ядерный взрыв

реферативная работа по физике на тему
Ядерное оружие
Выполнила: Новикова Наталья
Ученица 9 класса «Б» МОУ СОШ №9
Руководитель: Федотова И.В.
Учитель физики, МОУ СОШ №9
г. Усть-Кут,
2012
Содержание
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Задача;
Актуальность;
Определение понятия;
Из истории создания;
Первая атомная бомба;
Первая советская атомная бомба;
«Хиросима»;
Виды ядерных зарядов;
Мощность ядерных боеприпасов;
Виды ядерных взрывов;
Поражающие факторы ядерного взрыва;
Заключение;
Приложение «Самое маленькое ядерное оружие»;
Список использованной литературы;
Задача
На данный момент не все имеют представление о
существующей опасности, о возможности и размере
катастрофы с применением ОМУ ( оружия массового
уничтожения). Человечество не уделяет должного
внимания этой проблеме из-за неосведомленности и
неосознанности всей глубины проблемы. Поэтому, я
считаю, что нам с вами нужно разобраться, что же это
такое – ядерное оружие – с точки зрения физики. Какова
мощность атомных бомб? И кто был первым в их
создании? Каковы последствия применения такого
оружия? Кто лидирует по запасам? Все это я и
попытаюсь выяснить в ходе своей исследовательской
работы.
Актуальность
Атомное оружие – самое мощное оружие на
сегодняшний день. Оно находится на вооружении пяти
стран – сверхдержав: России, США, Великобритании,
Франции и Китая. Именно сейчас, с возникновением
ядерного оружия ( и запасами его, измеряющими
количество, способное двадцать раз уничтожить
Землю), возникла угроза
уничтожения всей
современной цивилизации. В одном ядерном заряде
может быть сконцентрирована разрушительная сила,
превышающая силу всех взрывчатых веществ во всех
предыдущих войнах, вместе взятых. И именно сейчас
эта проблема остро встает перед нашими глазами.
Определение
Ядерное оружие – боеприпасы, действие которых основано
на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при
ядерных реакциях деления или синтеза. Центром ядерного
взрыва называют точку, в которой происходит вспышка или
находится центр огненного шара, а эпицентром - проекцию
центра взрыва на земную или водную поверхность.
Начало пути
"Атомная энергия, по всей вероятности, обладает
несравненно большей мощностью, чем молекулярная
энергия, <...> и сознание этого факта должно
заставить нас рассматривать планету, на которой
мы живем, как склад взрывчатых веществ,
обладающих невероятной взрывной силой".
Ф. Содди, 1903 год.
Из истории создания
В 1905 Альберт Эйнштейн издал свою
специальную теорию относительности.
Согласно этой теории, соотношение между
массой и энергией выражено уравнением
Очень
малое
количество
вещества
эквивалентно к большому количеству
энергии. Например, 1 кг вещества,
преобразованного в энергию, был бы
эквивалентен энергии, выпущенной, при
взрыве 22 мегатонн тротила.
Первая атомная бомба
Первая
в
истории
человечества атомная бомба
была готова к испытанию на
полигоне вблизи Аламогордо,
штат Нью-Мехико, США в июле
1945 года. Первую бомбу
назвали Тринити ( в переводе с
англ.- Троица). План Тринити
стал кульминацией
проекта
“Манхэттен”, проекта США по
созданию
первой
атомной
бомбы.
Военный лагерь вблизи Лос-Аламоса, где
реализовывался план Тринити.
«Тринити»
Роберт Оппенхаймер и генерал Лесли Гроувс, военный начальник проекта
“Манхэттен” осматривают останки опоры первой атомной бомбы “Тринити”
после ее испытания 16 июля 1945 года.
РДС - 1
Первая
советская
атомная
бомба, испытанная на учебном
полигоне
№2
Министерства
Вооруженных
Сил
(Семипалатинском
полигоне,
Казахстан) 29 августа 1949 года.
РДС-1
представляла
собой
авиационную атомную бомбу
массой 4700 кг, диаметром 1500
мм и длиной 3300 мм. В качестве
делящегося материала в ней
использовался плутоний.
«Хиросима»
5 августа в 5 часов 23 минуты
15 секунд была произведена
первая
в
истории
атомная
бомбардировка
над
японским
городом
Хиросима.
Бомба,
сброшенная
на
Хиросиму,
соответствовала по силе взрыва
заряду
в
20
тыс.
т
тринитротолуола.
Диаметр
огненного шара составлял 17 м,
температура — 300 тыс. градусов.
В
результате
атомной
бомбардировки погибло свыше 240
тыс. жителей Хиросимы в момент
бомбардировки
население
составляло около 400 тыс. человек.
«Хиросима»
Из имевшихся в Хиросиме
76000 зданий, 70000 были
полностью повреждены: 6820
зданий разрушено и 55000
полностью
сгорели.
Люди,
которые подверглись воздействию
огненного шара
были сожжены настолько, что
превратились в пыль. Выжившие
люди выглядели еще ужасней
мертвых:
они
полностью
обгорели, под влиянием тепловой
волны, а ударная волна сорвала с
них обгоревшую кожу. Капли
черного
дождя
были
радиоактивны и поэтому они
оставляли не проходящие ожоги.
«Хиросима»
Вашингтон издал приказ — в течение 9 дней
информировать население Японии о судьбе
Хиросимы: составить на японском языке листовки с
описанием результатов атомной бомбардировки и
фотографиями разрушенного города, а затем сбросить
их над территорией Японии. В листовках говорилось:
«Мы обладаем мощным оружием, которого никогда не знали
люди... Если у вас есть сомнения на этот счет, посмотрите,
что произошло в Хиросиме, когда одна-единственная бомба
была сброшена на этот город. Прежде чем мы применим еще
одну такую бомбу, мы предлагаем, чтобы вы обратились к
вашему императору с требованием капитулировать».
Виды ядерных зарядов
1) Атомные заряды
2) Термоядерные заряды
4) «Чистый» заряд
3) Нейтронные заряды
Атомные заряды
Действие атомного оружия основывается на реакции
деления тяжелых ядер (уран-235, плутоний-239 и т.д.).
Цепная реакция деления развивается не в любом
количестве делящегося вещества, а лишь только в
определенной для каждого вещества массе.
Наименьшее количество делящегося вещества, в котором
возможна саморазвивающаяся цепная ядерная реакция,
называют критической массой. Уменьшение критической
массы будет наблюдаться при увеличении плотности
вещества.
Атомные заряды
Делящееся вещество в атомном заряде находится в
подкритическом состоянии. По принципу его перевода в
надкритическое состояние атомные заряды делятся на:
Пушечные
Две и более частей делящегося вещества,
масса каждой из которых < критической,
быстро соединяются друг с другом в
надкритическую массу в результате взрыва
обычного
взрывчатого
вещества.
При
создании зарядов по такой схеме трудно
обеспечить
высокую
надкритичность,
вследствие
чего
его
КПД
невелик.
Достоинством схемы является возможность
создания зарядов малого диаметра и высокой
стойкости к действию механических нагрузок,
что
позволяет
использовать
их
в
артиллерийских снарядах и минах.
Имплозивного типа
Делящееся вещество, имеющее
при нормальной плотности массу
меньше
критической,
переводится в надкритическое
состояние
его P в результате
обжатия с помощью взрыва
обычного взрывчатого вещества.
В таких зарядах представляется
возможность получить высокую
надкритичность и, следовательно,
высокий
КПД
делящегося
вещества.
Термоядерные заряды
Действие термоядерного оружия
основывается на реакции синтеза
ядер легких элементов. Для
возникновения цепной
термоядерной реакции необходима
очень высокая (порядка
нескольких миллионов градусов)
температура, которая достигается
взрывом обычного атомного заряда
. В качестве термоядерного
горючего используется обычно
дейтрид лития-6 (твердое
вещество, представляющее собой
соединение лития-6 и дейтерия).
Нейтронные заряды
Нейтронный заряд представляет собой особый вид
термоядерного заряда, в котором резко увеличен выход
нейтронов. Например, для боевой части ракеты "Лэнс"
на долю реакции синтеза приходится порядка 70%
освобождающейся энергии.
«Чистый» заряд
A) Боеголовка
перед взрывом;
первая ступень
вверху, вторая
ступень внизу.
B) Взрывчатое вещество
подрывает первую
ступень, сжимая ядро
плутония до
сверхкритического
состояния инициируя
цепную реакцию
расщепления.
C) В процессе
расщепления в первой
ступени происходит
импульс рентгеновского
излучения который
распространяется вдоль
внутренней части
оболочки, проникая
через наполнитель из
пенополистирола.
«Чистый» заряд
D) Вторая ступень сжимается в
следствии абляции (испарения)
под воздействием рентгеновского
излучения, и плутониевый
стержень внутри второй ступени
переходит в сверхкритическое
состояние инициируя цепную
реакцию, выделяя огромное
количество тепла.
E) В сжатом и разогретом
Дейтериде лития-6
происходит реакция слияния,
испускаемый нейтронный
поток является инициатором
реакции расщепления
тампера. Огненный шар
расширяется...
Мощность ядерных
боеприпасов
сверхмалый (менее 1кТ);
малый (от 1 до 10 кТ);
 средний (от 10 до 100 кТ);
 крупный (от 100 кТ до 1 МгТ);
 сверхкрупный (свыше 1 МгТ).
Виды ядерных взрывов
1) Воздушный ядерный взрыв
(наземный);
2) Подземный взрыв;
3) Высотный ядерный взрыв в
стратосфере;
4) Подводный ядерный взрыв.
Воздушный ядерный
взрыв
это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда
светящаяся область не касается земли (воды).
Наземный
ядерный взрыв
Наземный (надводный)
ядерный взрыв – это 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.
Подземный
ядерный взрыв
Подземный (подводный)
ядерный взрыв – это взрыв,
произведенный под землей (под
водой) и характеризующийся
выбросом большого количества
грунта (воды), перемешанного с
продуктами ядерного
взрывчатого вещества (осколками
деления урана-235 и плутония239)
Поражающие факторы
По степени заражения местности от поражающих
факторов
ядерного взрыва выделяют три зоны
заражения: зона чрезвычайно опасного заражения, зона
сильного заражения, зона умеренного заражения.
Поражающие факторы
Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:
Ударная волна
Световое излучение
Проникающая радиация
Радиоактивное заражение
Электромагнитный импульс
Заключение
«Я не знаю, каким оружием будет вестись
третья мировая война, но четвертая –
палками и камнями»,
А. Эйнштейн.
Ядерное оружие – огромная угроза человечеству.
Сегодня люди должны подумать о своем будущем,
о том, в каком мире они будут жить уже в
ближайшие десятилетия.
Приложение
Помимо
промышленного
наименования M388 этот миномёт
получил название Davy Crockett
—
в
честь
американского
конгрессмена Дейви Крокетта
(Davy Crockett). Он погиб,
сражаясь за независимость Техаса
от Мексики, а впоследствии стал
национальным героем и одним из
символов
американского
патриотизма.
Самый маленький вид
ядерного оружия
Самое интересное — это
снаряд для Davy Crockett. Его
боеголовка была не чем иным,
как атомной бомбой, только
маленькой.
Мощность
её
ядерного заряда можно было
подобрать заранее, а его
эквивалент составлял от "какихто" 10 до 250 тонн тротила.
Такой снаряд весил 34,5
килограмма, был длиной 78,7
сантиметра, а в диаметре
достигал 28 сантиметров.
Для стрельбы изготовлялось
два типа пусковых установок с
разным радиусом действия. 120миллиметровая
M28
могла
поражать цели на расстоянии до
двух
километров,
а
155миллиметровая M29 — до
четырёх. С плеча из такой
махины,
конечно,
не
постреляешь, но её можно
установить
на
специальной
трёхногой подставке или на
грузовике, а обслуживали её три
человека.
Список литературы
•
•
•
•
•
•
•
•
http://cclib.nsu.ru/koi/tcd/art_sf&f/space/;
httt://www.membrana.ru/;
http://www.navy.ru/;
«Характеристики ядерного оружия» (The Effects of Nuclear Weapon),
Самуэль Гласстон, Филипп Долан, 1977 г.;
«Хиросима», И. Д. Морохов, Москва, 1979 г.
Фото взяты с сайтов:
http://www.gistory.ru/;
http://www.infoZoom.ru/;
http://www.kometa-vozmezdie.ru/.