מה ההבדל בין נשק גרעיני לנשק אטומי? במה שונות תגובות כימיות מתגובות גרעיניות

מה ההבדל בין נשק גרעיני לנשק אטומי?

הבעיה נפתרה ו סָגוּר.

התשובה הכי טובה

תשובות

1 0

7 (63206) 6 36 138 בן 9

בתיאוריה, אלה אותו הדבר, אבל אם אתה צריך הבדל, אז:

נשק אטומי:

* תחמושת, המכונה לרוב אטומית, שבמהלך הפיצוץ שלה מתרחשת רק סוג אחד של תגובה גרעינית - ביקוע של יסודות כבדים (אורניום או פלוטוניום) עם היווצרות של קלים יותר. סוג זה של תחמושת מכונה לעתים קרובות חד-פאזי או חד-שלבי.

נשק גרעיני:
* נשק תרמו-גרעיני (בשפה הרווחת, לרוב נשק מימן), ששחרור האנרגיה העיקרי שלהם מתרחש במהלך תגובה תרמו-גרעינית - סינתזה של יסודות כבדים מקלים יותר. מטען גרעיני חד פאזי משמש כפתיל לתגובה תרמו-גרעינית - הפיצוץ שלו יוצר טמפרטורה של כמה מיליוני מעלות שבה מתחילה תגובת ההיתוך. חומר המוצא לסינתזה הוא בדרך כלל תערובת של שני איזוטופים של מימן - דאוטריום וטריטיום (בדגימות הראשונות של מטעני נפץ תרמו-גרעיניים נעשה שימוש גם בתרכובת של דאוטריום וליתיום). זהו מה שנקרא דו-פאזי, או סוג דו-שלבי. תגובת ההיתוך מאופיינת בשחרור אנרגיה אדיר, כך שנשק מימן עולה על הנשק האטומי בכוח בסדר גודל בערך.


0 0

6 (11330) 7 41 100 בן 9

גרעיני ואטומי הם שני דברים שונים... אני לא אדבר על ההבדלים, כי... אני מפחד לטעות ולא לומר את האמת

פצצת אטום:
הוא מבוסס על תגובת שרשרת של ביקוע של גרעינים של איזוטופים כבדים, בעיקר פלוטוניום ואורניום. בנשק תרמו-גרעיני, שלבי הביקוע וההיתוך מתרחשים לסירוגין. מספר השלבים (שלבים) קובע את הכוח הסופי של הפצצה. במקרה זה, כמות עצומה של אנרגיה משתחררת, ונוצר סט שלם של גורמים מזיקים. סיפור האימה של תחילת המאה ה-20 - נשק כימי - נותר בצער רב ונשכח מהצד, הוא הוחלף בדחליל חדש להמונים.

פצצה גרעינית:
נשק נפץ המבוסס על שימוש באנרגיה גרעינית המשתחררת במהלך תגובת שרשרת גרעינית של ביקוע גרעינים כבדים או תגובת היתוך תרמו-גרעינית של גרעינים קלים. הכוונה לנשק להשמדה המונית (WMD) יחד עם נשק ביולוגי וכימי.

0 0

6 (10599) 3 23 63 בן 9

נשק גרעיני:
* נשק תרמו-גרעיני (בשפה הרווחת לעתים קרובות - נשק מימן)

כאן אוסיף שיש הבדלים בין גרעיני לתרמו-גרעיני. תרמו-גרעיני חזק פי כמה.

וההבדלים בין גרעיני לאטומי הם תגובת השרשרת. כָּזֶה:
אָטוֹמִי:

ביקוע של יסודות כבדים (אורניום או פלוטוניום) ליצירת קלים יותר


גַרעִינִי:

סינתזה של יסודות כבדים מקלים יותר

נ.ב. יכול להיות שאני טועה במשהו. אבל זה היה הנושא האחרון בפיזיקה. ונראה כאילו אני עדיין זוכר משהו)

0 0

7 (25794) 3 9 38 בן 9

"תחמושת, המכונה לעתים קרובות אטומית, עם פיצוץ שלה מתרחש רק סוג אחד של תגובה גרעינית - ביקוע של יסודות כבדים (אורניום או פלוטוניום) עם היווצרות של קלים יותר." (ג) ויקי

הָהֵן. נשק גרעיני יכול להיות אורניום-פלוטוניום, ותרמו-גרעיני יחד עם דאוטריום-טריטיום.
וביקוע אטומי בלבד של אורניום/פלוטוניום.
למרות שאם מישהו קרוב לאתר הפיצוץ, זה לא ישנה לו הרבה.

עקרון הבלשנות ז))))
אלו מילים נרדפות
נשק גרעיני מבוסס על תגובת שרשרת בלתי מבוקרת של ביקוע גרעיני. ישנן שתי תוכניות עיקריות: "תותח" ופיצוץ נפץ. עיצוב ה"תותח" אופייני לדגמים הפרימיטיביים ביותר של נשק גרעיני מהדור הראשון, כמו גם לנשק גרעיני ארטילרי ונשק קל שיש להם הגבלות על קליבר הנשק. המהות שלו טמונה ב"ירי" שני גושי חומר בקיע בעלי מסה תת-קריטית זה אל זה. שיטת פיצוץ זו אפשרית רק בתחמושת אורניום, שכן לפלוטוניום מהירות פיצוץ גבוהה יותר. התוכנית השנייה כוללת פיצוץ ליבת הקרב של הפצצה בצורה כזו שהדחיסה מכוונת לנקודת המוקד (יכול להיות שיש אחד, או שייתכן שיהיו כמה). זה מושג על ידי ציפוי ליבת הלחימה במטענים נפץ ובעל מעגל בקרת פיצוץ מדויק.

כוחו של מטען גרעיני הפועל אך ורק על פי עקרונות הביקוע של יסודות כבדים מוגבל למאות קילוטון. יצירת מטען חזק יותר המבוסס רק על ביקוע גרעיני, במידת האפשר, היא קשה ביותר: הגדלת מסת החומר הבקיע אינה פותרת את הבעיה, מכיוון שהפיצוץ שהחל מפזר חלק מהדלק, אין לו זמן להגיב לחלוטין, ולכן, מתברר חסר תועלת, רק גוברת המסה של תחמושת ונזק רדיואקטיבי לאזור. התחמושת החזקה ביותר בעולם, המבוססת רק על ביקוע גרעיני, נוסתה בארה"ב ב-15 בנובמבר 1952, עוצמת הפיצוץ הייתה 500 KT.

וואד לא ממש. פצצת אטום זה שם נפוץ. נשק אטומי מתחלק לגרעיני ותרמו-גרעיני. נשק גרעיני משתמש בעקרון הביקוע של גרעינים כבדים (איזוטופים של אורניום ופלוטוניום), ונשק תרמו-גרעיני משתמש בסינתזה של אטומים קלים לכבדים (איזוטופי מימן -> הליום פצצת נויטרונים היא סוג של נשק גרעיני שבו חלק מאנרגיית הפיצוץ נפלט בצורה של זרם של נויטרונים מהירים.

איך זה אהבה, שלום וללא מלחמה?)

אין טעם. הם נלחמים על שטחים עלי אדמות. למה קרקע מזוהמת גרעינית?
נשק גרעיני הוא לפחד ואף אחד לא ישתמש בהם.
עכשיו זו מלחמה פוליטית.

אני לא מסכים, אנשים מביאים מוות, לא נשק)

• אם להיטלר היה נשק אטומי, לברית המועצות היה נשק אטומי.
  לרוסים תמיד יש את הצחוק האחרון.

  כן, יש, יש גם מטרו בריגה, חבורה של עיירות אקדמיות, נפט, גז, צבא ענק, תרבות עשירה ותוססת, יש עבודה, הכל יש בלטביה

  כי הקומוניזם לא המריא בארצנו.

  זה לא יקרה בקרוב, בדיוק כאשר הנשק הגרעיני יהיה עתיק ולא יעיל כמו אבק שריפה עכשיו

כידוע, המנוע העיקרי להתקדמות של הציוויליזציה האנושית הוא מלחמה. ו"נציים" רבים מצדיקים את ההשמדה ההמונית למיניהם דווקא בכך. הנושא תמיד היה שנוי במחלוקת, והופעת הנשק הגרעיני הפכה באופן בלתי הפיך את סימן הפלוס לסימן מינוס. ואכן, למה אנחנו צריכים התקדמות שבסופו של דבר תהרוס אותנו? יתרה מכך, אפילו בעניין האובדני הזה, האיש הראה את האנרגיה והכושר ההמצאה האופייניים לו. לא רק שהוא המציא נשק להשמדה המונית (פצצת האטום) – הוא המשיך לשפר אותו כדי להרוג את עצמו במהירות, ביעילות ובאמינות. דוגמה לפעילות אקטיבית כזו יכולה להיות קפיצה מהירה מאוד לשלב הבא בפיתוח טכנולוגיות צבאיות אטומיות - יצירת נשק תרמו-גרעיני (פצצת מימן). אבל בואו נעזוב בצד את ההיבט המוסרי של הנטיות האובדניות הללו ונעבור לשאלה המונחת בכותרת המאמר - מה ההבדל בין פצצת אטום למימן?

קצת היסטוריה

שם, מעבר לים

כידוע, האמריקאים הם האנשים היוזמים ביותר בעולם. יש להם כשרון נהדר לכל דבר חדש. לכן, אין להתפלא שפצצת האטום הראשונה הופיעה בחלק זה של העולם. בואו ניתן קצת רקע היסטורי.

• השלב הראשון בדרך ליצירת פצצת אטום יכול להיחשב כניסוי של שני מדענים גרמנים או. האן ופ. שטרסמן לפיצול אטום האורניום לשני חלקים. צעד זה, כביכול, עדיין לא מודע נעשה ב-1938.

• חתן פרס נובל הצרפתי F. Joliot-Curie הוכיח ב-1939 שביקוע אטומי מוביל לתגובת שרשרת המלווה בשחרור עוצמתי של אנרגיה.

• גאון הפיזיקה התיאורטית א' איינשטיין שם את חתימתו על מכתב (בשנת 1939) שהופנה לנשיא ארצות הברית, שיוזם היה פיזיקאי גרעיני אחר ל' סילארד. כתוצאה מכך, עוד לפני תחילת מלחמת העולם השנייה, החליטה ארצות הברית להתחיל בפיתוח נשק אטומי.

• הניסוי הראשון של הנשק החדש בוצע ב-16 ביולי 1945 בצפון ניו מקסיקו.

• פחות מחודש לאחר מכן הוטלו שתי פצצות אטום על הערים היפניות הירושימה ונגסאקי (6 ו-9 באוגוסט 1945). האנושות נכנסה לעידן חדש - כעת היא הייתה מסוגלת להרוס את עצמה תוך כמה שעות.

האמריקאים נקלעו לאופוריה של ממש מתוצאות ההרס המוחלט והברק של ערים שלווים. תיאורטיקנים של הכוחות המזוינים של ארה"ב החלו מיד לגבש תוכניות גרנדיוזיות הכוללות מחיקה מוחלטת של 1/6 מהעולם - ברית המועצות - מעל פני כדור הארץ.

תפס ועקף

גם ברית המועצות לא ישבה בחיבוק ידיים. נכון, היה פיגור מסוים שנגרם מפתרון עניינים דחופים יותר - מלחמת העולם השנייה נמשכת, שהנטל העיקרי שלה היה על מדינת הסובייטים. עם זאת, האמריקנים לא לבשו את החולצה הצהובה של המנהיג לאורך זמן. כבר ב-29 באוגוסט 1949, באתר הניסוי הסמוך לעיר Semipalatinsk, נבדק לראשונה מטען אטומי בסגנון סובייטי, שנוצר בזמן הנכון על ידי מדעני גרעין רוסים בהנהגתו של האקדמאי קורצ'טוב.

ובעוד ה"נציים" המתוסכלים מהפנטגון שינו את תוכניותיהם השאפתניות להרוס את "מעוז המהפכה העולמית", הקרמלין פתח במתקפת מנע - ב-1953, ב-12 באוגוסט, בוצעו ניסויים בסוג חדש של נשק גרעיני. הַחוּצָה. שם, באזור Semipalatinsk, פוצצה פצצת המימן הראשונה בעולם, בשם הקוד "Product RDS-6s". אירוע זה גרם להיסטריה אמיתית ולבהלה לא רק בגבעת הקפיטול, אלא גם בכל 50 המדינות של "מעוז הדמוקרטיה העולמית". מַדוּעַ? מה ההבדל בין פצצת אטום לפצצת מימן שהחרידה את מעצמת העל בעולם? נשיב מיד. פצצת המימן הרבה יותר חזקה מפצצת האטום. יתר על כן, זה עולה פחות משמעותית ממדגם אטומי שווה ערך. בואו נסתכל על ההבדלים הללו ביתר פירוט.

מהי פצצת אטום?

עקרון הפעולה של פצצת אטום מבוסס על שימוש באנרגיה הנובעת מתגובת שרשרת גוברת הנגרמת מביקוע (פיצול) של גרעינים כבדים של פלוטוניום או אורניום-235 עם היווצרות של גרעינים קלים יותר.

התהליך עצמו נקרא חד פאזי, והוא מתקדם באופן הבא:

• לאחר התפוצצות המטען, החומר שבתוך הפצצה (איזוטופים של אורניום או פלוטוניום) נכנס לשלב ההתפרקות ומתחיל ללכוד נויטרונים.

• תהליך הריקבון גדל כמו מפולת שלגים. פיצול של אטום אחד מוביל להתפרקות של כמה. מתרחשת תגובת שרשרת, המובילה להרס של כל האטומים בפצצה.

• מתחילה תגובה גרעינית. מטען הפצצה כולו הופך למכלול אחד, והמסה שלו עוברת את חותמו הקריטי. יתר על כן, כל הבכאנליה הזו לא נמשכת זמן רב במיוחד והיא מלווה בשחרור מיידי של כמות עצומה של אנרגיה, מה שמוביל בסופו של דבר לפיצוץ גדול.

אגב, תכונה זו של מטען אטומי חד פאזי - צובר במהירות מסה קריטית - אינה מאפשרת עלייה אינסופית בעוצמתה של תחמושת מסוג זה. המטען יכול להיות בעל הספק של מאות קילוטון, אבל ככל שהוא קרוב יותר לרמת המגטון, כך הוא פחות יעיל. הוא פשוט לא יספיק להתפצל לחלוטין: יתרחש פיצוץ וחלק מהמטען יישאר ללא שימוש - הוא יתפזר על ידי הפיצוץ. בעיה זו נפתרה בסוג הבא של נשק אטומי - פצצת מימן, הנקראת גם פצצה תרמו-גרעינית.

מהי פצצת מימן?

בפצצת מימן מתרחש תהליך מעט שונה של שחרור אנרגיה. הוא מבוסס על עבודה עם איזוטופי מימן - דאוטריום (מימן כבד) וטריטיום. התהליך עצמו מחולק לשני חלקים או, כמו שאומרים, הוא דו-שלבי.

• השלב הראשון הוא כאשר ספק האנרגיה העיקרי הוא תגובת הביקוע של גרעיני ליתיום דיוטרידים כבדים להליום וטריטיום.

• השלב השני - משוגר היתוך תרמו-גרעיני המבוסס על הליום וטריטיום, מה שמוביל לחימום מיידי בתוך ראש הנפץ וכתוצאה מכך גורם לפיצוץ חזק.

הודות למערכת הדו-פאזית, המטען התרמו-גרעיני יכול להיות בכל כוח.

פֶּתֶק. תיאור התהליכים המתרחשים בפצצת אטום ומימן רחוק מלהיות שלם והפרימיטיבי ביותר. הוא מסופק רק כדי לספק הבנה כללית של ההבדלים בין שני כלי הנשק הללו.

השוואה

מה בשורה התחתונה?

כל תלמיד בית ספר יודע על הגורמים המזיקים של פיצוץ אטומי:

• קרינת אור;
• גל הלם;
• דופק אלקטרומגנטי (EMP);
• קרינה חודרת;
• זיהום רדיואקטיבי.

אותו הדבר ניתן לומר על פיצוץ תרמו-גרעיני. אֲבָל!!! הכוח וההשלכות של פיצוץ תרמו-גרעיני חזקים הרבה יותר מפיצוץ אטומי. הבה נביא שתי דוגמאות ידועות.

"בייבי": הומור שחור או ציניות של הדוד סם?

פצצת האטום (בשם הקוד "ילד קטן") שהוטלה על הירושימה על ידי האמריקאים עדיין נחשבת ל"אמת מידה" למטענים אטומיים. כוחו היה כ-13 עד 18 קילוטון, והפיצוץ היה אידיאלי מכל הבחינות. מאוחר יותר, מטענים חזקים יותר נבדקו יותר מפעם אחת, אך לא הרבה (20-23 קילוטון). עם זאת, הם הראו תוצאות שהיו מעט גבוהות מההישגים של "קיד", ואז הפסיקו לחלוטין. הופיעה "אחות מימן" זולה וחזקה יותר, וכבר לא היה טעם לשפר את המטענים האטומיים. זה מה שקרה "ביציאה" לאחר הפיצוץ של "מאליש":

• הפטרייה הגרעינית הגיעה לגובה של 12 ק"מ, קוטר ה"כובע" היה כ-5 ק"מ.
• שחרור מיידי של אנרגיה במהלך תגובה גרעינית גרם לטמפרטורה במוקד הפיצוץ של 4000 מעלות צלזיוס.
• כדור אש: קוטר כ-300 מטר.
• גל ההלם הפיל זכוכית ממרחק של עד 19 ק"מ, והורגש הרבה יותר רחוק.
• כ-140 אלף איש מתו בבת אחת.

מלכת כל המלכות

ההשלכות של פיצוץ פצצת המימן החזקה ביותר שנבדקה עד כה, מה שמכונה פצצת הצאר (שם קוד AN602), עלו על כל הפיצוצים הקודמים של מטענים אטומיים (לא תרמו-גרעיניים) גם יחד. הפצצה הייתה סובייטית, עם תפוקה של 50 מגה טון. בדיקותיו בוצעו ב-30 באוקטובר 1961 באזור נובאיה זמליה.

• הפטרייה הגרעינית גדלה ל-67 ק"מ וקוטר ה"כובע" העליון היה כ-95 ק"מ.
• קרינת האור פגעה למרחק של עד 100 ק"מ, וגרמה לכוויות מדרגה שלישית.
• כדור האש, או הכדור, גדל ל-4.6 ק"מ (רדיוס).
• גל הקול תועד למרחק של 800 ק"מ.
• הגל הסייסמי הקיף את כוכב הלכת שלוש פעמים.
• גל ההלם הורגש במרחק של עד 1000 ק"מ.
• הפולס האלקטרומגנטי יצר הפרעות עוצמתיות במשך 40 דקות כמה מאות קילומטרים ממוקד הפיצוץ.

אפשר רק לדמיין מה היה קורה להירושימה אם מפלצת כזו הייתה מופלת עליה. סביר להניח, לא רק העיר תיעלם, אלא גם ארץ השמש העולה עצמה. ובכן, עכשיו בואו נביא את כל מה שאמרנו למכנה משותף, כלומר, נערוך טבלה השוואתית.

לוּחַ

אז, גילינו מה ההבדל בין פצצת אטום לפצצת מימן. למרבה הצער, הניתוח הקטן שלנו רק אישר את התזה שהובעה בתחילת המאמר: ההתקדמות הקשורה למלחמה עשתה דרך הרת אסון. האנושות הגיעה לסף הרס עצמי. כל שנותר הוא ללחוץ על הכפתור. אבל בואו לא נסיים את המאמר בנימה כה טראגית. אנחנו באמת מקווים שההיגיון ויצר השימור העצמי ינצחו בסופו של דבר ועתיד שליו מחכה לנו.

הטבע מתפתח באופן דינמי, חומר חי ואינרטי עובר ללא הרף תהליכי טרנספורמציה. התמורות החשובות ביותר הן אלו המשפיעות על הרכב החומר. היווצרות סלעים, שחיקה כימית, לידת כוכב לכת או נשימה של יונקים הם כולם תהליכים נצפים הכוללים שינויים בחומרים אחרים. למרות ההבדלים ביניהם, לכולם יש משהו משותף: שינויים ברמה המולקולרית.

1. במהלך תגובות כימיות, יסודות אינם מאבדים את זהותם. רק האלקטרונים במעטפת החיצונית של האטומים משתתפים בתגובות אלו, בעוד שגרעיני האטומים נשארים ללא שינוי.
2. תגובתו של יסוד לתגובה כימית תלויה במצב החמצון של היסוד. בתגובות כימיות רגילות, Ra ו-Ra 2+ מתנהגים אחרת לגמרי.
3. לאיזוטופים שונים של יסוד יש כמעט אותה תגובתיות כימית.
4. קצב התגובה הכימית תלוי מאוד בטמפרטורה ובלחץ.
5. ניתן להפוך את התגובה הכימית.
6. תגובות כימיות מלוות בשינויים קטנים יחסית באנרגיה.

תגובות גרעיניות

1. במהלך תגובות גרעיניות, גרעיני האטומים עוברים שינויים, ולכן נוצרים יסודות חדשים כתוצאה מכך.
2. תגובתו של יסוד לתגובה גרעינית כמעט ואינה תלויה במצב החמצון של היסוד. לדוגמה, יוני Ra או Ra 2+ ב-Ka C 2 מתנהגים בצורה דומה בתגובות גרעיניות.
3. בתגובות גרעיניות, איזוטופים מתנהגים אחרת לגמרי. לדוגמה, U-235 מתפצל בשקט ובקלות, אך U-238 לא.
4. קצב התגובה הגרעינית אינו תלוי בטמפרטורה ובלחץ.
5. לא ניתן לבטל תגובה גרעינית.
6. תגובות גרעיניות מלוות בשינויים גדולים באנרגיה.

ההבדל בין אנרגיה כימית לגרעינית

• אנרגיה פוטנציאלית שניתן להמיר לצורות אחרות, בעיקר חום ואור, כאשר נוצרים קשרים.
• ככל שהקשר חזק יותר, האנרגיה הכימית המומרת גדולה יותר.

• אנרגיה גרעינית אינה כרוכה ביצירת קשרים כימיים (שנגרמים מאינטראקציה של אלקטרונים)
• ניתן להמיר לצורות אחרות כאשר מתרחש שינוי בגרעין האטום.

שינוי גרעיני מתרחש בכל שלושת התהליכים העיקריים:

1. ביקוע גרעיני
2. חיבור של שני גרעינים ליצירת גרעין חדש.
3. שחרור של קרינה אלקטרומגנטית באנרגיה גבוהה (קרינת גמא), יצירת גרסה יציבה יותר של אותו גרעין.

השוואת המרת אנרגיה

כמות האנרגיה הכימית המשתחררת (או המומרת) בפיצוץ כימי היא:

• 5kJ עבור כל גרם של TNT
• כמות אנרגיה גרעינית בפצצת אטום משוחררת: 100 מיליון קילו ג'יי לכל גרם של אורניום או פלוטוניום

אחד ההבדלים העיקריים בין תגובות גרעיניות לכמיותקשור לאופן שבו מתרחשת תגובה באטום. בעוד תגובה גרעינית מתרחשת בגרעין של אטום, האלקטרונים באטום אחראים לתגובה הכימית המתרחשת.

תגובות כימיות כוללות:

• העברות
• אֲבֵדוֹת
• לְהַשִׂיג
• שיתוף אלקטרונים

על פי תורת האטום, החומר מוסבר על ידי סידור מחדש כדי לתת מולקולות חדשות. החומרים המעורבים בתגובה כימית והפרופורציות שבהן הם נוצרים באים לידי ביטוי במשוואות הכימיות המתאימות המהוות את הבסיס לביצוע סוגים שונים של חישובים כימיים.

תגובות גרעיניות אחראיות לדעיכה של הגרעין ואין להן שום קשר לאלקטרונים. כאשר גרעין מתפרק, הוא יכול לעבור לאטום אחר עקב אובדן נויטרונים או פרוטונים. בתגובה גרעינית, פרוטונים ונייטרונים מקיימים אינטראקציה בתוך הגרעין. בתגובות כימיות, אלקטרונים מגיבים מחוץ לגרעין.

תוצאה של תגובה גרעינית יכולה להיקרא כל ביקוע או היתוך. יסוד חדש נוצר עקב פעולת פרוטון או נויטרון. כתוצאה מתגובה כימית, חומר משתנה לחומר אחד או יותר עקב פעולת האלקטרונים. יסוד חדש נוצר עקב פעולת פרוטון או נויטרון.

כאשר משווים אנרגיה, תגובה כימית כרוכה רק בשינוי אנרגיה נמוך, ואילו לתגובה גרעינית יש שינוי אנרגיה גבוה מאוד. בתגובה גרעינית, שינויי האנרגיה הם בגודל 10^8 קילו-ג'יי. זה 10 - 10^3 קילו ג'ל/מול בתגובות כימיות.

בעוד שאלמנטים מסוימים הופכים לאחרים בגרעין, מספר האטומים נשאר ללא שינוי בחומר הכימי. בתגובה גרעינית, איזוטופים מגיבים אחרת. אבל כתוצאה מתגובה כימית, גם איזוטופים מגיבים.

למרות שתגובה גרעינית אינה תלויה בתרכובות כימיות, תגובה כימית תלויה מאוד בתרכובות כימיות.

קוֹרוֹת חַיִים

תגובה גרעינית מתרחשת בגרעין של אטום, האלקטרונים באטום אחראים על תרכובות כימיות.
1. תגובות כימיות כוללות העברה, אובדן, רווח ושיתוף של אלקטרונים מבלי לערב את הגרעין בתהליך. תגובות גרעיניות כרוכות בהתפרקות של גרעין ואין להן שום קשר לאלקטרונים.
2. בתגובה גרעינית, פרוטונים וניטרונים מגיבים בתוך הגרעין בתגובות כימיות, אלקטרונים מקיימים אינטראקציה מחוץ לגרעין.
3. כאשר משווים אנרגיות, תגובה כימית משתמשת רק בשינוי אנרגיה נמוך, ואילו לתגובה גרעינית יש שינוי אנרגיה גבוה מאוד.

בתקשורת ניתן לשמוע לעתים קרובות מילים רמות על נשק גרעיני, אך לעתים רחוקות מאוד מצוין יכולת ההרס של מטען נפץ מסוים, ולכן, ככלל, ראשי נפץ תרמו-גרעיניים בעלי קיבולת של מספר מגה-טון ופצצות האטום שהוטלו על הירושימה ונגסאקי. בתום מלחמת העולם השנייה עומדים על שוויון, שהכוח שלהם היה רק ​​15 עד 20 קילוטון, כלומר פי אלף פחות. מה עומד מאחורי הפער האדיר הזה ביכולות ההרס של הנשק הגרעיני?

יש טכנולוגיה ועקרון טעינה שונה מאחורי זה. אם "פצצות אטום" מיושנות, כמו אלו שהוטלו על יפן, פועלות על ביקוע טהור של גרעיני מתכות כבדות, אז מטענים תרמו-גרעיניים הם "פצצה בתוך פצצה", שהשפעתה הגדולה ביותר נוצרת על ידי סינתזה של הליום וההתפרקות של גרעינים של יסודות כבדים הוא רק המפוצץ של הסינתזה הזו.

קצת פיזיקה: מתכות כבדות הן לרוב אורניום עם תכולה גבוהה של איזוטופ 235 או פלוטוניום 239. הן רדיואקטיביות והגרעינים שלהן אינם יציבים. כאשר הריכוז של חומרים כאלה במקום אחד עולה בחדות עד לסף מסוים, תגובת שרשרת המקיימת את עצמה מתרחשת כאשר גרעינים לא יציבים, נשברים לחתיכות, מעוררים את אותה התפוררות של גרעינים שכנים עם השברים שלהם. ריקבון זה משחרר אנרגיה. המון אנרגיה. כך פועלים מטעני הנפץ של פצצות אטום, כמו גם כורים גרעיניים של תחנות כוח גרעיניות.

באשר לתגובה התרמו-גרעינית או הפיצוץ התרמו-גרעיני, מקום המפתח ניתן לתהליך שונה לחלוטין, כלומר סינתזה של הליום. בטמפרטורות ולחצים גבוהים, קורה שכאשר גרעיני מימן מתנגשים, הם נצמדים זה לזה ויוצרים יסוד כבד יותר - הליום. במקביל, משתחררת גם כמות עצומה של אנרגיה, כפי שמעידה השמש שלנו, שם סינתזה זו מתרחשת כל הזמן. מהם היתרונות של תגובה תרמו-גרעינית:

ראשית, אין הגבלה על הכוח האפשרי של הפיצוץ, מכיוון שהוא תלוי אך ורק בכמות החומר שממנו מתבצעת הסינתזה (לרוב נעשה שימוש בליתיום דאוטריד כחומר כזה).

שנית, אין תוצרי ריקבון רדיואקטיביים, כלומר אותם שברי גרעינים של יסודות כבדים, מה שמפחית משמעותית את הזיהום הרדיואקטיבי.

ובכן, שלישית, אין קשיים עצומים בייצור חומר נפץ, כמו במקרה של אורניום ופלוטוניום.

עם זאת, יש חסרון: נדרשות טמפרטורות עצומות ולחץ מדהים כדי להתחיל סינתזה כזו. כדי ליצור את הלחץ והחום הזה, נדרש מטען פיצוץ, שפועל על עיקרון של ריקבון רגיל של יסודות כבדים.

לסיכום, ברצוני לומר כי יצירת מטען גרעיני נפץ על ידי מדינה כזו או אחרת פירושה לרוב "פצצת אטום" בעלת הספק נמוך, ולא תרמו-גרעינית נוראה באמת המסוגלת למחוק מטרופולין גדול מהפנים. של כדור הארץ.

הפיצוץ אירע ב-1961. ברדיוס של כמה מאות קילומטרים ממקום הניסוי התקיים פינוי נמהר של אנשים, שכן מדענים חישבו שכל הבתים ללא יוצא מן הכלל ייהרסו. אבל אף אחד לא ציפה להשפעה כזו. גל הפיצוץ הקיף את כוכב הלכת שלוש פעמים. המזבלה נותרה "לוח ריק" כל הגבעות עליה נעלמו. בניינים הפכו לחול בשנייה. פיצוץ נורא נשמע ברדיוס של 800 קילומטרים.

אם אתה חושב שראש הנפץ האטומי הוא הנשק הנורא ביותר של האנושות, אז אתה עדיין לא יודע על פצצת המימן. החלטנו לתקן את השגיאה הזו ולדבר על מה זה. כבר דיברנו על ו.

קצת על הטרמינולוגיה ועקרונות העבודה בתמונות

כדי להבין איך נראה ראש נפץ גרעיני ומדוע, יש צורך לשקול את עקרון פעולתו, בהתבסס על תגובת הביקוע. ראשית, פצצת אטום מתפוצצת. הקליפה מכילה איזוטופים של אורניום ופלוטוניום. הם מתפרקים לחלקיקים, לוכדים נויטרונים. לאחר מכן, אטום אחד נהרס ומתחיל הביקוע של השאר. זה נעשה באמצעות תהליך שרשרת. בסוף, התגובה הגרעינית עצמה מתחילה. חלקי הפצצה הופכים לשלם אחד. המטען מתחיל לעלות על המסה הקריטית. בעזרת מבנה כזה משתחררת אנרגיה ומתרחש פיצוץ.

אגב, פצצה גרעינית נקראת גם פצצת אטום. ומימן נקרא תרמו-גרעיני. לכן, השאלה כיצד פצצת אטום שונה מפצצה גרעינית אינה נכונה מטבעה. זה אותו דבר. ההבדל בין פצצה גרעינית לפצצה תרמו-גרעינית הוא לא רק בשם.

התגובה התרמו-גרעינית מבוססת לא על תגובת הביקוע, אלא על דחיסה של גרעינים כבדים. ראש נפץ גרעיני הוא הנפץ או הפתיל של פצצת מימן. במילים אחרות, דמיינו חבית ענקית של מים. רקטה אטומית טבולה בו. מים הם נוזל כבד. כאן הפרוטון עם הצליל מוחלף בגרעין המימן בשני יסודות - דאוטריום וטריטיום:

• דאוטריום הוא פרוטון אחד ונויטרון. המסה שלהם כפולה מזו של מימן;
• טריטיום מורכב מפרוטון אחד ושני נויטרונים. הם כבדים פי שלושה ממימן.

ניסויים בפצצה תרמו-גרעינית

, סוף מלחמת העולם השנייה, החל מירוץ בין אמריקה לברית המועצות והקהילה העולמית הבינה שפצצת גרעינית או מימן חזקה יותר. כוח ההרס של הנשק האטומי החל למשוך כל צד. ארצות הברית הייתה הראשונה שיצרה וניסתה פצצה גרעינית. אבל עד מהרה התברר שזה לא יכול להיות גדול. לכן, הוחלט לנסות לייצר ראש נפץ תרמו-גרעיני. כאן שוב אמריקה הצליחה. הסובייטים החליטו לא להפסיד במירוץ ובחנו טיל קומפקטי אך רב עוצמה שניתן לשנע אפילו במטוס Tu-16 רגיל. ואז כולם הבינו את ההבדל בין פצצה גרעינית לפצצת מימן.

לדוגמה, ראש הנפץ התרמו-גרעיני האמריקאי הראשון היה גבוה כמו בית בן שלוש קומות. לא ניתן היה לשלוח אותו בהובלה קטנה. אבל אז, לפי ההתפתחויות של ברית המועצות, הממדים הופחתו. אם ננתח, נוכל להסיק שההרס הנורא הזה לא היה כל כך גדול. בהשוואה ל-TNT, כוח הפגיעה היה רק ​​כמה עשרות קילוטון. לכן נהרסו מבנים בשתי ערים בלבד, ובשאר חלקי הארץ נשמע קול פצצה גרעינית. אם זו הייתה רקטת מימן, כל יפן הייתה מושמדת לחלוטין עם ראש נפץ אחד בלבד.

פצצה גרעינית עם מטען רב מדי עלולה להתפוצץ בשוגג. תתחיל תגובת שרשרת ויתרחש פיצוץ. בהתחשב בהבדלים בין פצצות אטום גרעיניות למימן, ראוי לציין נקודה זו. אחרי הכל, ראש נפץ תרמו-גרעיני יכול להיות עשוי מכל כוח ללא חשש מפיצוץ ספונטני.

זה עניין את חרושצ'וב, שהורה ליצור את ראש הנפץ המימן החזק ביותר בעולם ובכך להתקרב לזכייה במירוץ. נראה לו ש-100 מגה טון זה אופטימלי. מדענים סובייטים דחפו את עצמם בכוח והצליחו להשקיע 50 מגה-טון. הניסויים החלו באי נובאיה זמליה, שם היה מגרש אימונים צבאי. עד היום, הצאר בומבה נקרא הפצצה הגדולה ביותר שהתפוצצה על פני כדור הארץ.

הפיצוץ אירע ב-1961. ברדיוס של כמה מאות קילומטרים ממקום הניסוי התקיים פינוי נמהר של אנשים, שכן מדענים חישבו שכל הבתים ללא יוצא מן הכלל ייהרסו. אבל אף אחד לא ציפה להשפעה כזו. גל הפיצוץ הקיף את כוכב הלכת שלוש פעמים. המזבלה נותרה "לוח ריק" כל הגבעות עליה נעלמו. בניינים הפכו לחול בשנייה. פיצוץ נורא נשמע ברדיוס של 800 קילומטרים. כדור האש מהשימוש בראש נפץ כמו הפצצה הגרעינית הרונית המשחתת האוניברסלית ביפן היה גלוי רק בערים. אבל מרקטת המימן היא עלתה בקוטר של 5 קילומטרים. פטריית האבק, הקרינה והפיח גדלה 67 קילומטרים. לדברי מדענים, קוטר הכובע שלו היה מאה קילומטרים. רק תארו לעצמכם מה היה קורה אילו הפיצוץ היה מתרחש בגבולות העיר.

סכנות מודרניות בשימוש בפצצת המימן

כבר בדקנו את ההבדל בין פצצת אטום לתרמו-גרעינית. עכשיו תארו לעצמכם מה היו ההשלכות של הפיצוץ אם הפצצה הגרעינית שהוטלה על הירושימה ונגסאקי הייתה פצצת מימן עם מקבילה נושאית. לא יישאר זכר מיפן.

בהתבסס על תוצאות הבדיקה, מדענים הגיעו למסקנה את ההשלכות של פצצה תרמו-גרעינית. יש אנשים שחושבים שראש נפץ מימן נקי יותר, כלומר הוא אינו רדיואקטיבי למעשה. זאת בשל העובדה שאנשים שומעים את השם "מים" וממעיטים בהשפעתם המבישה על הסביבה.

כפי שכבר הבנו, ראש נפץ מימן מבוסס על כמות עצומה של חומרים רדיואקטיביים. אפשר לייצר רקטה ללא מטען אורניום, אך עד כה לא נעשה בכך שימוש בפועל. התהליך עצמו יהיה מאוד מורכב ויקר. לכן, תגובת ההיתוך מדוללת באורניום ומתקבלת כוח נפץ עצום. הנשורת הרדיואקטיבית הנופלת באופן בלתי נמנע על יעד הירידה גדלה ב-1000%. הם יפגעו בבריאותם של מי שנמצאים עשרות אלפי קילומטרים מהמוקד. כאשר מפוצץ, נוצר כדור אש ענק. כל מה שמגיע ברדיוס הפעולה שלו נהרס. האדמה החרוכה עשויה להיות בלתי ראויה למגורים במשך עשרות שנים. שום דבר לא יצמח על פני שטח עצום. ולדעת את חוזק המטען, באמצעות נוסחה מסוימת, אתה יכול לחשב את השטח המזוהם תיאורטית.

גם ראוי להזכירעל השפעה כזו כמו חורף גרעיני. הרעיון הזה אפילו יותר נורא מערים שנהרסו ומאות אלפי חיי אדם. לא רק אתר המזבלה ייהרס, אלא למעשה העולם כולו. בהתחלה, רק טריטוריה אחת תאבד את מעמדה ראוי למגורים. אבל לאטמוספירה ישתחרר חומר רדיואקטיבי, שיפחית את בהירות השמש. כל זה יתערבב עם אבק, עשן, פיח ויוצר צעיף. זה יתפשט על פני כדור הארץ. היבולים בשדות יושמדו עוד כמה עשורים. השפעה זו תעורר רעב על פני כדור הארץ. האוכלוסייה תפחת מיד פי כמה. והחורף הגרעיני נראה יותר מאמיתי. ואכן, בהיסטוריה של האנושות, וליתר דיוק, ב-1816, היה ידוע מקרה דומה לאחר התפרצות געשית חזקה. הייתה שנה ללא קיץ על הפלנטה באותה תקופה.

ספקנים שאינם מאמינים בצירוף מקרים כזה של נסיבות יכולים להשתכנע על ידי חישובים של מדענים:

1. כשכדור הארץ מתקרר במעלה, אף אחד לא ישים לב לזה. אבל זה ישפיע על כמות המשקעים.
2. בסתיו תחול התקררות של 4 מעלות. בשל היעדר גשם, יתכנו כשלים ביבול. הוריקנים יתחילו אפילו במקומות שבהם הם מעולם לא היו קיימים.
3. כשהטמפרטורות יורדות עוד כמה מעלות, כוכב הלכת יחווה את השנה הראשונה שלו ללא קיץ.
4. אחריו יגיע עידן הקרח הקטן. הטמפרטורה יורדת ב-40 מעלות. אפילו תוך זמן קצר זה יהיה הרסני עבור כדור הארץ. על פני כדור הארץ יהיו כשלים ביבול והכחדה של אנשים החיים באזורים הצפוניים.
5. אחר כך יגיע עידן הקרח. השתקפות של קרני השמש תתרחש מבלי להגיע לפני השטח של כדור הארץ. בשל כך, טמפרטורת האוויר תגיע לרמה קריטית. יבולים ועצים יפסיקו לצמוח על הפלנטה, והמים יקפאו. זה יוביל להכחדה של רוב האוכלוסייה.
6. מי שישרוד לא ישרוד את התקופה האחרונה - מכת קור בלתי הפיכה. האופציה הזו עצובה לחלוטין. זה יהיה הסוף האמיתי של האנושות. כדור הארץ יהפוך לכוכב חדש, שאינו מתאים למגורים אנושיים.

עכשיו לגבי סכנה אחרת. ברגע שרוסיה וארצות הברית יצאו משלב המלחמה הקרה, הופיע איום חדש. אם שמעתם על מי זה קים ג'ונג איל, אז אתם מבינים שהוא לא יעצור שם. אוהב הטילים, העריץ והשליט של צפון קוריאה, כולם התגלגלו לאחד יכול בקלות לעורר סכסוך גרעיני. הוא מדבר על פצצת המימן ללא הרף ומציין שבחלקו בארץ יש כבר ראשי נפץ. למרבה המזל, אף אחד לא ראה אותם עדיין בשידור חי. רוסיה, אמריקה, כמו גם שכנותיה הקרובות ביותר - דרום קוריאה ויפן, מודאגות מאוד אפילו מהצהרות היפותטיות כאלה. לכן, אנו מקווים שהפיתוחים והטכנולוגיות של צפון קוריאה לא יהיו ברמה מספקת במשך זמן רב כדי להרוס את העולם כולו.

לעיון. בקרקעית האוקיינוסים בעולם שוכנות עשרות פצצות שאבדו במהלך ההובלה. ובצ'רנוביל, שהיא לא כל כך רחוקה מאיתנו, עדיין מאוחסנים מאגרי אורניום עצומים.

כדאי לשקול האם ניתן לאפשר השלכות כאלה לצורך בדיקת פצצת מימן. ואם יתרחש סכסוך עולמי בין המדינות בעלות הנשק הזה, לא יישארו מדינות, לא אנשים או שום דבר בכלל על הפלנטה, כדור הארץ יהפוך ללוח ריק. ואם נשקול כיצד פצצה גרעינית שונה מפצצה תרמו-גרעינית, הנקודה העיקרית היא כמות ההרס, כמו גם ההשפעה שלאחר מכן.

עכשיו מסקנה קטנה. הבנו שפצצה גרעינית ופצצת אטום זה אותו דבר. זה גם הבסיס לראש נפץ תרמו-גרעיני. אבל השימוש לא באחד ולא באחר אינו מומלץ, אפילו לבדיקה. קול הפיצוץ ואיך נראה התוצאה היא לא הדבר הגרוע ביותר. זה מאיים על חורף גרעיני, מותם של מאות אלפי תושבים בבת אחת והשלכות רבות על האנושות. למרות שיש הבדלים בין מטענים כמו פצצת אטום ופצצה גרעינית, ההשפעה של שניהם הרסנית לכל היצורים החיים.