Принцип действия ядерного боеприпаса

Все мы знаем о чудовищной мощности атомных бомб. Безусловно,интересно- чем обусловлена поражающая способность таких боеприпасов?

Принцип действия ядерного заряда будет темой сегодняшнего обсуждения в SCIENCE CAFE .

Начнем с главного. Атомная бомба- это боезаряд, который использует для поражения энергию, высвобождающуюся при делении или образовании атомов.

Модель атома. Протоны (красные), Нейтроны (черные), Электроны (синие)
Модель атома. Протоны (красные), Нейтроны (черные), Электроны (синие)

Атомы, как мы помним,- состоят из частиц (протонов, нейтронов, и электронов). Между ними происходит интересное взаимодействие. Непосредственно, ядра атомов- это комочек из протонов и нейтронов. Они составляют более 99% массы атома. Электроны витают вокруг этого комочка, притянутые противоположным электрическим зарядом протонов.

Протоны будучи составной частью ядра притягиваются друг к другу силами тяготения, но одновременно-они отталкиваются друг от друга из за одинакового электрического заряда. Получается такое, своего рода,- шаткое равновесие.

Поток электронов с атома на атом мы называем- ток. Взаимодействие одних ядер с другими ядрами, или с элементарными частицами, мы называем- ядерной реакцией.

В создании ядерного арсенала применяются такие вещества, как Уран и Плутоний. Что в них такого особенного? Это вещества с большим количеством нейтронов и протонов в ядрах. Вы наверняка встречали такие обозначения, как например "Кислород-28" или "Уран-235". В таких обозначениях 28 и 235 это сумма протонов и нейтронов в ядре атома. Так обозначают изотопы (разновидности) одного и того же химического элемента. Число протонов всегда одинаково и соответствует порядковому номеру элемента, а количество нейтронов может разнится. Например, в Уране- 92 протона,а число нейтронов в его разных изотопах может быть от 125 до 151.

Как мы помним,- протоны притягиваются друг другу силами тяготения, но одновременно,-они отталкиваются из-за того что обладают одинаковым электрическим зарядом.В виду того, что протонов и нейтронов в атоме достаточно много- существовать стабильно эта система не может и атомы урана.. распадаются. В своем обычном состоянии это железка, постоянно выделяющая тепло. Этим пользуются- такие железяги служат источником энергии на космических станциях и в ядерных реакторах. Но есть один изотоп, это как раз, Уран-235, в котором реакция распада ядер происходит лавино-образно, как цепная реакция. Разделился один атом, и его осколками раскалывает второй и третий и так далее.

Эту лавино-образную реакцию распада можно инициировать набором так называемой "критической массы". Критическая масса это– минимальная масса делящегося вещества, при которой в нём может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Если масса вещества ниже "критической", то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идёт. При массе больше "критической" цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву. Для урана-235 критическая масса- 50 кг. Ввиду такого плотного скопления протонов и нейронов, это весьма тяжелый металл. Сфера, весом в 50 килограмм будет диаметром всего 17 сантиметров. Если вы хотите заниматься терроризмом профессионально,- поместите две полу-сферы по 25 килограмм в запаянный цилиндр и скиньте с самолета. Если не нашлось Урана, можно воспользоваться Плутонием-239. Критическая масса чистого металлического Плутония-239 -11 кг (диаметр такой сферы всего 10 см).

Что интересно,- добыча Урана сама по себе не вызывает сложностей. Это очень распространенное вещество. Но народные приметы не врут. Если вы добыли Уран-это к обогащению. Обогащением называют процесс увеличения доли Урана 235, поддерживающего ядерную реакцию деления, в обычном природном Уране. И вот этот процесс очень сложный и дорогой. Открытого рынка оружейного Урана (с минимум 90% долей Урана-235) конечно же нет, поэтому точные оценки стоимости произвести весьма сложно. Исходя из пресеченных нелегальных сделок, можно сделать вывод, что кило Урана-235 на 2018 год в черном рынке будет стоить порядка 20-30 млн. долларов. И если бы Джесси Пинкман сейчас выбирал себе новый трейлер- в этом не было ничего удивительного.

Автор: Леонидов Антон, 2017

Подписывайтесь на нашу ленту в instagram, и сообщество Вк чтобы читать новые статьи первыми.

Ставьте пальцы и делитесь, если вы в числе тех, кто хотел бы чтоб статей было больше. Спасибо!