Ալբերտ Էյնշտեյնի բացահայտումը ատոմային մակարդակում նյութերի մեծ քանակությամբ էներգիա ազատելու ունակության մասին նշանավորեց միջուկային ֆիզիկայի սկիզբը: 1930-ականներին հետազոտողները լաբորատորիայում նմանակեցին օդային միջուկային պայթյունը, սակայն փորձը ձեռք բերեց վտանգված խաղաղ կյանքը Երկրի վրա:
Գործողության սկզբունք
Օդային միջուկային պայթյունի համար անհրաժեշտ է ստեղծել որոշակի պայմաններ, որոնք հրահրում են պայթյուն: Սովորաբար TNT կամ RDX օգտագործվում են որպես դետոնատորներ, որոնց ազդեցության տակ ռադիոակտիվ նյութը (սովորաբար ուրան կամ պլուտոնիում) 10 վայրկյանում սեղմվում է կրիտիկական զանգվածի, այնուհետև տեղի է ունենում էներգիայի հզոր արտազատում։ Եթե ռումբը ջերմամիջուկային է, ապա դրանում տեղի է ունենում թեթև տարրերի ավելի ծանրի վերածելու գործընթացը։ Այս դեպքում արտազատվող էներգիան իր հետ տանում է ավելի հզոր պայթյուն։
Միջուկային ռեակտորը կարող է օգտագործվել նաև խաղաղ նպատակներով, քանի որ տրոհումը կարող է վերահսկվել: Դրա համար օգտագործվում են նեյտրոններ կլանող սարքեր։ Նման տեղադրման մեջ տեղի ունեցող գործընթացները միշտ հավասարակշռության մեջ են: Նույնիսկեթե պարամետրերում աննշան փոփոխություններ կան, համակարգը ժամանակին մարում է դրանք և վերադառնում գործառնական ռեժիմին: Արտակարգ իրավիճակներում տարրերը ավտոմատ կերպով վերակայվում են՝ շղթայական ռեակցիան դադարեցնելու համար:
Առաջին փորձ
Հայտնաբերվել է Էյնշտեյնի կողմից և հետագայում ուսումնասիրվել միջուկային ֆիզիկոսների կողմից՝ էներգիայի արտազատումը հետաքրքրում է ոչ միայն գիտնականներին, այլև զինվորականներին: Նոր զենքեր ձեռք բերելու հնարավորությունը, որը կարող էր փոքր քանակությամբ նյութից հզոր պայթյուններ ստեղծել, հանգեցրեց ռադիոակտիվ տարրերի հետ փորձերի։
Ֆիզիկապես զգալի վնասակար ազդեցություն ունեցող պայթյունի հավանականությունն ապացուցել է ֆրանսիացի գիտնական Ժոլիո-Կյուրին։ Նա հայտնաբերեց շղթայական ռեակցիա, որը դարձավ էներգիայի հզոր աղբյուր։ Այնուհետև նա նախատեսում էր փորձեր կատարել դեյտերիումի օքսիդի հետ, բայց Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի պայմաններում դա անհնար էր անել Ֆրանսիայում, ուստի ապագայում բրիտանացի գիտնականները ձեռնամուխ եղան ատոմային զենքի մշակմանը::
Առաջին պայթուցիկ սարքը փորձարկվել է 1945 թվականի ամռանը Ամերիկայում։ Այսօրվա չափանիշներով ռումբը քիչ ուժ ուներ, սակայն այդ ժամանակ ստացված ազդեցությունը գերազանցեց բոլոր սպասելիքները։ Պայթյունի ուժգնությունը և հարակից տարածքի վրա ազդեցությունը հսկայական է եղել։
Արդյունքներ
Կատարվել են փորձարկումներ օդամիջուկային պայթյունի բնութագրերը որոշելու համար։ Ներկաները հետագայում նկարագրեցին իրենց տեսածը։ Նրանք մի քանի հարյուր կիլոմետր հեռավորության վրա նկատեցին պայծառ լուսավոր կետ: Հետո այն վերածվեց հսկայական գնդակի, լսվեց շատ բարձր ձայն, իսկ կիլոմետրերովհարվածային ալիքը գլորվեց. Օդապարիկը պայթել է՝ հետևում թողնելով սնկի տեսքով տասներկու կիլոմետրանոց ամպ։ Պայթյունի վայրում խառնարան է մնացել՝ տասնյակ մետր խորությամբ և լայնությամբ: Նրա շուրջը մի քանի հարյուր մետր հողը վերածվեց անշունչ, փոսերով հողի։
Միջուկային պայթյունի ժամանակ օդի ջերմաստիճանը զգալիորեն աճել է, և մթնոլորտն ինքնին կարծես դարձել է ավելի խիտ: Դա զգացել են անգամ ապաստարանում գտնվող էպիկենտրոնից հեռու գտնվող ականատեսները։ Նրանց տեսածի մասշտաբները ապշեցուցիչ էին, քանի որ ոչ ոք չէր պատկերացնում, թե ինչ ուժի հետ են կանգնելու։ Եզրակացվեց, որ թեստերը հաջող են անցել։
Օդային միջուկային պայթյունի վնասակար գործոնները
Զինվորականներն անմիջապես հասկացան, որ նոր զենքը կարող է որոշել ցանկացած պատերազմի ելքը: Բայց այն ժամանակ ոչ ոք չէր մտածում միջուկային պայթյունի վնասակար գործոնների ազդեցության մասին։ Գիտնականները ուշադրություն են դարձրել միայն դրանցից ամենաակնհայտին.
- հարվածային ալիք;
- լույսի արտանետում.
Այն ժամանակ ոչ ոք չգիտեր ռադիոակտիվ աղտոտման և իոնացնող ճառագայթման մասին, թեև հետագայում ամենավտանգավորը թափանցող ճառագայթումն էր։ Այսպիսով, եթե ավերածությունները և ավերածությունները տեղայնացվել են օդային միջուկային պայթյունի էպիկենտրոնից մի քանի հարյուր մետր հեռավորության վրա, ապա ճառագայթային քայքայման արտադրանքի ցրման տարածքը երկարաձգվել է հարյուրավոր կիլոմետրերով: Մարդը ստացել է առաջին ազդեցությունը, որը հետագայում սրվել է մոտակա տարածքներում ճառագայթման անկման հետևանքով:
Նաև գիտնականները դեռ չգիտեին, որ ազդեցության տակՄիջուկային պայթյունի օդային հարվածի ալիքը առաջացնում է էլեկտրամագնիսական իմպուլս, որը կարող է անջատել ամբողջ էլեկտրոնիկան հարյուրավոր կիլոմետր հեռավորության վրա: Այսպիսով, առաջին փորձարկողները չէին էլ կարող պատկերացնել, թե որքան հզոր է զենքը ստեղծվել, և որքան աղետալի կարող են լինել դրա կիրառման հետևանքները։
Պայթյունների տեսակները
Օդային միջուկային պայթյուններն իրականացվում են տրոպոսֆերայի բարձրության վրա, այսինքն՝ երկրի մակերևույթից 10 կմ բարձրության վրա։ Բայց նրանցից բացի կան նաև այլ տեսակներ, օրինակ՝
- Երկրի կամ ջրի մակերեսին համապատասխանաբար անցկացված ցամաքային կամ ջրից վեր: Հրագնդիկ, որը ընդլայնվում է բռնկումից, մինչդեռ թվում է, թե արևը ծագում է հորիզոնի հետևից:
- Մթնոլորտում անցկացված բարձր բարձրության վրա. Միևնույն ժամանակ, լուսապայծառը շատ մեծ չափեր ունի, այն կախված է օդում և չի դիպչում երկրին կամ ջրի մակերեսներին։
- Ստորգետնյա կամ ստորջրյա հանդիպում են երկրակեղևի հաստությամբ կամ խորության վրա: Սովորաբար ֆլեշ չկա։
- Տիեզերք. Դրանք տեղի են ունենում երկրագնդից հարյուրավոր կիլոմետրեր հեռավորության վրա, շրջմոլորակային տարածությունից դուրս և ուղեկցվում են լուսավոր մոլեկուլների ամպով:
Տարբեր տեսակները տարբերվում են ոչ միայն բռնկումով, այլ նաև արտաքին այլ հատկանիշներով, ինչպես նաև վնասող գործոններով, պայթյունի ուժգնությամբ, դրա արդյունքներով և հետևանքներով։
Գետնային փորձարկում
Առաջին ռումբերը փորձարկվել են անմիջապես երկրի մակերևույթի վրա։ Հենց այս տեսակի պայթյուններն են ուղեկցվում հստակ սնկային ամպովօդը և հողի մեջ մի քանի տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր մետր երկարությամբ խառնարան: Գրունտային պայթյունն ամենասարսափելին է թվում, քանի որ գետնից ցածր սավառնող ամպը գրավում է ոչ միայն փոշին, այլև հողի զգալի մասը, ինչը այն դարձնում է գրեթե սև: Հողի մասնիկները խառնվում են քիմիական տարրերի հետ և հետո ընկնում գետնին, ինչը տարածքը դարձնում է ռադիոակտիվ աղտոտված և ամբողջովին անմարդաբնակ: Ռազմական նպատակներով դա կարող է օգտագործվել հզոր շենքեր կամ օբյեկտներ ոչնչացնելու, հսկայական տարածքներ վարակելու համար։ Քայքայիչ էֆեկտն ամենահզորն է։
Մակերեւութային պայթյուններ
Թեստերը կատարվում են նաև ջրի մակերեսի վերևում։ Այս դեպքում ամպը կազմված կլինի ջրի փոշուց, որը նվազեցնում է լույսի ճառագայթման ինտենսիվությունը, սակայն ռադիոակտիվ մասնիկներ է տանում մեծ հեռավորությունների վրա, ինչի արդյունքում դրանք տեղումների հետ միասին կարող են ընկնել փորձարկման վայրից հազար կիլոմետր հեռավորության վրա։
Ռազմական նպատակներով դա կարող է օգտագործվել ռազմածովային բազաները, նավահանգիստներն ու նավերը ոչնչացնելու կամ ջրերն ու ափերը աղտոտելու համար։
Օդային պայթյուններ
Այս տեսակը կարող է արտադրվել գետնից մեծ հեռավորության վրա (այս դեպքում այն կոչվում է բարձր) կամ փոքր հեռավորության վրա (ցածր): Որքան բարձր է պայթյունը, այնքան քիչ նմանություններ ունի բարձրացող ամպը սնկի ձևի հետ, քանի որ գետնից փոշու սյունը չի հասնում դրան։
Այս ձևի բռնկումը շատ վառ է, ուստի այն կարելի է տեսնել էպիկենտրոնից հարյուրավոր կիլոմետրեր հեռավորության վրա: Նրանից պայթող գնդիկ՝ չափված ջերմաստիճանովմիլիոնավոր աստիճաններ Ցելսիուսի վրա, բարձրանում է վերև և ուղարկում հզոր լույսի ճառագայթում: Այս ամենն ուղեկցվում է բարձր ձայնով, որը անորոշ կերպով հիշեցնում է ամպրոպ։
Երբ գնդակը սառչում է, այն վերածվում է ամպի, որը ստեղծում է օդի հոսք, որը փոշի է հավաքում մակերեսից: Ստացված սյունը կարող է հասնել ամպին, եթե այն գետնից շատ բարձր չէ: Երբ ամպը սկսում է ցրվել, օդի հոսքը թուլանում է։
Նման պայթյունի արդյունքում օդում գտնվող առարկաները, կառույցները և դրա շրջակայքում գտնվող մարդիկ կարող են հարվածվել։
Մարտական օգտագործում
Հիրոսիման և Նագասակին միակ քաղաքներն են, որոնց դեմ միջուկային զենք է կիրառվել։ Այնտեղ տեղի ունեցած ողբերգությունն աննման էր։
Բնակիչները զգացել են օդային միջուկային պայթյունի ազդեցությունը, որը սկսվել է երկրի մակերևույթից փոքր հեռավորության վրա և դասակարգվել որպես ցածր: Միաժամանակ հիմնովին ավերվել են ենթակառուցվածքները, զոհվել է մոտ 200 հազար մարդ։ Նրանց երկու երրորդն ակնթարթորեն մահացել է։ Նրանք, ովքեր գտնվում էին էպիկենտրոնում, հրեշավոր ջերմաստիճանից տրոհվել են մոլեկուլների: Նրանցից լույսի արտանետումը ստվերներ է թողել պատերին։
Մարդիկ, ովքեր գտնվում էին էպիկենտրոնից ավելի հեռու, մահացան միջուկային պայթյունի հարվածային ալիքից և գամմա ճառագայթումից: Փրկվածներից ոմանք ստացել են ճառագայթման մահացու չափաբաժին, սակայն բժիշկները դեռ չգիտեին ճառագայթային հիվանդության մասին, ուստի ոչ ոք չէր հասկանում, թե ինչու, ապաքինման երևակայական նշաններից հետո, հիվանդների վիճակը վատթարացավ: Բժիշկները դա համարեցինդիզենտերիա, սակայն 3-8 շաբաթվա ընթացքում ծանր փսխում զարգացած հիվանդները մահացել են: Հիրոսիմայի և Նագասակիի ատոմային ռմբակոծություններից փրկվածների տարօրինակ հիվանդությունը խթան հանդիսացավ միջուկային բժշկության ոլորտում հետազոտությունների մեկնարկի համար։
Բարձր բարձրության պայթյուններ
Ճապոնական քաղաքների ռմբակոծումից հետո միջուկային զենքերը չեն օգտագործվել մարտական նպատակներով, սակայն դրանց հնարավորությունների ուսումնասիրությունները շարունակվել են տարբեր վայրերում։ Մթնոլորտային վարժությունները հնարավորություն են տվել հասկանալ, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ բարձրության վրա պայթյուն է տեղի ունենում։ Պարզվել է, որ երբ կենտրոնը գտնվում է երկրի մակերևույթից 10 կմ հեռավորության վրա, միջուկային պայթյունի համեմատաբար փոքր ալիք է առաջանում, բայց լույսը և ճառագայթային ճառագայթումը միաժամանակ մեծանում են։ Որքան բարձր է եղել պայթյունը, այնքան ուժեղանում է իոնացումը, որն ուղեկցվում է ռադիոսարքավորումների խափանումով։
Մակերևույթից այս ամենը նման է մեծ պայծառ փայլի, որին հաջորդում է ջրածնի, ածխածնի և ազոտի գոլորշիացող մոլեկուլների ամպը: Օդի հոսքը չի հասնում գետնին, ուստի փոշու սյուն չկա: Նաև տարածքի աղտոտումը գործնականում չկա, քանի որ օդային զանգվածները թույլ են շարժվում բարձր բարձրության վրա, հետևաբար նման միջուկային պայթյունի նպատակը կարող է լինել ինքնաթիռների, հրթիռների կամ արբանյակների ոչնչացումը։
Ստորգետնյա թեստեր
Վերջերս երկրների միջև համաձայնություն է ձեռք բերվել, որը կարգավորում է միջուկային փորձարկումները և պահանջում է, որ դրանք իրականացվեն միայն ստորգետնյա, ինչը նվազագույնի է հասցնում աղտոտվածությունը և փորձարկման վայրերի շուրջ ստեղծված անբնակելի տարածքները։
Ստորգետնյա թեստերը համարվում են ամենաքիչ վտանգավորը, քանի որ գործողությանբոլոր վնասակար գործոնները հաշվի են առնում ցեղատեսակը: Միևնույն ժամանակ, անհնար է տեսնել լուսավոր փայլատակումներ կամ սնկային ամպ, դրանից միայն փոշու սյուն է մնում։ Բայց հարվածային ալիքը հանգեցնում է երկրաշարժի և հողի փլուզման։ Սովորաբար այն օգտագործվում է խաղաղ նպատակներով, ազգային տնտեսական խնդիրների լուծման համար։ Օրինակ, այս կերպ դուք կարող եք ոչնչացնել լեռնաշղթաները կամ ստեղծել արհեստական ջրամբարներ։
Ստորջրյա փորձարկում
Ջրի տակ պայթյուններն ավելի սարսափելի հետևանքներ են ունենում. Նախ, հայտնվում է լակի սյունակ, որը բարձրանում է ռադիոակտիվ մառախուղի ամպի վրա: Միաժամանակ ջրի մակերեսին գոյանում են մետրանոց ալիքներ, որոնք ոչնչացնում են նավերն ու ստորջրյա կառույցները։ Այնուհետև հարակից տարածքները աղտոտվում են ցրող ամպի պատճառով, որը հորդում է ռադիոակտիվ անձրև։
Պաշտպանիչ միջոցառումներ
Միջուկային պայթյունը սպանում է ամեն ինչ իր ճանապարհին և ոչնչացնում է բոլոր նյութական առարկաները: Նրա էպիկենտրոնում հայտնված մարդիկ փրկվելու ելք չունեն, նրանք անմիջապես այրվում են գետնին։ Ռումբերի ապաստարանը բացարձակապես անօգուտ է, քանի որ այն անմիջապես կկործանվի։
Միայն նրանք, ովքեր բավական հեռու են պայթյունից, կարող են փախչել: Երկրաշարժի էպիկենտրոնից ավելի քան 1-3 կմ հեռավորության վրա հնարավոր է խուսափել հարվածային ալիքի ազդեցությունից, սակայն դրա համար անհրաժեշտ է արագորեն հուսալի ապաստարան գտնել, հենց որ տեղի ունենա վառ բռնկում։ Մարդը դա անելու համար ունի 2-ից 8 վայրկյան՝ կախված հեռավորությունից: Ապաստանում գամմա ճառագայթման ուղղակի հարված չի լինի, բայց ռադիոակտիվ աղտոտման հավանականությունը դեռ շատ մեծ է։ Դուք կարող եք նվազեցնել ճառագայթային հիվանդության վտանգը՝ օգտագործելով անձնական պաշտպանիչ սարքավորումներ և խուսափելով նրանց հետ շփումիցտարածքի ցանկացած իրեր։
Միջուկային զենքը մարդկության ամենասարսափելի գյուտերից է։ Օգտագործելով խաղաղ նպատակներով՝ այն կարող է մեծ օգուտ բերել, սակայն դրա ռազմական օգտագործումը սարսափելի սպառնալիք է երկրի վրա կյանքի համար։ Սկսված շղթայական ռեակցիան հնարավոր չէ դադարեցնել, հետևաբար գոյություն ունի միջուկային զինաթափման պայմանագիր, որը նախատեսված է մոլորակը աղետից պաշտպանելու համար։
