัสดุหลักที่ผลิตโดยระบบดังกล่าวคือไอโซโทป (3H หรือ T) - ประจุของพลูโตเนียม-239 มีครึ่งชีวิตยาวนานถึง 24,100 ปี ดังนั้นประเทศที่มีคลังแสงอาวุธนิวเคลียร์ที่ใช้ธาตุนี้จึงมีแนวโน้มที่จะมีมากกว่านั้น เกินความจำเป็น ต่างจาก 239 Pu ทริเทียมมีครึ่งชีวิตประมาณ 12 ปี ดังนั้น เพื่อรักษาปริมาณที่จำเป็น จึงต้องมีการผลิตไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่อง ในสหรัฐอเมริกาในแม่น้ำสะวันนา (รัฐ เซาท์แคโรไลนา) ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักหลายเครื่องทำงานที่ผลิตไอโซโทป

หน่วยพลังงานลอยตัว

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ถูกสร้างขึ้นซึ่งสามารถให้ความร้อนไฟฟ้าและไอน้ำไปยังพื้นที่ห่างไกล ตัวอย่างเช่น ในรัสเซีย โรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับอาร์กติกพบว่ามีการใช้ประโยชน์แล้ว การตั้งถิ่นฐาน- ในประเทศจีน HTR-10 ขนาด 10 เมกะวัตต์ให้ความร้อนและพลังงานแก่สถาบันวิจัยที่ตั้งอยู่ การพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ควบคุมอัตโนมัติขนาดเล็กที่มีความสามารถคล้ายคลึงกันกำลังดำเนินการในสวีเดนและแคนาดา ระหว่างปี 1960 ถึง 1972 กองทัพสหรัฐฯ ใช้เครื่องปฏิกรณ์น้ำขนาดกะทัดรัดเพื่อจ่ายพลังงานให้กับฐานทัพห่างไกลในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา ถูกแทนที่ด้วยโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง

การพิชิตพื้นที่

นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์ยังได้รับการพัฒนาสำหรับการจ่ายพลังงานและการเคลื่อนย้ายในอวกาศ ระหว่างปี 1967 ถึง 1988 สหภาพโซเวียตติดตั้งหน่วยนิวเคลียร์ขนาดเล็กบนดาวเทียมซีรีส์คอสมอสให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าและระบบโทรมาตร แต่นโยบายนี้กลายเป็นเป้าหมายของการวิพากษ์วิจารณ์ ดาวเทียมเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งดวงได้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีในพื้นที่ห่างไกลของแคนาดา สหรัฐอเมริกาปล่อยดาวเทียมพลังงานนิวเคลียร์เพียงดวงเดียวในปี พ.ศ. 2508 อย่างไรก็ตาม โครงการเพื่อใช้ในการบินอวกาศระยะไกล การสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นด้วยมนุษย์ หรือบนฐานดวงจันทร์ถาวร ยังคงได้รับการพัฒนาต่อไป นี่จะต้องเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบระบายความร้อนด้วยแก๊สหรือโลหะเหลว ซึ่งหลักการทางกายภาพของมันจะให้อุณหภูมิสูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งจำเป็นในการลดขนาดของหม้อน้ำ นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์สำหรับเทคโนโลยีอวกาศจะต้องมีขนาดกะทัดรัดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อลดปริมาณวัสดุที่ใช้สำหรับกำบัง และเพื่อลดน้ำหนักระหว่างการปล่อยตัวและการบินในอวกาศ การจ่ายเชื้อเพลิงจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ตลอดระยะเวลาการบินในอวกาศ

การเกิดขึ้นของอาวุธอันทรงพลังเช่น ระเบิดนิวเคลียร์เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยระดับโลกที่มีลักษณะวัตถุประสงค์และอัตนัย โดยหลักการแล้ว การสร้างมันเกิดจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์ซึ่งเริ่มต้นด้วยการค้นพบพื้นฐานของฟิสิกส์ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ยี่สิบ ปัจจัยเชิงอัตวิสัยที่แข็งแกร่งที่สุดคือสถานการณ์ทางการทหารและการเมืองในช่วงทศวรรษที่ 40 เมื่อประเทศต่างๆ แนวร่วมต่อต้านฮิตเลอร์- สหรัฐอเมริกา, บริเตนใหญ่, สหภาพโซเวียต - พยายามที่จะก้าวไปข้างหน้าในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างระเบิดนิวเคลียร์

จุดเริ่มต้นของเส้นทางทางวิทยาศาสตร์สู่การสร้างอาวุธปรมาณูคือปี 1896 เมื่อนักเคมีชาวฝรั่งเศส A. Becquerel ค้นพบกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม มันเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ขององค์ประกอบนี้ที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนา.

อาวุธที่น่ากลัว องค์ประกอบทางเคมีกฎการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีและวางรากฐานสำหรับการศึกษาไอโซเมทของนิวเคลียร์ ในช่วงทศวรรษที่ 1930 นิวตรอนและโพซิตรอนเป็นที่รู้จัก และนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมถูกแยกออกเป็นครั้งแรกด้วยการดูดซับนิวตรอน นี่เป็นแรงผลักดันในการเริ่มต้นการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ คนแรกที่ประดิษฐ์และจดสิทธิบัตรการออกแบบระเบิดนิวเคลียร์ในปี 1939 คือนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Frederic Joliot-Curie

ส่งผลให้ การพัฒนาต่อไป อาวุธนิวเคลียร์ได้กลายเป็นปรากฏการณ์ทางการเมืองและยุทธศาสตร์ทางการทหารที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในอดีตที่สามารถรับประกันความมั่นคงของชาติของรัฐที่ครอบครองและลดความสามารถของระบบอาวุธอื่น ๆ ทั้งหมด

การออกแบบระเบิดปรมาณูประกอบด้วยองค์ประกอบต่าง ๆ มากมาย โดยแบ่งองค์ประกอบหลัก ๆ ออกเป็น 2 ส่วน:

• กรอบ,
• ระบบอัตโนมัติ

ระบบอัตโนมัติพร้อมกับประจุนิวเคลียร์จะอยู่ในตัวเครื่องที่ปกป้องจากอิทธิพลต่างๆ (ทางกล ความร้อน ฯลฯ) ระบบอัตโนมัติจะควบคุมว่าการระเบิดเกิดขึ้นตามเวลาที่กำหนดอย่างเคร่งครัด ประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:

• การระเบิดฉุกเฉิน
• อุปกรณ์ความปลอดภัยและง้าง
• แหล่งจ่ายไฟ
• ชาร์จเซ็นเซอร์ระเบิด

การส่งมอบประจุปรมาณูนั้นดำเนินการโดยใช้การบิน, ขีปนาวุธและขีปนาวุธล่องเรือ ในกรณีนี้ อาวุธนิวเคลียร์อาจเป็นองค์ประกอบของทุ่นระเบิด ตอร์ปิโด ระเบิดทางอากาศ ฯลฯ

ระบบจุดระเบิดด้วยระเบิดนิวเคลียร์จะแตกต่างกันไป สิ่งที่ง่ายที่สุดคืออุปกรณ์ฉีดซึ่งแรงกระตุ้นในการระเบิดจะกระทบเป้าหมายและก่อให้เกิดมวลวิกฤตยิ่งยวดในภายหลัง

คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของอาวุธปรมาณูคือขนาดลำกล้อง: เล็ก, กลาง, ใหญ่ ส่วนใหญ่แล้วพลังของการระเบิดจะมีลักษณะเทียบเท่ากับ TNTอาวุธนิวเคลียร์ลำกล้องขนาดเล็กหมายถึงพลังประจุของทีเอ็นทีหลายพันตัน ลำกล้องโดยเฉลี่ยเท่ากับทีเอ็นทีหลายหมื่นตันอยู่แล้ว ส่วนอันใหญ่วัดเป็นล้าน

หลักการทำงาน

การออกแบบระเบิดปรมาณูมีพื้นฐานมาจากหลักการของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ นี่คือกระบวนการฟิชชันของนิวเคลียสหนักหรือฟิวชั่นของนิวเคลียสเบา เนื่องจากการปล่อยพลังงานนิวเคลียร์จำนวนมหาศาลในช่วงเวลาที่สั้นที่สุด ระเบิดนิวเคลียร์จึงจัดเป็นอาวุธทำลายล้างสูง

ในระหว่างกระบวนการนี้ มีสองจุดสำคัญ:

• ศูนย์กลางของการระเบิดนิวเคลียร์ซึ่งกระบวนการเกิดขึ้นโดยตรง
• ศูนย์กลางของแผ่นดินไหวซึ่งเป็นภาพฉายของกระบวนการนี้ลงบนพื้นผิว (ของพื้นดินหรือน้ำ)

การระเบิดของนิวเคลียร์จะปล่อยพลังงานออกมาจำนวนหนึ่งซึ่งเมื่อถูกฉายลงบนพื้นจะทำให้เกิดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ระยะการแพร่กระจายมีขนาดใหญ่มาก แต่มีความเสียหายอย่างมาก สิ่งแวดล้อมใช้งานในระยะไม่กี่ร้อยเมตรเท่านั้น

อาวุธปรมาณูมีการทำลายล้างหลายประเภท:

• รังสีแสง
• การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสี
• คลื่นกระแทก,
• รังสีทะลุทะลวง
• ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า

การระเบิดของนิวเคลียร์จะมาพร้อมกับแสงวาบที่สว่างจ้าซึ่งเกิดจากการปล่อยแสงและพลังงานความร้อนจำนวนมาก พลังของแฟลชนี้สูงกว่าพลังของรังสีดวงอาทิตย์หลายเท่า ดังนั้นอันตรายจากแสงและความเสียหายจากความร้อนจึงขยายวงกว้างไปหลายกิโลเมตร

อีกมาก ปัจจัยที่เป็นอันตรายผลกระทบของระเบิดนิวเคลียร์คือรังสีที่เกิดขึ้นระหว่างการระเบิด มันออกฤทธิ์เพียง 60 วินาทีแรก แต่มีพลังทะลุทะลวงสูงสุด

คลื่นกระแทกมันมีพลังมหาศาลและส่งผลในการทำลายล้างอย่างมาก ดังนั้นในเวลาเพียงไม่กี่วินาที มันทำให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อผู้คน อุปกรณ์ และอาคาร

รังสีที่ทะลุผ่านเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสีในมนุษย์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผลต่ออุปกรณ์เท่านั้น

ความเสียหายทุกประเภทเหล่านี้รวมกันทำให้ระเบิดปรมาณูเป็นอาวุธที่อันตรายมาก

การทดสอบระเบิดนิวเคลียร์ครั้งแรก

สหรัฐอเมริกาเป็นประเทศแรกที่แสดงความสนใจด้านอาวุธปรมาณูมากที่สุด ในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2484 ประเทศได้จัดสรรเงินทุนและทรัพยากรจำนวนมหาศาลสำหรับการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ ผลลัพธ์ของงานนี้คือการทดสอบระเบิดปรมาณูครั้งแรกด้วยอุปกรณ์ระเบิด Gadget ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 ในรัฐนิวเม็กซิโกของสหรัฐอเมริกา

ถึงเวลาแล้วที่สหรัฐอเมริกาจะต้องดำเนินการ เพื่อยุติสงครามโลกครั้งที่สองด้วยชัยชนะ จึงมีการตัดสินใจที่จะเอาชนะพันธมิตร ประเทศเยอรมนีของฮิตเลอร์- ญี่ปุ่น.

เพนตากอนเลือกเป้าหมายสำหรับการโจมตีด้วยนิวเคลียร์ครั้งแรก ซึ่งสหรัฐฯ ต้องการแสดงให้เห็นว่าตนมีอาวุธที่ทรงพลังเพียงใด

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคมของปีเดียวกัน ระเบิดปรมาณูลูกแรกชื่อ "เบบี้" ถูกทิ้งที่เมืองฮิโรชิมาของญี่ปุ่น และในวันที่ 9 สิงหาคม ระเบิดปรมาณูชื่อ "แฟตแมน" ก็ตกลงที่นางาซากิ การตีในฮิโรชิม่าถือว่าสมบูรณ์แบบ:อุปกรณ์นิวเคลียร์

แสงแฟลชเริ่มแรกตามมาด้วยคลื่นความร้อนที่กินเวลาไม่กี่วินาที แต่พลังของมันครอบคลุมรัศมี 4 กม. กระเบื้องและควอตซ์ละลายในแผ่นหินแกรนิต และเสาโทรเลขที่ถูกเผา ตามคลื่นความร้อนก็เกิดคลื่นกระแทก ความเร็วลม 800 กม./ชม. ลมกระโชกแรงทำลายเกือบทุกอย่างในเมือง จากอาคาร 76,000 หลัง มี 70,000 หลังถูกทำลายอย่างสิ้นเชิง

ไม่กี่นาทีต่อมา ฝนหยดสีดำขนาดใหญ่ก็เริ่มตกลงมา เกิดจากการควบแน่นที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศที่เย็นกว่าจากไอน้ำและเถ้า

ผู้คนที่ติดบั้งไฟในระยะ 800 เมตร ถูกเผากลายเป็นฝุ่นบางคนมีผิวหนังที่ถูกไฟไหม้ขาดหายไปจากคลื่นกระแทก หยดสีดำ ฝนกัมมันตภาพรังสีทิ้งรอยไหม้ที่รักษาไม่หาย

ผู้รอดชีวิตล้มป่วยด้วยโรคที่ไม่รู้จักมาก่อน พวกเขาเริ่มมีอาการคลื่นไส้ อาเจียน มีไข้ และมีอาการอ่อนแรง ระดับเม็ดเลือดขาวในเลือดลดลงอย่างรวดเร็ว นี่เป็นสัญญาณแรกของการเจ็บป่วยจากรังสี

3 วันหลังจากการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมา ได้มีการทิ้งระเบิดที่นางาซากิ มันมีพลังอย่างเดียวกันและก่อให้เกิดผลที่ตามมาเช่นเดียวกัน

ระเบิดปรมาณูสองลูกทำลายผู้คนหลายแสนคนในไม่กี่วินาที เมืองแรกถูกคลื่นกระแทกเช็ดออกจากพื้นโลก มากกว่าครึ่ง พลเรือน(ประมาณ 240,000 คน) เสียชีวิตทันทีจากบาดแผล หลายคนได้รับรังสี ซึ่งนำไปสู่การเจ็บป่วยจากรังสี มะเร็ง และภาวะมีบุตรยาก ในนางาซากิมีผู้เสียชีวิต 73,000 คนในวันแรกและหลังจากนั้นไม่นานก็มีผู้อยู่อาศัยอีก 35,000 คนเสียชีวิตด้วยความเจ็บปวดแสนสาหัส

วิดีโอ: การทดสอบระเบิดนิวเคลียร์

การทดสอบ RDS-37

การสร้างระเบิดปรมาณูในรัสเซีย

ผลที่ตามมาจากเหตุระเบิดและประวัติศาสตร์ของผู้อยู่อาศัย เมืองของญี่ปุ่นฉันตกใจสตาลิน เห็นได้ชัดว่าการสร้างอาวุธนิวเคลียร์ของคุณเองนั้นเป็นคำถาม ความมั่นคงของชาติ- เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2488 คณะกรรมการพลังงานปรมาณูเริ่มทำงานในรัสเซีย นำโดยแอล. เบเรีย

การวิจัยฟิสิกส์นิวเคลียร์ดำเนินการในสหภาพโซเวียตตั้งแต่ปี พ.ศ. 2461 ในปี พ.ศ. 2481 มีการจัดตั้งคณะกรรมาธิการเกี่ยวกับนิวเคลียสของอะตอมที่ Academy of Sciences แต่ด้วยการระบาดของสงคราม งานเกือบทั้งหมดในทิศทางนี้จึงถูกระงับ

ในปีพ.ศ. 2486 เจ้าหน้าที่ข่าวกรองโซเวียตได้ปิดตัวลง งานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับพลังงานปรมาณู ซึ่งตามมาด้วยการสร้างระเบิดปรมาณูในประเทศตะวันตกได้ก้าวหน้าไปไกลมาก ในเวลาเดียวกัน มีการแนะนำตัวแทนที่เชื่อถือได้ในศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ของอเมริกาหลายแห่งในสหรัฐอเมริกา พวกเขาส่งต่อข้อมูลเกี่ยวกับระเบิดปรมาณูให้กับนักวิทยาศาสตร์โซเวียต

เงื่อนไขการอ้างอิงสำหรับการพัฒนาระเบิดปรมาณูสองเวอร์ชันนั้นจัดทำขึ้นโดยผู้สร้างและหนึ่งในหัวหน้างานทางวิทยาศาสตร์คือ Khariton ตามนั้นจึงมีการวางแผนที่จะสร้าง RDS (“ เครื่องยนต์ไอพ่นพิเศษ") พร้อมดัชนี 1 และ 2:

1. RDS-1 เป็นระเบิดที่มีประจุพลูโทเนียมซึ่งควรจะระเบิดด้วยการบีบอัดทรงกลม อุปกรณ์ของเขาถูกส่งมอบให้กับหน่วยข่าวกรองรัสเซีย
2. RDS-2 – ระเบิดปืนใหญ่โดยมีประจุยูเรเนียมสองส่วนซึ่งจะต้องเข้าใกล้กันในกระบอกปืนจนกว่าจะเกิดมวลวิกฤต

ในประวัติศาสตร์ของ RDS ที่มีชื่อเสียง การถอดรหัสที่พบบ่อยที่สุด - "รัสเซียทำเอง" - ถูกคิดค้นโดยรองของ Khariton งานทางวิทยาศาสตร์เค. ชเชลคิน.

คำพูดเหล่านี้สื่อถึงแก่นแท้ของงานได้อย่างแม่นยำมาก

ข้อมูลที่สหภาพโซเวียตได้เชี่ยวชาญความลับของอาวุธนิวเคลียร์ทำให้เกิดการเร่งรีบในสหรัฐอเมริกาเพื่อเริ่มสงครามยึดเอาเสียก่อนอย่างรวดเร็ว ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2492 แผนโทรจันปรากฏขึ้นตามที่มีการวางแผนที่จะเริ่มสงครามในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2493 วันที่โจมตีจึงเลื่อนไปเป็นวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2500 โดยมีเงื่อนไขว่าทุกประเทศใน NATO จะเข้าร่วมสงคราม

ข้อมูลที่ได้รับผ่านช่องทางข่าวกรองช่วยเร่งการทำงานของนักวิทยาศาสตร์โซเวียต ตามที่ผู้เชี่ยวชาญชาวตะวันตกระบุว่า อาวุธนิวเคลียร์ของโซเวียตไม่สามารถถูกสร้างขึ้นได้ก่อนปี 1954-1955 อย่างไรก็ตาม การทดสอบระเบิดปรมาณูลูกแรกเกิดขึ้นในสหภาพโซเวียตเมื่อปลายเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2492

ที่สถานที่ทดสอบในเซมิพาลาตินสค์เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2492 อุปกรณ์นิวเคลียร์ RDS-1 ถูกระเบิดซึ่งเป็นระเบิดปรมาณูโซเวียตลูกแรกซึ่งคิดค้นโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย I. Kurchatov และ Yu. แรงระเบิดมีกำลัง 22 kt. การออกแบบประจุนั้นเลียนแบบ "ชายอ้วน" ของอเมริกา และไส้อิเล็กทรอนิกส์นั้นถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต แผนโทรจันตามที่ชาวอเมริกันกำลังจะทิ้งระเบิดปรมาณูใน 70 เมืองของสหภาพโซเวียตถูกขัดขวางเนื่องจากความเป็นไปได้การนัดหยุดงานตอบโต้ - เหตุการณ์ที่สถานที่ทดสอบเซมิพาลาตินสค์แจ้งให้โลกทราบว่าระเบิดปรมาณูของโซเวียตยุติการผูกขาดของอเมริกาในการครอบครองอาวุธใหม่ สิ่งประดิษฐ์นี้ทำลายแผนการทางทหารของสหรัฐอเมริกาและ NATO โดยสิ้นเชิงและขัดขวางการพัฒนาของสงครามโลกครั้งที่สาม เริ่มเรื่องใหม่

- ยุคแห่งสันติภาพโลก อยู่ภายใต้การคุกคามของการทำลายล้างโดยสิ้นเชิง

“ชมรมนิวเคลียร์” ของโลก

• สโมสรนิวเคลียร์เป็นสัญลักษณ์ของหลายรัฐที่มีอาวุธนิวเคลียร์ วันนี้เรามีอาวุธดังกล่าว:
• ในสหรัฐอเมริกา (ตั้งแต่ปี 1945)
• ในรัสเซีย (เดิมคือสหภาพโซเวียต ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2492)
• ในบริเตนใหญ่ (ตั้งแต่ปี 1952)
• ในฝรั่งเศส (ตั้งแต่ปี 1960)
• ในประเทศจีน (ตั้งแต่ปี 1964)
• ในอินเดีย (ตั้งแต่ปี 1974)
• ในปากีสถาน (ตั้งแต่ปี 1998)

อิสราเอลยังถือว่ามีอาวุธนิวเคลียร์ แม้ว่าผู้นำของประเทศจะไม่แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับการมีอยู่ของอาวุธนิวเคลียร์ก็ตาม นอกจากนี้ อาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ยังตั้งอยู่ในอาณาเขตของประเทศสมาชิก NATO (เยอรมนี อิตาลี ตุรกี เบลเยียม เนเธอร์แลนด์ แคนาดา) และพันธมิตร (ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ แม้ว่าทางการจะปฏิเสธก็ตาม)

คาซัคสถาน, ยูเครน, เบลารุสซึ่งเป็นเจ้าของส่วนหนึ่งของอาวุธนิวเคลียร์หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียตได้ย้ายพวกมันไปยังรัสเซียในช่วงทศวรรษที่ 90 ซึ่งกลายเป็นทายาทเพียงคนเดียวของคลังแสงนิวเคลียร์ของโซเวียต

อาวุธปรมาณู (นิวเคลียร์) เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดของการเมืองโลกซึ่งได้เข้าสู่คลังแสงแห่งความสัมพันธ์ระหว่างรัฐอย่างมั่นคง ในแง่หนึ่ง มันเป็นวิธีการป้องปรามที่มีประสิทธิผล ในทางกลับกัน มันเป็นข้อโต้แย้งที่ทรงพลังในการป้องกันความขัดแย้งทางการทหารและเสริมสร้างสันติภาพระหว่างอำนาจที่เป็นเจ้าของอาวุธเหล่านี้ นี่เป็นสัญลักษณ์ของยุคทั้งหมดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติและความสัมพันธ์ระหว่างประเทศ

ซึ่งจะต้องได้รับการจัดการอย่างชาญฉลาด

วีดีโอ: พิพิธภัณฑ์อาวุธนิวเคลียร์

วิดีโอเกี่ยวกับซาร์บอมบาแห่งรัสเซีย

หากคุณมีคำถามใด ๆ ทิ้งไว้ในความคิดเห็นด้านล่างบทความ เราหรือผู้เยี่ยมชมของเรายินดีที่จะตอบพวกเขา

หลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 ประเทศพันธมิตรต่อต้านฮิตเลอร์พยายามอย่างรวดเร็วในการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์ที่ทรงพลังกว่าซึ่งกันและกัน การทดสอบครั้งแรกที่ดำเนินการโดยชาวอเมริกันกับวัตถุจริงในญี่ปุ่น ทำให้สถานการณ์ระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริการ้อนขึ้นถึงขีดสุดการระเบิดอันทรงพลัง

ซึ่งดังสนั่นไปทั่วเมืองของญี่ปุ่นและทำลายล้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในเมืองนั้นได้บังคับให้สตาลินละทิ้งการอ้างสิทธิ์มากมายในเวทีโลก นักฟิสิกส์โซเวียตส่วนใหญ่ถูก "โยน" ไปสู่การพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์อย่างเร่งด่วน

อาวุธนิวเคลียร์ปรากฏขึ้นเมื่อใดและอย่างไร? ปีเกิดของระเบิดปรมาณูถือได้ว่าเป็นปี พ.ศ. 2439 ตอนนั้นเองที่นักเคมีชาวฝรั่งเศส A. Becquerel ค้นพบว่ายูเรเนียมมีกัมมันตภาพรังสีปฏิกิริยาลูกโซ่

ยูเรเนียมสร้างพลังงานอันทรงพลังซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการระเบิดครั้งใหญ่ ไม่น่าเป็นไปได้ที่ Becquerel จะจินตนาการว่าการค้นพบของเขาจะนำไปสู่การสร้างอาวุธนิวเคลียร์ซึ่งเป็นอาวุธที่น่ากลัวที่สุดในโลก ปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 เป็นจุดเปลี่ยนในประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์อาวุธนิวเคลียร์ เป็นช่วงเวลาที่นักวิทยาศาสตร์ประเทศต่างๆ

• โลกสามารถค้นพบกฎ รังสี และองค์ประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้
• รังสีอัลฟ่า แกมมา และเบต้า
• กฎการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีถูกค้นพบซึ่งกำหนดเวลาและการพึ่งพาเชิงปริมาณของความเข้มของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของกัมมันตภาพรังสีในตัวอย่างทดสอบ
• มีมิติเท่ากันของนิวเคลียร์เกิดขึ้น

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

ส่งผลให้ การวิจัยเพิ่มเติมและการพัฒนาในพื้นที่นี้ทำให้เกิดระเบิดนิวเคลียร์ พลังและระยะการทำลายล้างของระเบิดปรมาณูสมัยใหม่นั้นยิ่งใหญ่มากจนไม่จำเป็นต้องใช้ประเทศที่มีศักยภาพทางนิวเคลียร์เลย กองทัพที่ทรงพลังเนื่องจากระเบิดปรมาณูลูกเดียวสามารถทำลายทั้งรัฐได้

ระเบิดปรมาณูทำงานอย่างไร?

ระเบิดปรมาณูประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง โดยองค์ประกอบหลักคือ:

• ร่างกายระเบิดปรมาณู;
• ระบบอัตโนมัติที่ควบคุมกระบวนการระเบิด
• ประจุนิวเคลียร์หรือหัวรบ

ระบบอัตโนมัติตั้งอยู่ในตัวระเบิดปรมาณูพร้อมกับประจุนิวเคลียร์ การออกแบบตัวถังจะต้องมีความน่าเชื่อถือเพียงพอในการป้องกันหัวรบจากต่างๆ ปัจจัยภายนอกและผลกระทบ 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 ขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง นิวเคลียสหนักหรือการสังเคราะห์ปอด เนื่องจากในระหว่างปฏิกิริยานี้ พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมาและเข้า เวลาที่สั้นที่สุดรัศมีการทำลายล้างของระเบิดนิวเคลียร์นั้นน่าประทับใจมาก เนื่องจากคุณลักษณะนี้ อาวุธนิวเคลียร์จึงจัดเป็นอาวุธทำลายล้างสูง

ในระหว่างกระบวนการที่เกิดจากการระเบิดของระเบิดปรมาณู มีสองประเด็นหลัก:

• นี่คือจุดศูนย์กลางของการระเบิด ซึ่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์
• ศูนย์กลางของการระเบิดซึ่งตั้งอยู่บริเวณที่เกิดระเบิด

พลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดของระเบิดปรมาณูนั้นรุนแรงมากจนเกิดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวบนโลก ในเวลาเดียวกันแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ทำให้เกิดการทำลายล้างโดยตรงในระยะหลายร้อยเมตรเท่านั้น (แม้ว่าคุณจะคำนึงถึงแรงระเบิดของระเบิดด้วยก็ตาม แต่แรงสั่นสะเทือนเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบใด ๆ อีกต่อไป)

ปัจจัยความเสียหายระหว่างการระเบิดนิวเคลียร์

การระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการทำลายล้างอย่างรุนแรงในทันทีเท่านั้น ผลที่ตามมาจากการระเบิดครั้งนี้จะรู้สึกได้ไม่เพียงแต่กับผู้คนที่ติดอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลูก ๆ ของพวกเขาที่เกิดหลังการระเบิดปรมาณูด้วย ประเภทของการทำลายล้างด้วยอาวุธปรมาณูแบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

• การแผ่รังสีแสงที่เกิดขึ้นโดยตรงระหว่างการระเบิด
• คลื่นกระแทกที่แพร่กระจายโดยระเบิดทันทีหลังการระเบิด
• ชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้า
• รังสีทะลุทะลวง;
• การปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีที่สามารถคงอยู่ได้นานหลายสิบปี

แม้ว่าแสงวาบจะดูเป็นอันตรายน้อยที่สุดเมื่อมองแวบแรก แต่จริงๆ แล้วเป็นผลจากการปล่อยความร้อนและพลังงานแสงจำนวนมหาศาลออกมา พลังและความแรงของมันนั้นเหนือกว่าพลังของรังสีดวงอาทิตย์มาก ดังนั้นความเสียหายจากแสงและความร้อนอาจถึงแก่ชีวิตได้ในระยะทางหลายกิโลเมตร

รังสีที่ปล่อยออกมาระหว่างการระเบิดก็เป็นอันตรายเช่นกัน แม้ว่าจะไม่ออกฤทธิ์นาน แต่ก็สามารถแพร่เชื้อไปทุกสิ่งรอบตัวได้ เนื่องจากพลังการเจาะทะลุของมันสูงอย่างไม่น่าเชื่อ

คลื่นกระแทกที่ การระเบิดปรมาณูทำหน้าที่คล้ายกับคลื่นเดียวกันระหว่างการระเบิดธรรมดา พลังและรัศมีการทำลายล้างเท่านั้นที่จะยิ่งใหญ่กว่ามาก ภายในไม่กี่วินาที มันทำให้เกิดความเสียหายที่แก้ไขไม่ได้ไม่เพียงแต่ต่อผู้คนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์ อาคาร และสิ่งแวดล้อมโดยรอบด้วย

รังสีที่ทะลุทะลวงจะกระตุ้นให้เกิดอาการเจ็บป่วยจากรังสี และชีพจรแม่เหล็กไฟฟ้าก่อให้เกิดอันตรายต่ออุปกรณ์เท่านั้น การรวมกันของปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้บวกกับพลังของการระเบิดทำให้ระเบิดปรมาณูเป็นอาวุธที่อันตรายที่สุดในโลก

การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรกของโลก

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

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

เห็นอย่างนั้นจนได้รับชัยชนะ แนวร่วมของฮิตเลอร์เหลือเพียงก้าวเดียวเท่านั้นและโอกาสเช่นนี้จะไม่เกิดขึ้นอีกเพนตากอนจึงตัดสินใจโจมตี การโจมตีด้วยนิวเคลียร์ตามพันธมิตรสุดท้ายของนาซีเยอรมนี-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

หลังจากเกิดแสงวาบสว่าง คลื่นความร้อนก็ตามมา ซึ่งเผาผลาญสิ่งมีชีวิตทั้งหมดภายในรัศมี 4 กิโลเมตร และคลื่นกระแทกที่ตามมาก็ถูกทำลาย ส่วนใหญ่อาคาร

ผู้ที่ถูกแดดร้อนในรัศมี 800 เมตร ถูกเผาทั้งเป็น คลื่นระเบิดฉีกผิวหนังที่ถูกไฟไหม้ของผู้คนจำนวนมาก ไม่กี่นาทีต่อมา ฝนสีดำแปลกๆ ก็เริ่มตกลงมา ซึ่งประกอบด้วยไอน้ำและเถ้า ผู้ที่อยู่ในสายฝนสีดำต้องทนทุกข์ทรมานจากแผลไหม้ที่ผิวหนังซึ่งรักษาไม่หาย

ไม่กี่คนที่โชคดีพอที่จะรอดชีวิตต้องทนทุกข์ทรมานจากการเจ็บป่วยจากรังสี ซึ่งในเวลานั้นไม่เพียงแต่ไม่ได้รับการศึกษาเท่านั้น แต่ยังไม่ทราบแน่ชัดอีกด้วย ผู้คนเริ่มมีไข้ อาเจียน คลื่นไส้ และมีอาการอ่อนแรง

เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ครั้งที่สองถูกทิ้งที่เมืองนางาซากิ ระเบิดอเมริกันซึ่งถูกเรียกว่า "ชายอ้วน" ระเบิดลูกนี้มีพลังใกล้เคียงกับลูกแรก และผลที่ตามมาของการระเบิดก็สร้างความเสียหายได้พอๆ กัน แม้ว่าจะมีผู้เสียชีวิตถึงครึ่งหนึ่งก็ตาม

ระเบิดปรมาณู 2 ลูกถูกทิ้งลง เมืองของญี่ปุ่นกลายเป็นกรณีแรกและกรณีเดียวในโลกของการใช้อาวุธปรมาณู มีผู้เสียชีวิตมากกว่า 300,000 คนในวันแรกหลังเหตุระเบิด มีผู้เสียชีวิตจากการเจ็บป่วยจากรังสีอีกประมาณ 150,000 คน

หลังจาก ระเบิดนิวเคลียร์เมืองญี่ปุ่นสตาลินได้รับความตกใจอย่างแท้จริง เป็นที่ชัดเจนสำหรับเขาว่าประเด็นของการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์มา โซเวียต รัสเซีย- นี่เป็นเรื่องของความมั่นคงของคนทั้งประเทศ เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2488 คณะกรรมการพิเศษเกี่ยวกับปัญหาพลังงานปรมาณูเริ่มทำงานซึ่ง I. Stalin ก่อตั้งขึ้นอย่างเร่งด่วน

แม้ว่าการวิจัยในฟิสิกส์นิวเคลียร์จะดำเนินการโดยกลุ่มผู้สนใจย้อนกลับไป ซาร์รัสเซีย, วี ยุคโซเวียตเธอไม่ได้รับความสนใจมากพอ ในปี 1938 การวิจัยทั้งหมดในพื้นที่นี้หยุดลงโดยสิ้นเชิง และนักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์จำนวนมากถูกปราบปรามในฐานะศัตรูของประชาชน หลังจาก การระเบิดของนิวเคลียร์ในญี่ปุ่น อำนาจของสหภาพโซเวียตเริ่มฟื้นฟูอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในประเทศอย่างรวดเร็ว

มีหลักฐานว่าการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ดำเนินการในนาซีเยอรมนี และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันเป็นผู้ดัดแปลงระเบิดปรมาณูอเมริกัน "ดิบ" ดังนั้นรัฐบาลสหรัฐฯ จึงถอดผู้เชี่ยวชาญด้านนิวเคลียร์ทั้งหมดและเอกสารทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนานิวเคลียร์ออกจากเยอรมนี อาวุธ

โรงเรียนข่าวกรองโซเวียตซึ่งในช่วงสงครามสามารถข้ามหน่วยข่าวกรองต่างประเทศทั้งหมดได้โอนเอกสารลับที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ไปยังสหภาพโซเวียตในปี 2486 ในเวลาเดียวกันสายลับโซเวียตก็แทรกซึมเข้าไปในเรื่องร้ายแรงทั้งหมด ศูนย์อเมริกันการวิจัยนิวเคลียร์

จากมาตรการทั้งหมดนี้ในปี พ.ศ. 2489 ก็พร้อมแล้ว เงื่อนไขการอ้างอิงสำหรับการผลิตระเบิดนิวเคลียร์ที่ผลิตโดยโซเวียตสองลูก:

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

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

ข่าวที่ว่าสหภาพโซเวียตพร้อมที่จะปล่อยอาวุธนิวเคลียร์ทำให้รัฐบาลสหรัฐฯ ต้องใช้มาตรการที่รุนแรง ในปี 1949 แผนโทรจันได้รับการพัฒนาตามที่ 70 เมืองที่ใหญ่ที่สุดสหภาพโซเวียตวางแผนที่จะทิ้งระเบิดปรมาณู มีเพียงความกลัวว่าจะมีการนัดหยุดงานตอบโต้เท่านั้นที่ทำให้แผนนี้ไม่เป็นจริง

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

ระเบิดนิวเคลียร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกหรือที่เรียกว่า “ซาร์บอมบา” อยู่ในยุคนั้นอย่างแม่นยำ “ สงครามเย็น- นักวิทยาศาสตร์ของสหภาพโซเวียตสร้างขึ้นมากที่สุด ระเบิดอันทรงพลังในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ พลังของมันคือ 60 เมกะตันแม้ว่าจะมีการวางแผนที่จะสร้างระเบิดด้วยพลัง 100 กิโลตันก็ตาม ระเบิดนี้ถูกทดสอบในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2504 เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกไฟระหว่างการระเบิดคือ 10 กิโลเมตร และคลื่นระเบิดก็บินไปรอบๆ โลกสามครั้ง การทดสอบครั้งนี้ทำให้ประเทศส่วนใหญ่ของโลกต้องลงนามในข้อตกลงเพื่อหยุดการทดสอบนิวเคลียร์ไม่เพียงแต่ในชั้นบรรยากาศของโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอวกาศด้วย

แม้ว่า อาวุธปรมาณูเป็นวิธีการที่ดีเยี่ยมในการข่มขู่ประเทศที่ก้าวร้าว ในทางกลับกัน มันสามารถขจัดความขัดแย้งทางทหารใดๆ ออกไปได้ เนื่องจากการระเบิดปรมาณูสามารถทำลายทุกฝ่ายในความขัดแย้งได้