At present nuclear detonations are the most devastating of theweapons of mass destruction. Depending upon the environment in which thenuclear device is detonated, blast effects are manifested as ground shock,water shock, cratering, and large amounts of dust and radioactive fallout.
The energy of a nuclear explosion is transferred to the surroundingmedium in three distinct forms: blast; thermal radiation; and nuclearradiation.
Because of the tremendous amounts of energy liberated per unit massin a nuclear detonation, temperatures of several tens of million degreescentigrade develop in the immediate area of the detonation. This is in markedcontrast to the few thousand degrees of a conventional explosion. At these veryhigh temperatures the non-fissioned parts of the nuclear weapon are vaporized.The atoms do-not release the energy as kinetic energy but release it in theform of large amounts of electromagnetic radiation.
In an atmospheric detonation, this electromagnetic radiation,consisting chiefly of soft x-ray, is absorbed within a few meters of the pointof detonation by the surrounding atmosphere, heating it to extremely hightemperatures and forming a brilliantly hot sphere of air and gaseous weaponresidues, the so-called fireball. Immediately upon formation, the fireballbegins to grow rapidly and rise like a hot air balloon.
Within a millisecond after detonation, the diameter of the fireballfrom one megaton (Mt) air burst is 150m. This increases to a maximum of 2200 m within 10 seconds, at which time the fireball is also rising at the rate of 100 m/sec. Theinitial rapid expansion of the fireball severely compresses the surroundingatmosphere, producing a powerful blast wave.
As it expands toward its maximum diameter, the fireball cools, andafter about a minute its temperature has decreased to such an extent that it nolonger emits significant amounts of thermal radiation. The combination of theupward movement and the cooling of the fireball gives rise to the formation ofthe characteristic mushroom-shaped cloud. As the fireball cools, the vaporizedmaterials in it condense to form a cloud of solid particles. Following an airburst, condensed droplets of water give it a typical white cloudlikeappearance.
In the case of a surface burst, this cloud will also contain largequantities of dirt and other debris which are vaporized when the fireballtouches the earth's surface or are sucked up by the strong updrafts afterwards,giving the cloud a dirty brown appearance. The dirt and debris becomecontaminated with the radioisotopes generated by the explosion or activated byneutron radiation and fall to earth as fallout.
The relative effects of blast, heat, and nuclear radiation willlargely be determined by the altitude at which the weapon is detonated. Nuclearexplosions are generally classified as air bursts, surface bursts, subsurfacebursts, underwater bursts and high altitude bursts. The most dangerous areunderwater and high altitude bursts, although other bursts are pretty dangeroustoo.
Ядерныйвзрыв
Внастоящее время ядерное оружие является самым разрушительным оружием массовогоуничтожения. В зависимости от среды, в которой происходит детонация ядерногозаряда, последствия взрыва вызывают наземную, водную ударную волну, образованиекратера и выпадение большого количества пыли и радиоактивных осадков.
Энергияядерного взрыва передается в окружающую среду тремя основными способами: взрыв,термальная радиация и ядерная радиация.
Из-заогромнейшего количества энергии, высвобождаемой на единицу массы при детонацииядерного заряда, температура непосредственно в месте взрыва может достигатьнескольких миллионов градусов по Цельсию. Что очень показательно в сравнении снесколькими тысячами градусов при обычном взрыве. При таких высокихтемпературах части ядерного заряда, которые еще не успели сгореть в цепнойреакции разложения, испаряются. Атомы не испускают энергию в виде кинетическойэнергии, они испускают ее в виде электромагнитных волн.
Принадземном (атмосферном) взрыве эта электромагнитная радиация, состоящая восновном из рентгеновских лучей низкой интенсивности, поглощается уже нарасстоянии нескольких метров от места взрыва окружающей атмосферой, при этоматмосфера нагревается до сверхвысоких температур, образуя яркую раскаленнуюсферу из воздуха и газообразных остатков деления ядерного заряда, такназываемый файербол (ядерный гриб). Сразу же по мере формирования, ядерный грибначинает очень быстро расти, наподобие шарика, наполняемого горячим воздухом.
Втечение миллисекунды после детонации заряда, диаметр ядерного гриба заряда водну мегатонну составляет 150 метров. Через десять секунд его диаметрувеличивается максимум до 2200 метров, в течение которых увеличивается и самядерный гриб со скоростью 100 метров в секунду. Начальное взрывное расширениеядерного гриба очень сильно деформирует окружающую атмосферу, вызывая мощнейшуювзрывную волну.
Помере своего расширения ядерный гриб остывает и примерно через минуту еготемпература достигает такого уровня, что он уже не может излучать значительноеколичество тепла (тепловой радиации). Сочетание поступательного расширения иохлаждения ядерного гриба формирует облако грибовидной
формы.По мере охлаждения сгустка плазмы, испарившиеся материалы конденсируются иобразуют облако твердых частиц. Следуя за взрывной волной, конденсат в видекапелек воды образует облако белого цвета.
Вслучае наземного взрыва, грибовидное облако содержит большое количество грязи идругих осколков, которые, как только сгусток плазмы касается земной поверхности,тотчас же испаряются или затягиваются сильнейшим центробежным потоком, придаваяоблаку грязно-коричневый цвет. Частички земли и другие осколки загрязняютсярадиоактивными изотопами, появляющиеся после самого взрыва или нейтронногооблучения, и выпадают на землю в виде радиоактивных осадков.
Относительныйэффект взрыва, огромных температур и радиации определяется главным образомвысотой, на которой был произведен взрыв. Ядерные взрывы обычно подразделяютсяна надземный (воздушный) ядерный взрыв, наземный, подземный, подводный ивысотный ядерные взрывы. Самыми опасными являются подводный и воздушный ядерныевзрывы, хотя и остальные представляют огромнейшую опасность.
Questions:
1. What kind of weapons is the most devastating nowadays?
2. What kind of nuclear blasts do you know?
3. What is the most dangerous kind of nuclear blast?
4. Why do temperatures of several tens of million degrees centigradedevelop in the immediate area of the detonation?
5. What determines the relative effects of nuclear blast?
6. What gives the nuclear explosion cloud a white appearance?
7. What gives the nuclear explosion cloud a dirty brown appearance?
Vocabulary:
nuclear detonation — детонация ядерного заряда
todevastate — истощать, опустошать, разорять
destruction— разрушение; уничтожение
todepend — зависеть, находиться в зависимости (от кого-л./ чего-л. — on, upon);положиться (на кого-то — on, upon), доверять (кому-то)
environment— окружение, окружающая обстановка; окружающая среда
nucleardevice — прибор (устройство) с ядерным зарядом
blasteffects — последствия взрыва
cratering— образование кратера
dust— пыль (как субстанция); облако, клубы пыли
fallout— выпадение
totransfer — переносить, перемещать (from — из; to — в); передавать (имущество ит. п.)
surroundingmedium — окружающая среда
distinct— отдельный; особый, индивидуальный; отличный (от других — from)
blast— взрыв; заряд, взрывчатка; ударная волна
tremendous— огромный, гигантский, громадный; потрясающий
toliberate — освобождать (от — from); выпускать на свободу, на волю; освобождатьтерриторию (от врагов)
conventional— определенный договором или соглашением; обычный, обыкновенный, традиционный
explosion— взрыв; взрывание
non-fissioned— не разделившийся (ядерный материал)
tovaporize — испарять(ся); распылять
torelease — освобождать (энергию)
kineticenergy — кинетическая энергия
softx-ray — слабые рентгеновский лучи
toabsorb — всасывать, впитывать; абсорбировать; поглощать
gaseous— газовый; газообразный
residue— остаток
fireball— ядерный гриб, ядерное облако (шар плазмы)
immediately— прямо, непосредственно; немедленно, тотчас же, сразу, незамедлительно
torise (прош. вр. — rose; прич. прош. вр. — risen)— подниматься; увеличиваться вобъеме, возрастать
megaton— мегатонна (= 1 миллиону тонн)
burst— взрыв; разрыв
increase— возрастание, рост; прибавление, прирост, размножение, разрастание, расширение,увеличение; увеличенное количество, прирост, надбавка
initial— начальный; исходный, отправной, первоначальный; начинающийся, зарождающийся
rapid— быстрый, скорый, стремительный
expansion— увеличение, расширение (в размере, объеме, количестве); распространение, экспансия;рост, развитие
blastwave — ударная волна
toexpand — растягивать(ся), расширять(ся); увеличивать(ся) в объеме, в размерах
todecrease — уменьшать(ся), убывать, сокращать(ся)
extent— пространство, протяжение, расстояние, протяженность; объем; размер, величина
toemit — излучать, испускать, выделять (свет, тепло, запах и т. п.); выбрасывать,извергать (пепел, дым, лаву)
significant— значительный, важный, существенный; знаменательный; многозначительный;выразительный
upward— направленный вверх, поднимающийся, восходящий
movement— движение (вообще или какой-л. вид); передвижение, перемещение
droplet— капелька
tocontain — содержать в себе, включать, иметь в своем составе; вмещать
tosuck up — всасывать; поглощать
updraft— восходящий поток
afterwards— впоследствии, позднее, позже, после, потом
radioisotope— радиоизотоп, радиоактивный изотоп
neutronradiation — нейтронная радиация
fallout— выпадение радиоактивных осадков
altitude— высота; высота над уровнем моря
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.alleng.ru/