Prima bombă atomică, care a scăzut în dimineața zilei de 5 august 1945, pe baza navală japoneză a lui Hiro-Sim, potrivit știrilor din presă, a constat doar la ura, cântărind 235.
Efectul acestei bombe este că în ea la un moment dat începe reacția în lanț a fisiunii de uraniu, care curge atât de repede încât are caracterul unei explozii. Să notăm, apropo, că este mai corect să numim o astfel de bomba "nucleară" și nu "bomba atomică", dar acest nume este deja înrădăcinat și nu prea merită schimbat.
Numărul mare de goluri produse în timpul exploziei conduce la aceleași consecințe ca la explozia explozivilor convenționali. Datorită încălzirii colosale, în apropierea bombei se formează o presiune foarte mare a aerului, iar o undă explozivă începe să se deplaseze din această regiune, ducând la distrugerea clădirilor și a altor obiecte. Explozia ar trebui să producă o temperatură foarte ridicată, aparent depășind un milion de grade (amintesc că temperatura suprafeței soarelui este de 6.000 de grade). La această temperatură, toate corpurile se evaporă. Prin urmare, în regiunea apropiată de locul exploziei, se poate produce o distrugere suplimentară. Mai mult, așa cum am spus deja, fragmentele nucleelor de uraniu sunt foarte radioactive. Prin urmare, dacă toate nucleele dintr-un kilogram de uraniu sunt separate, radioactivitatea produselor de fisiune va fi aceeași cu cea a radioactivității, aproximativ un milion de kilograme de radium. Particulele alfa și beta rezultate în decaderea radioactivă sunt foarte dăunătoare pentru organisme.
Mesajul președintelui Statelor Unite ale Americii, american Truman, afirmă că prima "bomba atomică" care a căzut pe Hiroshima este echivalentă în acțiunea sa de explozie de 20.000 de tone de trinitrotoluen.
Ca urmare a exploziei bombei, orașul Hiroshima a fost devastat și peste 100.000 de persoane au fost uciși și răniți de la 250 000 de locuitori. Explozia a fost însoțită de un fulger strălucitor, vizibil la o distanță de 200 km, și o coloană de fum și praf după explozie a crescut la 10-15 kilometri în înălțime.
"Bomba atomică" este, fără îndoială, o armă formidabilă, dar nu este necesar să se supraestimeze efectul acesteia. Nu este necesar, în special, să credem că în timpul exploziei sunt uciși toți oamenii care trăiesc la mai mulți kilometri distanță (mesajele de acest fel au apărut în presa străină). Pentru a arăta cât de exagerată este o astfel de afirmație, este suficient să dăm un singur exemplu. În Nagasaki, "bomba atomică" a explodat la o distanță de 800 de metri de închisoare, unde erau soldații americani și americani capturați; în urma unei explozii de 211 deținuți
Chiar înainte de începerea angajării în luptă a "bombei atomice", o astfel de bomba a fost subminată în condiții experimentale
Reacția în lanț a fisiunii de uraniu este un fenomen complex, în care nu totul poate fi luat în considerare în prealabil, deoarece explozia are ca rezultat temperaturi și presiuni ridicate cu care lucrurile nu au existat niciodată pe Pământ.
Pentru a clarifica ce circumstanțe neobișnuite sunt esențiale pentru reacția în lanț a fisiunii uraniului, să arătăm un exemplu. Această reacție, după cum se dovedește, nu poate fi făcută dacă mărimea unei bucăți de uraniu 41 este mai mică decât o anumită dimensiune, numită critică. Acest lucru se explică prin faptul că neutronii, ajungând la marginea unei bucăți de uraniu, o părăsesc și astfel nu produc fisiune nucleară în continuare; Prin urmare, dacă o bucată de uraniu este prea mică, nu va apărea o reacție în lanț.
Să luăm acum o bucată de uraniu cu o dimensiune mai mare decât mărimea critică. În acest caz, este suficient ca un neutron să ajungă la uraniu, astfel încât reacția să înceapă să se dezvolte rapid. Există întotdeauna un neutron în uraniu - există multe motive pentru acest lucru; este suficient să reamintim că neutronii sunt produși ca rezultat al unui număr de transformări nucleare cauzate de particulele alfa emise de uraniu. Prin urmare, este imposibil să depozitați uraniul 21 într-o cantitate mai critică, va exploda.
Până acum, am descris doar modul în care se utilizează energia nucleară a izotopului de uraniu cu o greutate de 235. Din tonul de uraniu, doar șapte kilograme
Uraniul 92 și separarea acestui izotop este o sarcină, deși decisă, dar extrem de dificilă. Un kilogram de uraniu 292 costă, aparent, mult mai scump decât 2 tone de cărbune, ceea ce echivalează cu cantitatea de energie stocată. Se pune întrebarea: Este necesar să se separe izotopii și nu există modalități mai simple de a folosi energia unui nucleu atomic?
Se constată că este posibilă eliberarea energiei nucleare de uraniu chiar și fără separarea izotopilor. La prima vedere, poate părea că o reacție în lanț trebuie pur și simplu să intre în uraniu natural. A fost explicat mai sus de ce nu reacționează reacția în uraniu 292. Dar de ce uraniul natural nu împarte uraniul în el?
Se pare că uraniul 2C, care este 99,3% uraniu natural, poate capta neutroni cu energie relativ mică, în câteva volți sau zeci de volți. Cu această captură
Nu se produce fisiunea nucleelor de uraniu 92, dar se formează un izotop de uraniu cu o greutate de 239, care devine apoi radioactiv, transformându-se mai întâi în neptuniu și apoi în plutoniu; Am vorbit deja despre acest lanț de transformări înainte. Ca rezultat al captării energice a neutronilor de uraniu 292, ele nu pot cauza fisiunea uraniului-292 și, prin urmare, nu are loc o reacție în lanț. Dar această problemă poate fi în continuare ajutată.
Uraniul 92 captează neutronii cu energie de la mai mulți volți până la câteva zeci de volți; neutronii mai încetini care pot provoca fisiunea uraniului 292 cu izotopul de uraniu cu o greutate de 238 nu sunt capturați viguros. Prin urmare, pentru ca reacția în lanț a uraniului natural să apară, este suficient să se realizeze o decelerare foarte rapidă a neutronilor
În uraniu. Dacă neutronii pot decela foarte repede, vor avea doar un timp scurt pentru a avea energie de câteva volți sau zeci de volți și majoritatea nu vor fi capturați de uraniu. 292 • Încet, aceste neutroni pot cauza fisiunea uraniului. În această diviziune, vor fi produse două sau trei neutroni rapizi pe fiecare nucleu împărțit; aceste neutroni, la rândul lor, vor fi decelerate rapid și vor cauza fisiunea nucleilor noi etc. Desigur, unele neutroni vor fi încă capturați de uraniu C, ceea ce duce în cele din urmă la formarea de plutoniu.
Pentru a realiza o decelerare rapidă a neutronilor în uraniu, este necesar să se amestece uraniul cu o cantitate mare de orice substanță ușoară, mai precis materie cu o greutate atomică mică. Scăderea neutronilor are loc doar pentru că, atunci când se confruntă cu nucleul, neutronul îi dă o parte din energia sa. În acest caz, neutronul cedează cea mai mare parte a energiei, mai ușor nucleul cu care se ciocnește.
Pentru a înțelege acest lucru, este suficient să ne amintim că o minge de oțel, confruntată cu o minge mult mai greoaie, va sări de pe ea, aproape fără a pierde energie. Dacă două mingi identice se ciocnesc, atunci mingea în mișcare se va opri cu un impact frontal și mingea, la început odată, va începe să se miște.
Cel mai bun inhibitor al neutronilor din acest punct de vedere ar trebui să fie cel mai ușor element - hidrogenul. Cu toate acestea, hidrogenul nu este potrivit pentru scopurile noastre, deoarece neutronii din hidrogen nu numai că încetinesc, dar și sunt absorbiți - un neutron, combinat cu un proton, poate forma un nucleu de hidrogen greu, adică un deuteron. În acest caz, este necesar să nu luați hidrogen, ci hidrogen greu și alte elemente mai ușoare. Din motive practice, cei mai buni moderatori ai neutronilor sunt hidrogenul greu sub formă de apă grea și carbon sub formă de grafit (grafitul este pur carbon, folosit, de exemplu, pentru a face creioane); Celelalte elemente de lumină sunt mai rare și, prin urmare, sunt scumpe. Cu toate acestea, apa grea este, de asemenea, costisitoare și, prin urmare, în America, în amestec cu uraniu pentru a încetini neutronii, se utilizează în principal grafitul. Pentru a ne asigura că neutronii nu sunt puternic absorbiți de grafit, ar trebui să fie foarte curat.
Prin amestecarea uraniului natural cu o cantitate suficientă de grafit, se poate numi o reacție nucleară în lanț
Fig. 20. Reacția de lanț într-un amestec de uraniu natural cu un moderator. Fragmentele de fisiune nu sunt prezentate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: