 |
|
|
 |
||
/ Средства защиты / Оружие массового поражения / Ядерное оружие / Подземные ядерные взрывы и поражение
Подземные ядерные взрывы и поражениеПервые два взрыва, на поверхности земли и под ней на глубине 5 м, состоялись в ходе операции Buster-Jangle 19 и 29 октября 1951 года. Тогда исследовался поражающий эффект от воздействия таких взрывов. Первым "настоящим" подземным испытанием был Plumbob Rainier - 19 сентября 1957 года на глубине 290 м подорван заряд в 1.7 кт. В сентябре 1961 - апреле 1962 прошла первая "подземная" операция Nougat. В СССР первое подземное испытание состоялось 11 октября 1961 года. С 1962 года дальнейшие испытания происходили исключительно под землей. Образование кратера. В результате подземного взрыва возможны различные варианты образования кратера, в зависимости от глубины залегания и мощности заряда. Например, при большой мощности заряда может появляться классический воронкообразный кратер. Испытание Sedan, США 1962 год. Глубина - 200 м, мощность - 104 кт. Взрыв извлек около 8 миллионов тонн грунта, образовав кратер 410 м шириной, 100 м глубиной. Испытание в СССР Чаган, 1965 год. Глубина - 178 м, мощность - 140 кт. Кратер диаметром 408, глубиной 100 метров. На месте кратера позднее образовалось озеро. Либо может появится кратер из просевшего грунта, если глубина залегания окажется достаточно большой. Взрыв на поверхности земли образует очень небольшой кратер, в основном за счет спрессовывания земли ниже эпицентра. В этом случае большая часть энергии рассеивается в атмосфере, за счет ее отражения от земли. Уже при небольшой глубине взрыва образуется больший и более глубокий кратер. Это происходит из-за отражения части энергии от верхних слоев грунта и выбросу размельченной земли горячими газами вверх и в стороны от воронки. От глубины залегания зависит и количество грунта, выброшенного из кратера. С ростом массы подбрасываемой вверх земли уменьшается горизонтальная составляющая скорости ее движения, т.о. большая часть грунта опадает обратно в кратер. На некоторой глубине, называемой оптимальной глубиной залегания (ОГЗ), достигается наилучший компромисс между выбросом и возвратом грунта - тогда кратер достигает максимальной глубины. Глубина такого залегания находится в зависимости от типа почвы и колеблется для заряда в 1 кт от 50 м для осадочных пород до 43 м для каменистой почвы. Развитие взрыва на ОГЗ проходит следующим образом. Изначально формируется начальная полость и ударная волна распространяется к поверхности и во все стороны. Как только она достигает поверхности, земля немедленно начинает подниматься вверх и начинает тут же тормозится под влиянием гравитации. Так как поверхность земли находится под атмосферным давлением, давление в ударной волне падает практически до нуля и в землю уходит волна разряжения. Двигаясь в земле, волна разряжения создает в ней напряжение до тех пор, пока не превысится порог прочности грунта, тогда пласты его отделяются и взлетают вверх. Для взрыва Sedan ударная волна достигла поверхности через 240 мс, к этому времени ее скорость снизилась до 32 м/с, полость в это время расширилась до радиуса 55 м. Волна разряжения достигла полости через 450 мс после взрыва. Сброс давления совместно с прохождением волны разряжения позволяют раскаленному газу в полости взрыва ускорить свое расширение. Давление газа через 1.3 с прекращает оседание почвы и приводит к ускорению ее до скорости 40 м/с в течении 2 с. Несколько сотен миллисекунд позднее купол земли растягивается до своего предела и измельчается, позволяя газам под большим давлением заполнить себя. Еще через несколько сотен миллисекунд газы выходят из купола, увлекая за собой измельченную землю, образуя видимый взрыв. Через несколько секунд подлетевшая вверх почва начинает осаждаться вниз, обратно в воронку, остальной грунт продолжает подниматься высоко вверх. Наибольший кратер образуется когда измельчение и газовое расширение вносят равные вклады или из-за свойств почвы преобладает расширение газа. Взрыв на больших глубинах может не вызвать выброса грунта из кратера, дело ограничивается лишь поднятием почвы на краях кратера либо образованием просевшего кратера. Существенное влияние оказывает здесь тип и структура грунта. При осадочных и песчаных породах, на определенных глубинах, поверхность земли остается вообще неизмененной. Если взрыв происходит в скальных породах, находящихся под слоем песка, то полость, образовавшаяся после взрыва, заполняется, оставляя на поверхности просевший кратер. Возможна и обратная ситуация, когда плотно утрамбованные скалы разрушаются и увеличиваются в объеме, образуя на земле холм из каменной крошки. Дальнейшее увеличение глубины способствует поглощению выделившейся энергии и уменьшает образование шахты из измельченного грунта. Во время взрыва образуется полость, раскаленная до нескольких тысяч градусов. В это время на поверхности возникает небольшой холм. В течении 5-10 минут температура падает до тысячи градусов, давление внутри полости уменьшается, и полость засыпается землей, холм при этом может осесть и смениться просевшим кратером. На больших глубинах поверхность земли не может внести вклад в образование полости, поэтому она получается круглой и симметричной. Примерно после 1 мс, полость раздувается до 10 м, сбрасывая давление до миллиона атмосфер. После этого происходит разделение границ полости и фронта ударной волны (она уходит вперед со скоростью 5 км/с). Расширение продолжается до тех пор, пока давление газов не уравняется с давлением в окружающих скалах (для глубины 800 м это примерно 45 м). Температура к тому моменту снижается до нескольких тысяч градусов и внутри находится значительный слой расплавленных скал, в котором остается большинство труднолетучих радиоактивных изотопов. На средних глубинах давление, развиваемое верхними пластами, ограничено, что позволяет ударной волне образовывать большое количество раздробленных скал, имеющих больший объем по отношению к цельным пластам. Таким образом, измельченная порода засыпает первоначальную полость до тех пор, пока это увеличение объема не сравняется с объемом исходной полости. Если взрыв в таких условиях производится на небольшой глубине, на поверхности образуется поднятие. Дальнейшее углубление места нахождения заряда ведет к появлению просевшего кратера. При некоторой критической глубине количество увеличившейся в объеме земли будет соответствует размеру полости. Еще глубже все изменения останутся внутри земли. Растет давление вышележащих скал и из-за этого размеры шахты из раздробленного камня сокращаются. Наконец, глубоко под землей, остается лишь сферическая область, заполненная обломками породы. Обычно, образовавшиеся внутри земли полости долго не существуют и довольно быстро засыпаются верхними слоями грунта. Однако бывают и исключения из этого, как эта, оставшаяся после теста Nougat Gnome (3 кт, 380 м). Проникающие в землю бомбы. Для уничтожения хорошо укрепленных подземных объектов (ракетные шахты, бункера) взрыв в воздухе малопригоден. Так, при мощности 20 кт и высоте 30 м, образуется кратер лишь 2 м глубиной. Подобный же взрыв, но на глубине десяти метров создаст кратер сорокаметровой глубины. Подземный взрыв, даже произведенный на небольшой глубине, передает почти всю свою энергию в ударную волну в земле. Ясно, что для проникновения в землю, бетон корпус бомбы должен быть длинным, узким и очень твердым. Начинка бомбы тоже должна обладать изрядной прочностью, чтобы не разрушится от перегрузок при ударе. Пушечная урановая схема построения заряда очень хорошо приспособлена к этим требованиям, имея маленький поперечный диаметр и будучи устойчивой к сильным ударам. Это главная область применения пушечного дизайна, использованная в проникающих бомбах Mk-8 "Elsie" и Mk-11. В настоящее время в США находятся на вооружении термоядерные проникающие бомбы B61-11. Созданные на основе заряда B61-7, помещенного в прочный стальной корпус. Глубина их внедрения в землю - 6-7 метров. | 
| |||||||
| Copyright © 2007. Ваши замечания и предложения направляйте на info@himza.ru |