La era nuclear. Parte 1
Estados Unidos
El comienzo de la "era nuclear" de la humanidad puede considerarse el 16 1945 de julio del año. Luego, en el sitio de prueba de White Sands en el desierto cerca de la ciudad de Alamogordo en el estado de Nuevo México, se llevó a cabo la primera prueba exitosa de un dispositivo nuclear explosivo llamado "Cosa" como parte del proyecto de Manhattan. El poder de una explosión nuclear en equivalente de TNT fue de aproximadamente 21 kt.
Antes de esto, en mayo, 7, tuvo lugar un "ensayo de capital": en una plataforma de madera de seis metros, 110 toneladas de explosivos potentes con la adición de una cierta cantidad de isótopos radiactivos fueron explotados. Una explosión de prueba con explosivos convencionales reveló una serie de puntos débiles en el proceso de prueba y nos permitió calcular las líneas de instrumentación y comunicación, así como el método para recolectar muestras de suelo y aire inmediatamente después de la prueba.
Torre de metal construida para ensayos nucleares.
Para detonar una carga nuclear sobre una torre de metal de treinta metros de altura, se decidió entender mejor cómo los factores destructivos de una explosión afectarían el terreno circundante con una explosión real de una bomba de combate lanzada desde un bombardero. Incluso en el proceso de elaborar un posible uso de combate de una bomba nuclear, los cálculos mostraron que el máximo efecto destructivo en objetivos en forma de desarrollo urbano se obtendría precisamente mediante voladuras aéreas. Después de que la esfera de metal con una carga de plutonio de tipo implosivo se elevara a la parte superior de la torre con un cabrestante, se instaló un camión con colchones debajo en caso de que una bomba cayera desde una altura.
Norris Bradbury, el líder del montaje de un dispositivo nuclear explosivo, fue fotografiado junto a una carga nuclear parcialmente ensamblada en la parte superior de una torre de prueba.
Debido a la tormenta eléctrica, las pruebas programadas para las 04:00 hora local tuvieron que posponerse durante una hora y media. Después de una explosión nuclear que vaporizó una torre de acero de varias toneladas e incineró todo el distrito, se formó una corteza vidriosa de arena sinterizada en un radio de cientos de metros. Dentro de unas pocas horas hasta el lugar de la explosión en tanque "Sherman", además protegido de la radiación por láminas de plomo, fue un grupo de científicos que tomaron medidas de radiación y tomaron muestras de suelo. A pesar de la protección, todos recibieron dosis significativas de radiación.
Vista aérea del lugar de la explosión, tomada poco después de la prueba.
En general, la prueba en White Sands, cuyo nombre en código era Trinidad, confirmó los cálculos de los físicos estadounidenses y demostró la posibilidad de utilizar la energía de desintegración nuclear con fines militares.
El 21 de diciembre de 1965, después de que los niveles de radiación alcanzaron valores seguros, el área de prueba de Nuevo México fue declarada Nacional historico monumento y entró en el Registro Nacional de Lugares Históricos.
Imagen satelital de Google Earth: el lugar de la primera prueba nuclear estadounidense en Nuevo México
Actualmente, el área de la primera explosión nuclear está abierta al público como parte de los grupos de excursiones. En el punto donde una vez hubo una torre con un dispositivo nuclear, se instaló un memorial.
La prueba 16 de julio 1945 del año abrió el camino para el uso de combate de la energía de desintegración nuclear. En agosto, el 1945 del año a disposición de los militares estadounidenses tenía dos bombas nucleares listas para usar.
El primero, el "tipo pistola" de uranio, que pesa alrededor de 4000 kg y una longitud de 3000 mm, contenía un 64 kg de U-235 altamente enriquecido. Esta bomba, apodada "Baby", tenía un diseño relativamente simple y confiable. Su cuerpo se hizo lo suficientemente grueso como para resistir el impacto de fragmentos de proyectiles antiaéreos y balas de gran calibre. Para llevar la carga de uranio a la masa supercrítica, se utilizó un calibre de mar de tres pulgadas recortado a 1,8, en cuya boca había una carga de uranio cilíndrica principal de 38,5 kg y un iniciador hecho de berilio y aleación de polonio montado en la parte posterior del objetivo. La pistola disparó una "capa" de carburo de tungsteno, sobre cuya cabeza se adjuntó una barra de uranio que pesaba 25,5 kg. Como resultado de la colisión del "proyectil" con el "objetivo", se produjo la formación de una masa supercrítica y comenzó una reacción en cadena. Este esquema se consideró tan confiable que no requirió pruebas preliminares.
Bomba "niño"
Teniendo en cuenta el uso de un dispositivo de este tipo, la forma de los materiales fisionables se calcula sobre la base de que permitirá un cierto tiempo para resistir la fuerza de la colisión del "proyectil" y el "objetivo" y no colapsar el tiempo suficiente antes del inicio de la reacción en cadena. Con relativa simplicidad, este esquema tiene una eficiencia muy baja, ya que la mayoría del uranio se dispersa antes de que tenga tiempo de reaccionar. Por esta razón, las cargas nucleares de este tipo no están actualmente en operación.
Alrededor de 700 gramos de uranio, que es un poco más del 1% de material fisionable, participaron en la reacción en cadena de la explosión nuclear "Kid". Pero esto fue suficiente. El poder de una bomba nuclear cayó por 6 en agosto 1945 del año en 08: hora local de 15 en la ciudad japonesa de Hiroshima de un bombardero B-29 que volaba a una altitud de más de 9000 metros, resultó en el equivalente de TNT en trotyl equivalente.
Ruinas de Hiroshima
La bomba atómica funcionó a una altitud de aproximadamente 600 metros al mando del radioaltímetro APS-13. Como resultado de una explosión en un radio de más de 1,5 km, casi todos los edificios fueron destruidos. En áreas mayores a 11 km², se han producido incendios severos. Alrededor de 90% de todos los edificios en la ciudad fueron destruidos o dañados seriamente. Se cree que el bombardeo atómico mató de 70 a 80 miles de personas, aproximadamente 160 miles de personas murieron por lesiones, quemaduras y enfermedades por radiación durante el año.
La segunda bomba atómica estadounidense, que prácticamente destruyó 9 en agosto 1945, la ciudad portuaria de Nagasaki, Japón, era un tipo implícito de plutonio. Por diseño, es básicamente similar a la carga probada en el sitio en Nuevo México. La forma del "Hombre gordo" de plutonio gordo estaba muy lejos de la perfección aerodinámica, y se tuvo que usar un paracaídas para estabilizarse después de lanzar una bomba de un bombardero.
Bomba nuclear "Hombre gordo" en preparación para su uso
La bomba de plutonio, llamada el "hombre gordo", era mucho más complicada en comparación con el "niño". Pu-239 actuó como un material fisionable en una cantidad cercana a la masa crítica. En la naturaleza, el plutonio que se encuentra en los minerales de uranio es muy raro. En cantidades significativas, se produce en reactores nucleares cuando U-238 se irradia con neutrones.
En Fatty, había alrededor de 6 kg de plutonio rodeados por una capa de uranio-238, los materiales fisionables, a su vez, se colocaron en una esfera de engarce de aluminio. La cubierta de aluminio, dopada con boro, aseguró una compresión uniforme de la carga nuclear y evitó que comenzara una reacción en cadena prematura y la destrucción de los productos de explosión. En el núcleo de plutonio hueco formado por dos hemisferios, había un iniciador de neutrones: una bola con un diámetro de aproximadamente 2 cm del berilio, cubierta con una aleación de polonio e itrio. El iniciador de neutrones sirvió como fuente principal de neutrones cuando un núcleo de plutonio fue comprimido por una onda explosiva. Se montó una carga explosiva de los segmentos 64 sobre la cubierta de aluminio, parecida a una pelota de fútbol gigante. El peso explosivo superó los 2300 kg. Para una compresión uniforme del núcleo de plutonio, una bola de explosivos estaba literalmente atascada con detonadores eléctricos que funcionaban simultáneamente. Una construcción tan compleja de una bomba hizo que su montaje y preparación para el uso fuera una tarea muy difícil, que requiriera mayor atención y una estrecha vigilancia.
La producción de energía durante la explosión de "Fat Man" fue superior a la del uranio "Kid". La tasa de utilización de los materiales fisionables fue 17%. El poder de la explosión estaba dentro de 22 kt. Aunque la producción de energía fue mayor que en Hiroshima, el número de muertos y heridos en Nagasaki fue menor.
Vista aérea de Nagasaki antes y después del bombardeo nuclear.
Afectado por una gran desviación de la bomba desde el punto de mira, que explotó sobre la zona industrial, el terreno, así como el hecho de que poco antes de eso, en previsión de las incursiones estadounidenses aviación Una parte importante de la población fue evacuada. Como resultado del bombardeo, murieron alrededor de 80 mil personas, cerca de 60 mil personas murieron antes de fin de año. En un área de aproximadamente 84 km², aproximadamente 19500 edificios fueron destruidos y dañados.
La historia del japonés Tsutomu Yamaguchi, que sobrevivió a ambos bombardeos nucleares, es notable. El 6 de agosto de 1945, Tsutom Yamaguchi tenía 29 años. Estaba en Hiroshima, a unos tres kilómetros del epicentro de la explosión. Tenía el pelo quemado, el lado izquierdo de la cara quemado y el tímpano en la oreja izquierda estalló. El 8 de agosto, regresó a Nagasaki, donde trabajó en los astilleros de Mitsubishi y buscó ayuda médica en el hospital. Y nuevamente cayó bajo el bombardeo nuclear. Esta vez, casi no resultó herido, pero poco después de que se extinguieron los incendios, corrió a la ciudad para buscar a sus familiares desaparecidos. Durante la búsqueda, Yamaguchi recibió grandes dosis de radiación, y posteriormente mostró signos de enfermedad por radiación: se le cayó el cabello, se formaron largas úlceras que no cicatrizaban y comenzaron las hemorragias nasales. Sin embargo, Tsutomu Yamaguchi sobrevivió a pesar de todo, murió el 4 de enero de 2010 a la edad de 93 años en Nagasaki.
El efecto de usar bombas nucleares contra ciudades japonesas, muchas de las cuales fueron construidas con edificios de madera, resultó ser incluso más alto de lo esperado, y luego de la rendición de Japón, el liderazgo estadounidense comenzó a considerar la posibilidad de armas nucleares. оружие Como elemento de presión sobre la Unión Soviética. Si en el año 1947, los Estados Unidos tenían bombas nucleares 32, cuya preparación requería un tiempo considerable, después de cinco años en 1952, los Estados Unidos tenían cargas nucleares 1005. Cinco años más tarde, el número de cargos aumentó en más de seis veces.
Para probar nuevos tipos de bombas nucleares en los atolones del Pacífico de Bikini y Enyvetok se crearon sitios de pruebas nucleares. Desde 1946 a 1958, las pruebas nucleares de 67 se llevaron a cabo aquí, incluidas las pruebas de superficie y submarinas.
En el verano de 1946, durante la operación "Crossroads", se produjeron dos explosiones nucleares submarinas con una capacidad de aproximadamente 23 kt. Estas fueron las primeras explosiones nucleares de prueba, que se informaron en los medios de comunicación, y fueron invitadas a observadores extranjeros, incluso de la URSS.
El propósito de estas pruebas era evaluar la capacidad de los buques militares y mercantes. flota resistir los factores dañinos de las armas nucleares. Para aumentar la confiabilidad de los resultados de la prueba, los animales experimentales se colocaron en cubiertas y en los compartimientos internos. En las pruebas participaron una flota de 95 barcos objetivo. Estos fueron capturados barcos y embarcaciones alemanas y japonesas, así como estadounidenses, que los almirantes de la Marina de los EE. UU. Consideraron obsoletos o superfluos. Las pruebas han demostrado que los barcos ubicados dentro de un radio de 1000 metros desde el epicentro de una explosión submarina pueden hundirse o dañarse gravemente. Los buques ubicados a una distancia mayor también sufrieron daños, pero bien podrían repararse. Según los resultados de la prueba, se concluyó que un submarino armado con torpedos nucleares para buques de guerra podría ser más peligroso que un bombardero pesado. Un escuadrón de buques de guerra en mar abierto, que viaja a una velocidad de 20-25 nudos, es capaz de evadir una bomba nuclear lanzada desde una altura de 8-9 km. La explosión ocurrirá a una distancia de 2-2,5 km del escuadrón. En ausencia de una gran cantidad de sustancias explosivas y combustibles y personal en cubiertas, una explosión nuclear con una capacidad de 20-25 kt no causará mucho daño a los buques de guerra.
En una explosión de aire, los principales factores de radiación fueron la penetración y la radiación inducida, la contaminación por lluvia radiactiva fue mínima. La contaminación por radiación durante las explosiones submarinas resultó ser muchas veces más alta que la del aire, y después de las pruebas, se requirió un esfuerzo considerable para limpiar los barcos. Por esta razón, parte de la flota de prueba expuesta a la radiación no se ha descontaminado, pero se ha sumergido en el océano.
Imagen satelital de Google Earth: embudos de atolón de Enyvetok a partir de pruebas nucleares
1 de noviembre El 1952 del año en Enolvetok Atoll realizó la primera prueba de un dispositivo termonuclear estacionario. El poder de la explosión de la primera bomba de hidrógeno fue 10,4 Mt, que es 450 veces el poder de la carga que cayó en Nagasaki. Y aunque era un dispositivo puramente estacionario con una masa de 62 toneladas y el tamaño de una casa de tres pisos que no tenía ninguna posibilidad de uso militar práctico, esta prueba mostró la posibilidad de usar energía de fusión para fines militares.
1 March 1954 en un atolón de Bikini fue inflado por un dispositivo termonuclear de dos etapas con una capacidad de 15 Mt. En comparación con la primera explosión de prueba, se desarrollaron soluciones en este dispositivo, que posteriormente se incorporaron en bombas de fusión adoptadas para el servicio. El deuterido sólido de litio-6 se utilizó como "combustible termonuclear". Esta explosión fue la más poderosa en la historia de las pruebas nucleares estadounidenses.
Prueba estacionaria dispositivo termonuclear "Castillo Bravo", explotó 1 marzo 1954
El dispositivo termonuclear estacionario que recibió la designación "Castle Bravo" pesaba más que 10 t y parecía un cilindro de 4,5 m de largo. Según los resultados de las pruebas de "Castle Bravo", se comenzó a crear cargas termonucleares adecuadas para el uso en transportadores estratégicos.
Imagen satelital de Google Earth: un cráter formado durante las pruebas de la bomba de hidrógeno del Castillo Bravo es visible en el cabo noroccidental del atolón de Bikini
Los físicos involucrados en el cálculo de la potencia de la carga estaban equivocados, y la cantidad de energía liberada resultó ser 2,5 multiplicada por la planificada. La explosión causó una gran impresión en los observadores. Una enorme nube de hongo con un diámetro de 100 km, con un espesor de pata de -7 km, en minutos aumentó a una altura de más de 40 km, alcanzando su tamaño más grande 8 minutos después de la explosión. Después de la explosión, la forma del atolón ha cambiado dramáticamente. En la punta noroeste del atolón de Bikini, se formó un embudo gigante con un diámetro de aproximadamente 1,8 km, que se llenó rápidamente de agua. Como resultado de la explosión, el atolón y sus alrededores fueron sometidos a la contaminación radioactiva más fuerte. Una zona en forma de un óvalo de 100 km de ancho y más de 550 km de largo se sometió a una grave contaminación por lluvia radiactiva. Esto llevó a una evacuación de emergencia de los militares y civiles estadounidenses de las islas cercanas, algunos de los cuales recibieron dosis muy altas de radiación. Las tripulaciones de los buques pesqueros que pescan en la zona también recibieron grandes dosis de radiación. Se cree que el "Castillo Bravo" no solo fue el más poderoso, sino también el "sucio" ensayo nuclear estadounidense. Los expertos atribuyen una gran emisión de radiación a la reacción de fisión de la envoltura de uranio, que rodeaba una carga termonuclear, que funcionó como la tercera etapa de la explosión.
Las pruebas nucleares estadounidenses en las Islas Marshall y la importante contaminación por radiación provocaron una gran respuesta de la comunidad mundial. Los jefes de varios estados regionales exigieron su cese. Esto, así como la gran distancia, las dificultades para mantener la infraestructura y el clima impredecible hicieron necesario transferir los ensayos nucleares al territorio de los EE. UU.
En el 1951, el sitio de prueba de Nevada con un área de aproximadamente 3500 km² comenzó sus operaciones. Al final resultó que, la elección de la ubicación del relleno sanitario se hizo muy bien, la estructura de las rocas y el terreno permitió que aquí se llevaran a cabo explosiones de prueba subterráneas en pozos y túneles. La primera carga nuclear táctica con una potencia de 1 kt se probó en el sitio de prueba 27 de enero y enero de 1951. En total, 928 tronó explosiones nucleares, de las cuales 100 eran atmosféricas. Después de que el Tratado sobre la limitación de las pruebas en tres entornos, firmado en 1963, entró en vigencia en tres entornos, solo se realizaron pruebas subterráneas en el sitio de Nevada.
Imagen satelital de Google Earth: campo de prueba del sitio de prueba nuclear de Nevada
En los 50, las armas nucleares se mantuvieron en el campo de entrenamiento de Nevada, que involucró cantidades significativas de equipo militar y personal militar de los Estados Unidos. En el sitio de pruebas nucleares, se levantaron varias fortificaciones y estructuras de ingeniería, así como edificios urbanos típicos.
En los 50 de los primeros 60, se podían observar nubes de hongos de explosiones nucleares a una distancia considerable del relleno sanitario. Fueron vistos desde Las Vegas e incluso desde Los Ángeles.
Además de las pruebas de armas nucleares y el desarrollo de operaciones militares en las condiciones de uso de armas nucleares, en el sitio de pruebas de Nevada se llevaron a cabo investigaciones sobre el uso de cargas nucleares con "fines pacíficos". 6 de julio 1962, una explosión termonuclear con una potencia de 104 CT, disparó una gran cúpula de tierra en el aire a una altura de aproximadamente 100 metros. La explosión emitió más de 11 millones de toneladas de arena y roca. Los sensores registraron una onda sísmica equivalente a un terremoto de magnitud mayor que la escala 4,7 de la escala de Richter.
Imagen satelital de Google Earth: Storax Sedan Crater
El propósito de la prueba nuclear Storax Sedan fue estudiar la posibilidad de utilizar cargas nucleares para la formación de cráteres, la creación de cavidades para el almacenamiento de petróleo y gas, la minería y otros fines "pacíficos".
Como resultado de una explosión en el suelo, se formó una gran cantidad de radionúclidos. 1 una hora después de la explosión, el nivel de radiación en el borde del cráter era de rayos X XUMX por hora. Esta prueba fue la más sucia de todas realizada en los Estados Unidos. Con la explosión, el Storax Sedan emitió aproximadamente el 500% de la cantidad total de lluvia radiactiva que cayó en el territorio adyacente de los Estados Unidos durante todas las pruebas nucleares en el sitio de prueba de Nevada.
La última prueba nuclear en el sitio de prueba de Nevada tuvo lugar en 23 de septiembre 1992. De los que están en el relleno sanitario continúa funcionando, pero hay estudios sin lograr una masa crítica de cargas y el comienzo de una reacción en cadena descontrolada a gran escala. En 2006, se planificó un experimento con las explosiones de 1100 de toneladas de explosivos convencionales, pero en 2007, este proyecto se cerró. Según los datos filtrados a los medios de comunicación en el sitio de prueba en los pozos subterráneos, todavía hay varias cargas nucleares no utilizadas, que no se pudieron elevar.
En el terreno nuclear de Nevada, la administración realiza visitas guiadas mensuales al territorio, y su cola está programada con muchos meses de anticipación. Durante el recorrido, los visitantes no tienen la libertad de salir de los autobuses, tener binoculares, teléfonos móviles, cámaras y videocámaras con ellos. Está prohibido memorizar piedras y cualquier objeto del relleno sanitario.
Residencia en:
http://war20.ru/article/6
http://sites.ieee.org/gold/tag/atom-bomb/
http://www.nevadasurveyor.com/cannikin
http://virtualglobetrotting.com
http://www.ucsusa.org/nuclear-weapons/us-nuclear-weapons-policy/us-nuclear-weapons-facilities.html
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