Экологические последствия применения ядерного оружия. Последствия испытаний ядерного оружия для окружающей среды. Физические эффекты ядерного взрыва

Виды ядерных взрывов.

В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов, по которым планируются ядерные удары, а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

воздушный (высокий и низкий)

наземный (надводный)

подземный (подводный)

Поражающие факторы ядерного взрыва.

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:

ударная волна

световое излучение

проникающая радиация

радиоактивное заражение местности

электромагнитный импульс

а) Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим фактором ядерного взрыва. По своей природе она подобна ударной волне обычного взрыва, но действует более продолжительное время и обладает гораздо большей разрушительной силой. Ударная волна ядерного взрыва может на значительном расстоянии от центра взрыва наносить поражения людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику. Ударная волна представляет собой область сильного сжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте ударной волны; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука, но с увеличением расстояния от места взрыва резко падает. За первые 2 сек ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек-2000 м, за 8 сек - около 3000 м. Это служит обоснованием норматива N5 ЗОМП "Действия при вспышке ядерного взрыва": отлично - 2 сек, хорошо - 3 сек, удовлетврительно-4 сек. Поражающее действие ударной волны на людей и разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства прежде всего определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в ее фронте. Незащищенные люди могут, кроме того поражаться летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий, падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники, комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери войск могут оказаться большими, чем от непосредственного действия ударной волны. Ударная волна способна наносить поражения и в закрытых помещениях, проникая туда через щели и отверстия. Поражения, наносимые ударной волной, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха, общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей. Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости, сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. Степень поражения ударной волной зависит прежде всего от мощности и вида ядерного взрыва. При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние - до 2 км, тяжелые - до 1,5 км от эпицентра взрыва. С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подзем- ном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном - в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

б) Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца. Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую, что приводит к разогреву поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным, что возможно обугливание или воспламенение горючего материала и растрескивание или оплавление негорючего, что может приводить к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерного взрыва эквивалентно массированному применению зажигательного оружия, которое рассматривается в четвертом учебном вопросе. Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги. В первую очередь ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения. Ожоги, вызываемые световым излучением, не отличаются от обычных, вызываемых огнем или кипятком. они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности. В зависимости от воспринятого светового импульса ожоги делятся на три степени. Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи: покраснении, припухлости, болезненности. При ожогах второй степени на коже появляются пузыри. При ожогах третьей степени наблюдается омертвление кожи и образование язв. При воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2 км от центра взрыва; при взрыве заряда мощностью 1 МгТ это расстояние увеличится до 22,4 км. ожоги второй степени проявляются на расстояниях 2,9 и 14,4 км и ожоги третьей степени - на расстояниях 2,4 и 12,8 км соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МгТ.

в) Проникающая радиация представляет собой невидимый поток гамма квантов и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гамма кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма квантов и нейтронов, проходящее через единицу поверхности, уменьшается. При подземном и подводном ядерных взрывах действие проникающей радиации распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма- квантов водой. Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом (1000 тонн и менее) наоборот, зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением. Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Проходя через живую ткань, гамма кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью. Для оценки ионизации атомов среды, а следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации) , единицей измерения которой является рентген (р). Дозе радиации 1 р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов. В зависимости от дозы излучения различают три степени лучевой болезни. Первая (легкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до 200 р. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу, обычно не выходит из строя. Вторая (средняя) степень лучевой болезни развивается при получении дозы 200-300 р; в этом случае признаки поражения - головная боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство - проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300 р; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжелая форма нередко приводит к смертельному исходу.

г) Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда и не прореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту после взрыва. При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, бета-активны, распад многих из них сопровождается гамма-излучением. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов, сравнительно невелики: от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к его эпицентру. Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном облаке, которое образуется после взрыва. Высота поднятия облака для боеприпаса мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину нескольких десятков километров. Поражения в результате внутреннего облучения появляются в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм. На вооружение, боевую технику и инженерные сооружения радиоактивные вещества не оказывают вредного воздействия.

д) Электромагнитный импульс воздействует прежде всего на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции, порча полупроводниковых приборов, перегорание предохранителей и т.д.). Электромагнитный импульс представляет собой возникающее на очень короткое время мощное электрическое поле.

Хиросима и Нагасаки.

Всю весну 1945 года на многие японские постоянно совершали налеты американские бомбардировщики Б-29. Эти самолеты были практически неуязвимы, они летали на недоступной для японских самолетов высоте. Например, в результате одного из таких рейдов погибло 125 тысяч жителей Токио, во время другого - 100 тысяч, 6 марта 1945 года Токио был окончательно превращен в руины. У американского руководства взникали опасения, что в результате последующих рейдов у них не останется цели для демонстрации их нового оружия. Поэтому, заранее отобранные 4 города - Хиросима, Кокура, Ниигата и Нагосаки - не подвергались бомбежкам. 5 августа в 5 часов 23 минуты 15 секунд была произведена первая в истории атомная бомбардировка. Попадание было почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. В это время суток во всех концах города маленькие печки, отапливаемые углем, были зажжены, поскольку многие были заняты приготовлением завтрака. Все эти печки были опрокинуты взрывной волной, что привело к возникновению многочисленных пожаров в местах, сильно удаленных от эпицентра. Предполагалось, что население укроется в убежищах, но этого не произошло по нескольким причинам: во-первых не был дан сигнал тревоги, во-вторых над Хиросимой уже и ранее пролетали группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы.

За первоначальной вспышкой взрыва последовали другие бедствия. Прежде всего это было воздействие тепловой волны. Оно длилось лишь секунды, но было настолько мощным, что расплавило даже черепицу и кристаллы кварца в гранитных плитах, превратила в угли телефонные столбы на расстоянии 4 км. от центра взрыва.

На смену тепловой волне пришла ударная. Порыв верта пронесся со скоростью 800 км./час. За исключением пары стен все остальное. В круге диаметром 4 км. было превращено в порошок. Двойное воздействие тепловой и ударной волны за несколько секунд вызвало появление тысяч пожаров.

Вслед за волнами через несколько минут на город пошел странный дождь, крупные, как шарики, капли которого были окрашены в черный цвет. Это странное явление связано с тем, что огненный шар превратил в пар влагу, содержащуюся в атмосфере., который затем сконцентрировался в поднявшемся в небо облаке. Когда это облако, содержащее водяные пары и мелкие частицы пыли, поднимаясь вверх, достигло более холодных слоев атмосферы, произошла повторная конденсация влаги, которая потом выпала в виде дождя.

Люди, которые подверглись воздействию огненного шара от “Малыша” на расстоянии до 800 м. были сожжены настолько, что превратились в пыль. Выжившие люди выглядели еще ужасней мертвых: они полностью обгорели, под влиянием тепловой волны, а ударная волна сорвала с них обгоревшую кожу. Капли черного дождя были радиоактивны и поэтому они оставляли непроходящие ожоги.

Из имевшихся в Хиросиме 76000, 70000 были полностью повреждены: 6820 зданий разрушено и 55000 полностью сгорели. Было уничтожено большинство больниц, из всего медицинского персонала осталось дееспособны 10%. Оставшиеся в живых стали замечать у себя странные формы заболевания. Они заключались в том, что человека тошнило, наступала рвота, потеря аппетита. Позже начиналась лихорадка и приступы сонливости, слабости. К крови отмечалось низкое количество белых шариков. Все это были первыми признаками лучевой болезни.

После проведения успешной бомбардировки Хиросимы на 12 августа была назначена 2-ая бомбардировка. Но поскольку метеорологи обещали ухудшение погоды, было решено провести бомбардировку 9 августа. Целью был избран город Кокура. Около 8 30 утра американские самолеты достигли этого города, но провести бомбардировку им помешал смог от сталелитейного завода. Этот завод накануне подвергся налету и до сих пор горел. Самолеты развернулись в сторону Нагасаки. В 11 02 бомбы “толстяк” была сброшена на город. Она взорвалась на высоте 567 метров.

Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, за секунды уничтожили более 200 тыс человек. Многие люди подвергнулись облучению, что привело к возникновению у нах лучевой болезни, катаракты, рака, бесплодия.

Дальнейшее развитие ядерного оружия

Утратив атомную монополию, администрация Трумана ухватилась за идею создания термоядерного оружия. На первых этапах работы над водородной бомбой появились серьезные трудности: для начала реакции синтеза необходима высокая температура. Была предложена новая модель атомной бомбы, в которой механический удар первой бомбы используется для сжатия сердцевины второй бомбы, которая в свою очередь воспламеняется от сжатия. Затем вместо механического сжатия для воспламенения топлива использовали радиацию.

1 ноября 1952 г. в США было проведено секретное испытание термоядерного устройства. Мощность “Майка” составила 5-8 млн. тонн тринитротолуола. К примеру, мощность всех взрывчатых веществ, использованных во 2-ой мировой войне равнялась 5 млн. тонн. Ядерное горючее “Майка” представляло собой жидкий водород, взрыв которого детонировался атомным зарядом.

8 августа 1953 года в СССР была испытана первая в мире термоядерная бомба. Мощность взрыва превзошла все ожидания. Ближайший наблюдательный пункт был расположен на расстоянии 25 километров от места взрыва. После эксперимента Курчатов, создатель первой советской атомной и термоядерной бомбы, заявил о том, что нельзя допустить применения этого оружия по назначению. Его работы впоследствии продолжил А.Д. Сахаров.

22 ноября 1955 было произведено очередное испытание термоядерной бомбы. Взрыв был столь мощен, что произошли несчастные случаи. На расстоянии нескольких десятков километров погиб солдат - завалило траншею. В близлежащем населенном пункте погибли люди, не успевшие укрыться в бомбоубежищах.

Весной 1955 года Хрущев объявил об одностороннем маратории на ядерные испытания (в 1961 году испытания возобновятся, поскольку американские исследователи стали обгонять советские разработки).

Весной 1963 г. в штате Невада был испытан первый вариант нейтронного заряда. Позже была создана нейтронная бомба. Ее изобретатель Самюэль Коэн. Это самое маленькое оружие в семействе атомных, оно убивает не столько взрывом, сколько радиацией. Большая часть энергии расходуется на выпускание высокоэнергетических нейтронов. При взрыве такой бомбы мощностью в 1 килотонну (что в 12 раз меньше мощности бомбы, сброшенной на Хиросиму) разрушения будут наблюдаться только в радиусе 200 метров, в то время как все живые организмы погибнут на расстоянии до 1.2 км от эпицентра.

ЭМИ или “несмертельное” оружие

В начале 90-х годов в США стала зарождаться концепция, согласно которой вооруженные силы страны должны иметь не только ядерные и обычные вооружения, но и специальные средства, обеспечивающие эффективное участие в локальных конфликтах без нанесения противнику излишних потерь в живой силе и материальных ценностях.

Генераторы ЭМИ (супер ЭМИ), как показывают теоретические работы и проведенные за рубежом эксперименты, можно эффективно использовать для вывода из строя электронной и электротехнической аппаратуры, для стирания информации в банках данных и порчи ЭВМ.

Теоретические исследования и результаты физических экспериментов показывают, что ЭМИ ядерного взрыва может привести не только к выходу из строя полупроводниковых электронных устройств, но и к разрушению металлических проводников кабелей наземных сооружений. Кроме того возможно поражение аппаратуры ИСЗ, находящихся на низких орбитах.

То, что ядерный взрыв будет обязательно сопровождаться электромагнитным излучением, было ясно физикам-теоретикам еще до первого испытания ядерного устройства в 1945 году. Во время проводившихся в конце 50-х - начале 60-х годов ядерных взрывов в атмосфере и космическом пространстве наличие ЭМИ было зафиксировано экспериментально.

Создание полупроводниковых приборов, а затем и интегральных схем, особенно устройств цифровой техники на их основе, и широкое внедрение средств в радиоэлектронную военную аппаратуру заставили военных специалистов по иному оценить угрозу ЭМИ. С 1970 года вопросы защиты оружия и военной техники от ЭМИ стали рассматриваться министерством обороны США как имеющие высшую приоритетность.

Механизм генерации ЭМИ заключается в следующем. При ядерном взрыве возникают гамма и рентгеновское излучения и образуется поток нейтронов. Гамма-излучение, взаимодействуя с молекулами атмосферных газов, выбивает из них так называемые комптоновские электроны. Если взрыв осуществляется на высоте 20-40 км., то эти электроны захватываются магнитным полем Земли и, вращаясь относительно силовых линий этого поля создают токи, генерирующие ЭМИ. При этом поле ЭМИ когерентно суммируется по направлению к земной поверхности, т.е. магнитное поле Земли выполняет роль, подобную фазированной антенной решетки. В результате этого резко увеличивается напряженность поля, а следовательно, и амплитуда ЭМИ в районах южнее и севернее эпицентра взрыва. Продолжительность данного процесса с момента взрыва от 1 - 3 до 100 нс.

На следующей стадии, длящейся примерно от 1 мкс до 1 с, ЭМИ создается комптоновскими электронами, выбитыми из молекул многократно отраженным гамма-излучением и за счет неупругого соударения этих электронов с потоком испускаемых при взрыве нейтронов. Интенсивность ЭМИ при этом оказывается примерно на три порядка ниже, чем на первой стадии.

На конечной стадии, занимающей период времени после взрыва от 1 с до нескольких минут, ЭМИ генерируется магнитогидродинамическим эффектом, порождаемым возмущениями магнитного поля Земли токопроводящим огненным шаром взрыва. Интенсивность ЭМИ на этой стадии весьма мала и составляет несколько десятков вольт на километр.

Аварии на АЭС

Авария на Чернобыльской АЭС по своим долговременным последствиям явилась крупнейшей катастрофой современности.

Были и другие аварии связанные с атомной энергетикой.

В США самая большая авария, которая называется сегодня предупреждением о Чернобыле, случилась в 1979 году в штате Пенсильвания на АЭС в «Тримайл Айленд». До нее и после - еще 11 более мелких аварий на ядерных реакторах.

В Советском Союзе в какой-то мере предчетей Чернобыля можно считать три аварии, начиная с 1949 года, в производственном объединении «Маяк» на реке Теча.

После нее еще более десяти аварий на АЭС страны.

Масштабы глобальной Чернобыльской катастрофы, поражают воображение. В советском докладе на заседании МАГАТЭ в Вене 1986 года отмечалось, что во внешнюю среду поступило 50 млн кюри радиоактивных радионуклидов.

Выброс только по одной своей радиоактивной составляющей - цезию-137 - равняется 300 Хиросимам.

Так или иначе в зону Чернобыля входит в широком смысле слова весь земной шар, в частности все население Советского Союза.

Наиболее интенсивному радиоактивному загрязнению в Советском Союзе подверглись четыре области России, пять областей Украины и пять областей Белоруссии.

Заключение

Ученые считают, что при нескольких крупномасшабных ядерных взрывах, повлекших за собой сгорание лесных массивов, городов, огромные слоя дыма, гари поднялись бы к стратосфере, блокируя тем самым путь солнечной радиации. Это явление носит название “ядерная зима”. Зима продлится несколько лет, может даже всего пару месяцев, но за это время будет почти полностью уничтожен озоновый слой Земли. На Землю хлынут потоки ультрафиолетовых лучей. Моделирование данной ситуации показывает, что в результате взрыва мощностью в 100 Кт температура понизится в среднем у поверхности Земли на 10-20 градусов. После ядерной зимы дальнейшее естественное продолжение жизни на Земле будет довольно проблематичным:

возникнет дефицит питания и энергии. Из-за сильного изменения климата сельское хозяйство придет в упадок, природа будет уничтожена, либо сильно изменится.

произойдет радиоактивное загрязнение участков местности, что опять же приведет к истребление живой природы

глобальные изменения окружающей среды (загрязнение, вымирание множества видов, разрушение дикой природы).

Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Так, по расчетам американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может сравнять с землей все жилые дома в радиусе 24 км и уничтожить все живое на расстоянии 140 км от эпицентра.

Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен миллионов людей, превращение в руины всех достижений мировой цивилизации и культуры.

К счастью, окончание холодной войны немного разрядило международную политическую обстановку. Подписаны ряд договоров о прекращении ядерных испытаний и ядерном разоружении.

Также важной проблемой на сегодняшний день является безопасная эксплуатация атомных электростанций. Ведь самая обыкновенное невыполнение техники безопасности может привести к таким же последствиям что и ядерная войны.

Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.

Использованная литература:

Самуэль Гласстон, Филип Долан, “Характеристики ядерного оружия” (The Effects of Nuclear Weapon), 1977.

А.И. Иойрыш, “О чем звенит колокол”, 1991.

Гражданская оборона, 1982.

ПОСЛЕДСТВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Сороколетова Юлия Владимировна

ГБПОУ «Отрадненский нефтяной техникум»

Научный руководитель: Сороколетова Наталья Александровна

Мир все больше сталкивается с разнообразными глобальными проблемами. Глобальной проблемой для человечества остается ядерная опасность. 6 августа 1945 года впервые было применено ядерное оружие США против японского города Хиросима. 9 августа это случилось во второй раз: атомная бомба была сброшена на Нагасаки. Атомная бомба оказалась «абсолютным оружием», о котором толковали философы.

Ядерное оружие – самое мощное средство массового уничтожения. Его поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс. При взрыве ядерных боеприпасов радиоактивные вещества устремляются вверх в виде раскаленных газов. По мере подъема они остывают и конденсируются. Их частицы оседают на капли влаги, пыль. Затем они выпадают на землю в виде осадков. Радиоактивные продукты попадают в цепочки питания. Усвоенные растениями и водорослями, они попадают в организм животных и человека.

Многие специалисты убеждены, что даже одно наличие огромных ядерных арсеналов постоянно травмирует психику большого количества людей. Их пугает накопление ядерных вооружений, страх перед ядерной войной.

Однако, пока известны далеко не все опасные варианты мирного использования атомной энергии для биосферы, жизни, здоровья человечества. В годы проведения испытаний наша планета светилась от радиоактивных излучений. Испытания явились первым в истории очень опасным экспериментом. В результате его смертоносные радиоактивные частицы рассеялись по просторам земли. Глобальное радиоактивное загрязнение биосферы привело к постоянному облучению населения земного шара. Степень опасности такого загрязнения и его последствий либо недооценивались, либо сознательно занижалась. Так было в японских городах. Стремясь уменьшить свою ответственность, американцы занизили число жертв. Так, при подсчете потерь не было учтено число убитых и раненых военнослужащих. Кроме того, не было взято в расчет то, что многие тяжело и легко раненые погибали через несколько дней, месяцев и лет от последствий.

Так обстояло и в Чернобыле. Население не было своевременно извещено о произошедшей трагедии. Было потрачено много драгоценного времени. Кто знает, как долго скрывало бы советское правительство произошедший «инцидент», если бы не погода. Сильные ветры и дожди, так некстати прошедшие по Европе, разнесли радиацию по всему миру. Больше всего «досталось» Украине, Белоруссии и юго-западным областям России, а также Финляндии, Швеции, Германии, Великобритании.

Впервые невиданные цифры на счетчиках уровня радиации увидели сотрудники атомной станции в Форсмарке (Швеция). В отличие от советского правительства, они поспешили сразу же эвакуировать всех людей, живущих в прилегающей территории, прежде чем установили, что проблема – не в их реакторе, а предполагаемым источником исходящей угрозы является СССР.

А ровно через двое суток после того, как ученые Форсмарка объявили радиоактивную тревогу, президент США Рональд Рейган держал в руках снимки места катастрофы на Чернобыльской АЭС, сделанные искусственным спутником ЦРУ. То, что было изображено на них, заставило бы ужаснуться даже человека с очень устойчивой психикой.

В то время как периодические издания всего мира трубили об опасности, возникшей в результате Чернобыльской катастрофы, советская пресса отделалась скромным заявлением о том, что на ЧАЭС имел место быть «несчастный случай».

Хотя многие представители ядерной энергетики уверяют, что подобные аварии практически исключены. Однако, после разрушения АЭС окружающая среда становится иной, непригодной для существования людей, лишь несет разрушения, деградацию, мутации организмов. В качестве примера можно привести неудавшиеся эксперименты по восстановлению животного и растительного мира на атоллах Бикини. Эта территория долгое время служила полигоном для испытания ядерных бомб, а люди стали жертвами последствий испытаний ядерного оружия. На атоллах были взорваны 23 ядерные бомбы с 1946 по 1958 годы. Там была взорвана и первая водородная бомба, сброшенная с самолета, в 1956 году. Ядерные взрывы уничтожили 3 коралловых острова внутри атолла. Волны смыли в океан всех животных, пощадив лишь одну разновидность крыс.

В дальнейшем американцы осуществили широкую программу восстановления Бикини: расчищены горы мусора, проложены дороги, посажены пальмы. Однако замеры показали высокое содержание стронция, цезия и плутония в организме бикинцев, которые потребляли в пищу местные плоды и рыбу из лагуны.

Многие эксперты утверждали, что потребуется не менее 70 лет, чтобы восстановить уровень радиоактивности и снизить его до безопасных величин на Бикини.

В настоящее время доказано, что даже незначительное ионизирующее облучение может иметь тяжелые последствия для живых организмов и для человека. Скрытый генетический вред воздействия радиоактивности может проявиться у людей и через 20-25 лет и более в эпидемии рака, лейкемии, лучевой болезни, врожденных уродствах. Причем тяжелые последствия поражения человеческого потомства обнаруживаются в третьем, четвертом поколении. Свидетельством тому служат жертвы атомных бомбардировок японских городов Хиросимы и Нагасаки, несчастных случаев на атомных электростанциях, многочисленных экспериментов с радиоактивными веществами, проводимыми в лабораториях развитых стран мира.

Ядерная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки познакомила человечество и с таким феноменом, как лучевая болезнь. Первым ее заметили медики. Их удивило то, что состояние выживших людей сначала улучшалось, а затем они погибали от болезни, симптомы которой были схожи с диареей. Никто и не думал, что те, кто пережил эту бомбардировку, будут страдать различными заболеваниями, производить на свет больных детей.

Таким образом, из всех созданных к настоящему времени видов вооружения, наибольшую опасность для биосферы представляет оружие массового поражения, и в большей мере ядерное. Его применение способно причинить природной среде такой ущерб, компенсировать который естественным путем она не в силах.

К настоящему времени накоплено много фактов того, чтобы представить себе масштабы экологической катастрофы. Экологические последствия можно оценить. Примеры Хиросимы, Нагасаки, Чернобыля, Бикини позволяют сделать вывод, что в результате применения ядерного оружия был нанесен ущерб человеку и окружающей его природной и искусственной среде.

От качества и своевременного решения проблем человечества зависит личное счастье и благополучие каждого из нас, поскольку все мы являемся членами не только города, страны, но и планеты в целом.

Литература

1. «Хиросима», И. Д. Морохов, Москва, 1979 г.

2. «О чем звенит колокол», А.И. Иойрыш,1991г.

3. Ядерный взрыв в космосе, на земле и под землей. М., 1974

4. Арбатов А.Г. и др. Космическое оружие: дилемма безопасности. М., 1986

ПОСЛЕДСТВИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА.

Введение
В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой цивилизации омрачена огромным числом жестоких, масштабных войн, разрушающих многие добрые начинания самого человека.
С самых древних времен человек был увлечен созданием и совершенствованием оружия. И в итоге на свет появилось самое смертоносное и разрушительное - ядерное оружие. С момента своего создания оно тоже претерпело изменения. Были созданы боеприпасы, конструкция которых позволяет направить энергию ядерного взрыва на усиление избранного поражающего фактора.
Быстрое развитие ядерного оружия, масштабное создание и накопление его в огромных количествах, как основного "козыря" в возможных войнах будущего, подтолкнуло человечество к необходимости оценки вероятных последствий его применения.
В семидесятые годы двадцатого века исследования последствий возможных и реальных ядерных ударов показали, что война с применением такого оружия неизбежно приведет к уничтожению большей части людей, разрушению достижений цивилизации, заражению вод, воздуха, почвы, гибели всего живого. Исследования велись не только в сфере изучения прямых факторов поражения взрывов различной направленности, но и учитывались возможные экологические последствия, такие как разрушение озонового слоя, резкие изменения климата и т.д.
В дальнейших исследованиях экологических последствий массового применения ядерного оружия немалое участие принимали российские ученые.
Конференция ученых в Москве в 1983 г. и конференция "Мир после ядерной войны" в Вашингтоне в том же 1983 г. сделали понятным для человечества, что ущерб от ядерной войны будет непоправим для нашей планеты, для всей жизни на Земле.

В настоящее время на нашей планете собраны ядерные заряды в миллионы раз превышающие по мощности, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Международный политический и экономический климат сегодня диктует необходимость осмотрительного отношения к ядерному оружию, однако число "ядерных держав" все увеличивается и хотя количество имеющихся у них бомб невелико, но их заряда достаточно, чтобы уничтожить жизнь на планете Земля.

Климатические эффекты
Долгое время при планировании военных действий с использованием ядерного оружия человечество тешило себя иллюзией, что атомная война может в итоге окончиться победой одной из враждующих сторон. Исследования последствий ядерных ударов установили, что самым страшным последствием будет являться не наиболее предсказуемое радиоактивное поражение, а климатические последствия, о которых менее всего задумывались прежде. Изменение климата будет настолько сильным, что человечество не в состоянии его пережить.
В большинстве исследований ядерный взрыв ассоциировался с извержением вулкана, представлявшегося природной моделью ядерного взрыва. При извержении, как и при взрыве в атмосферу выбрасывается огромное количество мелких частиц, не пропускающих солнечный свет, а, следовательно, понижающих температуру атмосферы.

Последствия взрыва атомной бомбы приравнивались к взрыву вулкана Тамбор в 1814 году, имевшего большую взрывную силу, чем заряд, сброшенный на Нагасаки. После этого извержения в северном полушарии были зарегистрированы самые низкие температуры в летнее время.

Взрыв бомб общим эквивалентом около 7 тысяч мегатонн тротила создаст над северным полушарием сажевые и пылевые облака, пропускающие не более одной миллионной доли солнечного света, обычно достигающего земли. На земле наступит постоянная ночь, вследствие чего, поверхность ее, лишенная света и тепла, начнет быстро остывать. Публикация этих выводов ученых породила новые термины "ядерная ночь" и "ядерная зима". В результате образования сажевых облаков, лишенная обогрева солнечными лучами поверхность земли станет быстро остывать. Уже в течение первого месяца средняя температура у поверхности суши опустится примерно на 15-20 градусов, а в удаленных от океанов зонах на 30-35 градусов. В дальнейшем, не смотря на то, что облака начнут рассеиваться, в течение еще нескольких месяцев, температура будет уменьшаться, а освещенность будет по-прежнему оставаться низкой. Наступят "ядерная ночь" и "ядерная зима". Престанут выпадать осадки в виде дождя, а поверхность земли промерзнет на несколько метров в глубину, лишая уцелевших живых существ, пресной питьевой воды . Одновременно погибнут и практически все высшие формы жизни. Шанс на выживание будет лишь у низших.

При чем не стоит ожидать быстрого оседания сажевого облака. И восстановления теплообмена.
Из-за темного облака сажи и пыли отражающая способность планеты значительно уменьшится. Поэтому Земля начнет отражать меньше солнечной энергии, чем обычно. Тепловой баланс нарушится и увеличится поглощение солнечной энергии. Тепло же это будет концентрироваться в верхних слоях атмосферы, заставляя сажу вместо того, чтобы оседать подниматься вверх.

Постоянный приток дополнительного тепла очень сильно разогреет верхние слои атмосферы. Нижние слои будут оставаться по-прежнему холодными и остывать еще больше. Образуется значительный вертикальный перепад температур, не вызывающий движения воздушных масс, а напротив, дополнительно стабилизирующий состояние атмосферы. Следовательно, выпадение сажи замедлится еще на порядок. А в месте с этим затянется и "ядерная зима".
Конечно, все будет зависеть от мощности ударов. Но взрывы средней мощности (около 10 тысяч мегатонн) способны почти на год лишить планету солнечного света необходимого всему живому на земле.

Разрушение озонового слоя
Оседание сажи и пыли и восстановление освещенности, которое рано или поздно все же произойдет, скорее всего, не будет являться таким уж благом.

В настоящее время нашу планету окружает озоновый слой - часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород диссоциирует на атомы, затем соединяющиеся с другими молекулами О 2 , образуя озон О 3 .
В высокой концентрации озон способен поглощать жесткое ультрафиолетовое излучение и защищать все живое на земле от излучения губительного для него. Существует теория, что наличие озонового слоя дало возможность возникновению многоклеточной жизни на суше.
Озоновый слой легко разрушается под воздействием различных веществ.

Ядерные взрывы в большом числе, даже на ограниченной территории, приведут к быстрому и полному уничтожению озонового слоя. Сами взрывы и пожары, что возникнут после них, создадут температуры при которых происходят преобразования химических веществ, невозможные в обычных условиях или протекающие вяло.

Например, излучение взрыва приводит к образованию окиси азота, одного из мощных разрушителей озона, большая часть которого достигнет верхних слоев атмосферы. Так же озон разрушается, вступая в реакции с водородом и гидроксилами, большое количество которых поднимется в воздух вместе с сажей и пылью, а так же будут доставлены в атмосферу мощными ураганами.

В итоге, после очищения воздуха от аэрозольного загрязнения, поверхность планеты и все живое на ней окажутся под жестким ультрафиолетовым излучением.

Большие дозы ультрафиолета у человека, как и у животных, вызывают ожоги и рак кожи, повреждения сетчатки, слепоту, влияют на гормональный фон, разрушают иммунитет. Вследствие чего, выжившие будут болеть намного больше. Ультрафиолет блокирует нормальную репликацию ДНК. Что вызывает отмирание клеток или появление мутированных клеток, не способных правильно выполнять свои функции.

Не менее тяжелы последствия ультрафиолетового облучения и для растений. У них ультрафиолетовое излучение изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. В результате в растениях может практически прекратиться фотосинтез, а такие представители флоры как сине-зеленые водоросли могут и вовсе исчезнуть.

На микроорганизмы ультрафиолетовое излучение оказывает губительное и мутагенное действие. Под действием ультрафиолета разрушаются мембраны клеток и клеточные оболочки. А это влечет гибель микромира, находящегося под действием солнечных лучей.
Самым страшным последствием разрушения озонового слоя окажется то, что его восстановление может стать практически невозможным. На это может потребоваться несколько сот лет, в течение которых поверхность земли будет подвергнута постоянному ультрафиолетовому излучению.

Радиоактивное загрязнение планеты
Одним из основных факторов воздействия на окружающую среду, влекущих серьезные последствия для жизни, после ядерной войны является загрязнение радиоактивными продуктами.
Продукты ядерных взрывов будут образовывать устойчивое радиоактивное заражение биосферы на территориях в сотни и тысячи километров.

Массовая гибель живых существ
Сильные холода, которые установятся в первые месяцы после взрывов, нанесут огромный ущерб растительному миру. Практически прекратится фотосинтез и рост растений. Особенно это будет заметно в тропических широтах, в которых проживает большая часть населения Земли.

Холод, отсутствие воды для питья, скудное освещение - приведет к массовой гибели животных.
Мощные штормы, морозы, которые приведут к замерзанию неглубоких водоемов и прибрежных вод, прекращение воспроизводства планктона уничтожит кормовую базу для многих видов рыб и водных животных. Оставшиеся источники пищи будут настолько сильно заражены радиацией и продуктами химических реакций, что их употребление будет губительно не менее других факторов.
Холод и отмирание растений приведут к невозможности ведения сельского хозяйства. Как следствие будут истощаться запасы продуктов питания для человека. А те, что еще будут оставаться, так же подвергнутся сильному радиационному заражению. Особенно сильно это скажется на территориях импортирующих продукты питания.

Вывод:

В 1945 г. была создана атомная бомба, свидетельствуя о новых невиданных возможностях человека. В 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске, и на "мирный атом" возлагалось много надежд. А в 1986 г. произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС как следствие попытки "приручить" атом и заставить его работать на себя. В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных материалов, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. "Мирный атом" оказался более страшным, чем военный.

О принципиальной возможности создания оружия, использующего энергию ядерного взрыва, физики говорили еще перед началом второй мировой войны. Многие характеристики такого взрыва к тому времени уже были вычислены. После бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки ядерная война стала страшной реальностью. Общественное сознание больше всего поразило даже не количество жертв, исчисляемое сотнями тысяч, и полное разрушение за несколько мгновений двух больших городов, а те последствия, которые несла проникающая радиация. Ни один человек, перенесший ядерную бомбардировку, не мог быть уверенным в своем будущем: даже через много лет на нем или его потомках могли сказаться последствия облучения.

В конце 1989 года в СССР было опубликовано сообщение комиссии, которая занималась "очевидными сегодня" последствиями проводившихся в свое время испытаний атомной бомбы на Чукотке (50-е - 60-е годы). Поскольку чукчи живут за счет оленей, которые питаются лишайниками, кумулирующими радиоактивность, плохое состояние их здоровья объясняют тогдашним радиоактивным загрязнением: почти 100% больны туберкулезом, 90% хроническими легочными заболеваниями, значительно повышена заболеваемость раком (например, смертность от рака пищевода самая высокая в мире, частота рака печени в 10 раз выше, чем в среднем по стране). Средняя продолжительность жизни составляет всего лишь 45 лет (так как смертность среди новорожденных составляет 7-10%).

Именно в радиации, в различных проявлениях лучевой болезни ученые и общественность увидели главную опасность нового оружия, но оценить ее по-настоящему человечество смогло значительно позже. Многие годы в атомной бомбе люди видели, хотя и очень опасное, но всего лишь оружие, способное обеспечить победу в войне. Поэтому ведущие государства, интенсивно совершенствуя ядерное оружие, готовились и к его использованию, и к защите от него. Только в последние десятилетия мировое сообщество начало осознавать, что ядерная война станет самоубийством всего человечества.

Радиация не единственное и, может быть, не главное из последствий крупномасштабной ядерной войны. Пожарами в случае ядерной войны будет охвачено все способное гореть. Подсчитано, что средний заряд бомбы мощностью в 1 Мт ТНТ выжигает 250 км2 леса. Значит, для того чтобы сжечь 1 млн. км2 леса, потребуется лишь около 13 % общего ядерного потенциала планеты, существовавшего к тому времени (1970г.). При этом в атмосферу будет выброшено в виде сажи более сотни миллионов тонн биомассы (и атомарного углерода). Однако наибольшее количество сажи будет выброшено в атмосферу при пожарах в городах. Впервые такие расчеты были проведены английскими биохимиками еще в 60-е гг. Они рассчитали, что при достаточно высоком тепловом импульсе (более 20 кал/см2), возгорание всего, что может гореть, будет происходить в любых зданиях. Они доказали, в частности, что средний заряд мощностью 0,5 Мт ТНТ может полностью выжечь более 200 км2 (что в 100-200 раз больше площади, непосредственно покрываемой шаром ядерного взрыва).

В начале 80-х гг. анализом различных сценариев возможной ядерной войны начали заниматься американские ученые. В базовом сценарии, взятом за основу группой ученых во главе с К. Саганом, предполагалось, что в ядерной войне произойдет обмен ядерными ударами мощностью зарядов около 5000 Мт ТНТ, т. е. менее 30 % совокупного ядерного потенциала СССР и США, что в сотни тысяч раз больше мощности взрывного устройства, использованного при бомбардировке Хиросимы. Кроме разрушения около 1000 крупнейших городов северного полушария от возникшего огромного пожара в атмосферу поднимется такое количество сажи, что атмосфера не пропустит свет и тепло. Наряду с горением леса большой объем оптически активных аэрозолей, способных предельно поглощать солнечный свет, выделяется при пожаре городов (когда горят заводы, наполненные пластическими материалами, запасами топлива и т.д.). В этом случае возникает также эффект крупномасштабной тяги, т.е. в городах полностью выгорает практически все, что может гореть, а продукты горения выбрасываются в верхнюю часть атмосферы и нижнюю часть стратосферы. Если крупные частицы под действием силы тяжести довольно быстро оседают, то вымывание мелких частиц аэрозоля (в т. ч. сажы) из атмосферы представляет сложный и малоизученный процесс. Мелкие частицы (особенно атомарного углерода), оказавшиеся в стратосфере, могут оставаться там достаточно долго. Они то и экранируют солнечный свет. Эффективность поступления солнечного света к земной поверхности зависит не только от количества аэрозолей в стратосфере, но и от времени их вымывания. Если процесс вымывания происходит в течение нескольких месяцев, то в течение месяца земная поверхность будет получать менее 3% обычного количества солнечного излучения, в результате на Земле установится "ядерная ночь" и, как следствие, "ядерная зима". Однако целостная картина всего процесса могла быть получена только на основе анализа крупномасштабной математической модели совместной динамики атмосферы и Мирового океана. Первые модели были построены в ВЦ АН СССР еще в 70 гг., а расчеты с их использованием для основных сценариев ядерной войны проведены в июне 1983 г. под руководством академика Н. Н. Моисеева В. В. Александровым и Г. Л. Стенчиковым и др. Позднее аналогичные результаты получены в национальном центре климатических исследований США. Подобные расчеты многократно проводились в последующие годы научными учреждениями других стран. Величина падения температур не слишком зависит от мощности используемого ядерного оружия, но эта мощность очень сильно влияет на длительность "ядерной ночи". Результаты, полученные учеными разных стран, отличались в деталях, но качественный эффект "ядерной ночи" и "ядерной зимы" очень четко обозначился во всех расчетах. Таким образом, можно считать установленным следующее:

1. В результате крупномасштабной ядерной войны над всей планетой установится "ядерная ночь", и количество солнечного тепла, поступающего на земную поверхность, сократится в несколько десятков раз. В результате наступит "ядерная зима", т. е. произойдет общее понижение температуры, особенно сильное - над континентами.

2. Процесс очищения атмосферы будет идти многие месяцы и даже годы. Но атмосфера не вернется в первоначальное состояние - ее термогидродинамические характеристики станут совершенно иными.

Понижение температуры поверхности Земли спустя месяц после образования сажевых облаков в среднем будет значительным: 15-200С, а в удаленных от океанов точках - до 350С. Такая температура продержится несколько месяцев, за которые земная поверхность промерзнет на несколько метров, лишив всех пресной воды, тем более что прекратятся дожди. В Южном полушарии тоже наступит "ядерная зима", так как сажевые облака окутают всю планету, изменятся все циклы циркуляции в атмосфере, хотя в Австралии и Южной Америке похолодание будет менее значительно (на 10-120С).

Океан остынет на 1,5-20С, что вызовет огромную разницу температур вблизи побережья и постоянные сильнейшие штормы. Атмосфера начнет нагреваться не снизу, как сейчас, а сверху. Циркуляция прекратится, поскольку вверху окажутся более легкие и теплые слои, исчезнет источник конвекционной неустойчивости атмосферы, и выпадение сажи на поверхность будет происходить много медленнее, чем по сценарию Сагана, который не учитывал движение атмосферы, связи атмосферы и океана, выпадение осадков, изменение температуры в разных частях Земли.

До начала 1970-х гг. проблема экологических последствий подземных ядерных взрывов сводилась лишь к защитным мерам против их сейсмического и радиационного воздействия в момент проведения (т.е. обеспечивалась безопасность взрывных работ). Детально изучение динамики процессов, протекающих в зоне взрывов, велось исключительно с точки зрения технических аспектов. Малые размеры ядерных зарядов (по сравнению с химическими) и легко достижимая большая мощность ядерных взрывов привлекали военных и гражданских специалистов. Возникло ложное представление о высокой экономической эффективности подземных ядерных взрывов (понятие, подменившее менее узкое - технологической эффективности взрывов как действительно мощного способа разрушения массивов горных пород). И только в 1970-е гг. стало выясняться, что отрицательное экологическое воздействие подземных ядерных взрывов на окружающую среду и здоровье людей сводит на нет получаемую от них экономическую выгоду. В 1972 г. в США была прекращена программа использования подземных взрывов в мирных целях "Плаушер", принятая в 1963 г. В СССР с 1974 г. отказались от проведения подземных ядерных взрывов наружного действия. Подземные ядерные взрывы в мирных целях в Астраханской и Пермской областях и в Якутии.

Из них четыре взрыва на территории Якутии проведено с целью глубинного сейсмического зондирования земной коры, шесть взрывов осуществлено с целью интенсификации добычи нефти и притока газа, один - для создания подземной емкости - хранилища нефти.

Взрыв "Кратон-3" (24 августа 1978г.) сопровождался аварийным радиоактивным выбросом. В результате анализа, проведенного Радиевым институтом им. В.Г.Хлопина (Санкт-Петербург), выявлено большое количество плутония-239 и плутония-240 в почве. Аварийный выброс радионуклидов на поверхность составил около 2% суммы продуктов деления при мощности взрыва около 20 кт ТНТ. Непосредственно над эпицентром зафиксирована мощность экспозиционной дозы 80 мкР/ч. Концентрация цезия-137 в 10 раз превысила уровень естественного радиоактивного фона.

Особенности комбинированного воздействия ядерно-взрывных технологий проявились в аварийных ситуациях, происшедших на Астраханском газоконденсатном, а также Осинском и Гежском нефтяных месторождениях.

На некоторых объектах, где проводились подземные ядерные взрывы, радиоактивное загрязнение зафиксировано на значительном расстоянии от эпицентров как в недрах, так и на поверхности. В окрестностях начинаются опасные геологические явления - подвижки массивов горных пород в ближней зоне, а также значительные изменения режима подземных вод и газов и появление наведенной (спровоцированной взрывами) сейсмичности в отдельных районах. Эксплуатируемые полости взрывов оказываются весьма ненадежными элементами технологических схем производственных процессов. Это нарушает надежность роботы промышленных комплексов стратегического значения, сокращает ресурсный потенциал недр и других природных комплексов. Длительное пребывание в зонах взрывов вызывает поражение иммунной и кроветворной системы человека.

Для приповерхностных подземных ядерных взрывов с выбросом грунта радиационная опасность сохраняется по сей день. На севере Пермской области (в связи с намечавшейся в 1970-е гг. реализацией проекта по переброске стока северных рек на юг) на водоразделе рек Печоры и Камы предполагалось создать участок канала с помощью 250 таких взрывов. Первый (тройной) взрыв "Тайга" был проведен 23 марта 1971 г. Заряды были заложены в рыхлых обводненных грунтах на глубине 127,2, 127,3 и 127, 6 м на расстоянии 163-167 м друг от друга. Во время взрыва возникло газопылевое облако высотой 1800 м, диаметром 1700 м. После того как оно опустилось, в рельефе местности обнажилась траншейная выемка длиной 700 м, шириной 340 м и глубиной около 15 м. Вокруг выемки образовался вал грунта высотой около 6 м и шириной около 50 м с зоной рассеянных глыб шириной до 170 м. Постепенно эта выемка заполнилась грунтовыми водами и превратилась в озеро. На протяжении многих лет радиоактивность в районе объекта "Тайга" достигла 1100 мкР/ч (более чем в 100 раз превышая уровень естественного радиоактивного фона).

Главной экологической проблемой России от Мурманска до Владивостока является массовое радиационное загрязнение и загрязнение питьевой воды.

Существует предложение использовать термоядерные взрывы "максимально малой мощности... в большой подземной камере" для наработки плутония, который затем сжигался бы в ядерных реакторах.

Последующее развитие мирных применений ядерных зарядов (так называемых "чистых" зарядов) создало условия для использования по более экологичной и экономичной схеме производства энергии, заключающейся в следующем. Энергозаряд, состоящий из малого количества делящегося материала (ДМ) - плутония-239 или урана-233, - который служит запалом, и дейтерия, который дает основную долю энергии, взрывается в прочной полости, называемый котлом взрывного сгорания (КВС). В момент взрыва корпус котла защищается толстым слоем жидкого натрия (защитной стенкой) от высокой температуры, импульсного давления и проникающей радиации. Натрий одновременно служит теплоносителем. Полученная тепловая энергия далее передается паровым турбинам для выработки электроэнергии по обычной схеме. При взрыве происходит выделенеие 43,2 МэВ энергии на 6 атомов дейтерия с образованием двух нейтронов. Эти нейтроны используются для получения плутония-239 или урана-233 (из урана-238 или тория-232) в количествах, превышающих расход ДМ при работе запала энергозаряда. Наработанный делящийся материал используется для запалов следующих энергозарядов и как топливо для реакторов вторичной ядерной энергетики. Разработчики надеются, что взрывная дейтериевая энергетика сможет давать дешевую электроэнергию и тепло, а также позволит ликвидировать топливный тупик традиционных АЭС.

Введение

Климатические эффекты

Разрушение озонового слоя

Радиоактивное загрязнение планеты

Массовая гибель живых существ

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой цивилизации омрачена огромным числом жестоких, масштабных войн, разрушающих многие добрые начинания самого человека.

С самых древних времен человек был увлечен созданием и совершенствованием оружия. И в итоге на свет появилось самое смертоносное и разрушительное - ядерное оружие. С момента своего создания оно тоже претерпело изменения. Были созданы боеприпасы, конструкция которых позволяет направить энергию ядерного взрыва на усиление избранного поражающего фактора.

Быстрое развитие ядерного оружия, масштабное создание и накопление его в огромных количествах, как основного "козыря" в возможных войнах будущего, подтолкнуло человечество к необходимости оценки вероятных последствий его применения.

В семидесятые годы двадцатого века исследования последствий возможных и реальных ядерных ударов показали, что война с применением такого оружия неизбежно приведет к уничтожению большей части людей, разрушению достижений цивилизации, заражению вод, воздуха, почвы, гибели всего живого. Исследования велись не только в сфере изучения прямых факторов поражения взрывов различной направленности, но и учитывались возможные экологические последствия, такие как разрушение озонового слоя, резкие изменения климата и т.д. Взрывы в Хиросиме и Нагасаки, ядерные испытания в Семипалатинске, на острове Новая Земля и штате Невада в США способствовали изменению отношения человечества к ядерному оружию и последствиям его применения.

В дальнейших исследованиях экологических последствий массового применения ядерного оружия немалое участие принимали российские ученые. Академик РАН Н.Н.Моисеев, В.В.Александров и Г.Л.Стенчиков построили математическую модель биосферы и провели с ее помощью расчеты по оценке последствий ядерной войны. Академик РАН Ю.А.Израэль, А.А.Баев, Н.П.Бочков и В.И.Иванов выполнили теоретические обобщения по вопросам геофизических, экологических и эколого-биологических последствий возможных обменов ядерными ударами.

Конференция ученых в Москве в 1983 г. и конференция "Мир после ядерной войны" в Вашингтоне в том же 1983 г. сделали понятным для человечества, что ущерб от ядерной войны будет непоправим для нашей планеты, для всей жизни на Земле. Массированные ядерные удары приведут не только к непосредственному воздействию на все экосистемы, но и изменят климат, уничтожат озоновый слой, что приведет к повышению уровня ультрафиолетового излучения, вызовут обильное выпадение радиоактивных осадков, загрязнение воздуха и воды на большей части планеты.

В настоящее время на нашей планете собраны ядерные заряды в миллионы раз превышающие по мощности, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Международный политический и экономический климат сегодня диктует необходимость осмотрительного отношения к ядерному оружию, однако число "ядерных держав" все увеличивается и хотя количество имеющихся у них бомб невелико, но их заряда достаточно, чтобы уничтожить жизнь на планете Земля.

Ядерная война представляет собой самую страшную и актуальную угрозу для окружающей среды нашей планеты. В своем реферате, я постараюсь подробнее рассмотреть возможные последствия массовых ядерных взрывов. И вновь, обратить внимание на эту проблему.

1. Климатические эффекты

Долгое время при планировании военных действий с использованием ядерного оружия человечество тешило себя иллюзией, что атомная война может в итоге окончиться победой одной из враждующих сторон. Исследования последствий ядерных ударов, ведущиеся с 80-х годов двадцатого века разрушили эти иллюзии и установили, что самым страшным последствием будет являться не наиболее предсказуемое радиоактивное поражение, а климатические последствия, о которых менее всего задумывались прежде. Изменение климата будет настолько сильным, что человечество не в состоянии его пережить.

В большинстве исследований до 1983 года ядерный взрыв ассоциировался с извержением вулкана, представлявшегося природной моделью ядерного взрыва. При извержении, как и при взрыве в атмосферу выбрасывается огромное количество мелких частиц, не пропускающих солнечный свет, а, следовательно, понижающих температуру атмосферы. Последствия взрыва атомной бомбы приравнивались к взрыву вулкана Тамбор в 1814 году, имевшего большую взрывную силу, чем заряд, сброшенный на Нагасаки. После этого извержения в северном полушарии были зарегистрированы самые низкие температуры в летнее время.

Пожар представляет собой цепную реакцию. В процессе горения более легких веществ, создаются условия для возгорания более плотных, а затем и еще более плотных. При неограниченном притоке горючего материала, а им вполне может быть кислород, горение может не только не ослабевать, но становиться все интенсивнее. В итоге гореть может не только бумага или дерево, но даже и металл.

Массовые пожары в городах порождают так называемые огненные торнадо. В пламени огненных смерчей горит практически любой материал. А одной из их страшных особенностей является выброс в верхние слои атмосферы большого количества сажи. Поднимаясь в атмосферу, сажа практически не пропускает солнечный свет. Свойства её были довольно полно изучены немецкими учеными после бомбардировок во время Второй мировой войны Дрездена и Гамбурга, где как раз и образовались первые огненные торнадо из-за массированных бомбардировок союзных войск. На основе этих данных позднее учеными в США были смоделированы несколько сценариев развития последствий массовых ядерных бомбардировок. В основу этих гипотез легло предположения, что ядерная бомба может служить "спичкой", поджигающей город. Современных запасов ядерного оружия должно хватить на то, чтобы вызвать огненные смерчи в более чем тысяче городов в северном полушарии нашей планеты.

Современные города предоставляют огромное количество горючих веществ для возможных пожаров. И это не только дерево, уголь, пластмассы и асфальт. Это так же металл, бетон, который тоже сгорает при достижении критических температур. Многоэтажные здания и длинные прямые улицы обеспечат достаточную тягу для непрерывного доступа кислорода к местам возгораний. Ученые смогли подсчитать примерное количество сажи, которая будет выброшена в атмосферу при пожарах в тысяче городов. А оценка оптических свойств облаков, которые при этом появятся, и особенностей оседания сажи дали неожиданные результаты. Взрыв бомб общим эквивалентом около 7 тысяч мегатонн тротила создаст над северным полушарием сажевые и пылевые облака, пропускающие не более одной миллионной доли солнечного света, обычно достигающего земли. На земле наступит постоянная ночь, вследствие чего, поверхность ее, лишенная света и тепла, начнет быстро остывать. Публикация этих выводов ученых породила новые термины "ядерная ночь" и "ядерная зима". Выводы сделанные в то время составляют ныне отдельное направление научных исследований.

Летом 1983 года в СССР были проведены машинные эксперименты, основанные на сценариях ядерных взрывов, с целью выяснения влияния ядерных взрывов в целом на климат на планете Земля в первый год после ядерной войны.

По эксперимент показал, что в результате образования сажевых облаков, лишенная обогрева солнечными лучами поверхность земли станет быстро остывать. Уже в течение первого месяца средняя температура у поверхности суши опустится примерно на 15-20 градусов, а в удаленных от океанов зонах на 30-35 градусов. В дальнейшем, не смотря на то, что облака начнут рассеиваться, в течение еще нескольких месяцев, температура будет уменьшаться, а освещенность будет по-прежнему оставаться низкой. Наступят "ядерная ночь" и "ядерная зима". Престанут выпадать осадки в виде дождя, а поверхность земли промерзнет на несколько метров в глубину, лишая уцелевших живых существ, пресной питьевой воды.

Биосфере будет нанесен такой удар, что нет надежды ее полного восстановления в исходное состояние. За год после ядерной войны будут разрушены практически все устоявшиеся трофические связи. Наиболее сильны последствия будут в экваториальной зоне, вся жизнь которой подчинена постоянству температур. Даже если леса не будут полностью сожжены, то многие сложноорганизованные формы жизни вымрут полностью.

В северных районах обстановка будет зависеть больше от того в какое время года случатся ядерные удары. В холодные зимние месяцы большая часть северной флоры и часть фауны находится в состоянии сна. И теоретически вполне может выжить на тех территориях, что будут менее подвержены пожарам.

Если же война разразится летом, то большая часть растений, не успев приспособиться к резко изменившимся условиям, погибнет. Одновременно погибнут и практически все высшие формы жизни. Шанс на выживание будет лишь у низших.

В любом случае, после ядерной катастрофы исчезнет большая часть современных видов растений и животных.

При этом все эти последствия возникнут не только в северном полушарии - потенциальном месте боевых действий, но и в южном, даже если там и не будет массированных ядерных бомбардировок. Сажевые облака постепенно под действием циркуляции в атмосфере воздуха сольются в одно, покрывающее всю планету.

В северном полушарии произойдет перестройка движения воздушных потоков. Полностью прекратится циркуляция воздуха от экватора к полюсу горячего воздуха, нагретого солнцем, и обратно холодного воздуха, остывшего на полюсе, поскольку исчезнет ее основной источник - солнечное тепло, подогревающее экватор. Сажевое облако постепенно "стечет" в южное полушарие, т.к. там циркуляция воздуха все еще будет проходить по обычным путям. В итоге и там наступит "ядерная зима" и "ядерная ночь". Однако перепад температур там будет значительно ниже. Температура упадет в среднем только на 10-12 градусов, против 25 градусов в северном полушарии.

Но понижение температуры над поверхностью океана, занимающего большую часть южного полушария, и обладающего большой теплоемкостью, окажется лишь 1-2 градуса. А такая разность температур вызовет обвал на прибрежные районы мощных и жестоких штормов и ураганов.

При чем не стоит ожидать быстрого оседания сажевого облака. И восстановления теплообмена.

Из-за темного облака сажи и пыли отражающая способность планеты значительно уменьшится. Поэтому Земля начнет отражать меньше солнечной энергии, чем обычно. Тепловой баланс нарушится и увеличится поглощение солнечной энергии. Тепло же это будет концентрироваться в верхних слоях атмосферы, заставляя сажу вместо того, чтобы оседать подниматься вверх.

Постоянный приток дополнительного тепла очень сильно разогреет верхние слои атмосферы. Нижние слои будут оставаться по-прежнему холодными и остывать еще больше. Образуется значительный вертикальный перепад температур, не вызывающий движения воздушных масс, а напротив, дополнительно стабилизирующий состояние атмосферы. Следовательно, выпадение сажи замедлится еще на порядок. А в месте с этим затянется и "ядерная зима".

Конечно, все будет зависеть от мощности ударов. Но взрывы средней мощности (около 10 тысяч мегатонн) способны почти на год лишить планету солнечного света необходимого всему живому на земле.

. Разрушение озонового слоя

Оседание сажи и пыли и восстановление освещенности, которое рано или поздно все же произойдет, скорее всего, не будет являться таким уж благом.

В настоящее время нашу планету окружает озоновый слой - часть стратосферы <#"justify">Одним из основных факторов воздействия на окружающую среду, влекущих серьезные последствия для жизни, после ядерной войны является загрязнение радиоактивными продуктами.

При массированных ударах продукты ядерных взрывов будут образовывать устойчивое радиоактивное заражение биосферы на территориях в сотни и тысячи километров.

Долгоживущие радионуклиды составят в среднем 4-10 Ки (при нормальном уровне 0,2 - 0,3 Ки) на квадратный километр зараженной территории. При таких дозах создается опасность для человека, животных, насекомых и в особенности для обитателей почв.

По данным машинного анализа последствий ядерной войны с любым сценарием, все живое на земле, пережившее взрывы, мощностью от 10 тысяч мегатонн, и пожары, подвергнется радиоактивному облучению. Даже территории удаленные от мест взрывов будут заражены в дозах от 0,1 Гр и выше. При этом средняя доза облучения, которая будет воздействовать на выживших, составит 0,58 Гр.

В результате биотическая компонента экосистем будет подвержена массовым радиационным поражениям. Последствием такого радиационного воздействия станет прогрессивно изменяющийся видовой состав экосистем, разрушение трофических связей и общая деградация экосистем. А со временем это приведет к снижению генетической устойчивости в популяциях, особенно у быстро размножающихся видов.

При широкомасштабном применении ядерного оружия последуют, прежде всего, большие потери среди животного мира в зонах сплошного ядерного поражения. Затем к ним добавятся различные длительные негативные воздействия, обусловленные радиационными факторами. При этом последующие сильные изменения среды обитания, радиационные поражения индивидов и популяций, негативные генетические последствия, будут наблюдаться еще долгое время.

У людей, находящихся в зонах с высокими уровнями излучений возникнет тяжелая форма лучевой болезни. Даже относительно легкие формы лучевой болезни станут причиной раннего старения, аутоиммунных заболеваний, болезней кроветворных органов и т.д.

Выжившее население будет подвержено риску раковых заболеваний. После ядерных ударов на 1 миллион выживших придется около 150-200 тысяч людей, у которых разовьются онкологические заболевания.

Разрушение генетических структур под действием радиации распространится не только на одно поколение. Генетические изменения будут губительно сказываться на потомстве длительное время и будут проявляться в неблагоприятных исходах беременности и рождении детей с врожденными порками или наследственными болезнями

. Массовая гибель живых существ

Сильные холода, которые установятся в первые месяцы после взрывов, нанесут огромный ущерб растительному миру. Практически прекратится фотосинтез и рост растений. Особенно это будет заметно в тропических широтах, в которых проживает большая часть населения Земли.

Холод, отсутствие воды для питья, скудное освещение - приведет к массовой гибели животных.

Мощные штормы, морозы, которые приведут к замерзанию неглубоких водоемов и прибрежных вод, прекращение воспроизводства планктона уничтожит кормовую базу для многих видов рыб и водных животных. Оставшиеся источники пищи будут настолько сильно заражены радиацией и продуктами химических реакций, что их употребление будет губительно не менее других факторов.

Холод и отмирание растений приведут к невозможности ведения сельского хозяйства. Как следствие будут истощаться запасы продуктов питания для человека. А те, что еще будут оставаться, так же подвергнутся сильному радиационному заражению. Особенно сильно это скажется на территориях импортирующих продукты питания.

От ядерных взрывов погибнут 2-3 миллиарда человек. "Ядерная ночь" и "ядерная зима", истощение пригодных для употребления пищи и воды, разрушение коммуникаций, средств энергетического обеспечения, транспортной связи, отсутствие медицинской помощи унесут еще большее количество человеческих жизней. На фоне общего ослабления здоровья людей начнутся пандемии ранее не известные и с непредсказуемыми последствиями.

Заключение

Глобальные последствия ядерной войны для жизни на Земле находятся в центре всеобщего внимания с момента первых атомных бомбардировок Японии.

Исследования, проведенные учеными в различных странах, позволяют сделать достаточно очевидные выводы.

Уязвимость экосистем для глобальных экстремальных климатических изменений. И для каждой экосистемы эта уязвимость своеобразна в зависимости от географического положения, времени года, типа экосистемы.

Отрицательные факторы, порожденные ядерной войной, взаимоусиливают друг друга, а их воздействие на все элементы экосистемы и на все экосистемы проявляется намного сильнее, чем, если бы оно было выборочным и направлено на изолированные объекты. Например, повышенной ультрафиолетовое излучение или загрязнение воздуха, или радиация не приведут к сокрушающее катастрофическим последствиям, если их влияние одиночно, но совместное воздействие губит экосистемы.

Восстановление экосистем после масштабной ядерной войны будет зависеть от степени приспособляемости их к новым условиям существования. Некоторые экосистемы, изначально потерпев большой ущерб, могут приспособиться довольно быстро к новым условиям. Но шансы на полное восстановление до прежнего состояния ничтожно малы.

Большие скачки температур за короткие сроки могут нанести огромный ущерб всей биосфере Земли.

экосистема атомный ядерный радиоактивный

Список использованных материалов

1.Большакова В.Н., Таршис Г.И., Безель В.С. "Региональная экология 10-11 классы". Е.: "Сократ", 2000

Оуэн Б. Тун, Алан Робок, Ричард П. Турко "Экологические последствия ядерной войны". Physics Today, Vol.61, Issue 12, Page 37, 2008

3.В. П. Пархоменко, А. М. Тарко. Ядерная зима. "Экология и жизнь", № 3, 2000 г.

Http://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_зима. Wikipedia® - свободная энциклопедия.