Сахалінський Державний Університет
Кафедра педагогіки

Конспект позакласного заходу: доповідь на тему «Ядерна зброя»

Керівник:
Виконав:
Група:
Дата:
Оцінка:

Южно-Сахалінськ
2004р.
У Ліцеї № 1 м. Южно-Сахалінська для 10б класу був прочитаний доповідь на тему
«Ядерна зброя», присвячений дню захисника вітчизни.
Мета доповіді: проінформувати учнів про історію створення, що вражаютьфактори ядерної зброї та захисту від них. Час, відведений на доповідь - 30хвилин
Склад доповіді
Історія створення ядерної зброї
Почнемо, мабуть, з Альберта Ейнштейна. У 1905 він видав свою спеціальнутеорію відносності. Відповідно до цієї теорії, співвідношення між масою іенергією виражено рівнянням
E = mc ^ 2,що означає, що дана маса (m) пов'язана з кількістю енергії (E)рівній цій масі, помноженої на квадрат швидкості світла (c). Дуже малакількість речовини еквівалентно до великої кількості енергії. Наприклад, 1кг речовини, перетвореного в енергію був би еквівалентний енергії,випущеної, при вибуху 22 мегатонн тротилу.
У 1938 г, в результаті експериментів німецьких хіміків Отто Хана і Фрітца
Страссманна (1902-80), їм вдається розбити атом урану на два приблизнорівні частини за допомогою бомбардування урану нейтронами. Британський фізик
Отто Роберт Фріш (1904-79), пояснив, як при розподілі ядра атома виділяєтьсяенергія.
На початку 1939 року французький фізик Жоліо-Кюрі зробив висновок, що можливаланцюгова реакція, яка приведе до вибуху жахливої руйнівної сили іщо уран може стати джерелом енергії, як звичайне вибухова речовина. Цевисновок став поштовхом для розробок зі створення ядерної зброї.
Європа була напередодні Другої світової війни, і потенційне володіння такиммогутньою зброєю підштовхувало мілітаристські кола на якнайшвидше йогостворення, але гальмом слала проблема наявності великої кількості урановоїруди для широкомасштабних досліджень. Над створенням атомної зброїтрудилися фізики Німеччини, Англії, США, Японії, розуміючи, що бездостатньої кількості уранової руди неможливо вести роботи, США ввересні 1940 року закупили велику кількість необхідної руди по підставнимдокументів у Бельгії, що й дозволило їм вести роботи над створеннямядерної зброї повним ходом.
Перед початком Другої світової війни Альберт Ейнштейн написав президентові США
Франкліну Рузвельту. У ньому нібито йдеться про спроби нацистської Німеччиниочистити Уран-235, що може привести їх до створення атомної бомби. Заразстало відомо, що німецькі вчені були дуже далекі від проведенняланцюгової реакції. У їх плани входило виготовлення "брудної", сильнорадіоактивної бомби. Як би там не було, урядом Сполучених Штатівбуло прийнято рішення - в найкоротші строки створити атомну бомбу. Цейпроект увійшов історію як "Manhattan Project". Очолив його Леслі Гровса.
Наступні шість років, з 1939 по 1945, на проект Манхеттен було витраченобільше двох більйонів доларів. У Oak Ridge, штат Теннесі, був побудованийвеличезний завод з очищення урану.
На території Сполучених Штатів, в Лос-Аламосі, у пустельних просторахштату Нью-Мексико, у 1942 році був створений американський ядерний центр. Надпроектом працювало багато вчених, головним же був Роберт Оппенгеймер. Підйого керівництвом були зібрані кращі уми того часу не тільки США та Англії, алепрактично всієї Західної Європи. Над створенням ядерної зброї трудивсявеличезний колектив, у тому числі 12 лауреатів Нобелівської премії. Робота в Лос-
Аламосі, де була лабораторія, не припинялася ні на хвилину. У Європітим часом йшла Друга світова війна, і Німеччина проводила масовібомбардування міст Англії, що брав під небезпеки англійська атомнийпроект "Tub Alloys", і Англія добровільно передала США свої розробки іпровідних вчених проекту, що дозволило США зайняти провідне становище врозвитку ядерної фізики (створення ядерної зброї).
16 липня 1945, в 5:29:45 за місцевим часом, яскравий спалах осяяланебо над плато в горах Джемеза на півночі від Нью-Мехіко. Характерне хмарарадіоактивного пилу, що нагадує гриб, піднялося на 30 тисяч футів. Все щозалишилося на місці вибуху - фрагменти зеленого радіоактивного скла, вяке перетворився пісок. Так було покладено початок атомної ери.
До осені 1944 року, коли роботи зі створення атомної бомб підходили дозавершення, в США був створений 509-й авіаполк "літаючих фортець" Б-29,командиром якого був призначений досвідчений льотчик полковник Тіббетс. Полкприступив до регулярних тривалим тренувальним польотів над океаном нависотах 10-13 тисяч метрів. До літа 1945 американцям вдалося зібратидві атомні бомби, що одержали назви "Малюк" і "Товстун". Перша бомбаважила 2722 кг і була споряджена збагаченим Ураном-235. "Товстун" із зарядомз плутонію-239 потужністю більше 20 кт мала масу 3175 кг.
Президент США Г. Трумен став першим політичним керівником, хто взяврішення на застосування ядерних бомб. З військової точки зору необхідностітаких бомбардувань густонаселених японських міст не було. Алеполітичні мотиви в цей період переважали над військовими. 10 травня 1945року в "Пентагоні" зібрався комітет з вибору цілей для нанесення першогоядерних ударів. Для переможного завершення Другої світової війни необхіднобуло розгромити Японію - союзника гітлерівської Німеччини. Початок бойовихдій призначене на 10 серпня 1945 року. США хотіли продемонструвативсьому світу, яким потужним зброєю вони володіють (для залякування), томупершими цілями для ядерних ударів були обрані японські міста (Хіросіма,
Нагасакі, Кокура, Ніїгата), які не повинні були підлягати звичайноїбомбардування з повітря американськими ВВС.
Вранці 6 серпня 1945 над Хіросімою було ясне, безхмарне небо. Як іперш, наближення зі сходу двох американських літака на висоті 10-13 кмне викликало тривоги (тому що кожен день вони показувалися в небі Хіросіми).
Один з літаків спікірував і щось скинув, а потім обидва літакиповернули і полетіли. Скинутий предмет на парашуті повільно спускався іраптом на висоті 600 м над землею вибухнув. Це була бомба "Малюк". 9серпня ще одна бомба була скинута над містом Нагасакі.
Загальні людські втрати і масштаби руйнувань від цих бомбардуваньхарактеризуються такими цифрами: миттєво загинуло від тепловоговипромінювання (температура близько 5000 градусів С) і ударної хвилі - 300 тисячлюдей, ще 200 тисяч одержали поранення, опіки, опромінили. На площі 12кв. км були повністю зруйновані всі будови. Тільки в одній Хіросімі з 90тисяч будівель було знищено 62 тисячі. Ці бомбардування потрясли весьсвіт. Вважається, що ця подія поклала початок гонки ядерних озброєнь іпротистояння двох політичних систем того часу на новому якісномурівні.

З середини 1945 року і по 1953 рік американське військово-політичне керівництво в питаннях будівництва стратегічних ядерних сил (СЯС) виходив з того, що США монопольно володіють ядерною зброєю і можуть досягти світового панування шляхом ліквідації СРСР в час ядерної війни.

Підготовка до такої війни почалася практично відразу після розгрому гітлерівської Німеччини. Про це свідчить директива Об'єднаного комітету військового планування 432/д від 14 грудня 1945 року, де ставилося завдання на підготовку атомного бомбардування 20 радянських міст

- основних політичних і промислових центрів Радянського Союзу (Москва, < p> Ленінград, Горький, Куйбишев, Свердловськ, Новосибірськ, Омськ, Саратов,

Казань, Баку, Ташкент, Челябінськ, Нижній Тагіл, Магнітогорськ, Перм,

Тбілісі, Новокузнецьк, Грозний , Іркутськ, Ярославль). При цьому планувалося використати весь наявний на той час запас атомних бомб

(196 штук), носіями яких були модернізовані бомбардувальники

В-29. Визначався і спосіб їх застосування - раптовий атомний "перший удар", який має поставити радянське керівництво перед фактом безперспективність подальшого опору.
До середини 1948 року в Комітеті начальників штабів було складено планядерної війни з СРСР, що отримав кодову назву "Чаріотір". Вінпередбачав, що війна повинна початися "з концентрованих нальотів звикористанням атомних бомб проти урядових, політичних таадміністративних центрів, промислових міст і вибраних підприємствнафтоочисних промисловості з баз в західній півкулі і Англії ".
Тільки за перші 30 днів намічалося скинути 133 ядерні бомби на 70радянських міст.
Серед Лос-Аламовскіх вчених над створенням атомної бомби працював німецькийкомуніст Клаус Фукс. Завдяки йому СРСР всього через 4 роки післяамериканців став ядерною державою. Він протягом 1945 -1947 років чотирирази передавав відомості з практичних і теоретичних питань створенняатомної та водневих бомб, ніж прискорив їх поява в СРСР. Через 12 днівпісля складання першої атомної бомби в Лос-Аламосі ми отримали опис їїпристрої з Вашингтона і Нью-Йорка. Перша телеграма надійшла до Центру
13 червня, друга - 4 липня 1945 року. Детальний доповідь Фукса ( "Чарльз") бувдоставлений діппочтой після того, як він зустрівся 19 вересня зі своїмкур'єром Гаррі Голда. Доповідь містила тридцять три сторінки тексту зописом конструкції атомної бомби. Пізніше було отримано додатковеповідомлення із влаштування атомної бомби.
Повідомлення про те, що американці підірвали атомний пристрій враження на
І.В. Сталіна не справило. Але наслідки бомбардувань м. Хіросіми і м.
Нагасакі потрясли його. Сталін наказав Л. Берії продумати питання про створеннявласної ядерної зброї. Останній хотів монополізувати керівництвоцими роботами і зосередити їх у своєму відомстві. Однак, Сталін цейплан не прийняв. За його наполяганням 20 серпня 1945 був утворенийспеціальний комітет з атомної енергії під керівництвом Л. Берія. Йогопризначили заступником наркома боєприпасів Б.Л. Ванникова. До комітету ввійшливидатні вчені А.Ф. Іоффе, П.Л. Капіца та І.В. Курчатов.
У лютому 1945 року були захоплені німецькі документи про високоякіснихзапаси урану в районі Бухова - в Родопськіх горах, Болгарія. Було створенорадянсько-болгарське гірниче товариство, яке займалося видобутком урану.
Уранова руда з Бухова була використана при пуску першого радянськогоатомного реактора. У 1946 році в СРСР були відкриті і відразу ж сталирозроблятися великі родовища урану більш високої якості.
Повідомлення про те, що Радянський Союз оволодів секретом ядерної зброївикликало у правлячих кіл США бажання якомога швидше розв'язатипревентивну війну. Був розроблений план "Тройан", в якомупередбачалося почати бойові дії 1 січня 1950. На той час
США у своєму розпорядженні 840 стратегічними бомбардувальниками у стройових частинах,
1350 - у резерві і понад 300 атомними бомбами.
У районі м. Семипалатинська був побудований випробувальний полігон. Рівно о 7.00ранку 29 серпня 1949 на цьому полігоні було підірвано перші радянськеядерний пристрій під кодовою назвою "РДС-1".
План "Тройан", згідно з яким на 70 міст СРСР повинні були бутискинуті атомні бомби, був зірваний через загрозу удару у відповідь. Подія,що сталося, на Семипалатинському полігоні, сповістило світ про створення в СРСРядерної зброї, що поклало кінець американському монополізму на володінняновим для людства зброєю.
Вражаючі фактори ядерної зброї та захист від них
При ядерному вибуху діють п'ять вражаючих факторів: ударна хвиля,світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження,проникаюча радіація та електромагнітний імпульс. Енергія ядерного вибухурозподіляється приблизно так: 50% витрачається на ударну хвилю, 35% - насвітлове випромінювання, 10% - на радіоактивне зараження, 4% - на проникаючурадіацію і 1% - на електромагнітний імпульс. Висока температура і тисквикликають потужну ударну хвилю і світлове випромінювання. Вибух ядерногобоєприпасу супроводжується виходом проникаючої радіації, що складається з потокунейтронів і гамма квантів. Хмара вибуху містить величезну кількістьрадіоактивних продуктів - уламків поділу ядерного пального. По дорозіруху цієї хмари радіоактивні продукти з нього випадають, в результатічого відбувається радіоактивне зараження місцевості, об'єктів і повітря. Чи нерівномірний рух електричних зарядів в повітрі під впливоміонізуючих випромінювань призводить до утворення електромагнітного імпульсу.
Так формуються основні вражаючі фактори ядерного вибуху. Явища,супроводжують ядерний вибух, значною мірою залежать від умов тавластивостей середовища, в якому він відбувається.
Ударна хвиля
Це основний вражаючий фактор ядерного вибуху, який виробляєруйнування, пошкодження будівель та споруд, а також вражає людей ітварин. Джерелом УВ є сильний тиск, що утворюється в центрівибуху (мільярди атмосфер). Утворилося під час вибуху розпечені гази,стрімко розширюючи, передають тиск сусіднім верствам повітря, стискаючи інагріваючи їх, а ті в свою чергу впливають на наступні шари і т.д. Урезультаті в повітрі з надзвуковою швидкістю в усі сторони від центравибуху поширюється зона високого тиску.
З ростом калібру ядерних боєприпасів радіуси поразки ударною хвилеюростуть пропорційно кореню кубічному з потужності вибуху. При підземномувибуху виникає ударна хвиля в грунті, а при підводному у воді. Крімтого, при цих видах вибухів частина енергії витрачається на створення ударноїхвилі і в повітрі. Ударна хвиля, поширюючи в грунті, викликаєпошкодження підземних споруд, каналізації, водопроводу; припоширенні її у воді спостерігається пошкодження підводної частини кораблів,що знаходяться навіть на значній відстані від місця вибуху.
Вплив УВ викликає різні за ступенем важкості ураження. Ефективнимспособом захисту від прямого впливу УВ буде укриття в захиснихспорудах (сховищах, ПРУ, швидкомонтованих населенням). Для укриття можнавикористовувати канави, яри, печери, гірські вироблення, підземні переходи;можна просто лягти на землю на відстані від будівель і споруд.
Світлове випромінювання
Світлове випромінювання (СІ) - це потік променевої енергії (ультрафіолетові іінфрачервоні промені). Джерелом СІ є світна область вибуху,що складається з нагрітих до високої температури парів і повітря. СІпоширюється практично миттєво і триває в залежності від потужностіядерних боєприпасів (20-40 секунд). Однак не дивлячись на короткочасністьсвого впливу ефективність дії СІ дуже висока. СІ становить
35% від всієї потужності ядерного вибуху. Енергія світлового випромінюванняпоглинається поверхнями освітлюваних тіл, які при цьому нагріваються.
Температура нагріву може бути такою, що поверхня об'єкта обвуглився,оплавітся, розпалиться або об'єкт випарується. Яскравість світлового випромінюваннянабагато сильніше сонячного, а що утворився вогненна куля при ядерномувибуху видно на сотні кілометрів. Так, коли 1 серпня 1958 американцівисадили в повітря над островом Джонстон мегатонни ядерний заряд, вогненна куляпіднявся на висоту 145 км і було видно з відстані 1160 км. Світловийвипромінювання може викликати опіки відкритих ділянок тіла, осліплення людей ітварин, обвуглювання загоряння різних матеріалів. Світловийвипромінювання здатне викликати масові пожежі в населених пунктах, в лісах,степах, на полях. Захистити від світлового випромінювання можуть будь-які перешкоди, непропускають світло: укриття, тінь густого дерева, паркан і т. п.
Інтенсивність світлового випромінювання сильно залежить від метеорологічнихумов. Туман, дощ і сніг послаблюють його інтенсивність, і, навпаки,ясна і суха погода сприяє виникненню пожеж та освітиопіків.
Радіація
Проникаюча радіація не однорідна. Потік ядерного вибуху являє собоюпотік альфа, бета, гамма випромінювань і нейтронів. Альфа-випромінювання не здатніпроникнути через зовнішній (рогової) шар шкіри і не представляють небезпекидля людини до тих пір, поки речовини, що випускають альфа-частинки непотраплять всередину організму. Бета-частинки на шляху свого руху рідшестикаються з нейтральними молекулами, тому їх іонізуюча здатністьменше, ніж у альфа-випромінювання. Втрата ж енергії при цьому відбуваєтьсяповільніше і проникаюча здатність в тканинах організму більше (1-2 см).
Бета-випромінювання небезпечні для людини, особливо при попаданні радіоактивнихречовин на шкіру або всередину організму. Гамма випромінювання-має порівняноневеликий іонізуючої активністю, але в силу дуже високої проникаючоїздатності становить велику опасность для людини. Що ослаблюєПР дію прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобтотовщиною матеріалу, проходячи через який ПР зменшується в два рази. Так,
ПР послаблюють в два рази матеріали наступні: Свинець - 1.8 см 4. Грунт,цегла - 14 см Сталь - 2.8 см 5. Вода - 23 см Бетон - 10 см 6. Дерево - 30см. Повністю захищають людину від впливу ПР спеціальні захисніспоруди - притулку. Частково захищають ПРУ (підвали будинків, підземніпереходи, печери, гірські вироблення) і швидкобудуюємі населеннямперекриті захисні споруди (щілини). Самим надійним притулком длянаселення є станції метрополітену. Велику роль у захисті населеннявід ПР грають протирадіаційні препарати з АІ-2 - радіозахисні засоби
№ 1 та № 2. Джерелом ПР є ядерні реакції поділу і синтезу,що протікають в боєприпасах в момент вибуху, а також радіоактивний розпадосколків поділу ядерного пального. Час дії ПР при вибуху ядернихбоєприпасів не перевищує кількох секунд і визначається часом підйомухмари вибуху. Вражаюча дія ПР полягає в здатності гаммавипромінювання і нейтронів іонізувати атоми і молекули, що входять до складуживих клітин, в результаті чого порушується нормальний обмін речовин,життєдіяльність клітин, органів і систем організму людини, що призводитьдо виникнення специфічного захворювання - променевої хвороби. Ступіньпроменевої хвороби залежить від поглиненої дози опромінення і часу. Нагрітіпродукти вибуху і маси повітря утворюють вогненна куля (при повітряномувибуху) або вогненну півсферу (при наземному вибуху). Відразу ж післяосвіти вони швидко збільшуються в розмірах, досягаючи в діаметрідекількох кілометрів. При наземному ядерному вибуху вони з дуже великоюшвидкістю піднімаються вгору (іноді понад 30 км), створюючи потужнийвисхідний потік повітря, що захоплює із собою десятки тисяч тоннгрунту з поверхні землі. Зі збільшенням потужності вибуху зростаютьрозміри і ступінь зараження місцевості в район вибуху і на слідірадіоактивної хмари. Найбільші частки під дією сили тяжіннявипадають із радіоактивної хмари і стовпа пилу ще до моменту, колиостанні досягають граничної висоти і заражають місцевість вбезпосередній близькості від центра вибуху. Легкі частинки осідаютьповільніше і на значних відстанях від нього. Так утворюється слідрадіоактивної хмари. Рельєф місцевості практично не впливає на розміризон радіоактивного зараження. Однак він обумовлює нерівномірнезараження окремих ділянок всередині зон. Для захисту населення від РЗМвикористовуються всі наявні захисні споруди (сховища, ПРУ, підвалибагатоповерхових будинків, станції метрополітену). Ці захисні споруди повинніволодіти достатньо високим коефіцієнтом ослаблення - от 500 до 1000 ібільше разів, тому що зони радіоактивного зараження мають високі рівнірадіації. У зонах РЗМ населенню необхідно приймати радіозахисніпрепарати з АІ-2 (№ 1 і № 2).
Електромагнітний імпульс (EMP)
Ядерні вибухи в атмосфері і в більш високих шарах призводять до утворенняпотужних електромагнітних полів з довжиною хвиль від 1 до 1000 м і більше. Ціполя на увазі їх короткочасного існування прийнято називатиелектромагнітним імпульсом (ЕМІ). Електромагнітний імпульс виникає і вВнаслідок вибуху і на малих висотах, однак напруженістьелектромагнітного поля в цьому випадку швидко спадає у міру віддалення відепіцентру. У випадку ж висотного вибуху, область дії електромагнітногоімпульсу охоплює практично всю видиму з точки вибуху поверхню
Землі. Вражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням напруг іструмів в провідниках різної довжини, розташованих у повітрі,землі, в радіоелектронної та радіотехнічної апаратури. ЕМІ в зазначенійапаратурі наводить електричні струми і напруги, які викликають пробійізоляції, пошкодження трансформаторів, згоряння розрядників,напівпровідникових приладів, перегорання плавких вставок. Найбільшсхильні до впливу ЕМІ лінії зв'язку, сигналізації та управління ракетнихстартових комплексів, командних пунктів. Захист від ЕМІ здійснюєтьсяекрануванням ліній управління і енергопостачання, заміною плавких вставок
(запобіжників) цих ліній. ЕМІ становить 1% від потужності ядерногобоєприпасу.
Продемонстровані фотографії
1, 2, 3 - Фотографії наземних атомних вибухів
4 - Американська атомна бомба «Малюк», скинута на Хіросіму
5 - Перша радянське ядерне утройства РДС-1
6 - 50-мегатонни ядерний заряд
7, 8 - вплив вражаючих факторів ядерного вибуху на будову
9 - Підземний атомний вибух
10 - лійка, що залишилася після підземного атомного вибуху
-----------------------< br>Федоров О. В.
Меркулов М. Ю.
511
01.03.04