«Ядерные взрывы: необходимость или крайность?»


МБОУ «АГИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1»
САЯНСКОГО РАЙОНА КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
«Ядерные взрывы: необходимость или крайность?»
VII малые Курчатовские чтения
Выполнил:
Проничкин Иван Денисович
учащийся 5б класса
Руководитель:
Валькова Галина Николаевна
учитель географии
АГИНСКОЕ 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Глава I. Ядерный взрыв и его характеристики §1. Понятие о ядерном взрыве 5
§2. Классификация ядерных взрывов 6
§3. Явления при ядерном взрыве 12
§4. Применение ядерных взрывов 15
§5. Можно ли обойтись без ядерных испытаний? 18
Глава II. Исследование §1. Анализ карты «Ядерные взрывы (1945 – 2008)» 21
§2. Статистические расчёты мощности ядерных взрывов (1945 – 2008) 21
Заключение 22
Список использованной литературы 24
Приложение 1 25
Приложение 2 25
Приложение 3 26
Введение
Ядерное испытание является разновидностью испытания оружия. При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв. Мощность ядерного боеприпаса может быть разной, соответственно, и последствия ядерного взрыва тоже.
Считается, что для разработки нового ядерного оружия испытания – обязательное необходимое условие. Без испытаний невозможно разрабатывать новое ядерное оружие. Никами симуляторами на компьютерах и имитаторами невозможно заменить реальное испытание. Поэтому ограничение испытаний преследует в первую очередь помешать разработке новых ядерных систем тем государствам, которые их уже имеют, и не позволить другим государствам стать обладателями ядерного оружия.
Однако проведение полномасштабного ядерного испытания требуется не всегда. Например, урановая бомба, сброшенная на Хиросиму 6 августа 1945 года, не проходила никаких испытаний. «Пушечная схема» подрыва уранового заряда была настолько надёжной, что испытаний не потребовалось. 16 июля 1945 года США испытывали в Неваде только бомбу имплозивного типа с плутонием в качестве заряда, подобную той, что была сброшена на Нагасаки 9 августа 1945 года, потому что это более сложное устройство и были сомнения в надёжности данной схемы. Например, ядерное оружие ЮАР тоже имело пушечную систему подрыва заряда, и 6 ядерных зарядов поступили в арсенал ЮАР без каких-либо испытаний [2].
Проблема мира и разоружения на Земле является глобальной проблемой, и, несмотря на существующий Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, принятый 10 сентября 1996 года 50-й сессией Генеральной Ассамблеи ООН, ни одна из стран ядерного клуба не отказывается от совершенствования своего арсенала.
У меня возник вопрос: зачем проводят ядерные испытания? Ядерный взрыв – всё-таки необходимость или крайность? Поэтому я решил собрать необходимую информацию и провести исследование данного вопроса.
Цель исследования: выяснение значимости ядерных испытаний.
Задачи:
Поиск необходимой литературы.
Изучить понятие о ядерном взрыве.
Познакомиться с классификацией ядерных взрывов.
Найти и изучить информацию о применении ядерных взрывов.
Сделать выводы.
Глава I. Ядерный взрыв и его характеристики
§1. Понятие о ядерном взрыве
Ядерный взрыв – неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. По своему происхождению ядерные взрывы являются либо продуктом деятельности человека на Земле и в околоземном пространстве, либо природными процессами на некоторых видах звёзд. Искусственные ядерные взрывы – мощное оружие, предназначенное для уничтожения крупных наземных и защищённых подземных военных объектов, скоплений войск и техники противника (в основном тактическое ядерное оружие), а также полное подавление и уничтожение противоборствующей стороны: разрушение больших и малых населённых пунктов с мирным населением, стратегической промышленности, крупных транспортных узлов, деловых центров (стратегическое ядерное оружие) [7].Ядерный взрыв грандиозный по своим масштабам и разрушительной силе взрыв, вызываемый высвобождением ядерной энергии. К возможности овладения ядерной энергией физики вплотную подошли в начале второй мировой войны 1939 – 1945гг. Первая, так называемая, атомная бомба была создана в США объединёнными усилиями большой группы крупнейших учёных, многие из которых эмигрировали из Европы, спасаясь от гитлеровского режима. Первый испытательный ядерный взрыв был произведён 16 июля 1945 года близ Аламогордо (штат Нью-Мексико, США); 6 и 9 августа 1945 года две американские атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки.
К ядерному взрыву может привести либо ядерная цепная реакция деления тяжёлых ядер (например, 235U и 239Pu), либо термоядерная реакция синтеза ядер гелия из более лёгких ядер. Ядра 235U и 239Pu делятся при захвате нейтрона на два осколочных ядра средней атомной массы; при этом рождается также несколько нейтронов (обычно два-три). Сумма масс всех дочерних частиц меньше массы исходного ядра на величину Δm, называемую дефектом массы. Дефекту массы, согласно соотношению А. Эйнштейна, отвечает энергия ΔЕ = Δm ․ c2 (с — скорость света), которая представляет собой энергию связи продуктов деления в исходном ядре. Высвобождение этой энергии при быстро развивающейся цепной ядерной реакции деления и приводит к взрыву [2].
§2. Классификация ядерных взрывов
Ядерные взрывы обычно классифицируют по двум признакам: мощности заряда, производящего взрыв, и местоположению точки нахождения заряда в момент подрыва (центр ядерного взрыва). Мощность ядерного взрыва измеряется в так называемом тротиловом эквиваленте – массе тринитротолуола, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько при оцениваемом ядерном. Наиболее часто используемыми единицами измерения мощности ядерного взрыва служат 1 килотонна (кт) или 1 мегатонна (Мт) тротилового эквивалента. Классификация ядерных взрывов по мощности представлена в приложении 1 [7].
Взрыв мощностью 20 кт даёт зону полных разрушений радиусом около 1 км, 20 Мт – уже 10 км. По расчётам, при взрыве мощностью 100 Мт зона полного разрушения будет иметь радиус около 35 км, сильных разрушений – около 50 км, на расстоянии около 80 км незащищённые люди получат ожоги третьей степени. Практически одним таким взрывом может быть полностью уничтожен любой из самых крупных городов Земли [7].
Наиболее мощным искусственным ядерным взрывом был атмосферный взрыв на высоте около 4 км советской 58-мегатонной термоядерной бомбы АН602, прозванной Царь-бомба, на полигоне на Новой Земле. Причём испытана на неполную мощность, в так называемом чистом варианте. Полная проектная мощность с урановой оболочкой-отражателем нейтронов могла бы составить порядка 100 мегатонн тротилового эквивалента [7].
По местоположению точки нахождения заряда в момент подрыва (центра ядерного взрыва) различают следующие ядерные взрывы:
Космический взрыв – при ядерном взрыве в космосе продукты реакции (излучения и пары бомбы) проходят значительные расстояния, прежде чем на них начинают действовать окружающие условия. Чистых космических взрывов далеко за пределами земной атмосферы и магнитосферы не проводилось, можно только предполагать, как они должны выглядеть. Теоретически это должна быть короткая, не слишком интенсивная вспышка, оставляющая облако испарений, которое безо всякого торможения расширяется со скоростью несколько тысяч км/с и быстро исчезает. Практически вся энергия такого взрыва уйдёт в виде невидимых глазом рентгеновских лучей. Но именно так и должен выглядеть сам ядерный взрыв, а не свечение молекул нагретого окружающего воздуха или испарённых воды с грунтом. Чем ближе к Земле произведён космический взрыв, тем интереснее выглядят его последствия, поскольку в движение и свечение вовлекаются всё большие массы разряжённого воздуха, а магнитное поле планеты захватывает заряжённые частицы – продукты взрыва и заставляет их двигаться определённым образом.
Атмосферный ядерный взрыв.
Высотный взрыв по своим проявлениям занимает промежуточное положение между воздушным и космическим. Как при воздушном взрыве ударная волна образуется, но настолько незначительная, что не может служить поражающим фактором, на высоте 60—80 км на неё идёт не более 5% энергии. Как при космическом световая вспышка скоротечна, однако намного ярче и опаснее, на световое излучение уходит до 60—70% энергии взрыва. Электромагнитный импульс опасных для радиотехники параметров при высотном взрыве может распространяться на сотни километров.
При воздушном взрыве взрывающийся заряд окружает плотный воздух, его частички поглощают и трансформируют энергию взрыва. Фактически мы можем видеть не взрыв заряда, а быстрое расширение и свечение шарообразного объёма воздуха.
Высокий воздушный ядерный взрыв почти не вызывает радиоактивного заражения. Источником заражения служат атомизированные продукты взрыва (пары бомбы) и изотопы компонентов воздуха и все они остаются в уходящем от места взрыва облаке.
При наземном взрыве вспышка контактирует с поверхностью и приобретает форму полусферы, которая, как шар воздушного взрыва, светит в два импульса.
Наземный неконтактный взрыв существенно отличается от низкого воздушного взрыва. При наземном взрыве в воздухе ударная волна прибывает на землю одновременно с огненным шаром, отражённая волна проваливается в низкоплотную плазменную полость внутри шара и огненная область как присоска пристаёт к поверхности на несколько секунд, оплавляя грунт. При низком воздушном взрыве огненный шар мог бы дорасти до земли, но ударная волна раньше успевает отделиться и опережает его. Придя на поверхность, волна отражается и отбрасывает растущий шар вверх, раскалённый воздух не контактирует с землёй.
Наземный контактный взрыв на высоте ниже 0,3 м1/3 (ниже 30 м для 1 Мт) отличается от неконтактного тем, что тепловая волна взрыва с околосветовой скоростью доходит до поверхности и испаряет землю. Грунтовые испарения начинают взрывообразно расширяться и образовывать в подземной толще грунтовую ударную волну раньше появления воздушной ударной волны.
Взрыв большой и сверхбольшой мощности (свыше 100 кт) на глубинах до 15—30 м (до 0,3 м/т1/3) также считается наземным контактным, а не подземным, поскольку на поверхность быстро выходит плазма и образуется огненная полусфера и взрыв ведёт себя как типичный наземный. Воздушная ударная волна пониженной мощности создаётся давлением и разлётом паров грунта.
При контактном взрыве помимо тепловой волны в воздухе появляется тепловая волна в грунте, которая создаёт грунтовую ударную волну, только эта нагретая область во много крат меньше и в неё идёт всего несколько процентов энергии взрыва, в то время как при обычном взрыве около половины энергии уходит в землю. Грунтовая волна выкапывает большой котлован – воронку (напоминает метеоритный кратер), разбрасывая вокруг радиоактивный грунт, и генерирует в грунтовой толще мощные сейсмовзрывные волны, недалеко от эпицентра на много порядков более сильные, чем при обычных землетрясениях.
Действие сейсмических колебаний делает малоэффективными убежища повышенной защищённости, так как люди в них могут погибнуть или получить травмы даже при сохранении убежищем своих защитных свойств от остальных поражающих факторов, а недалеко от воронки сверхмощного взрыва не остаётся шансов уцелеть любым самым прочным сооружениям, даже построенным на глубине несколько сотен метров – километр в материковой скальной породе (гора Ямантау на Урале, командный пункт NORAD). Так, например, ядерная бомба B53 (этот же заряд – боеголовка W-53 ракеты Титан-2, снята с вооружения) мощностью 9 мегатонн, по заявлению американских специалистов, при поверхностном взрыве была способна разрушать самые прочные советские подземные бункера. Большей разрушающей способностью к защищённым целям обладают только заглубляющиеся боеголовки, у которых гораздо больший процент энергии идёт на образование сейсмических волн: 300-килотонная авиабомба B61 при взрыве после ударного проникновения на глубину несколько метров, по сейсмическому воздействию может оказаться эквивалентной 9-мегатонной при взрыве на поверхности (теоретически). Наземный взрыв предназначен для разрушения прочных и защищённых военных объектов – танков, шахтных пусковых установок, аэродромов, кораблей, укреплённых баз, хранилищ, командных пунктов и особо важных убежищ, а также для радиоактивного заражения территории глубоко в тылу. Мирные люди могут пострадать при таком взрыве опосредованно – от всех факторов поражения ядерного взрыва – если населённый пункт окажется недалеко от защищённых военных баз, или от радиоактивного заражения – на расстояниях вплоть до нескольких тысяч километров [7].
Подводный ядерный взрыв
При подводном взрыве тепловая волна уходит от заряда не далее нескольких метров. На этом расстоянии образуется подводная ударная волна. Первоначально фронт ударной волны одновременно является и границей пузыря, но через несколько метров расширения она перестаёт испарять воду и от пузыря отрывается. Световое излучение при подводном взрыве не имеет никакого значения и может быть даже не замечено – вода хорошо поглощает свет и тепло. Подводная ударная волна является очень эффективным поражающим фактором для военных плавсредств (корабли и особенно подводные лодки).
Оставшийся под водой парогазовый пузырь продолжает расширение, в зависимости от глубины судьба его может быть различной: если глубина взрыва велика (сотни метров), а мощность относительно мала (десятки килотонн), то пузырь не успевает расшириться до поверхности и начинает схлопывание, которое повторяется с затуханием несколько раз; главное значение имеет первая ударная волна. Явления при выходе пузыря на поверхность зависят от того, на какой стадии это происходит. Если маломощный взрыв был очень глубоко, то кольцеобразный вихрь окончательно распадается, скопление пузырьков всплывает долго, теряет по пути энергию и на поверхности появляется только гора пены. Однако при достаточно мощном взрыве (несколько килотонн и более) и не слишком большой глубине (до сотен метров) в воздух поверх купола выбрасывается весьма эффектное явление – взрывной султан, фонтан или водяной столб (последнее название не всегда применимо). Обратное падение водяного столба больше напоминает обильный душ или своеобразный мелкий ливень, чем монолитный водопад. У самого основания султана из падающих брызг накапливается кольцо из капель и тумана, называемое базисной волной.
Расширение пузыря подводного взрыва вызывает гравитационные волны на воде, похожие на цунами. Для корабля они опасны только в непосредственной близости от эпицентра, где и без них достаточно факторов для затопления судна и убийства команды. А вот людям на побережье эти волны могут угрожать на таких расстояниях, где ударная волна вызвала бы только дребезжание стёкол.
Подземный ядерный взрыв.
Действие подземного взрыва в некоторых аспектах похоже на воздушный взрыв, только радиусы эффектов на 1—2 порядка короче. При подземном взрыве тепловая волна и почти вся грунтовая ударная волна не выходит в воздух и полностью остаётся в грунте. Нагретый и испарённый этими волнами грунт вокруг заряда служит рабочим веществом, которое, наподобие продуктов обычного химического взрыва, своим давлением бьёт и расталкивает окружающие породы. То есть можно сказать, что под землёй взрывается не несколько килограмм плутония, а как бы несколько сотен тонн обычного взрывчатого вещества, только этим веществом является испарённая грунтовая масса. Наземный взрыв также испаряет породу, но энергия испарения расходуется крайне малоэффективно, большей частью излучаясь и рассеиваясь в атмосферу.
Подземный взрыв отличается от воздушного и подводного очень маленьким районом действия ударной волны. Далее ударная волна переходит в волну сжатия или сейсмовзрывную волну, которая и служит основным поражающим фактором такого взрыва. Сейсмовзрывная волна, в отличие от ударной, имеет пологий фронт с постепенным подъёмом давления, график его похож на плавную горку. Через несколько километров сейсмовзрывная волна вырождается в сейсмические колебания наподобие землетрясения.
Область военного применения заглублённого взрыва — разрушение особо прочных подземных сооружений, на которые не может подействовать воздушная ударная волна. Эффективность воздействия подземного взрыва на такие объекты, а значит энергия, передаваемая в грунт, растёт с глубиной заложения заряда: вначале быстро – в 13 раз с углублением на радиус тепловой волны в грунте (всего 1,5 – 2 м для 1 Мт). А далее более медленно и приближается к максимальной (под 100 %) на глубине взрыва. Подземный взрыв малой мощности приобретает эффективность наземного большой мощности.
Подземный взрыв на выброс во многом похож на неглубокий подводный взрыв: появляется купол, при прорыве газов образуется воздушная ударная волна и облако взрыва, выбрасывается грунтовый султан. При падении грунта, особенно сухого, появляется радиоактивная базисная волна из взвешенных пылевых частиц.
§3. Явления при ядерном взрыве
Непосредственно после завершения ядерной реакции к моменту времени 10-7 сек, отсчитываемому от её начала, выделившаяся энергия оказывается сосредоточенной в весьма ограниченных массе и объёме (порядка 1 т и 1 м3), температура и давление при этом достигают колоссальных величин порядка 10 млн. градусов и миллиарда атмосфер. Существенная доля энергии высвечивается этим нагретым веществом в виде мягкого рентгеновского излучения, которое, однако, может распространиться на большое расстояние только при ядерном взрыве в чрезвычайно разреженной атмосфере — на высотах порядка 100 км и выше. Во всех остальных случаях — при взрывах в воздухе на не очень больших высотах, под землёй, под водой — почти вся энергия взрыва переходит в среду, непосредственно окружающую вещество ядерного заряда: воздух, землю, воду. Под действием высокого давления в окружающей среде возникает сильная ударная волна. Ядерный взрыв порождает также проникающую радиацию – потоки гамма-квантов и нейтронов, которые уносят несколько процентов от всей энергии взрыва и распространяются в воздухе при атмосферном давлении на много сотен метров [2].
Воздух в ударной волне ядерного взрыва нагревается до сотен тысяч градусов и начинает ярко светиться, возникает так называемый огненный шар. Вначале поверхность огненного шара совпадает с фронтом ударной волны, и они вместе расширяются с большой скоростью. Например, при ядерном взрыве эквивалентном 20 кт, в воздухе атмосферного давления через 10-4 сек радиус огненного шара равен примерно 14 м; через 0,01 сек – 100 м. На этой стадии происходит отрыв ударной волны от границы огненного шара. Ударная волна, уже не вызывая свечение, уходит далеко вперёд; расширение огненного шара замедляется, а затем вовсе прекращается. Через 0,1 сек радиус огненного шара достигает своей максимальной величины — примерно 150 м; температура свечения в этой стадии составляет около 8000 К (8000 кельвин = 7726,85°С). Через 1 сек яркость свечения начинает падать, и через 2—3 сек свечение практически прекращается. Всего на световое излучение приходится примерно треть всей энергии взрыва. Это излучение, более яркое, чем излучение Солнца, оказывает очень сильное поражающее действие, вызывая даже на расстоянии 2 км пожары, обгорание предметов, ожоги у людей и животных. Через 10 сек ударная волна уходит на расстояние 3,7 км от центра ядерного взрыва. Сильное разрушающее действие на дома, промышленные постройки, военную технику ударная волна ядерного взрыва в 20 кт оказывает на расстоянии до 1 км [2].
Нагретый воздух огненного шара после прекращения свечения, будучи менее плотным, чем окружающий воздух, поднимается вверх под действием архимедовой силы. В процессе подъёма нагретый воздух расширяется и охлаждается, в нём происходит конденсация паров воды. Так образуется характерное клубящееся облако ядерного взрыва поперечником в сотни м. Через минуту оно достигает высоты 4 км, через 10 мин – 10 км. В дальнейшем это облако, содержащее продукты ядерных реакций, разносится ветрами и воздушными течениями на расстояния в десятки и сотни км. Продукты деления ядер обладают радиоактивностью, они испускают γ -кванты и электроны. Под действием радиоактивности и вследствие выпадения радиоактивных осадков происходит радиоактивное заражение местности в области следа облака, которое является одним из опаснейших последствий ядерного взрыва, вызывая лучевую болезнь у людей и животных. Особенно опасны в отношении радиоактивного действия ядерные взрывы на малой высоте, когда огненный шар при своём расширении касается поверхности Земли, вверх вздымается огромный столб пыли и земли, и радиоактивные продукты впоследствии выпадают вместе с пылью [2].
При ядерных взрывах на очень больших высотах, выше 100—200 км, также возникают ударная волна и огненный шар, но в световое излучение переходит значительно меньшая доля энергии ядерного взрыва, т.к. вследствие сильной разреженности воздух излучает свет гораздо слабее. Одним из важнейших последствий высотного ядерного взрыва являются возникновение больших областей повышенной ионизации с радиусом в десятки и даже сотни км и возмущение атмосферы. Ионизация вызывается действием рентгеновского и γ-излучений (а также нейтронов) и приводит к серьёзным нарушениям в работе средств радиолокации и радиосвязи. Высотные ядерные взрывы осуществленные в 1958 – 1962гг. в США, показали, что устойчивая радиосвязь может прерываться на десятки мин.
При подводном взрыве примерно половина всей энергии содержится в первичной ударной волне, которая и производит основные разрушения. Для подводного взрыва характерно образование большого пузыря вокруг центра взрыва, который совершает пульсирующие движения, затухающие с течением времени. Вторичные волны, излучаемые за счёт пульсаций пузыря, оказывают значительно меньшее действие, чем первичная ударная волна.
При подземном ядерном взрыве разрушения производит также ударная волна. Как и при подводном взрыве, в центре возникает газовый пузырь высокого давления. При неглубоком взрыве образуется огромная воронка, в воздух поднимается столб пыли и земли. Подземный ядерный взрыв вызывает толчок, по своему действию аналогичный землетрясению. По своей энергии ядерный взрыв в 20 кт можно сравнить с землетрясением силой в 5 М (магнитуд) по шкале Рихтера. Ядерный взрыв водородной бомбы в 20 Мт соответствует землетрясению с силой 7 М. Сейсмические волны подземных ядерных взрывов регистрируются на расстояниях в тысячи км от места взрыва [2].
§4. Применение ядерных взрывов
После того как в 1963 году был подписан договор с США о прекращении испытаний ядерного оружия в воздухе, воде и на земле, Советский Союз в мирных целях провел 124 взрыва по всей стране, из них 81 на территории России, в 19 регионах. Это не считая гораздо большего числа военных взрывов, которые, однако, проводились на двух полигонах, в казахстанском Семипалатинске и на Новой Земле.
Для сравнения: в США было сделано 34 мирных взрыва, хотя американцы начали несколько раньше нас и прекратили программу также раньше, в 70-е годы. Опять же, в отличие от нас, большинство мирных взрывов в США было выполнено на военных полигонах. Кроме того, Индия провела один взрыв [4].
Советское руководство намеревалось при помощи 250 взрывов прорыть канал и соединить русла рек Печора и Кама, чтобы перевести попадающие в Северный Ледовитый океан воды Печоры в южные части страны, в Каспийское море. В то время море сильно мелело и для улучшения ситуации был разработан этот проект.
Американцы же собирались прорыть второй Панамский канал и сделать на Аляске гавань для кораблей.
Кроме каналов при помощи ядерных взрывов проводили сейсмическое зондирование земной коры. Попросту говоря, смотрели какие полезные ископаемые лежат в недрах.
В основном все эти взрывы носили экспериментальный характер: многие прошли в штатном режиме, какие-то – нет. Неудачных взрывов у нас было четыре: два – аварийных и два – приравненных к аварийным (приложение 2) [4].
Аварийный взрыв "Глобус-1" в Ивановской области под Кинешмой на берегу реки Шача (приток Волги)  был проведён в 1971 году. Занимались сейсмическим зондированием земной коры. Примерно через 20 минут после подрыва заряда началось истечение из скважины на поверхность земли грязи и воды, после чего промышленная площадка вокруг скважины оказалась загрязнённой. Были предприняты попытки дезактивации, пробурили даже дополнительную экспериментальную скважину. Из неё, кстати говоря, до сих пор поступает очень загрязнённая радионуклидами вода на поверхность. По-прежнему существует опасность загрязнения Волги массами земли, которые содержат в больших концентрациях цезий-137 и стронций-90.
Хотя надо сказать чётко – были проведены инженерные работы для предотвращения размывания грунтовой массы. Для реки Шача был сделан канал, и вода была отведена от промплощадки на приличное расстояние.
Второй, приравненный к аварийному взрыв "Тайга" также пришёлся на 70-е годы. Он как раз и предназначался для испытания ядерно-взрывных технологий с целью прокладки русла канала, связывающего Печору и Каму. На севере нынешнего Пермского края было подорвано одновременно три заряда.
В настоящее время на месте взрыва находится красивое озеро. В ближнем окружении населённых пунктов нет, хотя люди туда ходят, собирают грибы и ягоды на берегу. Но остаточные уровни загрязнения там существуют. В настоящее время вода в озере загрязнена точно ниже уровня действующих норм радиационной безопасности, ниже уровня вмешательства для питьевой воды, так что даже пить воду оттуда можно. Что касается самой земли, то загрязнение на некоторых участках достигает уровня радиоактивных отходов, сравнимо с уровнями пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС районов Брянской области [4].
В Якутии всего было 12 площадок, где проводились взрывы. Приравненный к аварийным взрыв "Кристалл", проведённый в 1974 году, предназначался для создания плотины хвостохранилища горно-обогатительной фабрики комбината по производству алмазов, трубка "Удачная". Но навал достаточной высоты не образовался, наоборот, на этом месте образовалась воронка. Поэтому применение ядерно-взрывных технологий в условиях вечной мерзлоты для этих целей было признано непригодным. Хвостохранилище в итоге было построено, но другими методами. В настоящее время в этом месте выполнены очень серьезные инженерные работы для консервации воронки, сделана семиметровая насыпь из камней, покрывающая всю зону взрыва диаметром 240 метров. Территория оцеплена колючей проволокой с предупреждающими знаками.
Подземные ядерные взрывы применялись в мирных целях для крупномасштабных горных работ, добычи полезных ископаемых и др. Различают заглубленный ядерный взрыв наружного действия и подземного (камуфлетного), когда радиус разрушающего действия не достигает поверхности земли. Ядерный взрыв наружного действия, с помощью которых можно направленно перемещать огромные массы горных пород (для вскрытия месторождений полезных ископаемых, строительства каналов, набросных плотин, водоёмов, искусственных гаваней и т. п.), требуют создания ядерных устройств и методов их детонации, гарантирующих отсутствие радиоактивного загрязнения атмосферы и полную безопасность биосферы. Камуфлетные ядерные взрывы осуществляются при заглублении заряда до нескольких километров. Эти взрывы интенсифицируют разработку истощённых нефтяных и газовых месторождений, создают (в пластичных породах) ёмкости-хранилища (для природного газа, нефтепродуктов, захоронения отходов и т. п.), позволяют дробить крепкие рудные тела (для их извлечения), ликвидируют аварийные газовые и нефтяные фонтаны [2].
Программа ядерных взрывов в мирных целях, проводившаяся в СССР (124 ядерных взрыва), была направлена на решение различных задач:
глубинное сейсмозондирование земной коры (ГСЗ) с целью поиска геологических структур, перспективных для разведки полезных ископаемых;
интенсификация добычи нефти;
(интенсификация (фр. intensification, лат. intensio напряжение, усиление) — процесс и организация развития производства, в котором применяются наиболее эффективные средства производства, а также расширение производства)
интенсификация добычи газа;
создание подземных емкостей в массивах каменной соли;
опытно-промышленные работы по созданию подземных емкостей;
создание воронок выброса, траншей канального профиля и перемещений грунта;
перекрытие скважин горящих газовых фонтанов;
дробление руды;
предупреждение выбросов угольной пыли и метана;
исследование захоронения в глубокие геологические формации опасных промышленных стоков нефтехимии [5].
При этом официально по данным ВНИПИ промтехнология Минатома загрязнение территории произошло в 4-х случаях (объекты «Кратон-3», «Кристалл», «Тайга» и «Глобус-1»). По данным ЦНИИ атоминформ Минатома к 1994 году (то есть спустя 20—30 лет после проведения МЯВ) в 24 случаях из 115 остались «локальные надфоновые загрязнения вокруг скважин» [5].
§5. Можно ли обойтись без ядерных испытаний?
Шестидесятилетняя история ядерного оружия неразрывно связана с испытательными взрывами, которых в общей сложности было проведено 2 058 (приложение 3).
Есть три основных научно-технических метода, которые, как считается, способны заменить ядерные испытания. Физическое моделирование процессов на разных стадиях работы ядерного заряда, позволяющее удостовериться в его надёжности и безопасности и осуществляемое на специально созданных лабораторных установках. Подобные эксперименты применимы и для разработки новых зарядов, однако не могут заменить натурные испытания.
Неядерно-взрывные эксперименты (гидроядерные и подкритические испытания). Подкритические (соответствуют условиям ДВЗЯИ) и гидроядерные (не соответствуют) испытания позволяют получить информацию о надежности и безопасности ядерных боеприпасов, на этой основе уточняются их гарантийные сроки. По итогам испытаний совершенствуется конструкция ядерного заряда: модернизируются некоторые его механические и электронные элементы и т. д. Однако такие испытания не дают всеобъемлющую картину физических процессов взрыва, необходимую для разработки новых боезарядов [3].
Компьютерное моделирование на суперЭВМ. Используется как при решении задач безопасности и надежности ядерного заряда, так и потенциально (при создании надежных методов) для разработки нового оружия.
Среди ученых-ядерщиков отсутствует единство взглядов в отношении испытаний. Академик Андрей Сахаров утверждал: «Для чего на самом деле нужны ядерные испытания? Для разработки фундаментально новых технических решений. Таких, которые нужны для программы СОИ или для любых других новых методов применения ядерного оружия. Фактически это означает, что страна, возобновившая ядерные испытания, ставит своей целью создание новых типов ядерного оружия, изменить в свою пользу соотношение сил на мировой арене».
Однако доводы сторонников ядерных испытаний сохраняют актуальность. Например, сотрудник Российского федерального ядерного центра – Всероссийского НИИ экспериментальной физики (РФЯЦ – ВНИИЭФ) Сергей Брезкун высказывается на этот счет следующим образом: «Сейчас еще нет единой стандартизованной методики расчета ядерного заряда и достоверной расчетной оценки влияния того или иного конструкторского решения на работоспособность физической схемы заряда. Различные группы разработчиков пользуются разными методиками и даже разными значениями физических констант. В результате лишь прямой натурный опыт дает экспериментальное подтверждение принятой научно-инженерной концепции конкретного заряда».
Всё разнообразие аргументов за и против натурных ядерных испытаний сводится к следующей формуле: без них можно обеспечивать безопасность и надёжность арсенала (при том, что сохраняются различные точки зрения), хотя это в любом случае отнюдь не тривиальная задача; но в их отсутствие нельзя создать новое поколение ядерного оружия [3].
Глава II. Исследование
§1. Анализ карты «Ядерные взрывы (1945 – 2008)».
Проанализировав карту «Ядерные взрывы (1945-2008)» в методической газете «География», получил следующие данные [1]:
9 стран – США, СССР, Великобритания, Франция, Китай, Индия, Пакистан, КНДР, ЮАР – с 1945 по 2008гг. провели 2423 ядерных испытания;Проведено взрывов:
надземных – 523
подземных – 1892
подводных – 8
В среднем ежегодно в мире происходили ядерные взрывы - 38,46 раз.
§2. Статистические расчёты мощности ядерных взрывов (1945 – 2008)
Мощность проводимых ядерных взрывов составляла от 15 до 20 000 килотонн тротилового эквивалента.
Самые мощные ядерные взрывы были произведены на о. Новая Земля (СССР) – более 20 000 килотонн тротилового эквивалента. Вторыми по мощности можно назвать ядерные испытания на атоллах Бикини, Джонстон и Эневетак в Тихом океане (США) – более 2500 килотонн тротилового эквивалента. Третье место по мощности занимают взрывы в Полинезии (Франция), на острове Рождества в Тихом океане (США, Великобритания), в Лобноре (КНР) и Семипалатинске (СССР) – 160-320 килотонн тротилового эквивалента [1].
Заключение
Согласно Договору об ограничении испытаний ядерного оружия, проведение атмосферных испытаний запрещено с 1963 года. Обсуждение условий Договора в значительной степени было обусловлено глубокой обеспокоенностью международного сообщества относительно выпадения радиоактивных осадков, которые являются последствиями атмосферных испытаний. Соединенные Штаты, Советский Союз и Соединенное Королевство стали участниками Договора; Франция и Китай — нет. Франция провела последнее атмосферное испытание в 1974 году, Китай — в 1980 году. Инфразвуковые станции международной системы мониторинга (МСМ) Организации по Договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ОДВЗЯИ) используются для выявления ядерных взрывов, контролируя низкочастотные звуковые волны в атмосфере. Для обнаружения радиоактивных частиц, возникающих в результате атмосферного испытания, ОДВЗЯИ были созданы радионуклидные станции МСМ [6].
Если данные со станций МСМ указывают на осуществление ядерного испытания, страна-участник может запросить проведение контроля на месте для сбора доказательств, которые позволят сделать заключительную оценку относительно того, был ли ядерный взрыв действительно выполнен в нарушение Договора. Возможным это станет только после вступления в силу ДВЗЯИ. В сентябре 2008 года была выполнена масштабная проверка полигона в Казахстане.
В Договоре в настоящее время указано 44 государства — те, которые на момент проведения заключительных обсуждений условий Договора в 1996 году владели ядерным потенциалом и техникой. Прежде чем Договор вступит в силу, они должны подписать и ратифицировать его.
Девять из них не ратифицировали Договор: Китай, КНДР, Египет, Индия, Индонезия, Иран, Израиль, Пакистан и США. КНДР, Индия и Пакистан должны подписать ДВЗЯИ. По состоянию на май 2010 года 182 страны подписали Договор и 153 из них ратифицировали его (в том числе три ядерные страны: Франция, Российская Федерация и Соединенное Королевство).Таким образом, самой важной темой Международного дня действий против ядерных испытаний является Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, который запрещает испытания ядерного оружия в любом месте — на поверхности земли, в атмосфере, под водой и под землей. Договор приобретает значимость, поскольку его целью является препятствовать дальнейшему созданию ядерного оружия. Как создание ядерного оружия, так и его модификация (водородная бомба) требуют проведения реальных ядерных испытаний. ДВЗЯИ практически устраняет возможность для стран, у которых еще нет ядерного вооружения, создать его. Договор практически устраняет возможность для стран, у которых уже есть ядерное вооружение, разработать новое или усовершенствовать свое оружие [6].
Работая по данной теме, я пришёл к выводу, что ядерные взрывы, с одной стороны являются необходимостью для использования в мирных целях, а с другой стороны – это крайность, которая может привести к гибели всей Земли.
Список использованной литературы:
География. Методическая газета для учителей географии, экологии и природоведения. №11, 2009г.
http://www.dic.academic.ru/dic.nsf/bse/http://www.globalaffairs.ru/number/n_6812http://www.inghelg.livejournal.com/1345.html?pagehttp://www.topof.livejournal.com/206278.htmlhttp://www.un.org/ru/events/againstnucleartestsday/history.shtmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Приложение 1.
Классификация ядерных взрывов по мощности
Мощность: Сверхмалая менее 1 ктМалая
1-10 ктСредняя
10-100 ктБольшая 100-1000 ктСверхбольшая свыше 1 Мт
Диаметр огненного шара 50-200 м 200-500м 500-1000 м 1000-2000 м свыше 2000 м
Максимум свечения до 0,03 сек 0,03-0,1 сек 0,1-0,3 сек 0,3-1 сек 1-3 сек и более
Время свечения 0,2 сек 1-2 сек 2-5 сек 5-10 сек 20-40 сек
Высота «гриба» менее 3,5 км 3,5-7 км 7-12,2 км 12,2-19 км свыше 19 км
Высота облака менее 1,3 км 1,3-2 км 2-4,5 км 4,5-8,5 км свыше 8,5 км
Диаметр облака менее 2 км 2-4 км 4-10 км 10-22 км свыше 22 км
Огненное облако 0,083 кт4 кт360 ктЯдерный гриб 0,02 кт2,2 кт19 ктПриложение 2.

Приложение 3.
Ядерные испытания в мире
Страна Число испытаний Последнее испытание
США 1 030 1992 г.
Россия 716 1990 г.
Франция 210 1996 г.
КНР 45 1996 г.
Великобритания 44 1991 г.
Индия 5* 5* 1998 г.
Пакистан 6* 1998 г.
Израиль / ЮАР 1** 1979 г.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Некоторые специалисты считают, что Индия и Пакистан провели по два ядерных испытания. В данном случае имеется в виду, что их испытания проводились в течение двух дней: Индией 11 и 13 мая 1998 года, Пакистаном 28 и 30 мая 1998 года. Однако ежедневно осуществлялось по нескольку взрывов.
** В сентябре 1978 года американские спутники зафиксировали в Южной Атлантике вспышку, которая могла быть ядерным взрывом. Специальные корабли, направленные в район вспышки, не обнаружили радиоактивных следов. Однако часть экспертов считают, что Израиль провел в сотрудничестве с ЮАР подрыв своего ядерного устройства.


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

«Ядерные взрывы: необходимость или крайность?»Выполнил: Проничкин Иван Денисович, учащийся 5б классаРуководитель: Валькова Галина Николаевна, учитель географииМуниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Агинская СОШ №1»2015г. 6 августа 1945 года урановая бомба, сброшенная на Хиросиму9 августа 1945 года бомба с плутонием, сброшенная на Нагасаки Цель исследования: выяснение значимости ядерных испытаний.Задачи:1. Поиск необходимой литературы.2. Изучить понятие о ядерном взрыве.3. Познакомиться с классификацией ядерных взрывов.4. Найти и изучить информацию о применении ядерных взрывов.5. Собрать статистические данные.6. Сделать выводы. Ядерный взрывЯдерный взрыв Классификация ядерных взрывовМощность зарядаМестоположение Тротиловый эквивалент – масса тринитротолуола1 килотонна тротилового эквивалента Космический взрывАтмосферный ядерный взрывВысотный взрывВоздушный взрывНаземный взрывНеконтактныйКонтактный Подводный ядерный взрыв Подземный ядерный взрывОбъекты ядерных взрывов в Якутии Явления при ядерном взрыве Применение ядерных взрывовГлубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска геологических структур, перспективных для разведки полезных ископаемых.Интенсификация добычи нефти и газа.Создание подземных ёмкостей в массивах каменной соли.Опытно-промышленные работы по созданию подземных ёмкостей.Дробление руды и другое. Вывод:Ядерные взрывы:Необходимость для использования в мирных целях.Крайность – в военных целях. Спасибо за внимание!

Приложенные файлы

  • docx file3.doc
    исследовательская работа
    Размер файла: 189 kB Загрузок: 1
  • pptx file4.ppt
    презентация
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий