핵 시대. 1 부
미국
16년 1945월 21일은 인류의 "핵 시대"의 시작이라고 할 수 있습니다. 그런 다음 맨해튼 프로젝트의 일환으로 뉴 멕시코 주 Alamogordo시 근처 사막에있는 White Sands 테스트 사이트에서 "Thing"이라고하는 폭발성 핵 장치의 첫 번째 성공적인 테스트가 수행되었습니다. 핵폭발의 위력은 TNT 환산으로 약 XNUMXkt입니다.
이에 앞서 7 월 110 일 이곳에서 "주요 리허설"이 열렸습니다. 일정량의 방사성 동위 원소가 추가 된 XNUMX 톤의 강력한 폭발물이 XNUMX 미터 나무 플랫폼에서 폭파되었습니다. 재래식 화약을 이용한 폭발 시험은 시험 과정에서 여러 가지 약점을 드러냈고 제어 및 측정 장비와 통신 회선은 물론 시험 직후 토양 및 공기 샘플을 수집하는 방법론을 마련할 수 있게 했습니다.
XNUMXm 높이의 금속 탑 꼭대기에서 핵폭탄을 폭파하기 위해 폭격기에서 떨어진 실제 폭탄의 실제 폭발에서 폭발의 피해 요인이 주변 지역에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해하기로 결정했습니다. 핵폭탄의 가능한 전투 사용을 연구하는 과정에서도 계산에 따르면 도시 개발 형태의 목표물에 대한 최대 파괴 효과는 공기 폭발로 정확하게 얻을 수 있습니다. 내파형 플루토늄 장약이 담긴 금속구를 탑 꼭대기까지 끌어올린 후, 높은 곳에서 폭탄이 떨어질 경우를 대비해 매트리스가 달린 트럭을 그 아래에 설치했습니다.
폭발성 핵 장치 조립 책임자인 Norris Bradbury가 테스트 타워 꼭대기에서 부분적으로 조립된 핵무기 옆에서 사진을 찍고 있습니다.
뇌우로 인해 현지 시간으로 04:00로 예정된 테스트는 XNUMX시간 XNUMX분 동안 일정을 변경해야 했습니다. 수톤짜리 철탑을 기화시키고 주변의 모든 것을 불태운 핵폭발 이후 수백 미터 반경 내에 소결 모래의 유리질 지각이 형성되었습니다. 몇 시간 후, 폭발 현장으로 탱크 납 시트로 방사선으로부터 추가로 보호되는 "Sherman"은 과학자 그룹이 방사선을 측정하고 토양 샘플을 채취하기 시작했습니다. 보호에도 불구하고 그들은 모두 상당한 양의 방사선을 받았습니다.
일반적으로 코드 명 "Trinity"인 White Sands 테스트는 미국 물리학 자의 계산을 확인하고 핵분열 에너지를 군사 목적으로 사용할 가능성을 입증했습니다.
21년 1965월 XNUMX일, 방사선 수준이 안전한 수준에 도달한 후 뉴멕시코의 테스트 지역은 국가 지정으로 선언되었습니다. 역사적인 국가 사적지 등록부에 등재되어 있습니다.
현재 첫 번째 핵폭발 지역은 모든 참가자가 소풍 그룹의 일부로 방문할 수 있습니다. 한때 핵무기탑이 서 있던 자리에 기념비가 세워졌다.
16년 1945월 1945일의 시험은 핵분열 에너지의 전투 사용을 위한 길을 열었습니다. XNUMX년 XNUMX월 미군은 사용할 준비가 된 두 개의 핵폭탄을 가지고 있었습니다.
무게 약 4000kg, 길이 3000mm의 첫 번째 우라늄 "총형"에는 64kg의 고농축 U-235가 포함되어 있습니다. "베이비"라고 불리는 이 폭탄은 비교적 단순하고 신뢰할 수 있는 디자인을 가지고 있었습니다. 선체는 대공 포탄 파편과 대구경 총알의 충격을 견딜 수 있을 만큼 두껍게 만들어졌습니다. 우라늄 장약을 초임계 질량으로 만들기 위해 1,8m로 절단된 38,5인치 구경 함포 포신을 사용했으며 총구에는 25,5kg의 주 원통형 우라늄 장약과 베릴륨과 폴로늄 합금으로 만든 개시제를 사용했습니다. "표적"의 뒷면에 장착됩니다. 총은 텅스텐 카바이드로 만든 "발사체"를 발사했으며 머리에는 XNUMXkg의 우라늄 막대가 부착되었습니다. "발사체"와 "표적"의 충돌 결과 초 임계 질량이 형성되고 연쇄 반응이 시작되었습니다. 이 계획은 매우 신뢰할 수 있는 것으로 간주되어 예비 테스트가 필요하지 않았습니다.
이러한 장치의 사용을 고려하여 핵분열 물질의 모양은 "발사체"와 "표적"의 충돌 힘을 견딜 수 있고 충분히 오래 붕괴되지 않을 것으로 예상됩니다. 연쇄 반응이 시작되기 전에. 상대적으로 단순하지만 이 계획은 반응할 시간을 갖기 전에 대부분의 우라늄이 분산되기 때문에 효율성이 매우 낮습니다. 이러한 이유로 이러한 유형의 핵 충전은 현재 작동하지 않습니다.
약 700g의 우라늄, 즉 핵분열성 물질의 1%가 조금 넘는 양이 "키드"의 핵폭발에서 연쇄 반응에 참여했습니다. 그러나 이것은 충분하다는 것이 밝혀졌습니다. 6년 1945월 08일 현지 시간 15:29에 고도 9000m 이상을 비행하는 B-15 폭격기에서 일본 히로시마에 떨어진 핵폭탄의 위력은 18-XNUMX kt는 TNT 등가물입니다.
원자폭탄은 APS-600 전파고도계의 지시에 따라 약 13m 고도에서 터졌다. 폭발의 결과 반경 1,5km 이상의 거의 모든 건물이 파괴되었습니다. 11km²가 넘는 지역에서 심각한 화재가 발생했습니다. 도시의 모든 건물의 약 90%가 파괴되거나 심각하게 손상되었습니다. 원폭 투하로 70 ~ 80 명이 사망 한 것으로 추정되며, 총 160 명이 부상, 화상 및 방사선 병으로 사망했습니다.
9년 1945월 XNUMX일 일본의 항구도시 나가사키를 사실상 파괴한 미국의 두 번째 원자폭탄은 내파형인 플루토늄이었다. 디자인 면에서는 기본적으로 뉴멕시코의 테스트 사이트에서 테스트한 충전과 유사합니다. 플루토늄 "팻맨"의 형태는 공기역학적 완벽함과는 거리가 멀었고 폭격기에서 폭탄을 떨어뜨린 후 안정을 위해 낙하산을 사용해야 했습니다.
Fat Man이라고 불리는 플루토늄 폭탄은 Kid보다 훨씬 더 복잡했습니다. 그것의 핵분열 물질은 임계 질량에 가까운 양의 Pu-239였습니다. 자연계에서 우라늄 광석에서 발견되는 플루토늄은 매우 드뭅니다. U-238에 중성자를 조사하여 원자로에서 상당한 양을 얻습니다.
Fat Man은 우라늄-6 껍질로 둘러싸인 약 238kg의 플루토늄을 함유하고 있으며, 핵분열성 물질은 알루미늄 압착 구체에 배치되었습니다. 붕소가 도핑된 알루미늄 쉘은 핵 전하를 균일하게 압축하고 조기 연쇄 반응의 시작과 폭발 생성물에 의한 파괴로부터 핵 전하를 보호했습니다. 두 개의 반구로 형성된 속이 빈 플루토늄 코어에는 폴로늄과 이트륨의 합금으로 코팅된 베릴륨으로 만든 직경 약 2cm의 공인 중성자 개시제가 있었습니다. 중성자 개시제는 폭발파에 의해 플루토늄 코어가 압축되는 동안 중성자의 주요 공급원 역할을 했습니다. 거대한 축구공 모양의 알루미늄 쉘 위에 64개의 폭발물이 조립되었습니다. 폭발물의 무게는 2300kg을 초과했습니다. 플루토늄 코어를 고르게 압축하기 위해 폭발성 공은 문자 그대로 동시에 발사되는 전기 기폭 장치로 온통 박혀 있습니다. 이러한 복잡한 폭탄 설계로 인해 사용을 위해 조립하고 준비하는 것이 매우 어려운 작업이 되었으며 더 많은 주의와 주의 깊은 제어가 필요했습니다.
Fat Man 폭발 중 에너지 출력은 Uranium Kid보다 높은 것으로 나타났습니다. 핵분열성 물질의 이용 계수는 17%였습니다. 폭발의 위력은 22kt 이내였습니다. 에너지 생산량은 히로시마보다 많았지만 사망자와 부상자 수는 나가사키가 적었습니다.
산업 지대, 지형, 그리고 그 직전에 미국의 공습을 예상하여 폭발 한 조준점에서 폭탄의 큰 편차가 영향을 미쳤습니다. 항공 인구의 상당 부분이 대피했습니다. 폭격의 결과로 약 80 명이 사망했으며 연말까지 약 60 명이 더 사망했습니다. 약 84km²의 면적에서 약 19500채의 건물이 파괴 및 손상되었습니다.
두 번의 핵폭탄에서 살아남은 일본인 야마구치 쓰토무의 이야기는 주목할 만하다. 6년 1945월 29일, 야마구치 쓰토무는 8세였습니다. 그는 폭발의 진원지에서 약 4km 떨어진 히로시마에 있었습니다. 그의 머리카락은 화상을 입었고 얼굴 왼쪽은 화상을 입었으며 고막은 왼쪽 귀에서 터졌습니다. 2010월 93일 그는 나가사키로 돌아와 미쓰비시 조선소에서 일하다가 병원에서 치료를 받았다. 그리고 다시 핵 폭격을 받았습니다. 이번에는 거의 고통을 겪지 않았지만 화재가 진압 된 직후 그는 실종 된 친척을 찾기 위해 도시로 달려갔습니다. 수색 중에 Yamaguchi는 다량의 방사선을 받았고 이후 방사선 질병의 징후를 보였습니다. 머리카락이 빠지고 오랫동안 치유되지 않은 궤양이 형성되고 장기간 코피가 시작되었습니다. 그러나 Tsutomu Yamaguchi는 XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 XNUMX세의 나이로 나가사키에서 세상을 떠났습니다.
상당 부분이 목조 건물로 지어진 일본 도시에 대한 핵폭탄 사용의 영향은 예상보다 훨씬 높았으며 일본 항복 후 미국 지도부는 핵을 고려하기 시작했습니다. оружие 소련에 대한 압력의 요소로. 1947년에 미국에 32개의 핵폭탄이 있었고 사용 준비에 상당한 시간이 걸렸다면 1952년 후인 1005년에 미국은 XNUMX개의 핵폭탄을 보유했습니다. XNUMX년 후 청구 횟수는 XNUMX배 이상 증가했습니다.
비키니와 에니웨톡의 태평양 환초에서 새로운 유형의 핵폭탄을 테스트하기 위해 핵 테스트 사이트가 만들어졌습니다. 1946년부터 1958년까지 이곳에서 지상 및 수중 실험을 포함해 67회의 핵 실험이 실시되었습니다.
1946년 여름, Crossroads 작전 중에 약 23kt의 출력을 가진 두 번의 수중 핵폭발이 수행되었습니다. 이것은 언론에 보도된 최초의 핵 실험 폭발이었고 소련을 포함한 외국 관찰자들이 초대되었습니다.
이 테스트의 목적은 군함 및 상업용 선박의 성능을 테스트하는 것이 었습니다. 함대 핵무기의 피해 요인에 저항하기 위해. 실험 결과의 신뢰도를 높이기 위해 실험 동물을 데크와 내부 구획에 배치했습니다. 테스트에는 95척의 표적 선박이 포함되었습니다. 이들은 미 해군 제독이 쓸모 없거나 불필요한 것으로 간주 한 미국 선박뿐만 아니라 독일 및 일본 선박과 선박을 노획했습니다. 테스트 결과 수중 폭발의 진원지에서 반경 1000m 이내에 위치한 선박이 침몰하거나 심각하게 손상될 수 있는 것으로 나타났습니다. 더 먼 거리에 있는 선박도 손상을 입었지만 잘 수리할 수 있었습니다. 실험 결과 군함용 핵어뢰로 무장한 잠수함은 중폭격기보다 더 위험할 수 있다는 결론이 나왔다. 20~25노트의 속도로 항해하는 공해상 전함 편대는 8~9km 높이에서 떨어진 핵폭탄을 충분히 피할 수 있습니다. 이 경우 폭발은 편대에서 2-2,5km 거리에서 발생합니다. 많은 양의 폭발성 및 가연성 물질과 갑판에 사람이 없으면 20-25kt의 핵폭발이 군함에 큰 피해를 입히지 않습니다.
공기폭발 시 주요 방사능 인자는 투과 및 유도방사선이었으며 방사능 낙진에 의한 오염은 미미하였다. 수중 폭발 중 방사선 오염은 공기 중 폭발보다 몇 배 더 높은 것으로 밝혀졌으며 테스트 후 선박을 청소하는 데 상당한 노력이 필요했습니다. 이 때문에 방사능 오염에 노출된 시험 선단 일부는 제염 처리를 거치지 않고 바다에 침수됐다.
1년 1952월 10,4일, Eniwetok Atoll에서 고정 열핵 장치의 첫 번째 테스트가 수행되었습니다. 첫 번째 수소폭탄의 폭발력은 450Mt로 나가사키에 투하된 폭발력의 62배에 이른다. 그리고 XNUMX톤의 무게와 XNUMX층집 크기의 순수 고정식 장치로 군사적 활용 가능성은 전혀 없었지만, 이번 실험은 핵융합에너지를 군사적 목적으로 사용할 가능성을 보여주었다.
1년 1954월 15일 비키니 환초에서 6Mt 용량의 XNUMX단계 열핵 장치가 폭발했습니다. 첫 번째 테스트 폭발과 비교하여 이 장치에서 솔루션이 개발되었으며 나중에 서비스를 위해 채택된 열핵 폭탄으로 구현되었습니다. 리튬-XNUMX 고체 중수소화물은 "열핵 연료"로 사용되었습니다. 이 폭발은 미국의 핵 실험 역사상 가장 강력했습니다.
"캐슬 브라보(Castle Bravo)"라고 명명된 고정식 열핵 장치는 무게가 10톤 이상이고 길이가 약 4,5m인 실린더 형태를 가졌습니다. "캐슬 브라보(Castle Bravo)" 테스트 결과에 따라 전략적 캐리어에 사용합니다.
Google 어스의 위성 이미지: Castle Bravo 수소 폭탄 테스트 중에 형성된 비키니 환초의 북서쪽 곶에 분화구가 보입니다.
전하의 힘을 계산하는 데 참여한 물리학 자들이 실수를했고 방출 된 에너지의 양이 계획보다 2,5 배 더 많은 것으로 밝혀졌습니다. 폭발은 관찰자들에게 큰 인상을 남겼습니다. 직경 100km, "다리" 두께가 -7km인 거대한 버섯구름이 몇 분 만에 40km 이상 높이까지 올라갔고 폭발 후 8분 만에 가장 큰 크기에 도달했습니다. 폭발 후 환초의 윤곽이 많이 바뀌었습니다. 비키니 환초의 북서쪽 끝에는 직경 약 1,8km의 거대한 분화구가 형성돼 순식간에 물로 가득 찼다. 폭발의 결과 환초 자체와 그 주변은 심각한 방사능 오염에 노출되었습니다. 폭 100km, 길이 550km가 넘는 타원형 형태의 구역이 방사능 낙진으로 심각한 오염을 겪었습니다. 이로 인해 인근 섬에서 미군과 민간인이 긴급 대피했으며 그들 중 일부는 매우 높은 선량의 방사선을 받았습니다. 그 지역에서 조업을 하던 어선의 선원들도 다량의 방사선을 피폭했습니다. "Castle Bravo"는 가장 강력했을뿐만 아니라 가장 "더러운"미국 핵 실험이라고 믿어집니다. 전문가들은 대량의 방사선 방출이 열핵 충전물을 둘러싼 우라늄 껍질의 핵분열 반응에 기인하며 폭발의 세 번째 단계로 작용했습니다.
마샬 군도에서의 미국의 핵 실험과 심각한 방사능 오염은 세계 공동체에 큰 반향을 불러일으켰습니다. 여러 지역 국가의 수장은 해고를 요구했습니다. 이것은 큰 원거리, 인프라 유지의 어려움 및 날씨의 예측 불가능 성으로 인해 핵 실험을 미국으로 이전해야했습니다.
1951년에 약 3500km² 면적의 네바다 시험장이 작동하기 시작했습니다. 결과적으로 테스트 사이트의 사이트 선택이 매우 잘 이루어졌으며 암석과 지형의 구조로 인해 여기 우물과 adit에서 지하 테스트 폭발을 수행 할 수있었습니다. 1kt 용량의 첫 번째 전술 핵무기는 27년 1951월 928일 시험장에서 시험되었습니다. 총 100 건의 핵폭발이 이곳에서 발생했으며 그중 약 1963 건은 대기 중이었습니다. XNUMX년 세 가지 환경에서의 시험 제한에 관한 조약이 발효된 후 네바다 시험장에서는 지하 시험만 수행되었습니다.
50년대에 네바다 핵실험장에서 상당한 양의 군사장비와 미군이 참가한 핵훈련이 실시되었다. 핵 실험장에는 전형적인 도시 건물뿐만 아니라 다양한 요새와 공학적 구조가 세워졌습니다.
50년대와 60년대 초반에는 핵폭발의 버섯구름이 실험장에서 상당한 거리에서 관찰될 수 있었습니다. 그들은 라스베거스와 심지어 로스엔젤레스에서도 보였다.
핵무기 사용 조건에서 핵무기를 테스트하고 전투 작전을 수행하는 것 외에도 네바다 시험장에서 "평화적 목적"을 위한 핵 전하 사용에 대한 연구가 수행되었습니다. 6년 1962월 104일, 100kt의 힘을 가진 열핵폭발로 거대한 흙 돔이 약 11m 높이까지 공중으로 던져졌습니다. 폭발로 4,7만 톤 이상의 모래와 암석이 분출되었습니다. 센서는 리히터 규모 XNUMX 이상의 지진에 해당하는 지진파를 기록했습니다.
Storax Sedan 핵 실험의 목적은 핵 전하를 사용하여 크레이터를 형성하고, 석유 및 가스 저장을 위한 구멍을 만들고, 채광 및 기타 "평화로운" 목적을 수행할 가능성을 탐색하는 것이었습니다.
지상 폭발의 결과로 매우 많은 양의 방사성 핵종이 형성되었습니다. 폭발 1시간 후 분화구 가장자리의 방사능 수준은 시간당 500뢴트겐이었습니다. 이 테스트는 미국에서 수행된 테스트 중 "가장 더러운" 것으로 판명되었습니다. Storax Sedan의 폭발은 네바다 시험장에서 모든 핵 실험 중에 미국 인접 영토에 떨어진 방사성 낙진 총량의 약 7%를 방출했습니다.
네바다 핵실험장의 마지막 핵실험은 23년 1992월 2006일에 있었다. 그때부터 테스트 사이트는 계속 작동하지만 임계 질량에 도달하지 않고 제어되지 않은 대규모 연쇄 반응을 시작하지 않고 여기에서 연구가 진행되고 있습니다. 1100년에는 재래식 폭발물 2007톤을 폭파하는 실험이 계획되었으나 XNUMX년 이 프로젝트는 종료되었습니다. 언론에 유출된 자료에 따르면 아직까지 시험장 지하 우물에는 인양할 수 없는 실패한 핵폭탄이 여러 개 남아있다.
네바다의 핵 실험장에서 행정부는 매월 영토 여행을 실시하며 대기열은 몇 달 전에 예정되어 있습니다. 투어 중 방문객은 버스에서 자유롭게 하차할 수 없으며 쌍안경, 휴대폰, 사진 및 비디오 카메라를 소지할 수 없습니다. 기념품으로 매립지에서 돌과 물건을 가져가는 것은 금지되어 있습니다.
자료에 따르면,
http://war20.ru/article/6
http://sites.ieee.org/gold/tag/atom-bomb/
http://www.nevadasurveyor.com/cannikin
http://virtualglobetrotting.com
http://www.ucsusa.org/nuclear-weapons/us-nuclear-weapons-policy/us-nuclear-weapons-facilities.html
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