Первый взрыв атомной бомбы. Ядерные взрывы

После первого ядерного испытания 15 июля 1945 года было зарегистрировано более 2051 других испытаний ядерного оружия по всему миру.

Ни одна другая сила не олицетворяет собой такое абсолютное разрушительное действие, как ядерное оружие. И этот вид оружия быстро становиться еще более мощным в течение десятилетий после первого испытания.

Испытание ядерной бомбы в 1945 году имело мощность 20 килотонн, то есть бомба имела взрывную силу 20000 тонн в тротиловом эквиваленте. В течение 20 лет США и СССР испытали ядерное оружие общей массой более 10 мегатонн, или 10 миллионов тонн в тротиловом эквиваленте. Для масштаба, это по крайней мере в 500 раз сильнее первой атомной бомбы. Для того, чтобы привести размер крупнейших ядерных взрывов в истории в масштабе, данные были выведены с использованием Nukemap Alex Wellerstein, приспособление для визуализации ужасающих последствий ядерного взрыва в реальном мире.

В приведенных картах, первое кольцо взрыва является огненным шаром, за которым следует радиус излучения. В розовом радиусе отображается почти все разрушения зданий и со смертельным исходом 100%. В сером радиусе, более сильные здания будут выдерживать взрыв. В оранжевом радиусе, люди пострадают от ожогов третьей степени, а горючие материалы будут загораться, что приведет к возможным огненных штормам.

Самые крупные ядерные взрывы

Советские тесты 158 и 168

25 августа и 19 сентября 1962 года, менее чем через месяц друг от друга, в СССР были проведены ядерные испытания над Новоземельским регионом России, на архипелаге на севере России вблизи Северного Ледовитого океана.

Никаких видео или фотозаписей испытаний не осталось, но оба испытания включали в себя использование 10-мегатонных атомных бомб. Эти взрывы сожгли бы все в пределах 1,77 квадратных миль в эпицентре, вызывая ожоги третьей степени потерпевших в площади 1090 квадратных миль.

Айви Майк

1 ноября 1952 года США было поведено испытание Айви Майк над Маршалловыми островами. Айви Майк - первая в мире водородная бомба и имела мощность 10,4 мегатонн, что в 700 раз сильнее первой атомной бомбы.

Взрыв Айви Майк был настолько мощным, что испарился остров Элугелаб где он был взорван, в результате чего на его месте образовался 164-футовый глубокий кратер.

Castle Romeo

Ромео был вторым ядерным взрывом из серии испытаний, которые проводились США в 1954 г. Все взрывы проводились на атолле Бикини. Ромео был третьим самым мощным испытанием серии и имел мощность около 11 мегатонн.

Romeo был первым протестированным на барже в открытых водах, а не на рифе, так как США быстро кончились острова, на которых можно было испытать ядерное оружие. Взрыв сожжет все в пределах 1,91 квадратных миль.

Советский Тест 123

23 октября 1961 г. Советский Союз провел ядерное испытание № 123 над Новой Землей. Тест 123 был мощностью 12,5 мегатонн ядерной бомбы. Бомба такого размера будет сжигать все в пределах 2,11 квадратных миль, вызывая ожоги третьей степени людям на площади 1309 квадратных миль. Это испытание также не оставило никаких записей.

Castle Yankee

Castle Yankee, второй по мощности из серии испытаний, был проведен 4 мая 1954 г. Бомба имела мощность 13,5 мегатонн. Четыре дня спустя, его радиоактивные осадки распада достигли Мехико, не расстояние около 7100 миль.

Castle Bravo

Castle Bravo был проведен 28 февраля 1954 года, был первым из серии Castle испытаний и крупнейшим ядерного взрыва в США всех времен.

Браво первоначально предполагали как 6-мегатонн взрыв. Вместо этого, бомба произвела 15-мегатонный взрыв. Его гриб достиг 114000 футов в воздухе.

Просчет американских военных имел последствия в размере облучении около 665 жителей Маршалловых островов и смертью от радиационного облучения японского рыбака, который был в 80 милях от места взрыва.

Советские тесты 173, 174 и 147

С 5 августа по 27 сентября 1962 г. СССР провел серию ядерных испытаний над Новой Землей. Тест 173, 174, 147 и все выделяются как на пятый, четвертый, и третий сильнейшие ядерные взрывы в истории.

Произведенные все три взрыва имели мощность 20 Мегатон, или около 1000 раз сильнее ядерной бомбы Тринити. Бомба этой силы снесет на своем пути все в пределах трех квадратных миль.

Тест 219, Советский Союз

24 декабря 1962 г. СССР провел испытание № 219, мощностью 24,2 мегатонн над Новой Землей. Бомба этой силы может сжечь все в пределах 3,58 квадратных миль, вызывая ожоги третьей степени в области до 2250 квадратных миль.

Царь-Бомба

30 октября 1961 года СССР взорвали наибольшее ядерное оружие когда-либо испытанное и создали самый большой рукотворный взрыв в истории. В результате взрыва, который в 3000 раз сильнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Вспышка света от взрыва была видна на расстоянии 620 миль.

Царь-бомба, в конечном счете, имела мощность между 50 и 58 мегатонн, в два раза больше второго по величине ядерного взрыва.

Бомба такого размера будет создать огненный шар размером 6,4 квадратных миль и будет в состоянии нанести ожоги третьей степени в пределах 4080 квадратных миль от эпицентра бомбы.

Первая атомная бомба

Первый атомный взрыв был размером Бомбы-Царя, и до сих пор взрыв считается почти невообразимого размера.

В соответствии с данными NukeMap, это оружие с мощностью 20-килотонн производит огненный шар с радиусом 260 м, примерно 5 футбольных полей. По оценкам принесенного вреда, бомба понесет смертельное излучение площадью 7 миль в ширину, и будет производить ожоги третьей степени на расстоянии более чем 12 миль. При применении такой бомбы на нижнем Манхэттене, будет убито более 150 000 человек и действие радиоактивных осадков протянется до центрального Коннектикута, согласно расчетов NukeMap.

Первая атомная бомба была крошечной по меркам ядерного оружия. Но ее деструктивность все же очень велика для восприятия.

В отличие от ядерных реакторов, в которых происходит регулируемая ядерная реакция деления, при ядерном взрыве происходит экспоненциально быстрое освобождение большого количества ядерной энергии, продолжающееся до тех пор, пока не израсходуется весь ядерный заряд. Ядерная энергия может освобождаться в больших количествах в двух процессах – в цепной реакции деления тяжёлых ядер нейтронами и в реакции соединения (синтеза) лёгких ядер. Обычно в качестве ядерного заряда используют чистые изотопы 235 U и 239 Pu. Схематически устройство атомной бомбы показано на рис. 1.

Для осуществления ядерного взрыва в результате цепной реакции деления необходимо, чтобы масса делящегося вещества (урана-235, плутония-239 и др.) превышала критическую (50 кг для 235 U и 11 кг для 239 Pu). До взрыва система должна быть подкритической. Обычно это многослойная конструкция. Переход в надкритическое состояние происходит за счет делящегося вещества с помощью сходящейся сферической детонационной волны. Для такого сближения обычно используется химический взрыв вещества из сплава тротила и гексогена. При полном делении 1 кг урана выделяется энергия равная энерговыделению при взрыве 20 килотонн тротила. Атомный взрыв развивается за счёт экспоненциально растущего со временем числа разделившихся ядер.

N(t) = N 0 exp(t/τ).

Среднее время между двумя последовательными актами деления 10 -8 сек. Отсюда можно получить для времени полного деления 1 кг ядерной взрывчатки величину 10 -7 – 10 -6 сек. Это и определяет время атомного взрыва.
В результате большого энерговыделения в центре атомной бомбы температура поднимается до 10 8 К, а давление – до 10 12 атм. Вещество превращается в разлетающуюся плазму.

Для осуществления термоядерного взрыва используются реакции синтеза лёгких ядер.

d + t 4 He + n +17.588 МэВ
d + d 3 He + n + 3.27 МэВ
d + D t + p + 4.03 МэВ
3 He + d 4 He + p + 18.34 МэВ
6 Li + n ® t + 4 He + 4.78 МэВ

Рис. 2. Схема термоядерной бомбы

Сама идея водородной бомбы чрезвычайно проста. Это цилиндрический контейнер с жидким дейтерием. Дейтерий должен нагреваться после взрыва обычной атомной бомбы. При достаточно сильном нагреве должно выделятся большое количество энергии в результате реакции термоядерного синтеза между ядрами дейтерия. Температура, необходимая для начала термоядерной реакции должна составлять миллион градусов. Однако детальное исследование величины сечений реакций синтеза ядер дейтерия, от которой зависит скорость распространения реакции горения показало, что она протекает недостаточно эффективно и быстро. Тепловая энергия, которая высвобождается за счет термоядерных реакций, рассеивается гораздо быстрее, чем пополняется за счет последующих реакций синтеза. Естественно в этом случае взрывной процесс происходить не будет. Произойдет разброс горючего материала. Принципиально новое решение состояло в том, чтобы инициирование термоядерной реакции происходило в результате создания сверхплотной среды дейтерия. Был предложен способ создания сверхплотной среды дейтерия под действием рентгеновского излучения, образующегося при взрыве атомной бомбы. В результате сжатия горючего вещества происходит самоподдерживающаяся реакция термоядерного синтеза. Схематически реализация этого подхода показана на рис. 2.
После взрыва ядерного заряда, рентгеновские лучи, спущенные из области ядерного заряда распространяются по пластмассовому наполнителю, ионизуя атомы углерода и водорода. Урановый экран, расположенный между областью ядерного заряда и объемом с дейтеридом лития предотвращает преждевременный нагрев дейтерида лития. Под действием рентгеновских лучей и высокой температуры в результате абляции возникает огромное давление, сжимающее капсулу с дейтеридом лития. Плотности материала капсулы возрастают в десятки тысяч раз. Находящийся в центре плутониевый стержень в результате сильной ударной волны также сжимается в несколько раз и переходит в надкритическое состояние. Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве ядерного заряда, замедлившись в дейтериде лития до тепловых скоростей, приводят к цепным реакциям деления плутония, что действует наподобие дополнительного запала, вызывает дополнительные увеличения давления и температуры. Температура, возникающая в результате термоядерной реакции повышается до 300 млн. К., что и приводит в конечном счете к взрывному процессу. Весь процесс взрыва длится в течение десятых долей микросекунды.
Термоядерные бомбы значительно мощнее атомных. Обычно их тротиловый эквивалент 100 – 1000 кт (у атомных бомб он 1 – 20 кт).
При ядерном взрыве в воздухе образуется мощная ударная волна. Радиус поражения обратно пропорционален кубическому корню из энергии взрыва. Для ядерной бомбы 20 кт он около 1 км. Освободившаяся энергия в течение нескольких мкс передаётся окружающей среде. Образуется ярко светящийся огненный шар. Через 10 -2 – 10 -1 сек он достигает максимального радиуса 150 м, температура его падает до 8000 К (ударная волна уходит далеко вперёд). За время свечения (секунды) в электромагнитное излучение переходит 10 – 20 % энергии взрыва. Разреженный нагретый воздух, несущий поднятую с земли радиоактивную пыль, за несколько минут достигает высоты 10 – 15 км. Далее радиоактивное облако расплывается на сотни километров. Ядерный взрыв сопровождается мощным потоком нейтронов и электромагнитного излучения.

65 лет назад на Семипалатинском полигоне был осуществлен первый воздушный ядерный взрыв: бомба РДС-3 была сброшена с самолета Ту-4. сайт вспоминает самые известные ядерные взрывы в истории человечества. 18 Октябрь 2016, 13:38

РДС-3 . Первый в СССР воздушный ядерный взрыв

Советская атомная бомба имплозивного типа РДС-3 была разработана как авиабомба для тяжелых дальних бомбардировщиков Ту-4 и средних Ту-16 . Первое воздушное и третье ядерное испытание в СССР прошло на Семипалатинском полигоне.

18 октября 1951 года бомбардировщик Ту-4 сбросил бомбу с подрывом ее на высоте 380 метров. Энерговыделение составило 42 килотонны.

Бомбометание было выполнено штурманом-бомбардиром капитаном Б.Д.Давыдовым. В своих воспоминаниях он рассказывал, что во время взрыва стрелки аэродинамических приборов, высотомеров, указателей скорости стали вращаться. В самолете появилась пыль, хотя перед этим полетом проводилась тщательная уборка в кабинах. «Шлейф от взрыва быстро поднялся на высоту полета и стал образовываться и разрастаться „гриб“. Цвета облака были самые разнообразные. Трудно передать то состояние, которое овладело мной после сброса. Весь мир, все окружающее вокруг воспринималось по-иному - как будто все это я увидел заново», - вспоминал штурман.

После посадки экипаж самолета вышел с надетыми парашютами и кислородными масками. Летчиков и самолет обследовали на радиационное заражение, после чего было сделано заключение, что самолет Ту-4 , дооборудованный по бомбардировочной установке и оснащенный системой обогрева бомбового отсека и комплексом добавочного специального оборудования, обеспечивает безопасную и безотказную эксплуатацию изделия РДС-3 и прицельное бомбометание им.

Результаты успешно проведенного воздушного испытания атомной бомбы стали основой для принятия решений об оснащении ВВС ядерным оружием: было организовано серийное производство атомных бомб РДС-3 и самолетов-носителей Ту-4 .

Американская «Штучка». Первая атомная бомба

Первой в мире атомной бомбой стала американская «Штучка» («Gadget») проекта «Тринити». Она была испытана за несколько недель до нападения на Хиросиму и Нагасаки. Подрыв «Штучки» произошел в штате Нью-Мексико, на полигоне Аламогордо, также известном под названием «Белые пески».

Бомба была установлена в 30-метровой сторожевой башне. Бункеры расположили на расстоянии 9000 метров, чтобы можно было четко наблюдать за взрывом. Ночью 16 июля 1945 года «Штучка» была взорвана. В результате взрыва по пустыне пронеслась ударная волна, разрушив башню в щепки и сформировав гигантский ядерный гриб высотой в 12000 метров. Вспышка от взрыва была ярче десяти солнц. Ее видели во всех частях Нью-Мексико, а также в некоторых районах Аризоны, Техаса и Мексики.

Взрыв «Штучки» через 0.016 секунды после детонации. Размер плазменного шара - около 200 метров.

Сразу после взрыва полигон был закрыт, а с 1965 года объявлен национальным историческим памятником.

Несмотря на то, что в рамках проекта работали сотни ведущих физиков из разных стран мира, перед испытанием бомбы никто из них точно не знал, что произойдет на полигоне. Одни полагали, что заряд не сработает, другие прогнозировали чудовищной силы взрыв, который чуть ли не уничтожит весь штат Нью-Мексико, третьи опасались, что атомная бомба выжжет весь кислород на планете. Ближе всех к истине оказался Исидор Раби, согласно расчетам которого, мощность взрыва бомбы должна была составить 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. На самом деле ее мощность составила 21 килотонну.

«Малыш» и «Толстяк». Хиросима и Нагасаки

Хиросима и Нагасаки - символы разрушительной силы ядерного оружия. Бомбы на японские города с мирными жителями сбрасывали американские бомбардировщики.

После взрыва 6 августа 1945 года в Хиросиме бомбы «Малыш» (весом четыре тонны и мощностью до 20 килотонн тротила) погибли около 140 тысяч человек.

Бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму

Около 8 часов утра над Хиросимой появились два бомбардировщика Б-29 . Сигнал тревоги был дан, но из-за того, что самолетов было мало, все подумали, что это разведка. А спустя несколько минут раздался взрыв, который превратил город в развалины.

В Нагасаки была задействована еще одна бомба - «Толстяк». Этот взрыв произошел спустя три дня после первого и унес жизни более 80 тысяч человек.

Бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки

До настоящего времени бомбардировка Хиросимы и Нагасаки остается единственным случаем применения ядерного оружия в истории человечества.

«Бейкер». Первый подводный атомный взрыв

25 июля 1946 года в лагуне атолла Бикини американцы провели испытание «Бейкера» - первый подводный взрыв, на глубине 28 метров.

Целью операции Crossroads, в рамках которой произвели взрыв, было изучение влияния атомного оружия на корабли. Для того, чтобы корабли-мишени могли войти в гавань, было использовано 100 тонн динамита для уничтожения коралловых выступов на входе в лагуну Бикини. Всего же там было сосредоточено 95 кораблей: устаревшие линкоры, авианосцы, крейсеры, эсминцы, подводные лодки и т.д. На некоторые суда в качестве «экипажа» погрузили 200 свиней, 60 морских свинок, 204 козы, 5000 крыс, 200 мышей и зерна, содержащие насекомых, - для изучения влияния на генетику.

Взрыв в лагуне атолла Бикини

Сначала в воздухе была взорвана сброшенная с самолета бомба «Эйбл». Ее взрыв затопил пять кораблей и сильно повредил четырнадцать. Подводный взрыв «Бейкера» почти не дал ослепительной вспышки, но взметнул два миллиона тонн морской воды и песка вверх на 150 метров. Подводная взрывная волна разрушила, и затопила 10 кораблей. Поднявшаяся до 305 метров в высоту волна бросала огромные корабли как игрушки, а десантные суда выкинула на берег. «Бейкер» дал небывало сильное заражение, и уцелевшие, но «фонящие» корабли-мишени затопили тут же.

«Россия делает сама», «Родина дарит Сталину» - так расшифровывали название первой отечественной атомной бомбы. Официальное же обозначение РДС-1 было - «Реактивный двигатель „С“».

Испытание первой отечественной атомной бомбы РДС-1 состоялось 29 августа 1949 года в 170 км к западу от города Семипалатинска на полигоне №2. На месте башни с бомбой образовалась воронка диаметром три метра и глубиной 1.5 метра, покрытая оплавленным стеклоподобным веществом.

Известно, что находящееся в 25 метрах от башни здание из железобетонных конструкций при взрыве частично разрушилось. Из 1538 подопытных животных (собак, овец, коз, свиней, кроликов, крыс) в результате подрыва бомбы погибло 345. Легкие повреждения получили танк Т-34 и полевая артиллерия, находящиеся в радиусе 500–550 метров от эпицентра взрыва. Установленные на расстоянии километра от эпицентра и далее через каждые 500 метров 10 легковых автомобилей «Победа» сгорели. Жилые щитовые и бревенчатые дома городского типа оказались разрушенными полностью в радиусе пяти км. Основные повреждения были получены не от самого взрыва, а от ударной волны.

Испытание РДС-1 прошло успешно. Смонтированный в обстановке полной секретности документальный фильм о взрыве и последствиях был показан Сталину и в течение 45 лет был недоступен для просмотра. Сейчас видео взрыва первой советской атомной бомбы находится в открытом доступе.

Атомная «Креветка»

100-километровый ядерный гриб поднялся над Тихим океаном 1 марта 1954 года. В очередной раз на атолле Бикини США испытали атомную бомбу. Предполагалось, что мощность ТХ-21 будет около шести мегатонн. Но «Креветку» недооценили, и мощность взрыва составила 15 мегатонн, что в тысячу раз больше, чем бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки.

Взрыв ТХ-21 «Креветка»

Жителей ближайших к месту взрыва островов эвакуировали только через двое суток. К этому времени у многих начались заболевания щитовидной железы. В результате испытаний 840 жителей атолла умерли от раковых заболеваний, 7000 человек эвакуировали, статус жертв испытаний получили больше 1,5 тысяч жителей. Пострадавшие от радиации острова атолла были необитаемы вплоть до 2010 года. Да и сейчас возвращаться туда никто не спешит.

От Тоцка до Невады. Взрывы на войсковых учениях

Взрыв на Тоцком полигоне

В 1954 году советское командование решило проверить взаимодействие войск в условиях ядерной бомбардировки. Общее количество военнослужащих, участвовавших в учении на Тоцком полигоне, достигало 45000 человек. Задача учений заключалась в отработке возможностей прорыва обороны противника с использованием ядерного оружия.

Во время взрыва бомбы мощностью 40 килотонн войска располагались в специальных укрытиях на расстоянии в пять километров от взрыва. Затем несколько подразделений пошли в «наступление» через район рядом с эпицентром. Через эпицентральную зону на технике прошли около 500 человек.

Учения часто критиковали за то, что радиационному воздействию подверглись тысячи солдат и местных жителей, эвакуированных либо недостаточно далеко, либо получивших дозу радиации уже после маневров.

Также в сентября 1956 года в ходе Семипалатинских учений в район взрыва был высажен десант в количестве 272 человек в индивидуальных защитных средствах.

Больше подобные испытания в СССР не проводились, а вот в США учения с применением ядерного оружия проводились и до и после Тоцких маневров. Подразделения американской армии не раз проходили через место эпицентра атомного взрыва в пустынной местности штата Невада. На кинохронике учений Desert Rock видно, что солдаты находятся в открытых окопах, а после прохождения ударной волны выбегают из окопов и идут в атаку без средств защиты. На полигон даже приезжали туристы, чтобы посмотреть на испытания чудо-оружия.