Kodolieroči

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Nagasaki atombumbas sēnes mākonis 1945. gadā

Kodolieroči ir ieroči, kuros izmantota kodolreakciju enerģiju. Tiem piemīt milzīgs iznīcinošs spēks. Kodolieroči karā tikuši lietoti divas reizes — Otrā pasaules kara noslēgumā ASV tos lietoja pret Japānas pilsētām Hirosimu un Nagasaki. Šo sprādzienu rezultātā gāja bojā ap 200 000 cilvēku (ieskaitot arī tos, kas dažu mēnešu laikā nomira no radiācijas ietekmes).[1] Kodolieroču izstrādāšanai un attīstīšanai kopš 1945. gada ir veikti 2055 izmēģinājuma sprādzieni. Visvairāk izmēģinājumus veikušas ASV (1032) un PSRS (715). 20. gadsimta 90. gados izmēģinājumi pakāpeniski tika pārtraukti. Tomēr 21. gadsimtā ir uzsākusi izmēģinājumus Ziemeļkoreja, kas veikusi trīs izmēģinājumus (2006, 2009. un 2013. gadā).[2]

Darbības princips[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pēc darbības principa izšķir divu veidu kodolieročus. Sākotnēji tika izstrādātas atombumbas, kurās izmantoja atomu kodolu dalīšanās procesu. Šādu kodolieroču izgatavošanai tiek izmantots ar urāna-235 izotopu bagātināts (parasti tas ir vairāk kā 85%) urāns vai plutonijs-239. Šiem izotopiem raksturīga īpašība ir spēja pie noteiktas kritiskās masas ierosināt nekontrolējamu kodolu dalīšanās reakciju, kuras rezultātā izdalās ļoti liels enerģijas daudzums.

Otrs kodolieroču veids ir kodoltermiskā jeb ūdeņraža bumba, kurā tiek izmantota kodolsintēze. Šī veida kodolieročos kā degviela tiek izmantots ūdeņradis (precīzāk — litija-6 deiterīds, kas ir litija izotopa ar atommasu 6 savienojums ar ūdeņraža izotopu deitēriju). Ūdeņraža bumbas ir simtiem reižu spēcīgākas par atombumbām (parasto atombumbu izmanto kā ūdeņraža bumbas detonatoru). Pirmais ASV ūdeņraža bumbas izmēģinājums notika 1952. gadā Bikini atolā. Pati spēcīgākā ūdeņraža bumba Царь-бомба (iesaukta par "Kuzjas māti") (50 megatonnas trotila ekvivalenta) tika uzspridzināta 1961. gadā Novaja Zemļas arhipelāgā (PSRS).[2]

Kodolsprādziena ietekme uz apkārtējo vidi, cilvēkiem un dzīvniekiem[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kodolsprādziena izplatīšanos var iedalīt piecos posmos. Tie ir – elektromagnētiskais impulss, caurspiedīgā reakcija, radioaktīvais saindējums, triecienvilnis un gaismas starojums. Piemēram, virszemes kodolsprādzienu pavada apžilbinošs uzliesmojums, kas redzams vairāku desmitu kilometru attālumā, griezīga, pērkona grāvienam līdzīga skaņa, un veidojas ugunīga puslode, kura pakāpeniski pārvēršas mutuļojošā mākonī, kas strauji ceļas uz augšu.

Triecienvilnis ir stipri saspiesta gaisa josla, kas ar virsskaņas ātrumu izplatās uz visām pusēm no sprādziena centra, savā ceļā radot postījumus. Sprāgstot kodolbumbai, kuras jauda ir 20kT, triecienvilnis 1 km attālumu veic 2 s, 2 km – 5 s, 3 km – 8 s. Vispirms redzams kodolsprādziena uzliesmojums, pēc tam izplatās triecienvilnis.

Cilvēkus, kuri atrodas klajā vietā, triecienvilnis ievaino, radot dažādas traumas. Vissmagākie ievainojumi (traumas) rodas tad, ja spiediens ir lielāks par 1 kg/cm2, kas var izraisīt nāvi. Lai pasargātu cilvēkus no triecienviļņa ietekmes, var izmantot tranšejas, ierakumus vai citas iedziļinātas būves, kā arī dabiskas paslēptuves, piemēram, gravas vai ieplakas. Apvidus reljefs var pavājināt vai pastiprināt triecienviļņa iedarbību.

Gaismas starojums ir kodolsprādziena spīdošā zona – ugunīga puslode, kuras temperatūra sasniedz vairākus miljonus grādu. Iedarbības ilgums ir dažas sekundes, līdz ugunīgā lode izzūd. Blīvi mākoņi var samazināt starojumu 10 – 20 reizes. Arī migla, lietus, sniegs, putekļi un dūmi krasi pavājina gaismas iedarbību. Gaismas starojums cilvēkiem un dzīvniekiem, kuri atrodas atklātā vietā, var radīt dažādas pakāpes apdegumus, kā arī var novest pie redzes zuduma. Gaismas starojums var izraisīt ugunsgrēkus. Ja divās sekundēs pēc sprādziena uzliesmojuma var paspēt paslēpties, tad gaismas starojuma iedarbība samazinās 2 – 3 reizes. Pilnīgi no gaismas starojuma pasargā patvertnes un paslēptuves.

Caurspiedīgā radiācija ir gamma staru un neitronu plūsma, kura tiek radiāli izstarota no kodolsprādziena zonas. Caurspiedīgās radiācijas darbības laiks ir 10 – 15 sekundes no sprādziena brīža. Gammas stari un neitroni jonizē dzīvo audu molekulas, rada traucējumus organisma šūnu dzīvības procesos, samazina asinīs balto un sarkano asinsķermenīšu procentuālo sastāvu, rada traucējumus vielmaiņā, organisma vispārējo nespēku. Organismā samazinās aizsargspējas pret infekcijas slimībām. Atkarībā no saņemtās apstarojuma devas, ko mēra zīvertos (Sv), iespējama saslimšana ar staru slimību.

Caurspiedīgās radiācijas iedarbības rezultātā stikls kļūst tumšāks, tiek sabojāta radioelektroniskā aparatūra. Izejot cauri jebkuram materiālam, caurspiedīgās radiācijas iedarbība kļūst vājāka. Visvairāk caurspiedīgās radiācijas iedarbību vājina dažādas paslēptuves: ar grunti pārsegta tranšeja – 40 reizes, daudzstāvu ēkas pagrabtelpa – 1000 reizes. Patvertnes, kas paredzētas aizsardzībai pret triecienvilni, pasargā arī no caurspiedīgās radiācijas.

Apvidus radioaktīvais saindējums. Apvidus, ūdens, un gaisa radioaktīvais saindējums rodas no radioaktīvajām vielām kodolsprādziena mākonī. Radioaktīvās vielas pakāpeniski nosēžas uz zemes virsmas mākoņu pārvietošanās virzienā un izveido radioaktīvi saindētu joslu. Apvidus radioaktīvā saindējuma pakāpe un saindējuma zonu apmēri atkarīgi no kodolsprādziena veida un jaudas, munīcijas tipa, meteoroloģiskajiem apstākļiem, apvidus reljefa. Visstiprāko radioaktīvo saindējumu izraisa virszemes sprādzieni. Radioaktīvais mākonis paceļas 20 km un lielākā augstumā, un sasniedz diametrā vairākus kilometrus. Augšupejošās gaisa plūsmas līdz ar tūkstošiem tonnu iztvaicētas grunts aizrauj līdzi ugunīgā lodē arī milzīgu daudzumu grunts putekļu. Šī plūsma 10 – 12 minūšu laikā sasniedz galējo augstumu. Pacelšanās un atdzišanas laikā plūsmā esošie kodolsprādziena produkti un kodollādiņa neizreaģējusī daļa sajaucas ar grunts putekļiem. No mākoņa, tam paceļoties un virzoties uz priekšu vēja virzienā, simtiem kilometru attālumā no sprādziena vietas uz zemes nogulsnējas radioaktīvās vielas.

Elektromagnētiskais impulss. Kodolsprādziena laikā apkārtējā vidē momentāni izplūst milzīgs daudzums gamma kvantu un neitronu. Savstarpēji iedarbojoties ar vidē esošajiem atomiem, tie veido elektromagnētiskos laukus, kuri rada elektrisko strāvu un spriegumu elektropārvades līniju gaisa vados un apakšzemes kabeļos, radiostaciju antenās. Izplatoties lielos attālumos, inducētais elektromagnētiskais impulss izraisa bojājumus radioelektroniskajā aparatūrā, rada traucējumus elektriskajās iekārtās, var traumēt personālu, kas apkalpo aparatūru. Kā aizsardzības līdzekļus var izmantot ierīces, kādas lieto aizsardzībai pret zibens izlādi.

Kodolsprādziena postījumu zonu aprēķināšana[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kodolsprādziena postījumu rajona laukumu var uzskatīt par riņķa laukumu un aprēķināt pēc formulas

S=πR2,

kur r ir postījumu rajona rādiuss (to punktu attālums no sprādziena centra, kuros spiediens ir 0.1 kg/cm2); šo attālumu nosaka pēc speciāli izveidotas tabulas vai aprēķina. Piemēram, ja 10 MT jaudas kodollādiņa postījuma rajona rādiuss R=25km, tad postījuma rajona laukums ir S=πR2=3,14*252=1962,5 km2

Kodolsprādziena postījumu rajona zonu laukumus aprēķina pēc šādām formulām:

1) Pilnīgu postījumu zonas laukums (riņķa laukums)                                           

S1=πR12

2) Stipru postījumu zonas laukums (gredzena laukums)                                          

S2=π(R22-R12)

3) Vidēju postījumu zonas laukums (gredzena laukums)  

S3=π(R32-R22)

4) Vāju postījumu zonas laukums (gredzena laukums)                                                    

S4=π(R42-R32)

Šajās formulās R1, R2, R3 un R4 ir postījumu rajona attiecīgo zonu rādiusi, t.i., to punktu attālumi no sprādziena centra, kuros spiediens ir 0,5 kg/cm2, 0.3 kg/cm2 un  0.1 kg/cm2. Kā redzams, R4=R.

Saskaņā ar teorētiskiem pētījumiem, dažādas jaudas kodoltermisko sprādzienu un kodolsprādzienu triecienviļņa postījumu zonu rādiusu attiecības ir proporcionālas kubsaknei no trotila ekvivalentu attiecības.

Kodolvalstis[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Par kodolieroču esamību savā teritorijā ir paziņojušas ASV,[3] Krievija, Apvienotā Karaliste, Francija, Ķīna, Indija, Pakistāna un Ziemeļkoreja. Ļoti ticams, ka kodolieroči ir arī Izraēlai, kaut arī tā atsakās to apstiprināt vai noliegt.[4] Tiek uzskatīts, ka Irāna mēģina izstrādāt kodolieročus.[5]

Saskaņā ar Amerikāņu zinātnieku federācijas datiem par 2014. gadu, pasaulē ir vairāk nekā 16 000 kodolgalviņas, no kurām ap 4200 ir operacionālā gatavībā.[6]

Skatīt arī[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. Frequently Asked Questions #1. Radiation Effects Research Foundation. Atjaunināts: Sep 28, 2014.
  2. 2,0 2,1 Nuclear Testing 1945 - today. CTBTO. Atjaunināts: Sep 28, 2014.
  3. Pentagons: ASV rīcībā ir 5113 kodolgalviņu. Delfi.lv (2010. gada 4. maijā). Atjaunināts: 2013. gada 25. aprīlī.
  4. Nuclear Weapons – Israel. Fas.org (Jan 8, 2007).
  5. Iran's Nuclear Timetable. iranwatch.org.
  6. Federation of American Scientists: Status of World Nuclear Forces. Fas.org.

Literatūra[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  • P. Jegorovs, I. Šļahovs, N. Alabins «Civilā aizsardzība.»
  • D. Anaņjevskis, B. Mazahovs, J. Kovaļevs, J. Skvorcovs «Jautājumi un atbildes civilajā aizsardzībā.
  • А. В. Иллеш, А. Е. Пральников «Репортаж из Чернобыля.»