Индивидуальный проект да. Современные виды вооружения. Ядерное оружие.
 Скачать 27.48 Kb.
|
 МБОУ Сосковская Средняя Общеобразовательная школа Подготовила Ученица 9а класса: Макарова Вероника Руководитель: Чекулаев Павел Александрович Индивидуальный проект По теме: «Современные виды вооружения. Ядерное оружие.» Оглавление Оглавление… 2 История появления… 3 Виды и поражающие факторы… 4 Принцип работы… 6 Список литературы… ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ Всё началось в конце девятнадцатого столетия, когда учёному Беккерелю удалось исследовать радиоактивность урана. В 1898 году знаменитая пара супругов – Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри – провели исследование настурана (минерал урана) и установили, что он радиоактивен. В 1919 году Эрнест Резерфорд осуществил первое в истории расщепление атома. Ближе к середине века учёный Энрико Ферми поставил вопрос: что случится, если направить поток более мелких атомов на радиоактивный уран? В ходе опытов, осуществляемых Лизой Мейтнер, уран распался на совершенно иные атомы бария. В результате освободилось некоторое число нейтронов. Если бы рядом с ними находились другие микрочастицы, они бы расщепили и их. Данное столкновение и разделение происходило с выделением колоссального количества энергии. Тогда и появилась идея положить этот принцип в основу действия ядерной бомбы. ВИДЫ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ И ИХ ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ Воздушный ядерный взрыв Ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс. Воздушный ядерный взрыв начинается ослепительной вспышкой. После возникает шарообразная светящаяся область, которая быстро увеличивается. Высотный ядерный взрыв Производится целью уничтожения в полете ракет и самолетов на безопасной для наземных объектов высоте (от 10 км и более). Поражающими факторами высотного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс (ЭМИ). Наземный ядерный взрыв Взрыв на поверхности земли или в воздухе на небольшой высоте, при котором светящаяся область касается земли. При наземном взрыве светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. Надводный ядерный взрыв Взрыв, произведенный на поверхности земли (воды), при, котором светящаяся область касается поверхности земли (воды), а пылевой (водяной) столб с момента образования соединен с облаком взрыва. Характерной особенностью наземного (надводного) ядерного взрыва является сильное радиоактивное заражение местности (воды) как в районе взрыва, так и по направлению движения облака взрыва. Подводный ядерный взрыв Взрыв в воде на некоторой глубине производимый для уничтожения подводных и надводных целей, гидротехнических сооружений и других целей. Принцип работы ядерного оружия U-238 (природный уран (238 – количество атомов протонов и нейтронов)) почти пригоден к тому, чтобы при его облучении нейтронами началась цепная реакция с выделением огромного количества энергии, то есть – взрыв. Однако, он не способен на это. Но внутри него есть редкий изотоп (тот же атом урана, но с другим строением ядра). U-235 который уже способен на цепную реакцию. Но в 1 кг природного урана содержится лишь 7 грамм нужного урана. Поэтому необходимо почти что по крупицам доставать этот атом изотопа. Это называется обогащением. Но как достать нужный атом из множеств других атомов. Электромагнитное отделение. Уран ионизируется и ускоряется в магнитном поле по дуге. Но массы изотопов разные (из-за разного количества нейтронов в ядре), поэтому у них разная траектория. Ионы 238 урана летят по большей траектории, а легкие 235 по меньшей. В месте их падения устанавливаются ловушки. Так и происходит обогащение урана. Но это не самый лучший способ. Есть другой. Более простой. При облучении того же природного урана нейтронами получается плутоний (более тяжелый элемент). Так же, как и в редком U-235, в нем может происходить цепная реакция, а значит, его тоже можно использовать для ядерного взрыва. Но после добычи материала, нужно придумать как его подорвать. Заряд всего лишь надо облучить нейтронами. Но в этом и есть проблема. Нейтроны – нейтрально заряженные частицы, поэтому они и могут взаимодействовать с зарядами атомов. Но по этой же причине, мы не можем взаимодействовать с ними. Электроны и протоны можно ускорять магнитными полями, потому что они имеют заряд. Но в случае с нейтронами, мы можем лишь как-то использовать нестабильные радиоактивные вещества испускающие нейтроны (их испускает и уран). Чем больше атомов урана – тем больше нейтронов. Поэтому с ураном до 50кг ничего не будет, а вот с куском более 50кг нейтронов будет достаточно для цепной реакции. Это и есть критическая масса. Но если критическая масса превышена – реакция ускоряется лавинообразно и происходит взрыв. Принцип, который придумали для ядерной бомбы очень прост. Берутся 2 бруска ядерного материала, где каждый в докритической массе. Одно запускается в другое, то есть они быстро соединяются. Их общая масса становится критической. Нейтронов много – происходит взрыв. Схема настолько проста и надежна, что никто не посчитал нужным ее полноценно проверить. И как итог - ничего не получилось. Все дело в том, что там излучается чуть больше нейтронов и реакция начинается еще до соединения брусков. Происходит взрыв лишь малой части плутония, а основная часть разлетится друг от друга. Чтобы успеть их соединить и плутоний полностью прореагировал, дуло, в котором нужно разгонять эти бруски друг с другом, должно быть невероятно длинным. Поэтому подходил только уран. И это было большой проблемой. Поэтому берут что-то способное излучать нейтроны (инициатор) из чего он состоит - не важно. Инициатор окружают плутонием с массой меньше критической. А снаружи плутония – отражатель нейтронов. Еще выше – взрывчатое вещество. Взрыв от него сжимает все вовнутрь, из-за чего инициатор начинает излучать нейтроны. Плутоний в свою очередь, из-за сжатия достигает своей критической массы. А отражатель нейтронов дополнительно увеличивает количество нейтронов, которые не прореагировали с плутонием. Таким образом происходит взрыв. Бомбу такого типа называют имплазивной (взрыв направлен внутрь) Сложность состоит в равномерном распределении давления со всех сторон, чтобы все сжать, а не откинуть в сторону. Поэтому вокруг бомбы была быстрая и медленная взрывчатка в виде линз, чтобы все равномерно дошло. А чтобы подрыв произошел синхронно, электронику нужно было постоянно питать. И когда источника питания не было, то есть перед отлетом на самолете, к бомбе были прикреплены аккумуляторы, которые надо было постоянно заряжать. ИСТОЧНИКИ https://principraboty.ru/ http://elib.biblioatom.ru/text/deystvie-yadernogo-oruzhiya_1965/go,34/ https://topwar.ru/ https://ru.wikipedia.org/wiki/ Unsplash https/www.youtube.com/ядерное оружие «Доктор Грег» https://news.rambler.ru/weapon/44190687-sut-istoriya-sozdaniya-i-ispytanie-yadernogo-oruzhiya/ |