Что происходит, когда взрывается ядерная бомба?

Вот чего ожидать, когда вы ожидаете Армагеддон.

Здесь грибовидное облако, образовавшееся после взрыва ядерной бомбы над Нагасаки, Япония, 8 августа 1945 года. (Изображение предоставлено: Photo12/Universal Images Group через Getty Images)

Вторжение России в Украину повысило риск ядерного конфликта. Как выглядел бы взрыв ядерной бомбы для тех, кто находился на земле, и что произошло бы после этого?

Ответ зависит, конечно, от того, сколько оружия сброшено. Россия и США владеют 90% мирового ядерного оружия. Федерация американских ученых (откроется в новой вкладке). Россия имеет 1588 вооружений, развернутых на межконтинентальных ракетах с дальностью действия не менее 3417 миль (5500 километров), и базы тяжелых бомбардировщиков, на которых размещаются самолеты, способные нести и сбрасывать ядерную боеголовку, а США располагают 1644 боеголовками, развернутыми таким же образом. . (У двух стран также есть еще около 5000 действующих бомб, которые находятся в рабочем состоянии и просто ожидают запуска.) Полномасштабная ядерная война может легко привести к вымиранию человечества — не только из-за первоначальных смертей, но и из-за глобального похолодание, так называемая ядерная зима, которая последует.

Возможно, более вероятный сценарий, по мнению некоторых внешнеполитических экспертов, предполагает ядерный конфликт ограниченного масштаба с использованием так называемых тактических атомное оружие. Согласно Центр исследований в области нераспространения Джеймса Мартина (opens in new tab) , от 30% до 40% арсеналов США и России состоят из этих меньших бомб, дальность действия которых составляет менее 310 миль (500 км) по суше и менее 372 миль (600 км) по суше. море или воздух. Это оружие по-прежнему будет иметь разрушительные последствия вблизи зоны взрыва, но не приведет к наихудшему глобальному ядерному апокалипсису.

Когда взрывается ядерная бомба

(откроется в новой вкладке)

Существуют разные типы и размеры ядерного оружия, но современные бомбы начинают с реакции деления. деление происходит расщепление ядер тяжелых атомы в более легкие атомы — процесс, при котором высвобождаются нейтроны. Эти нейтроны, в свою очередь, могут проникать в ядра ближайших атомов, расщепляя их и вызывая неконтролируемую цепную реакцию.

В результате произошел разрушительный взрыв деления: это были бомбы деления, иногда называемые атомными бомбами или атомными бомбами, которые разрушили Хиросиму и Нагасаки, Япония, с силой от 15 килотонн до 20 килотонн в тротиловом эквиваленте. Однако многие виды современного оружия могут нанести еще больший урон. Термоядерные, или водородные, бомбы используют энергию начальной реакции деления для взрыва. водород атомов внутри оружия. Этот слияние реакция запускает еще больше нейтронов, которые вызывают больше деления, которые создают больше синтеза, и так далее и так далее. Результат, по мнению Союз неравнодушных ученых (opens in new tab) — это огненный шар, температура которого соответствует температуре центра Солнца. Термоядерные бомбы были испытаны, но никогда не применялись в бою.

Излишне говорить, что оказаться в эпицентре такого взрыва означает мгновенную смерть. Например, согласно отчету 2007 года, 10-килотонная ядерная бомба, эквивалентная размерам бомб Хиросимы и Нагасаки, немедленно убьет около 50% людей в радиусе 2 миль (3,2 км) от наземного взрыва. из Семинар проекта превентивной защиты (откроется в новой вкладке). (По данным организации по нераспространению ядерного оружия, взрыв в воздухе будет иметь более широкий радиус взрыва. Я МОГУ (откроется в новой вкладке).) Эти смерти будут вызваны пожарами, интенсивным радиационным облучением и другими смертельными травмами.Некоторые из этих людей будут ранены в результате давления взрыва, в то время как большинство получит травмы от обрушившихся зданий или от летящих осколков; большинство зданий в радиусе 0,5 мили (0,8 км) от взрыва будут снесены или сильно повреждены.

Сайт правительства США Ready.gov (открывается в новой вкладке) советует всем, кто получил предварительное предупреждение — либо из официальных сообщений, либо из-за того, что увидел вспышку от близлежащего взрыва — переместиться в подвал или центр большого здания и оставаться там не менее 24 часов, чтобы избежать худшего. радиоактивные осадки.

Однако выжившим вблизи места взрыва мало что могло помочь. по данным Международного Комитета Красного Креста (откроется в новой вкладке) (МККК). С разрушенными дорогами и железнодорожными путями, сровненными с землей больницами, а также с погибшими или ранеными врачами, медсестрами и лицами, оказывающими первую помощь в зоне взрыва, будет мало вариантов доставки припасов или людей для помощи, особенно с учетом высокого уровня радиации после взрыва. Выжившие будут нести радиоактивную пыль и должны быть обеззаражены. Согласно книге "Ядерный выбор в двадцать первом веке: Путеводитель для граждан (opens in new tab)» (MIT Press, 2021). Смерть может также наступить от огненной бури, говорится в книге; в зависимости от рельефа зоны взрыва пожары, вызванные первоначальным взрывом, могут объединяться и создавать свои собственные, самоподдерживающиеся ветер. Такая огненная буря произошла в Хиросиме, по данным Министерство энергетики США (открывается в новой вкладке) площадью 4,4 квадратных мили (11,4 квадратных километра).

Радиоактивные осадки

(откроется в новой вкладке)

Радиация является вторичным и гораздо более коварным последствием ядерного взрыва.Бомбы деления, сброшенные на Японию, вызвали локальные радиоактивные осадки, согласно «Ядерному выбору для двадцать первого века», но современное термоядерное оружие выбрасывает радиоактивный материал высоко в стратосферу (средний слой земной атмосферы), вызывая глобальные осадки. Уровень радиоактивных осадков зависит от того, взорвана ли бомба над землей в результате воздушного взрыва, что усугубляет глобальное выпадение осадков, но ослабляет непосредственный эффект в эпицентре, или на земле, что ограничивает глобальное воздействие, но разрушительно для непосредственной области.

Риск радиоактивных осадков наиболее высок в течение 48 часов после взрыва. В отсутствие снега или дождя, которые помогли бы быстрее стянуть радиоактивные осадки на землю, частицы, разлетающиеся на большие расстояния, могут иметь минимальную радиоактивность к тому времени, когда они всплывают на поверхность. Земля, согласно справочнику «Навыки выживания в ядерной войне» (Оук-Риджская национальная лаборатория, 1987).

Согласно «Навыкам выживания в ядерной войне», через 48 часов после взрыва область, которая изначально подвергалась воздействию 1000 рентген (единица ионизирующего излучения) в час, будет подвергаться только 10 рентгенам в час радиации. Согласно справочнику, около половины людей, получивших общую дозу облучения около 350 рентген в течение нескольких дней, скорее всего, умрут от острого радиационного отравления. (Для сравнения типичный абдоминальный компьютерная томография может подвергнуть людей воздействию менее 1 рентгена.)

Выжившие, подвергшиеся радиоактивным осадкам, подвергаются высокому риску рак на протяжении всей оставшейся жизни. Согласно МККК (opens in new tab) специализированные больницы в Хиросиме и Нагасаки оказали помощь более 10 000 официально признанных выживших после взрывов 1945 года, причем большинство смертей в этой группе связано с раком. Лейкемия По данным Красного Креста, в первые 10-15 лет после взрыва уровень радиационного облучения жертв был в четыре-пять раз выше обычного уровня.

Экологическая катастрофа

Радиоактивность и радиоактивные осадки будут иметь серьезные последствия для окружающей среды и здоровья.В зависимости от размера ядерного конфликта взрывы могут даже повлиять на климат.

В таком месте, как Украина, где производится 10% мировой пшеницы, радиоактивные осадки могут попасть на пахотные земли. Если радиоактивные осадки поглощаются продуктами питания, это может вызвать более долгосрочные проблемы, такие как рак, считает Майкл Мэй, почетный содиректор Центра международной безопасности и сотрудничества Стэнфордского университета и почетный директор Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. сказал Live Science в 2017 году. Радиоактивный йод, в частности, может быть проблемой, сказал он.

«Коровы концентрируют йод в молоке, а дети концентрируют йод в молоке в щитовидной железе», что приводит к рак щитовидной железы, — сказал Мэй.

СВЯЗАННЫЕ ИСТОРИИ

Пепел и сажа, выброшенные в атмосферу во время ядерной войны, могут оказать серьезное охлаждающее воздействие на климат, если будет сброшено достаточное количество бомб. Хотя один или два ядерных взрыва не будут иметь глобальных последствий, детонация всего 100 боеприпасов размером с то, что было сброшено на Хиросиму в 1945 году, снизит глобальные температуры до уровня ниже, чем в Малый ледниковый период, который происходил примерно с 1300 по 1850 год. анализ 2012 года, опубликованный в Бюллетень ученых-атомщиков (откроется в новой вкладке). Сегодняшнее воздействие будет резким и внезапным изменением климата: температура во время Малого ледникового периода упала на целых 3,6 градуса по Фаренгейту (2 градуса по Цельсию), что больше, чем увеличение потепления, наблюдаемое с начала промышленной революции (приблизительно 1,8 градуса по Фаренгейту или 1 градус по Цельсию). Внезапное похолодание, подобное сегодняшнему, может повлиять на сельское хозяйство и снабжение продовольствием. Малый ледниковый период стал причиной неурожаев и голода в то время, когда население Земли составляло менее одной седьмой части современного населения.

Чтобы максимизировать ваши шансы на выживание при ядерной атаке, Ready.gov рекомендует сохранять аварийный комплект под рукой в ​​безопасном укрытии.(Тот же комплект можно использовать и во время других стихийных бедствий, таких как ураганы или длительные отключения электроэнергии.)

Первоначально опубликовано на Live Science.

Участник живой науки

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающий самые разные темы — от геонауки до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикуется в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

• Тиа Гхош, управляющий редактор

Подробнее о военных шпионских технологиях

ВМС США направляют в Германию самолеты «электронной атаки»: вот как они работают.

Россия наносит удары по Украине новыми гиперзвуковыми ракетами: вот как они работают.