Кто-нибудь из вас видел фильм «Доктор Стрейнджлав, или Как я научился не волноваться и полюбил атомную бомбу»? Это классический фильм, который высмеивает гонки ядерных вооружений в холодной войне. Спойлер: цепь печальных событий заканчивается тем, что ядерное оружие по всему миру начинает детонировать.

Мы решили узнать, что произойдет с человечеством в случае ядерного апокалипсиса. Что случится, если все ядерное оружие в современном мире взорвется? Если говорить коротко, ничего хорошего. Вот довольно мрачные предсказания математиков и экспертов в области естественных наук относительно ядерного конца света.

Арсенал различных стран

Во-первых, давайте посмотрим, что различные страны имеют в своем ядерном арсенале.

Согласно данным Федерации американских ученых 2017 года, в мире существует 14 900 ядерных боеголовок. При этом 6 800 из них принадлежат только США, а 7 000 — России. В других странах их количество значительно скромнее. В Великобритании — 215, во Франции — 300, в Китае — 260, в Индии — 120, в Пакистане — 130, в Израиле — около 80, и примерно 10 в Северной Корее.

Однако сила этого оружия существенно различается. США и Россия, к примеру, имеют гипермощное ядерное оружие, в то время как Северная Корея имеет ядерный арсенал старого образца.

Гипермощное оружие

Одним из самых мощных видов оружия в арсенале США является ядерная боеголовка B83, которая имеет взрывной выход, составляющий в эквиваленте 1,2 мегатонны тротила. Это соответствует примерно 5 квадриллионам джоулей энергии, или 5 петаджоулям. Также это равняется 79 атомным бомбам, сброшенным на Хиросиму во время Второй мировой.

Результаты взрыва

Если предположить, что хотя бы одна такая ядерная боеголовка будет взорвана, последствия сложно представить. Ядерный историк Алекс Веллерстайн говорит, что в случае взрыва на поверхности бомба оставит кратер диаметром 420 метров и глубинной 92 метра. Почти сразу же после детонации появится гигантский огненный шар размером 5,7 квадратных километров, который достигнет температуры до 83,3 миллионов градусов по Цельсию. Используя до 50 процентов энергии всей боеголовки, он также будет сопровождаться огромными волнами давления. Все здания в пределах 16,8 квадратных километров региона, на который будет сброшена боеголовка, сравняются с землей.

Благодаря тепловому излучению, которое использует 35 процентов энергии взрывчатого вещества, все люди и животные в пределах 420 квадратных километров получат ожоги третьей степени, которые будут болезненными только доли секунды, так как нервные окончания пострадавших окажутся полностью уничтоженными.

Кроме того, не следует забывать об ионизирующем излучении и радиоактивных осадках. Даже если во время взрыва не будет сильного ветра, мы можем предположить, что площадь размером 20,6 квадратных километров будет настолько сильно облучена, что от 50 до 90 процентов людей, находящихся в ее пределах, умрут от лучевой болезни.

Что нужно для уничтожения мира

Итак, теперь давайте попробуем предсказать последствия уничтожения мира.

Для того чтобы получить очень грубый взрывной выход для всего ядерного оружия в мире, для расчетов мы используем только то, которое принадлежит США и России, но предположим, что каждая из этих бомб имеет такую же мощность, как В83. Это значит, что 13 800 ядерных бомб в целом произведут примерно такое же количество энергии, как США за один год.

Предположим, что каждое из этих устройств упадет на землю и взорвется на поверхности. Если считать, что все они будут равномерно распределены по миру, это сразу же уничтожит 94 километра земли. Но даже такие последствия — это только цветочки по сравнению с тем, что произойдет дальше.

232 тысячи квадратных километров инфраструктуры в одно мгновение исчезнут из-за взрывной волны. Это значит, что около 295 мегаполисов размером с Нью-Йорк превратятся в пыль.

Огненный шар диаметром 79 тысяч квадратных километров будет испарять буквально все, к чему прикоснется. Любой, кто окажется в пределах 5,8 млн квадратных километров, получит ожоги третьей степени. В том же пространстве 3 700 городов размером с Лондон окажутся выжженными.

Радиоактивные осадки и ионизирующее излучение будут загрязнять площадь около 284 тысяч квадратных километров. Это значит, что люди, которые еще смогут выжить, получат лучевую болезнь. Конечно, многие из этих осадков достигнут нижних слоев атмосферы и распространятся по всему миру, так что в долгосрочной перспективе жертв будет гораздо больше.

Таким образом, сотни миллионов человек, а возможно, и миллиарды, умрут в течение первого часа. Эти последствия уже сами по себе ужасны, но что произойдет дальше?

Приближение зимы

Ядерная зима считается гипотетическим явлением, которое отчасти напоминает вулканическую зиму. Во время самых эпических извержений производится большое количество аэрозолей и мелких твердых частиц. Они имеют невероятные отражающие свойства, поэтому, если им удается попасть в верхние слои атмосферы, планета в результате начинает охлаждаться.

Исторически сложилось так, что люди уже несколько раз были свидетелями вулканического охлаждения в течение нескольких лет. Также произошло несколько массовых вымираний, которые частично объясняются извержениями вулканов, охлаждавших мир в течение многих сотен лет, а возможно, и дольше.

Ядерная зима, по сути, очень похожа на вулканическую, за исключением того, что частицы аэрозолей, которые попадут в атмосферу, будут радиоактивными. Люди будут умирать только из-за того, что не смогут дышать таким воздухом.

Ядерная мини-зима

Так сколько же ядерных боеголовок необходимо, чтобы начать достаточно мощную ядерную зиму?

Одно исследование показало, что примерно 100 взрывов в стиле Хиросимы смогут произвести достаточное количество сажи, чтобы вызвать «маленькую» ядерную зиму. Это позволит сократить среднюю глобальную температуру примерно на 1 °C, что компенсирует результаты антропогенного изменения климата. Проблема решена, не так ли?

Массовое вымирание

Если все ядерное оружие в мире взорвется, произойдет почти 100-процентное сокращение солнечной радиации, достигающей поверхности Земли в течение нескольких лет. Это значит, что планета будет покрыта темнотой в течение этого времени. Количество света, поступающего на поверхность планеты, затем начнет увеличиваться, но очень медленно, в течение следующих нескольких десятилетий или даже столетий.

Достаточно сказать, что отсутствие света остановит фотосинтез. Только выносливые растения смогут выжить, что приведет к коллапсу в глобальных продовольственных цепочках. Произойдет массовое вымирание, в том числе, возможно, и нашего вида. Немногим оставшимся в живых придется побороться за выживание в облученном мире.

Подземные ядерные взрывы проводятся в мирных целях для исследований, несмотря на то, что проводят их военные. Это требуется для научных изысканий и мировые державы нередко выбирают для своих испытаний специально подготовленные полигоны за их пределами. За все время было совершено . Однако когда же был произведен самый мощный подземный ядерный взрыв в истории?

Как проводились испытания на Амчитке

Сильнейший в истории взрыв под землей был проведен осенью 1971 года – 6 ноября. Это произошло на Аляске на Алеутских островах. Полигоном для испытаний стал необитаемый остров Амчитка. Мощность заряда, который был использован тогда, составила 5 мегатонн. Целью учений стали исследования сейсмических эффектов, которые проводятся в природе без участия человека.

До проведения самого мощного подземного взрыва остров использовался как площадка для ряда предварительных сейсмических исследований подобного рода. Сама Амчитка, где произошло столь знаменитое событие, является крупным надводным хребтом. Ширина острова в самой крупной части составляет 6 км. Он имеет вытянутую структуру, а длина его достигает 68 км. В самом центре массива нет лесной полосы, так как здесь гористая местность. Лишь на восточном побережье можно найти растительность тундрового типа. Также там имеются мелкие водоемы и холмы, покрытые мхами. Именно по этим причинам ученые выбрали данную местность для проведения эксперимента.

Сам остров был открыт в 1741 году Витусом Берингом. Тот дал ему название в честь святого Макария. Следы пребывания человека на данной территории наблюдались, как минимум, 2,5-тысячелетней давности. На момент открытия там также проживали люди. Это было племя алеутов, которые переселились из родных мест в 1832. Во владения Соединенными Штатами Америки остров перешел в 1867 году, когда была продана Аляска.

Первый, самый мощный за историю, подземный ядерный взрыв на данной территории был проведен в 1965 году. Ядерные испытания здесь планировались три раза, последним из них и стал самый мощный, который произошел в 1971 году. Он получил название «Кенникин». После этого военные пребывали на острове еще два года и покинули остров в 1973 году и на территории далее работали только ученые.

Как был проведен самый мощный в мире подземный ядерный взрыв

Главной целью проведения мероприятия было стремление изучить особенности сейсмических волн, а также различия между теми, которые вызваны искусственно и возникшими естественным путем. Также необходимо было получить представления о последствиях, что вызывает сверхмощный ядерный взрыв, проведенный под землей. Результатом эксперимента стало землетрясение, которое можно оценить по шкале Рихтера в 6,8 балла. Грунт, находящийся на поверхности земли, поднялся на высоту до 5 метров практически по всей поверхности воздействия. На береговой линии произошел ряд обвалов, что не привело к кардинальному изменению ее очертаний, но заметно изменило состояние почвы. Практически по всей площади острова, что составляет более 300 километров, были сдвиги земляных пластов.

Но это лишь последствия, которые касаются самого острова. Ведь крупных трагедий здесь не должно было произойти, так как он необитаем. В то же время обзор дикой природы, проводящийся в окружающих местах показал, что в результате взрыва в Беринговом море было обнаружено более двух тысяч погибших тюленей. Такого результата не предрекали даже самые смелые ожидания комиссии атомной энергетики, что составляла предварительные расчеты. Это говорит о том, что последствия взрыва 5-мегатонной бомбы под землей оказывают более разрушительное воздействие, чем разрыв 100-мегатонной бомбы на поверхности.

Стоит отметить, что перед началом испытаний активисты проводили акции, чтобы запретить взрывы на Амчитке. Именно они стали родоначальниками ныне знаменитой организации Гринпис. Во время протеста против проведения ядерных испытаний одной из основных идей запрета было загрязнение окружающей среды различными радиоактивными продуктами, которые остаются после эксперимента. Также была боязнь, что взрыв такой мощности вызовет сильные землетрясения, а те в свою очередь станут причинами появления приливных волн. Таким образом, на всем тихоокеанском побережье могла образоваться экологическая катастрофа. Активисты приняли решения поплыть к острову во время проведения испытаний, чтобы привлечь внимание общественности и помешать планам военных. Судно, на котором находились люди, носило название «Гринпис», послужившего наименованием всемирно известной организации.

Вклад Гринпис в сохранение экологии

Несмотря на то, что все действия активистов так и не увенчались успехом в этом случае, они смогли добиться запрета на проведение других ядерных испытаний на острове. Действительно, в дальнейшем на этой территории не было произведено ни одного взрыва. Во время испытаний судно находилось более чем в 1,5 тыс. км от места проведения. Попытка помешать столь крупной акции стала сенсацией для многих людей, которые впоследствии поддержали это движение. Все протесты экологов привели к тому, что в Соединенных Штатах Америки запретили ядерные испытания на всех островах, которые находятся в районе Амчитки. Сегодня остров отдан под птичий заповедник.

Таким образом, самый мощный подземный ядерный взрыв стал одной из причин появления «Гринпис». больше не проводились, так как ученые оценили всю опасность проведения подобных мероприятий. Поэтому, даже спустя более 40 лет, более мощных подземных взрывов не проводилось ни в одной стране. Если увеличивать объем разрушений, то есть вероятность вызвать большие природные катастрофы, которые повлияют на мирное население, не говоря уже об уроне для природы и загрязнении окружающей среды продуктами ядерной деятельности.

Ядерный взрыв представляет собой неуправляемый процесс. В ходе него осуществляется высвобождение большого количества лучистой и тепловой энергии. Данный эффект является результатом ядерной цепной реакции деления либо термоядерного синтеза, проходящей за небольшой временной отрезок.

Краткие общие сведения

Ядерный взрыв по своему происхождению может являться следствием человеческой деятельности на Земле либо в околоземном пространстве. Это явление также в ряде случаев возникает в результате природных процессов на некоторых видах звезд. Искусственный ядерный взрыв представляет собой мощное оружие. Применяется оно для уничтожения масштабных наземных и подземных защищенных объектов, скоплений техники и войск противника. Кроме того, используется это оружие для полного уничтожения и подавления противоборствующей стороны в качестве инструмента, разрушающего малые и большие населенные пункты с проживающими в них мирными гражданами, а также промышленные стратегические объекты.

Классификация

Как правило, ядерные взрывы характеризуют по двум признакам. К ним относят мощность заряда и местоположение точки заряда непосредственно в подрывной момент. Проекция этой точки на поверхность земли именуется эпицентром взрыва. Мощность измеряют в тротиловом эквиваленте. Это масса тринитротолуола, при подрыве которого происходит выделение такого же количества энергии, как и при оцениваемом ядерном. Чаще всего при измерении мощности используются такие единицы, как одна килотонна (1 кт) и одна мегатонна (1 Мт) тротилового эквивалента.

Явления

Ядерный взрыв сопровождается специфическими эффектами. Они характерны только для данного процесса и не присутствуют при прочих подрывах. Интенсивность явлений, которые сопровождают ядерный взрыв, зависит от местоположения центра. В качестве примера можно рассмотреть случай, являвшийся наиболее частым до момента запрета испытаний на планете (под водой, на земле, в атмосфере) и, собственно, в космосе, - искусственная цепная реакция в приземном слое. После детонирования процесса синтеза или деления за весьма краткое время (около долей микросекунд) происходит выделение в ограниченном объеме огромного количества тепловой и лучистой энергии. О завершении реакции, как правило, свидетельствует разлет конструкции устройства и испарения. Эти эффекты обусловлены влиянием повышенной температуры (до 107 К) и огромного давления (порядка 109 атм.) в самом эпицентре. С большого расстояния визуально данная фаза представляет собой очень яркую светящуюся точку.

Электромагнитное излучение

Световое давление во время реакции начинает нагревать и вытеснять окружающий воздух из эпицентра. В результате формируется огненный шар. Вместе с этим образуется скачок давления между сжатым излучением и невозмущенным воздухом. Это обусловлено превосходством скорости перемещения нагревательного фронта над звуковой скоростью в условиях среды. После того как ядерная реакция входит в стадию затухания, прекращается выделение энергии. Последующее расширение осуществляется благодаря разнице в давлениях и температурах в зоне огненного шара и непосредственно окружающего воздуха. Следует отметить, что рассматриваемые явления не имеют ничего общего с научными изысканиями героя современного сериала (его, кстати, зовут так же, как и известного физика Глэшоу - Шелдон) "Теория большого взрыва".

Проникающая радиация

Ядерные реакции представляют собой источник электромагнитного излучения разного типа. В частности, оно проявляется в широком спектре в диапазоне от радиоволн до гамма-квантов, атомных ядер, нейтронов, быстрых электронов. Появляющееся излучение, именуемое проникающей радиацией, в свою очередь, порождает определенные последствия. Они свойственны только ядерному взрыву. Высокоэнергичные гамма-кванты и нейтроны в процессе взаимодействия с атомами, входящими в состав окружающего вещества, претерпевают преобразование своей стабильной формы в радиоактивные изотопы нестабильного типа с разными периодами и путями полураспада. В результате формируется так называемая наведенная радиация. Вместе с осколками ядер атомов расщепляющегося вещества либо с продуктами от термоядерного синтеза, которые остаются от взрывного устройства, получившиеся радиоактивные компоненты поднимаются в атмосферу. Далее они рассеиваются на достаточно большой территории и формируют заражение на местности. Нестабильные изотопы, сопровождающие ядерный взрыв, находятся в таком спектре, что распространение радиации может продолжаться тысячелетиями, несмотря на то что интенсивность излучения со временем снижается.

Электромагнитный импульс

Образованные от ядерного взрыва высокоэнергичные гамма-кванты в процессе прохождения через окружающую среду ионизируют атомы, входящие в ее состав, выбивая электроны из них и сообщая им довольно большую энергию для осуществления каскадной ионизации прочих атомов (вплоть до тридцати тысяч ионизаций на гамма-квант). В итоге под эпицентром формируется "пятно" ионов, имеющих положительный заряд и окруженных электронным газом в огромном количестве. Данная конфигурация носителей, переменная во времени, образует мощное электрическое поле. Оно вместе с рекомбинацией ионизированных атомных частиц исчезает после взрыва. В процессе происходит порождение сильных электрических токов. Они служат в качестве дополнительного источника излучения. Весь описанный комплекс эффектов носит название электромагнитного импульса. Несмотря на то что в него уходит меньше 1/3 десятимиллиардной доли взрывной энергии, происходит он в течение весьма короткого периода. Мощность, которая при этом выделяется, может достигнуть 100 ГВт.

Процессы наземного типа. Особенности

В процессе химической детонации температура примыкавшего к заряду и привлеченного к движению грунта сравнительно невелика. Ядерный взрыв имеет свои особенности. В частности, температура грунта может составлять десятки миллионов градусов. Большая часть образованной от нагрева энергии в течение первых же мгновений выделяется в воздух и идет дополнительно на образование ударной волны и теплового излучения. При обычном взрыве данных явлений не наблюдается. В связи с этим отмечаются резкие различия в воздействии на грунтовый массив и поверхность. При наземном взрыве химического соединения передается до половины энергии в грунт, а при ядерном - буквально несколько процентов. Это обуславливает разницу в размерах воронки и энергии сейсмических колебаний.

Ядерная зима

Данное понятие характеризует гипотетическое состояние климата на планете в случае широкомасштабной войны с применением ядерного оружия. Предположительно, в связи с выносом в стратосферу огромного количества сажи и дыма, результатов многочисленных пожаров, спровоцированных несколькими боезарядами, на Земле температура понизится повсеместно до арктических показателей. Это будет обусловлено и значительным увеличением числа отраженных от поверхности солнечных лучей. Вероятность возникновения глобального похолодания была предсказана достаточно давно (еще во времена существования Советского Союза). Позже подтверждение гипотезы было осуществлено модельными расчетами.