Jak działa głowica nuklearna (4 zdjęcia). Bomba atomowa jest bronią, której posiadanie już działa odstraszająco

Po zakończeniu II wojny światowej kraje koalicji antyhitlerowskiej szybko próbowały wyprzedzić się w opracowaniu potężniejszej bomby atomowej.

Pierwszy test, przeprowadzony przez Amerykanów na prawdziwych obiektach w Japonii, zaostrzył do granic możliwości sytuację między ZSRR a USA. Potężne eksplozje, które grzmiały po japońskich miastach i praktycznie zniszczyły w nich całe życie, zmusiły Stalina do porzucenia wielu roszczeń na arenie światowej. Większość radzieckich fizyków została pilnie „wrzucona” w rozwój broń nuklearna.

Kiedy i jak pojawiła się broń nuklearna?

Za rok urodzenia bomby atomowej można uznać rok 1896. To wtedy francuski chemik A. Becquerel odkrył, że uran jest radioaktywny. Reakcja łańcuchowa uranu wytwarza potężną energię, która stanowi podstawę straszliwej eksplozji. Jest mało prawdopodobne, aby Becquerel wyobrażał sobie, że jego odkrycie doprowadzi do stworzenia broni nuklearnej - najstraszniejszej broni na całym świecie.

Koniec XIX i początek XX wieku był punktem zwrotnym w historii wynalezienia broni nuklearnej. To właśnie w tym okresie naukowcom z całego świata udało się odkryć następujące prawa, promienie i pierwiastki:

• Promienie alfa, gamma i beta;
• Odkryto wiele izotopów pierwiastki chemiczne, posiadający właściwości radioaktywne;
• Odkryto prawo rozpadu promieniotwórczego, które określa czasową i ilościową zależność intensywności rozpadu promieniotwórczego w zależności od liczby atomów promieniotwórczych w badanej próbce;
• Narodziła się izometria jądrowa.

W latach trzydziestych XX wieku udało im się po raz pierwszy rozszczepić jądro atomowe uranu poprzez absorpcję neutronów. W tym samym czasie odkryto pozytony i neurony. Wszystko to dało potężny impuls do rozwoju broni wykorzystującej energię atomową. W 1939 roku opatentowano pierwszy na świecie projekt bomby atomowej. Dokonał tego fizyk z Francji, Frederic Joliot-Curie.

W wyniku dalszych badań i rozwoju w tej dziedzinie narodziła się bomba atomowa. Moc i promień obrażeń nowoczesnych bomby atomowe tak wielka, że ​​kraj posiadający potencjał nuklearny praktycznie nie jest mu potrzebny potężna armia, ponieważ jedna bomba atomowa może zniszczyć całe państwo.

Jak działa bomba atomowa?

Bomba atomowa składa się z wielu elementów, z których najważniejsze to:

• Korpus bomby atomowej;
• Układ automatyki sterujący procesem wybuchu;
• Ładunek nuklearny lub głowica bojowa.

Układ automatyki znajduje się w korpusie bomby atomowej wraz z ładunkiem jądrowym. Konstrukcja obudowy musi być na tyle niezawodna, aby chronić głowicę przed różnymi czynnikami zewnętrznymi i wpływami. Na przykład różne wpływy mechaniczne, temperaturowe lub podobne, które mogą doprowadzić do nieplanowanej eksplozji o ogromnej mocy, która może zniszczyć wszystko wokół.

Zadaniem automatyki jest pełna kontrola nad wybuchem zachodzącym w właściwy czas dlatego też system składa się z następujących elementów:

• Urządzenie odpowiedzialne za detonację awaryjną;
• Zasilanie układu automatyki;
• System czujników detonacji;
• urządzenie napinające;
• Urządzenie zabezpieczające.

Kiedy przeprowadzono pierwsze testy, na samoloty, którym udało się opuścić dotknięty obszar, zrzucono bomby atomowe. Współczesne bomby atomowe są tak potężne, że można je dostarczyć wyłącznie za pomocą rakiet manewrujących, balistycznych lub przynajmniej przeciwlotniczych.

Stosowany w bombach atomowych różne systemy detonacja. Najprostszym z nich jest konwencjonalne urządzenie, które uruchamia się, gdy pocisk trafi w cel.

Jedną z głównych cech bomb nuklearnych i rakiet jest ich podział na kalibry, które są trzech typów:

• Mała, moc bomb atomowych tego kalibru odpowiada kilku tysiącom ton trotylu;
• Średnia (siła wybuchu – kilkadziesiąt tysięcy ton trotylu);
• Duży, którego moc ładowania mierzona jest w milionach ton trotylu.

Co ciekawe, najczęściej moc wszystkich bomb nuklearnych mierzy się dokładnie w ekwiwalencie trotylu, ponieważ broń atomowa nie ma własnej skali do pomiaru mocy eksplozji.

Algorytmy działania bomb nuklearnych

Każda bomba atomowa działa na zasadzie wykorzystania energii jądrowej, która uwalnia się podczas reakcji jądrowej. Procedura ta opiera się albo na podziale ciężkich jąder, albo na syntezie lekkich. Ponieważ podczas tej reakcji uwalniana jest ogromna ilość energii i w najkrótszy czas, promień zniszczenia bomby atomowej jest imponujący. Ze względu na tę cechę broń nuklearna jest klasyfikowana jako broń masowego rażenia.

Podczas procesu zapoczątkowanego eksplozją bomby atomowej istnieją dwa główne punkty:

• Jest to bezpośrednie centrum eksplozji, w którym zachodzi reakcja jądrowa;
• Epicentrum eksplozji, które znajduje się w miejscu wybuchu bomby.

Energia jądrowa uwolniona podczas wybuchu bomby atomowej jest tak silna, że ​​na Ziemi zaczynają się wstrząsy sejsmiczne. Jednocześnie wstrząsy te powodują bezpośrednie zniszczenia dopiero w odległości kilkuset metrów (choć biorąc pod uwagę siłę eksplozji samej bomby, wstrząsy te nie mają już na nic wpływu).

Czynniki uszkodzeń podczas wybuchu jądrowego

Wybuch bomby nuklearnej powoduje nie tylko straszliwe natychmiastowe zniszczenia. Konsekwencje tej eksplozji odczują nie tylko ludzie uwięzieni w dotkniętym obszarze, ale także ich dzieci urodzone po wybuchu atomowym. Rodzaje zniszczeń bronią atomową dzielą się na następujące grupy:

• Promieniowanie świetlne powstające bezpośrednio podczas eksplozji;
• Fala uderzeniowa rozprzestrzeniona przez bombę bezpośrednio po eksplozji;
• Impuls elektromagnetyczny;
• Promieniowanie penetrujące;
• Skażenie radioaktywne, które może utrzymywać się przez dziesięciolecia.

Choć na pierwszy rzut oka rozbłysk światła wydaje się najmniej groźny, w rzeczywistości jest on wynikiem wyzwolenia ogromnych ilości ciepła i energii świetlnej. Jego moc i siła znacznie przewyższa moc promieni słonecznych, więc uszkodzenia spowodowane światłem i ciepłem mogą być śmiertelne w odległości kilku kilometrów.

Promieniowanie powstające podczas eksplozji jest również bardzo niebezpieczne. Chociaż nie działa długo, udaje mu się zainfekować wszystko wokół, ponieważ jego siła penetracji jest niewiarygodnie wysoka.

Fala uderzeniowa podczas wybuchu atomowego działa podobnie jak ta sama fala podczas wybuchów konwencjonalnych, z tą różnicą, że jej siła i promień rażenia są znacznie większe. W ciągu kilku sekund powoduje nieodwracalne szkody nie tylko dla ludzi, ale także dla sprzętu, budynków i otaczającego środowiska.

Promieniowanie penetrujące powoduje rozwój choroby popromiennej, a impuls elektromagnetyczny stanowi zagrożenie tylko dla sprzętu. Połączenie wszystkich tych czynników plus siła eksplozji sprawia, że ​​bomba atomowa jest najniebezpieczniejszą bronią na świecie.

Pierwsze na świecie testy broni nuklearnej

Pierwszym krajem, który opracował i przetestował broń nuklearną, były Stany Zjednoczone Ameryki. To rząd USA przeznaczył ogromne dotacje finansowe na rozwój nowej obiecującej broni. Pod koniec 1941 r. do Stanów Zjednoczonych zaproszono wielu wybitnych naukowców w dziedzinie rozwoju atomowego, którzy do 1945 r. byli w stanie zaprezentować prototypową bombę atomową nadającą się do testów.

Pierwsze na świecie testy bomby atomowej wyposażonej w urządzenie wybuchowe przeprowadzono na pustyni w stanie Nowy Meksyk. Bomba zwana „Gadżetem” została zdetonowana 16 lipca 1945 r. Wynik testu był pozytywny, choć wojsko zażądało przetestowania bomby atomowej w rzeczywistych warunkach bojowych.

Widząc, że do zwycięstwa koalicji hitlerowskiej pozostał już tylko krok i taka szansa może się nie powtórzyć, Pentagon postanowił uderzyć atak nuklearny przez ostatniego sojusznika Niemcy hitlerowskie- Japonia. Ponadto użycie bomby atomowej miało rozwiązać kilka problemów jednocześnie:

• Aby uniknąć niepotrzebnego rozlewu krwi, który nieuchronnie miałby miejsce, gdyby wojska amerykańskie postawiły stopę na ziemi cesarskiej Japonii;
• Jednym ciosem rzuć na kolana nieustępliwych Japończyków, zmuszając ich do przyjęcia warunków korzystnych dla Stanów Zjednoczonych;
• Pokaż ZSRR (jako potencjalnemu rywalowi w przyszłości), że armia amerykańska dysponuje unikalną bronią zdolną zmieść z powierzchni ziemi każde miasto;
• I oczywiście zobaczyć w praktyce, do czego zdolna jest broń nuklearna w rzeczywistych warunkach bojowych.

6 sierpnia 1945 roku na japońskie miasto Hiroszima zrzucono pierwszą na świecie bombę atomową, która została wykorzystana w operacjach wojskowych. Bombę tę nazwano „Baby”, ponieważ ważyła 4 tony. Bomba została starannie zaplanowana i trafiła dokładnie tam, gdzie została zaplanowana. Domy, które nie zostały zniszczone przez falę uderzeniową, spłonęły, gdyż zawalone w nich piece wzniecały pożary, a całe miasto stanęło w płomieniach.

Po jasnym błysku nastąpiła fala upałów, która spaliła całe życie w promieniu 4 kilometrów, a kolejna fala uderzeniowa zniszczyła większość budynków.

Ci, którzy doznali udaru cieplnego w promieniu 800 metrów, zostali spaleni żywcem. Fala uderzeniowa wielu osobom zdarła spaloną skórę. Kilka minut później zaczął padać dziwny czarny deszcz składający się z pary i popiołu. Ci, którzy złapali czarny deszcz, doznali nieuleczalnych oparzeń skóry.

Ci nieliczni, którzy mieli szczęście przeżyć, cierpieli na chorobę popromienną, która w tamtym czasie była nie tylko nieznana, ale także zupełnie nieznana. U ludzi zaczęła pojawiać się gorączka, wymioty, nudności i ataki osłabienia.

9 sierpnia 1945 roku na miasto Nagasaki zrzucono drugą amerykańską bombę, zwaną „Fat Man”. Bomba ta miała w przybliżeniu taką samą moc jak pierwsza, a skutki jej eksplozji były równie niszczycielskie, chociaż zginęło o połowę mniej osób.

Dwie bomby atomowe zrzucone na japońskie miasta były pierwszym i jedynym przypadkiem użycia broni atomowej na świecie. W pierwszych dniach po zamachu zginęło ponad 300 000 ludzi. Około 150 tysięcy więcej zmarło z powodu choroby popromiennej.

Po bombardowaniu nuklearnym japońskich miast Stalin doznał prawdziwego szoku. Stało się dla niego jasne, że kwestia opracowania broni nuklearnej w Rosja Radziecka- To kwestia bezpieczeństwa całego kraju. Już 20 sierpnia 1945 r. rozpoczęła pracę specjalna komisja do spraw energii atomowej, którą w trybie pilnym utworzył I. Stalin.

Chociaż badania nt fizyka jądrowa prowadzona przez grupę entuzjastów jeszcze w carskiej Rosji, w czasach sowieckich nie poświęcano jej należytej uwagi. W 1938 r. wszelkie badania w tej dziedzinie zostały całkowicie wstrzymane, a wielu naukowców zajmujących się energią jądrową było represjonowanych jako wrogowie ludu. Po wybuchach nuklearnych w Japonii Władza radziecka gwałtownie zaczął przywracać przemysł nuklearny w kraju.

Istnieją dowody na to, że rozwój broni nuklearnej prowadzono w nazistowskich Niemczech i to niemieccy naukowcy zmodyfikowali „surową” amerykańską bombę atomową, więc rząd USA usunął z Niemiec wszystkich specjalistów nuklearnych i wszystkie dokumenty związane z rozwojem broni nuklearnej broń.

Radziecka szkoła wywiadowcza, która podczas wojny była w stanie ominąć wszystkie zagraniczne służby wywiadowcze, już w 1943 roku przekazała ZSRR tajne dokumenty związane z rozwojem broni nuklearnej. W tym samym czasie radzieccy agenci przeniknęli do wszystkich głównych amerykańskich ośrodków badań nuklearnych.

Dzięki tym wszystkim zabiegom już w 1946 roku był gotowy zakres obowiązków do produkcji dwóch radzieckich bomb nuklearnych:

• RDS-1 (z ładunkiem plutonu);
• RDS-2 (z dwiema częściami ładunku uranu).

Skrót „RDS” oznaczał „Rosja robi to sama”, co było niemal całkowitą prawdą.

Wiadomość o gotowości ZSRR do wypuszczenia broni nuklearnej zmusiła rząd USA do podjęcia drastycznych kroków. W 1949 r. Opracowano plan trojański, zgodnie z którym planowano zrzucić bomby atomowe na 70 największych miast ZSRR. Jedynie obawa przed atakiem odwetowym uniemożliwiła realizację tego planu.

Te niepokojące informacje pochodzą z Oficerowie wywiadu sowieckiego zmusiło naukowców do pracy w trybie awaryjnym. Już w sierpniu 1949 roku odbyły się testy pierwszej bomby atomowej wyprodukowanej w ZSRR. Kiedy Stany Zjednoczone dowiedziały się o tych testach, plan trojana został odroczony na czas nieokreślony. Rozpoczęła się era konfrontacji dwóch supermocarstw, znana w historii jako zimna wojna.

Najpotężniejsza bomba atomowa na świecie, znana jako Car Bomba, pochodzi konkretnie z okresu zimnej wojny. Naukowcy ZSRR stworzyli najpotężniejszą bombę w historii ludzkości. Jego moc wynosiła 60 megaton, chociaż planowano stworzyć bombę o mocy 100 kiloton. Bomba ta została przetestowana w październiku 1961 r. Średnica kuli ognia podczas eksplozji wynosiła 10 kilometrów, a fala uderzeniowa okrążyła kulę ziemską trzykrotnie. To właśnie ten test zmusił większość krajów świata do podpisania porozumienia o zakończeniu testy nuklearne nie tylko w atmosferze ziemskiej, ale nawet w przestrzeni kosmicznej.

Chociaż broń atomowa jest doskonałym środkiem zastraszenia agresywnych krajów, z drugiej strony jest w stanie zdusić wszelkie konflikty zbrojne w zarodku, gdyż eksplozja atomowa może zniszczyć wszystkie strony konfliktu.

Reaktor jądrowy działa sprawnie i wydajnie. W przeciwnym razie, jak wiadomo, będą kłopoty. Ale co dzieje się w środku? Spróbujmy krótko i przejrzyście sformułować zasadę działania reaktora jądrowego (jądrowego) z przystankami.

W istocie zachodzi tam ten sam proces, co podczas wybuchu nuklearnego. Tylko eksplozja następuje bardzo szybko, a w reaktorze wszystko się przedłuża długo. Dzięki temu wszystko pozostaje bezpieczne i zdrowe, a my otrzymujemy energię. Nie tyle, żeby od razu zniszczyć wszystko dookoła, ale w zupełności wystarczy, żeby zapewnić miastu prąd.

Zanim zrozumiesz, jak zachodzi kontrolowana reakcja jądrowa, musisz wiedzieć, co to jest. reakcja nuklearna w ogóle.

Reakcja jądrowa to proces transformacji (rozszczepienia) jąder atomowych podczas interakcji z cząstkami elementarnymi i promieniami gamma.

Reakcje jądrowe mogą zachodzić zarówno podczas absorpcji, jak i uwalniania energii. Reaktor wykorzystuje drugą reakcję.

Reaktor jądrowy to urządzenie, którego zadaniem jest utrzymanie kontrolowanej reakcji jądrowej z wyzwoleniem energii.

Często reaktor jądrowy nazywany jest również reaktorem atomowym. Zauważmy, że nie ma tu zasadniczej różnicy, ale z punktu widzenia nauki bardziej poprawne jest użycie słowa „jądrowy”. Obecnie istnieje wiele typów reaktorów jądrowych. Są to ogromne reaktory przemysłowe przeznaczone do wytwarzania energii w elektrowniach, reaktory jądrowe okrętów podwodnych, małe reaktory eksperymentalne wykorzystywane w eksperymenty naukowe. Istnieją nawet reaktory służące do odsalania wody morskiej.

Historia powstania reaktora jądrowego

Pierwszy reaktor jądrowy został uruchomiony w niedalekim 1942 roku. Stało się to w USA pod przewodnictwem Fermiego. Reaktor ten nazwano „Chicago Woodpile”.

W 1946 r. Zaczął działać pierwszy radziecki reaktor, uruchomiony pod kierownictwem Kurczatowa. Korpus tego reaktora był kulą o średnicy siedmiu metrów. Pierwsze reaktory nie posiadały układu chłodzenia, a ich moc była minimalna. Nawiasem mówiąc, radziecki reaktor miał średnią moc 20 watów, a amerykański - tylko 1 wat. Dla porównania: średnia moc nowoczesnych reaktorów energetycznych wynosi 5 Gigawatów. Niecałe dziesięć lat po uruchomieniu pierwszego reaktora w mieście Obninsk otwarto pierwszą na świecie przemysłową elektrownię jądrową.

Zasada działania reaktora jądrowego (jądrowego).

Ktokolwiek reaktor jądrowy jest kilka części: rdzeń Z paliwo I moderator , reflektor neutronów , płyn chłodzący , system kontroli i ochrony . Izotopy są najczęściej stosowane jako paliwo w reaktorach. uran (235, 238, 233), pluton (239) i tor (232). Strefą aktywną jest kocioł, przez który przepływa zwykła woda(chłodziwo). Wśród innych chłodziw rzadziej stosuje się „ciężką wodę” i ciekły grafit. Jeśli mówimy o działaniu elektrowni jądrowych, to do produkcji ciepła wykorzystuje się reaktor jądrowy. Sam prąd wytwarzany jest w ten sam sposób, co w innych typach elektrowni – para obraca turbinę, a energia ruchu zamieniana jest na energię elektryczną.

Poniżej znajduje się schemat działania reaktora jądrowego.

Jak już powiedzieliśmy, w wyniku rozpadu ciężkiego jądra uranu powstają lżejsze pierwiastki i kilka neutronów. Powstałe neutrony zderzają się z innymi jądrami, powodując również ich rozszczepienie. Jednocześnie liczba neutronów rośnie jak lawina.

Należy o tym tutaj wspomnieć współczynnik mnożenia neutronów . Jeśli więc współczynnik ten przekroczy wartość równą jedności, nastąpi wybuch jądrowy. Jeśli wartość jest mniejsza niż jeden, neutronów jest za mało i reakcja wygasa. Jeśli jednak utrzymamy wartość współczynnika równą jedności, reakcja będzie przebiegać długo i stabilnie.

Pytanie jak to zrobić? W reaktorze paliwo znajduje się w tzw elementy paliwowe (TVELach). Są to pałeczki zawierające w postaci małych tabletek: paliwo nuklearne . Pręty paliwowe są połączone w sześciokątne kasety, których w reaktorze mogą być setki. Kasety z prętami paliwowymi ułożone są pionowo, a każdy pręt paliwowy posiada system pozwalający regulować głębokość jego zanurzenia w rdzeniu. Oprócz samych kaset, obejmują one drążki sterujące I pręty zabezpieczające w sytuacjach awaryjnych . Pręty wykonane są z materiału dobrze pochłaniającego neutrony. W ten sposób pręty sterujące można opuszczać na różne głębokości w rdzeniu, dostosowując w ten sposób współczynnik mnożenia neutronów. Pręty awaryjne służą do wyłączania reaktora w sytuacji awaryjnej.

Jak uruchamia się reaktor jądrowy?

Opracowaliśmy już samą zasadę działania, ale jak uruchomić i sprawić, by reaktor działał? Z grubsza rzecz biorąc, oto kawałek uranu, ale reakcja łańcuchowa nie rozpoczyna się w nim sama. Faktem jest, że w fizyce jądrowej istnieje koncepcja masa krytyczna .

Masa krytyczna to masa materiału rozszczepialnego wymagana do rozpoczęcia jądrowej reakcji łańcuchowej.

Za pomocą prętów paliwowych i prętów kontrolnych w reaktorze najpierw tworzona jest masa krytyczna paliwa jądrowego, a następnie w kilku etapach reaktor jest doprowadzany do optymalnego poziomu mocy.

W tym artykule staraliśmy się dać ogólne pojęcie o budowie i zasadzie działania reaktora jądrowego (jądrowego). Jeżeli mają Państwo jakiekolwiek pytania w temacie lub zadano Państwu problem z fizyki jądrowej na uczelni, prosimy o kontakt specjalistom naszej firmy. Jak zwykle jesteśmy gotowi pomóc Ci rozwiązać każdy palący problem związany ze studiami. A skoro już przy tym jesteśmy, oto kolejny film edukacyjny, na który warto zwrócić uwagę!

Aby zrozumieć zasadę działania i budowę reaktora jądrowego, należy wybrać się na krótką wycieczkę w przeszłość. Reaktor jądrowy to wielowiekowe, choć nie do końca zrealizowane, marzenie ludzkości o niewyczerpanym źródle energii. Jego starożytnym „przodkiem” jest ogień z suchych gałęzi, który niegdyś oświetlał i ogrzewał sklepienia jaskini, w której nasi dalecy przodkowie znaleźli wybawienie od zimna. Później ludzie opanowali węglowodory - węgiel, łupki, ropę i gaz ziemny.

Rozpoczęła się burzliwa, ale krótkotrwała era pary, którą zastąpiła jeszcze bardziej fantastyczna era elektryczności. Miasta wypełniły się światłem, a warsztaty wypełnił szum niewidzianych dotąd maszyn napędzanych silnikami elektrycznymi. Wtedy wydawało się, że postęp osiągnął apogeum.

Wszystko się zmieniło koniec XIX wieku, kiedy francuski chemik Antoine Henri Becquerel przypadkowo odkrył, że sole uranu są radioaktywne. 2 lata później jego rodacy Pierre Curie i jego żona Maria Skłodowska-Curie uzyskali od nich rad i polon, a ich poziom radioaktywności był miliony razy wyższy niż toru i uranu.

Pałeczkę przejął Ernest Rutherford, który szczegółowo zbadał naturę promieni radioaktywnych. Tak rozpoczęła się era atomu, która dała życie swojemu ukochanemu dziecku – reaktorowi atomowemu.

Pierwszy reaktor jądrowy

„Firstborn” pochodzi z USA. W grudniu 1942 r. reaktor wyprodukował pierwszy prąd, któremu nadano imię jego twórcy, jednego z najwybitniejszych fizyków stulecia, E. Fermiego. Trzy lata później w Kanadzie powstał obiekt nuklearny ZEEP. „Brąz” zdobył pierwszy radziecki reaktor F-1, uruchomiony pod koniec 1946 roku. I.V. Kurchatov został szefem krajowego projektu nuklearnego. Dziś na świecie z powodzeniem pracuje ponad 400 elektrowni jądrowych.

Rodzaje reaktorów jądrowych

Ich głównym celem jest wspieranie kontrolowanej reakcji jądrowej, w wyniku której wytwarzana jest energia elektryczna. Niektóre reaktory wytwarzają izotopy. Krótko mówiąc, są to urządzenia, w głębinach których niektóre substancje przekształcają się w inne z wyzwoleniem dużej ilości energii cieplnej. Jest to rodzaj „piekarnika”, w którym zamiast tradycyjne typy Paliwo „spala” izotopy uranu – U-235, U-238 i pluton (Pu).

W przeciwieństwie do np. samochodu przystosowanego do kilku rodzajów benzyny, każdy rodzaj paliwa radioaktywnego ma swój własny typ reaktora. Są dwa z nich - na wolnych (z U-235) i szybkich (z U-238 i Pu) neutronach. Większość elektrowni jądrowych ma powolne reaktory neutronowe. Oprócz elektrowni jądrowych „pracują” instalacje ośrodków badawczych, na atomowych okrętach podwodnych i.

Jak działa reaktor

Wszystkie reaktory mają w przybliżeniu ten sam obwód. Jego „sercem” jest strefa aktywna. Można go z grubsza porównać do paleniska konwencjonalnego pieca. Tylko zamiast drewna opałowego jest paliwo nuklearne w postaci elementów paliwowych z moderatorem – prętów paliwowych. Strefa aktywna znajduje się wewnątrz czegoś w rodzaju kapsuły – reflektora neutronów. Pręty paliwowe są „myte” przez czynnik chłodzący – wodę. Ponieważ w „sercu” jest bardzo wysoki poziom radioaktywność, jest otoczony niezawodną ochroną przed promieniowaniem.

Operatorzy kontrolują pracę instalacji za pomocą dwóch systemy krytyczne– regulacja reakcji łańcuchowej i system zdalnego sterowania. W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej ochrona awaryjna zostaje natychmiast aktywowana.

Jak działa reaktor?

Atomowy „płomień” jest niewidoczny, ponieważ procesy zachodzą na poziomie rozszczepienia jądrowego. Podczas reakcji łańcuchowej ciężkie jądra rozpadają się na mniejsze fragmenty, które będąc w stanie wzbudzonym stają się źródłem neutronów i innych cząstek subatomowych. Ale na tym proces się nie kończy. Neutrony w dalszym ciągu „rozszczepiają się”, w wyniku czego uwalniane są duże ilości energii, czyli tego, dla czego buduje się elektrownie jądrowe.

Głównym zadaniem personelu jest utrzymanie reakcji łańcuchowej za pomocą drążków sterujących na stałym, regulowanym poziomie. Na tym polega główna różnica w stosunku do bomby atomowej, w której proces rozpadu jądrowego jest niekontrolowany i postępuje szybko, w postaci potężnej eksplozji.

Co się stało w elektrowni atomowej w Czarnobylu

Jedna z głównych przyczyn katastrofy Elektrownia jądrowa w Czarnobylu w kwietniu 1986 r. – rażące naruszenie zasady bezpieczeństwa pracy podczas konserwacji bieżącej na bloku nr 4. Następnie z rdzenia usunięto jednocześnie 203 pręty grafitowe zamiast 15 dozwolonych przepisami. W rezultacie rozpoczęta niekontrolowana reakcja łańcuchowa zakończyła się eksplozją termiczną i całkowitym zniszczeniem jednostki napędowej.

Reaktory nowej generacji

W ciągu ostatniej dekady Rosja stała się jednym z liderów światowej energetyki jądrowej. W tej chwili państwowy koncern Rosatom buduje elektrownie jądrowe w 12 krajach, gdzie budowane są 34 bloki energetyczne. Tak wysoki popyt świadczy o wysokim poziomie nowoczesnej rosyjskiej technologii nuklearnej. Następne w kolejce są nowe reaktory czwartej generacji.

„Brześć”

Jednym z nich jest Brześć, który powstaje w ramach projektu Przełom. Obecne systemy pracujące w cyklu otwartym wykorzystują nisko wzbogacony uran, co powoduje, że duże ilości wypalonego paliwa należy usuwać przy ogromnych kosztach. „Brześć” – reaktor na neutronach szybkich jest unikalny w swoim obiegu zamkniętym.

W nim wypalone paliwo, po odpowiednim przetworzeniu w reaktorze na neutrony prędkie, ponownie staje się pełnowartościowym paliwem, które można ponownie załadować do tej samej instalacji.

Brześć wyróżnia się wysokim poziomem bezpieczeństwa. Nigdy nie „eksploduje” nawet w najpoważniejszym wypadku, jest bardzo ekonomiczny i przyjazny dla środowiska, ponieważ wykorzystuje ponownie „odnowiony” uran. Nie można go także wykorzystać do produkcji plutonu do celów wojskowych, co otwiera najszersze perspektywy jego eksportu.

WWER-1200

WWER-1200 to innowacyjny reaktor generacji 3+ o mocy 1150 MW. Dzięki swoim unikalnym możliwościom technicznym charakteryzuje się niemal absolutnym bezpieczeństwem eksploatacji. Reaktor jest bogato wyposażony w pasywne systemy bezpieczeństwa, które będą działać automatycznie nawet w przypadku braku zasilania.

Jednym z nich jest pasywny system odprowadzania ciepła, który uruchamia się automatycznie po całkowitym odłączeniu zasilania reaktora. W takim przypadku zapewnione są awaryjne zbiorniki hydrauliczne. W przypadku nieprawidłowego spadku ciśnienia w obwodzie pierwotnym do reaktora zaczyna być dostarczana duża ilość wody zawierającej bor, która tłumi reakcję jądrową i pochłania neutrony.

W dolnej części skorupy ochronnej znajduje się kolejny know-how - „pułapka” stopu. Jeżeli w wyniku wypadku rdzeń „wycieknie”, „pułapka” nie pozwoli na zapadnięcie się powłoki zabezpieczającej i zapobiegnie przedostaniu się produktów radioaktywnych do ziemi.

Spójrzmy na typową głowicę bojową (w rzeczywistości mogą występować różnice konstrukcyjne pomiędzy głowicami). To stożek wykonany z lekkich, wytrzymałych stopów – najczęściej tytanu. Wewnątrz znajdują się grodzie, ramy, rama napędowa - prawie jak w samolocie. Rama zasilająca pokryta jest trwałą powłoką metalowa obudowa. Na obudowę nałożona jest gruba warstwa powłoki termoochronnej. Wygląda jak starożytny neolityczny kosz, obficie pokryty gliną i wypalony podczas pierwszych eksperymentów człowieka z ciepłem i ceramiką. Podobieństwo można łatwo wyjaśnić: zarówno kosz, jak i głowica bojowa muszą wytrzymywać zewnętrzne ciepło.

Głowica bojowa i jej wypełnienie

Wewnątrz stożka, przymocowanego do „siedzeń”, znajduje się dwóch głównych „pasażerów”, dla których wszystko się zaczęło: ładunek termojądrowy i jednostka sterująca ładunkiem, czyli jednostka automatyki. Są niesamowicie kompaktowe. Automatyka ma wielkość pięciolitrowego słoika ogórków kiszonych, a wsad ma wielkość zwykłego wiadra ogrodowego. Ciężkie i ciężkie połączenie puszki i wiadra eksploduje od trzystu pięćdziesięciu do czterystu kiloton. Dwóch pasażerów jest połączonych ze sobą połączeniem niczym bliźnięta syjamskie i dzięki temu połączeniu nieustannie coś wymieniają. Ich dialog trwa cały czas, nawet gdy rakieta pełni służbę bojową, nawet gdy bliźniaki są właśnie transportowane z fabryki.

Jest też trzeci pasażer – jednostka do pomiaru ruchu głowicy lub ogólnie do kontrolowania jej lotu. W tym drugim przypadku w głowicę wbudowane są działające elementy sterujące, umożliwiające zmianę trajektorii. Na przykład uruchamianie systemów pneumatycznych lub systemów proszkowych. A także pokładowa sieć elektryczna wraz z zasilaczami, liniami komunikacyjnymi ze sceną w postaci zabezpieczonych przewodów i złączy, zabezpieczeniem przed impulsami elektromagnetycznymi oraz układem termostatującym - utrzymującym wymaganą temperaturę ładowania.

Zdjęcie przedstawia fazę rozrodczą rakiety MX (Peacekeeper) i dziesięciu głowic bojowych. Pocisk ten już dawno został wycofany ze służby, jednak nadal w użyciu są te same głowice (a nawet starsze). Amerykanie mają rakiety balistyczne z wieloma głowicami instalowanymi tylko na okrętach podwodnych.

Po wyjściu z autobusu głowice nadal nabierają wysokości i jednocześnie pędzą w stronę swoich celów. Wznoszą się do najwyższych punktów swoich trajektorii, a następnie, nie zwalniając lotu poziomego, zaczynają coraz szybciej zjeżdżać w dół. Na wysokości dokładnie stu kilometrów nad poziomem morza każda głowica bojowa przekracza formalnie wyznaczoną przez człowieka granicę przestrzeni kosmicznej. Atmosfera przed nami!

Elektryczny wiatr

Poniżej, przed głowicą bojową, znajduje się ogromny, kontrastowo błyszczący od groźnych dużych wysokości, pokryty błękitną mgłą tlenową, pokryty zawiesinami aerozolowymi, rozległy i bezkresny piąty ocean. Powoli i ledwo zauważalnie odwracając się od pozostałości separacji, głowica kontynuuje opadanie po łagodnej trajektorii. Ale wtedy w jej stronę powiał bardzo niezwykły wiatr. Dotknął go trochę - i stał się zauważalny, pokrywając ciało cienką, cofającą się falą bladobiało-niebieskiego blasku. Fala ta ma zapierającą dech w piersiach temperaturę, ale nie spala jeszcze głowicy bojowej, ponieważ jest zbyt eteryczna. Wiatr wiejący nad głowicą bojową przewodzi prąd elektryczny. Prędkość stożka jest tak duża, że ​​dosłownie rozbija cząsteczki powietrza swoim uderzeniem na naładowane elektrycznie fragmenty i następuje jonizacja uderzeniowa powietrza. Ta bryza plazmowa nazywana jest przepływem hipersonicznym o dużej liczbie Macha, a jej prędkość jest dwudziestokrotnie większa od prędkości dźwięku.

Ze względu na duże rozrzedzenie, bryza jest prawie niezauważalna przez pierwsze sekundy. Rosnąc i gęstniejąc w miarę wnikania głębiej w atmosferę, początkowo bardziej nagrzewa niż wywiera nacisk na głowicę bojową. Ale stopniowo zaczyna ściskać jej stożek z siłą. Przepływ najpierw obraca nos głowicy bojowej. Nie rozwija się od razu – stożek kołysze się lekko w przód i w tył, stopniowo zwalniając swoje oscylacje, aż w końcu się stabilizuje.

Ciepło w trybie hipersonicznym

Kondensując w miarę opadania, strumień wywiera coraz większy nacisk na głowicę bojową, spowalniając jej lot. W miarę zwalniania temperatura stopniowo spada. Z ogromne wartości początek wejścia, niebiesko-biały blask o temperaturze dziesięciu tysięcy stopni, do żółto-białego blasku o temperaturze od pięciu do sześciu tysięcy stopni. Jest to temperatura powierzchniowych warstw Słońca. Blask staje się oślepiający, ponieważ gęstość powietrza szybko wzrasta, a wraz z nią napływ ciepła do ścianek głowicy. Powłoka termoizolacyjna ulega zwęgleniu i zaczyna się palić.

Nie pali się od tarcia z powietrzem, jak często się błędnie mówi. Ze względu na ogromną hipersoniczną prędkość ruchu (obecnie piętnaście razy większą niż dźwięk) w powietrzu od górnej części korpusu odchodzi kolejny stożek - fala uderzeniowa, jakby otaczająca głowicę bojową. Napływające powietrze, wpadające do stożka fali uderzeniowej, jest natychmiast wielokrotnie zagęszczane i mocno dociskane do powierzchni głowicy. Od nagłej, natychmiastowej i powtarzającej się kompresji jego temperatura natychmiast skacze do kilku tysięcy stopni. Powodem tego jest szalona prędkość tego, co się dzieje, ekstremalna dynamika procesu. Gazodynamiczna kompresja przepływu, a nie tarcie, powoduje teraz nagrzewanie boków głowicy.

Najgorszy jest nos. Tam powstaje największe zagęszczenie nadchodzącego strumienia. Obszar tej pieczęci przesuwa się nieco do przodu, jakby odłączał się od ciała. I pozostaje z przodu, przybierając kształt grubej soczewki lub poduszki. Formację tę nazywa się „falą uderzeniową oderwanego dziobu”. Jest kilkakrotnie grubszy niż pozostała część powierzchni stożka fali uderzeniowej wokół głowicy. Ucisk czołowy nadchodzącego strumienia jest tutaj najsilniejszy. Dlatego odłączona fala uderzeniowa dziobowa ma najwyższą temperaturę i największą gęstość ciepła. To małe słońce w sposób promienisty wypala dziób głowicy – ​​podświetlając, wypromieniowując ciepło bezpośrednio w dziób kadłuba i powodując silne oparzenie nosa. Dlatego istnieje najgrubsza warstwa ochrony termicznej. To łukowa fala uderzeniowa oświetla ciemna noc teren przez wiele kilometrów wokół głowicy bojowej lecącej w atmosferze.

Staje się bardzo niesłodki dla boków. Teraz są także smażeni przez nieznośny blask fali uderzeniowej głowy. I pali się gorącym sprężonym powietrzem, które w wyniku rozdrobnienia jego cząsteczek zamieniło się w plazmę. Jednak z takim wysoka temperatura Powietrze jest jonizowane po prostu przez ogrzewanie – jego cząsteczki rozpadają się pod wpływem ciepła. Rezultatem jest mieszanina jonizacji uderzeniowej i plazmy temperaturowej. Plazma ta poprzez swoje działanie cierne poleruje palącą się powierzchnię zabezpieczenia termicznego, jak przy użyciu piasku lub papieru ściernego. Następuje erozja gazodynamiczna, która powoduje zużycie powłoki termoochronnej.

W tym czasie głowica przekroczyła górną granicę stratosfery – stratopauzę – i weszła do stratosfery na wysokości 55 km. Porusza się teraz z prędkością hipersoniczną, dziesięć do dwunastu razy szybciej niż dźwięk.

Nieludzkie przeciążenia

Ciężkie pieczenie zmienia geometrię nosa. Strumień niczym dłuto rzeźbiarza wypala spiczasty centralny występ w nakrywce nosa. Inne cechy powierzchni pojawiają się również w wyniku nierównomiernego wypalenia. Zmiany kształtu prowadzą do zmian w przepływie. Zmienia to rozkład ciśnienia sprężone powietrze na powierzchni głowicy i polu temperaturowym. W porównaniu z obliczonym przepływem powstają różnice w działaniu siły powietrza, co powoduje odchylenie punktu uderzenia – powstaje chybienie. Nawet jeśli jest mały - powiedzmy dwieście metrów, ale niebiański pocisk trafi w silos rakietowy wroga z odbiciem. Albo w ogóle nie trafi.

Ponadto układ powierzchni fal uderzeniowych, fal dziobowych, ciśnień i temperatur stale się zmienia. Prędkość stopniowo maleje, ale gęstość powietrza szybko wzrasta: stożek opada coraz niżej w stratosferę. Ze względu na nierównomierne ciśnienia i temperatury na powierzchni głowicy, ze względu na szybkość ich zmian, mogą wystąpić szoki termiczne. Są w stanie odłamać kawałki powłoki termoochronnej, co wprowadza nowe zmiany w schemacie przepływu. I zwiększa odchylenie punktu uderzenia.

Jednocześnie głowica bojowa może wchodzić w spontaniczne, częste wahania ze zmianą kierunku tych wahań z „góra-dół” na „prawo-lewo” i odwrotnie. Te samooscylacje powodują lokalne przyspieszenia w różne części głowice. Przyspieszenia różnią się kierunkiem i wielkością, co komplikuje obraz uderzenia głowicy bojowej. Otrzymuje większe obciążenia, asymetrię fal uderzeniowych wokół siebie, nierówne pola temperaturowe i inne drobne przyjemności, które natychmiast przeradzają się w duże problemy.

Ale nadchodzący przepływ też się na tym nie wyczerpuje. Dzięki tak silnemu ciśnieniu nadlatującego sprężonego powietrza głowica bojowa doświadcza ogromnego efektu hamowania. Występuje duże ujemne przyspieszenie. Głowica bojowa wraz ze wszystkimi elementami wewnętrznymi jest poddawana szybko rosnącemu przeciążeniu i nie da się przed nią uchronić.

Astronauci nie doświadczają takich przeciążeń podczas opadania. Pojazd załogowy jest mniej opływowy i nie jest tak szczelnie wypełniony wewnątrz jak głowica bojowa. Astronauci nie spieszą się, aby szybko zejść na dół. Głowica jest bronią. Musi jak najszybciej dotrzeć do celu, zanim zostanie zestrzelona. A im szybciej leci, tym trudniej go przechwycić. Stożek ma kształt najlepszego przepływu naddźwiękowego. Oszczędność duża prędkość do niższych warstw atmosfery, głowica napotyka tam bardzo duże hamowanie. Dlatego potrzebne są mocne grodzie i rama nośna. I wygodne „siedzenia” dla dwóch jeźdźców - w przeciwnym razie przeciążenie wyrwie ich z siedzeń.

Dialog bliźniaków syjamskich

Swoją drogą, co z tymi jeźdźcami? Nadszedł czas, aby przypomnieć sobie głównych pasażerów, bo teraz nie siedzą oni biernie, ale przechodzą własną, trudną drogę, a ich dialog nabiera największego znaczenia w tych momentach.

Podczas transportu ładunek został rozebrany na części. Po zainstalowaniu w głowicy jest ona składana, a podczas instalowania głowicy w rakiecie jest wyposażana w pełną konfigurację gotową do walki (włożony jest impulsowy inicjator neutronowy, wyposażony w detonatory itp.). Ładunek jest gotowy do podróży do celu na pokładzie głowicy bojowej, ale nie jest jeszcze gotowy do eksplozji. Logika jest tutaj jasna: ciągła gotowość ładunku do wybuchu jest niepotrzebna i teoretycznie niebezpieczna.

Należy go doprowadzić do stanu gotowości do wybuchu (w pobliżu celu) za pomocą złożonych algorytmów sekwencyjnych opartych na dwóch zasadach: niezawodności ruchu w stronę wybuchu oraz kontroli nad procesem. System detonacyjny przenosi ładunek na coraz wyższe poziomy gotowości w ściśle określonym czasie. A kiedy w pełni przygotowany ładunek wyjdzie z jednostki sterującej w celu zdetonowania, eksplozja nastąpi natychmiast, natychmiast. Głowica lecąca z prędkością pocisku snajperskiego przeleci tylko kilka setnych milimetra, nie mając czasu na przesunięcie w przestrzeni nawet grubości ludzkiego włosa, kiedy rozpocznie się reakcja termojądrowa w jej ładunku, rozwinie się, całkowicie przejdzie i zostanie ukończony, uwalniając całą normalną moc.

Ostateczny Błysk

Po znaczących zmianach zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz, głowica bojowa przeszła do troposfery - na ostatnie dziesięć kilometrów wysokości. Bardzo zwolniła. Lot hipersoniczny zdegenerował się do prędkości naddźwiękowej trzech do czterech jednostek Macha. Głowica już słabo świeci, gaśnie i zbliża się do celu.

Rzadko planuje się eksplozję na powierzchni Ziemi – jedynie w przypadku obiektów zakopanych w ziemi, np. silosów rakietowych. Większość celów leży na powierzchni. A dla ich największego zniszczenia detonację przeprowadza się na określonej wysokości, w zależności od mocy ładunku. Dla taktycznych dwudziestu kiloton jest to 400-600 m. Dla megatony strategicznej optymalna wysokość wybuchu wynosi 1200 m. Dlaczego? Eksplozja powoduje, że przez obszar przechodzą dwie fale. Bliżej epicentrum fala uderzeniowa uderzy wcześniej. Spadnie i odbije się, odbijając na boki, gdzie połączy się ze świeżą falą, która właśnie przybyła tu z góry, z miejsca eksplozji. Dwie fale – padająca ze środka wybuchu i odbita od powierzchni – sumują się, tworząc w warstwie przyziemnej najpotężniejszą falę uderzeniową, główny czynnik porażki.

Podczas startów testowych głowica zwykle dociera do ziemi bez przeszkód. Na pokładzie znajduje się pół cetnara materiałów wybuchowych, które w momencie upadku ulegają detonacji. Po co? Po pierwsze, głowica bojowa jest przedmiotem tajnym i po użyciu musi zostać bezpiecznie zniszczona. Po drugie, jest to konieczne dla systemów pomiarowych miejsca badania - do szybkiego wykrycia punktu uderzenia i pomiaru odchyłek.

Obrazu dopełnia wielometrowy dymiący krater. Ale wcześniej, kilka kilometrów przed uderzeniem, z głowicy testowej wystrzelono opancerzoną kasetę magazynującą, rejestrując wszystko, co zostało zarejestrowane na pokładzie podczas lotu. Ten pancerny pendrive zabezpieczy przed utratą informacji znajdujących się na pokładzie. Zostanie odnaleziona później, gdy przyleci helikopter ze specjalną grupą poszukiwawczą. I zarejestrują wyniki fantastycznego lotu.

Pierwszy międzykontynentalny pocisk balistyczny z głowicą nuklearną

Pierwszym na świecie międzykontynentalnym pociskiem balistycznym z głowicą nuklearną był radziecki R-7. Unosił jedną trzymegatonową głowicę bojową i mógł razić cele w odległości do 11 000 km (modyfikacja 7-A). Pomysł S.P. Choć Korolew został przyjęty do służby, okazał się nieskuteczny jako pocisk wojskowy ze względu na brak możliwości długotrwałego pozostawania w służbie bojowej bez dodatkowego tankowania utleniaczem (ciekłym tlenem). Ale R-7 (i jego liczne modyfikacje) odegrał wybitną rolę w eksploracji kosmosu.

Pierwsza głowica międzykontynentalna międzykontynentalna z wieloma głowicami

Pierwszym na świecie międzykontynentalnym pociskiem balistycznym z wieloma głowicami bojowymi był amerykański pocisk LGM-30 Minuteman III, którego rozmieszczenie rozpoczęło się w 1970 roku. W porównaniu z poprzednią modyfikacją głowicę W-56 zastąpiono trzema lekkimi głowicami W-62 instalowanymi na etapie hodowlanym. W ten sposób pocisk mógłby trafić w trzy oddzielne cele lub skoncentrować wszystkie trzy głowice w celu uderzenia w jeden. Obecnie we wszystkich rakietach Minuteman III w ramach inicjatywy rozbrojeniowej pozostała tylko jedna głowica bojowa.

Głowica o zmiennej wydajności

Od początku lat 60. XX wieku rozwijane są technologie wytwarzania głowic termojądrowych o zmiennej wydajności. Należą do nich na przykład głowica W80, która została zainstalowana w szczególności na rakiecie Tomahawk. Technologie te powstały dla ładunków termojądrowych budowanych według schematu Tellera-Ulama, gdzie reakcja rozszczepienia izotopów uranu lub plutonu wywołuje reakcję termojądrową (czyli eksplozję termojądrową). Zmiana mocy nastąpiła poprzez dostosowanie interakcji dwóch etapów.

PS. Dodam też, że tam na górze jednostki zakłócające również pracują nad swoim zadaniem, wypuszczane są wabiki, a dodatkowo jednostki wspomagające i/lub autobus po odłączeniu są wysadzane w powietrze, aby zwiększyć liczbę celów na radary i przeciążają system obrony przeciwrakietowej.

Wybuchł w pobliżu Nagasaki. Śmierć i zniszczenie towarzyszące tym eksplozjom były bezprecedensowe. Strach i przerażenie ogarnęły całą populację Japonii, zmuszając ją do poddania się w niecały miesiąc.

Jednak po zakończeniu drugiej wojny światowej broń atomowa nie zeszła na dalszy plan. Rozpoczęło się zimna wojna stał się ogromnym czynnikiem presji psychologicznej między ZSRR a USA. Obie strony zainwestowały ogromne sumy pieniędzy w rozwój i budowę nowych elektrowni jądrowych. W ten sposób w ciągu 50 lat na naszej planecie zgromadziło się kilka tysięcy powłok atomowych. To wystarczy, aby kilka razy zniszczyć całe życie. Z tego powodu pod koniec lat 90. podpisano pierwszy traktat rozbrojeniowy między Stanami Zjednoczonymi a Rosją, który miał zmniejszyć ryzyko światowej katastrofy. Mimo to obecnie 9 krajów posiada broń nuklearną, co podnosi ich obronność na inny poziom. W tym artykule przyjrzymy się, dlaczego broń atomowa otrzymała swoją niszczycielską moc i jak działa broń atomowa.

Aby zrozumieć pełną moc bomb atomowych, konieczne jest zrozumienie pojęcia radioaktywności. Jak wiadomo, najmniejszą jednostką strukturalną materii, z której składa się cały otaczający nas świat, jest atom. Atom z kolei składa się z jądra i czegoś obracającego się wokół niego. Jądro składa się z neutronów i protonów. Elektrony mają ładunek ujemny, a protony mają ładunek dodatni. Neutrony, jak sama nazwa wskazuje, są neutralne. Zwykle liczba neutronów i protonów jest równa liczbie elektronów w jednym atomie. Jednak pod wpływem sił zewnętrznych liczba cząstek w atomach substancji może się zmienić.

Nas interesuje tylko opcja, gdy zmienia się liczba neutronów i powstaje izotop substancji. Niektóre izotopy substancji są stabilne i występują naturalnie, inne zaś są niestabilne i mają tendencję do rozkładu. Na przykład węgiel ma 6 neutronów. Istnieje również izotop węgla z 7 neutronami - dość stabilny pierwiastek występujący w przyrodzie. Izotop węgla zawierający 8 neutronów jest już pierwiastkiem niestabilnym i ma tendencję do rozpadu. To jest rozpad promieniotwórczy. W tym przypadku niestabilne jądra emitują trzy rodzaje promieni:

1. Promienie alfa to dość nieszkodliwy strumień cząstek alfa, który można zatrzymać cienką kartką papieru i nie może wyrządzić szkody.

Nawet jeśli żywe organizmy byłyby w stanie przetrwać pierwsze dwa, fala promieniowania powoduje bardzo przejściową chorobę popromienną, zabijając w ciągu kilku minut. Uszkodzenia takie są możliwe w promieniu kilkuset metrów od wybuchu. W odległości do kilku kilometrów od wybuchu choroba popromienna zabije człowieka w ciągu kilku godzin lub dni. Osoby znajdujące się poza bezpośrednim obszarem wybuchu mogą być również narażone na promieniowanie poprzez spożywanie pokarmów i wdychanie ze skażonego obszaru. Co więcej, promieniowanie nie znika natychmiast. Gromadzi się w środowisko i może zatruwać organizmy żywe przez wiele dziesięcioleci po eksplozji.

Szkody spowodowane bronią nuklearną są zbyt niebezpieczne, aby można je było wykorzystać w jakichkolwiek okolicznościach. Nieuchronnie dotyka to ludności cywilnej i powoduje nieodwracalne szkody w przyrodzie. Dlatego głównym zastosowaniem bomb nuklearnych w naszych czasach jest odstraszanie przed atakiem. Nawet testy broni nuklearnej są obecnie zakazane w większości części naszej planety.