Физические основы получения атомной энергии | страница 75
Если ядерный взрыв происходит в воздухе, то вначале наблюдается ослепительно яркая вспышка, освещающая окружающую местность на десятки и даже сотни (в зависимости от калибра) километров и сопровождающаяся громоподобными звуками. Вслед за этим в месте взрыва образуется светящийся огненный шар, также видимый на очень большом расстоянии. Этот шар состоит из раскаленных очень разреженных газов и паров, входящих в состав атмосферного воздуха, и продуктов взрыва («осколков» деления урана или плутония и элементов, входивших в конструкцию самой бомбы).
Так как за время взрыва, измеряемое, как известно, несколькими миллионными долями секунды, выделяется огромное количество энергии, причем около 80% ее выделяется в виде тепла, то максимальная температура внутри шара достигает нескольких миллионов и даже десятков миллионов градусов, а давление — многих миллиардов атмосфер.
Диаметр огненного шара составляет десятки метров при взрыве бомб малого и среднего калибра и достигает нескольких километров при взрыве водородных бомб большого калибра. С течением времени размеры шара увеличиваются, а температура понижается.
Для бомбы с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т диаметр шара по истечении 0,0001 секунды составляет 25 м, а температура его поверхности — примерно 300 тыс. градусов. Яркость его в это мгновение при наблюдении с расстояния в 9 км примерно в 100 раз больше, чем яркость Солнца в ясный летний день. Через несколько десятых долей секунды диаметр шара достигает нескольких сот метров, а температура на его поверхности — 7–8 тыс. градусов.
Имея плотность меньшую, чем у окружающего воздуха, светящийся шар поднимается («всплывает») вверх на высоту 5–20 км и более, в зависимости от тротилового эквивалента бомбы. Вначале скорость подъема велика и составляет около 100 м/сек, затем она постепенно уменьшается. Через несколько секунд, когда свечение прекращается, поднимающийся шар принимает вид небольшого темного облака. Восходящие вслед за шаром потоки воздуха увлекают вверх пыль и дым, образуя пылевой столб. Облако имеет характерную для ядерного взрыва грибовидную форму. Внешняя картина воздушного взрыва атомной бомбы приведена на рис. 38. Таковы же внешние особенности и наземного взрыва.