Ядерные испытания Атмосферные ядерные взрывы ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЯВ ВЗРЫВ НА НЕВАДСКОМ ПОЛИГОНЕ ВЗРЫВ НА СЕМИПАЛАТИНСКОМ ПОЛИГОНЕ ПОЛИГОН «НОВАЯ ЗЕМЛЯ»

Согласно Договору, каждое из государств - участников Договора, обладающих ядерным оружием, обязуется не передавать кому бы то ни было это оружие или другие ядерные устройства, а также контроль над ними ни прямо, ни косвенно; равно как и никоим образом не помогать, не поощрять и не побуждать какое-либо государство, не обладающее ядерным оружием, к производству или приобретению каким-либо иным способом ядерного оружия или других ядерных взрывных устройств, а также контроля над ними

Ядерные испытания в СССР Оглавление


ГЛАВА 3

СОВЕТСКО-АМЕРИКАНСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
НА СЕМИПАЛАТИНСКОМ И НЕВАДСКОМ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ПОЛИГОНАХ
ПО КОНТРОЛЮ ДОГОВОРА ОБ ОГРАНИЧЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ


3.3   СУТЬ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ


При взрыве ядерного заряда его энергия выделяется менее, чем за миллионную долю секунды, превращая в сильно разогретую плазму (с температурой, достигающей килоэлектронвольты) вещество заряда, прилегающих к нему конструкций, окружающей среды - горных пород. В начальные моменты времени имеются области, в которых плотность энергии в десятки раз превосходит значения, характерные для нашего Солнца. Эта энергия устремляется наружу, обуславливая развитие грандиозных процессов, которые в своей последовательности и совокупности составляют явление ядерного взрыва. На каждом этапе его эволюции природа выбирает оптимальные механизмы переноса энергии.

В самые ранние моменты, когда плотность энергии настолько высока, что значительную ее часть составляет энергия равновесного электромагнитного излучения, перенос энергии в основном осуществляется излучением в виде тепловой волны. 1994 год.

По мере удаления фронта этой волны от центра взрыва температура излучения и вещества за фронтом падает, тепловые процессы резко замедляются, и происходит смена теплового режима на газодинамический. Горячая, разогретая тепловой волной плазма, как расширяющийся поршень, давит на прилегающие к нему слои плотного вещества, которое за мгновение до этого было твердой горной породой. Давление настолько велико, что оно существенно превосходит прочность межатомных связей в веществах и даже упругость многих внешних электронных оболочек атомов. Вещество под воздействием такого давления сжимается как совокупность ионных остовов, погруженных в среду электронов. При этом оно также разогревается, но характерные температуры составляют десятки электроновольт и менее. Такое вещество представляет собою плотную низкотемпературную плазму, свойства которое близки к свойствам неидеального газа. Эта плазма сжимается под воздействием приложенной к ней давления аналогично газу с соответствующими термодинамическими характеристиками.

Импульсное воздействие на такое вещество путем приложения давления, которое в нашем случае осуществляет поршень из горячей плазмы, приводит, как и в газе, к возникновению ударной волны. Первоначальная амплитуда этой волны существенно, на многие порядки превосходит все прочностные и упругие характеристики веществ, характерный масштаб которых составляет величина ρ0с2, где ρ0 - начальная плотность вещества, c - эффективна скорость звука в нем. Значения ρ0с2, где ρ0 для горных пород составляют единицы Мбар. А начальные давления вблизи "горячего поршня" составляют сотни Мбар или даже тысячи Мбар. Таким образом, на этом этапе развития взрыва основным механизмом переноса энергии является газодинамический, который осуществляется посредством ударной волны.

По мере распространения ударная волна охватывает все новые и новые слои веществ; Это обуславливает уменьшение ее амплитуды и плотности энергии в ней, уменьшение скорости фронта волны. На достаточно больших расстояниях от центра взрыва r > rd = (Е/ρ0с2)1/3 где Е - энергия взрыва, начинают сказываться упругие свойства вещества, изменение скорости фронта начинает уменьшаться, а величина скорости асимптотически стремится к скорости звука в среде. Линейный масштаб rd называют динамическим радиусом взрыва. Для разных горных пород эта величина составляет 3-5 м/кт1/3. На расстояниях, больших динамического радиуса, скорость ударной волны изменяется уже слабо.

В действительности, в таких реальных средах, какими являются горные породы, положение оказывается более сложным. Во многих из них происходят полиморфные фазовые превращения, которые при динамических нагружениях часто имеют неравновесный характер. Это дополнительно осложняет эволюцию волны. С другой стороны, во многих пористых горных породах прочность каркаса оказывается не очень высокой и эволюция волны продолжает эффективно следовать газодинамическим закономерностям даже на расстояниях, заметно превышающих динамический радиус.

Но в любом случае для сильных взрывов имеется достаточно большая область, примыкающая к центру, движение ударной волны в которой существенно зависит от выделившейся энергии Е. Например, если известна зависимость



где rf - положение фронта волны в момент t, то измеряя эти величины экспериментально и пользуясь зависимостью (1), можно определить энергию взрыва.

Наиболее информативной для определения энергии взрыва является область расстояний, меньших динамического радиуса. В пористых горных породах, благодаря дополнительному механизму затухания волны, обусловленному закрытием пор, область нелинейного движения несколько больше, чем в плотных. Информативную область расстояний от центра взрыва называют областью гидродинамических измерений.

Эти закономерности лежат в основе метода определения энергии подземных взрывов, который получил название газодинамического или гидродинамического.

Пять государств, обладающих ядерным оружием, приняли на себя обязательства не применять его против государств, не располагающих таким оружием, за исключением ситуации, когда они отвечают на ядерный удар или на нападение с применением обычных средств, совершённое в союзе с ядерным государством. Эти обязательства, однако, не были включены в текст самого Договора, и конкретная форма таких обязательств могла со временем изменяться. США, например, указывали, что они могут применить ядерное оружие в ответ на нападение с применением неядерного «оружия массового уничтожения», такого как биологическое или химическое оружие, поскольку США не могут применить в ответ ни то, ни другое.
Измерения при подземных ядерных испытаниях