Jadrové zbrane sú bojové prostriedky na vedenie vojny, ktorých ničivý účinok má masový - hromadný charakter. Mohutnosť výbuchu, bežne označovaná ako “ráže” jadrovej zbrane sa určuje tritolovým (trinitrotoluenovým) ekvivalentom - TNT. Trinitrotoluenový ekvivalent je také množstvo výbušnej látky, ktorého energia je rovná energii danej jadrovej zbrane.
I. Princíp fungovania a typy jadrových zbraní
Obrovské množstvo energie, ktoré sa uvoľňuje pri výbuchu jadrovej zbrane, je získavané pri štiepení atomových jadier ťažkých prvkov uránu a plutónia. Štiepenie je vyvolané účinkom neutrónov, ktoré sú pri ňom ďalej uvoľňované, takže ich počet sa veľmi rýchlo znásobuje. Dochádza k reťazovej reakcii. Vzniknuté produkty štiepenia sú silno rádioaktívne a spôsobujú zamorenie okolia a sú zdrojom tzv.
Termonukleárne zbrane
Termonukleárna zbraň je založená na jadrovej reakcii zlučovaním (syntéze) ťažkých izotopov vodíka, deutéria a trítia, prípadne ďalších prvkov. Tento proces je možný len za extrémne vysokých teplôt niekoľkých miliónov stupňov, dosahovaných výbuchom tzv. roznetky, ktorou je v podstate jadrová zbraň I. generácie.
III. generácia jadrových zbraní
Na základe týchto poznatkov a technologickým vývojom bola dosiahnutá III. generácia jadrových zbraní s regulovateľným účinkom. Medzi tieto zbrane patrí neutrónová bomba, jadrová zbraň so zosilneným účinkom neutronového žiarenia.
Jadrové zbrane so zosilneným účinkom rádioaktívneho žiarenia
Ide o jadrovú zbraň so zosilneným účinkom rádioaktívneho žiarenia. Zosilnenie rádioaktívneho zamorenia sa dosahuje jednak výškou výbuchu (pozemný alebo podzemný), ale aj samotnou úpravou konštrukcie jadrovej zbrane. Je to jadrová zbraň I. alebo II. generácie, ale miesto odrážača neutrónov má kovový obal, ktorý po explózii vytvorí dlhodobo vysoké zamorenie rádioaktívnym izotopom s vysokou vnútornou energiou. Medzi vhodné kovy možno zaradiť Kobalt 60Co s polčasom rozpadu 5,3 roku, tantal tvoriaci izotop 153Ta s polčasom rozpadu 114,4 dňa, zlato tvoriace izotop 198Au s polčasom rozpadu 2,7 dňa, sodík tvoriaci izotop 24Na s polčasom rozpadu 15 hodín.
Prečítajte si tiež: Ničivé účinky jadrových zbraní
Jadrové zbrane určené k odpáleniu v horných vrstvách atmosféry
Ide o klasickú jadrovú zbraň II. generácie, ktorá je určená k odpáleniu v horných vrstvách atmosféry. Tým sa zredukujú všetky ničivé účinky jadrovej zbrane na minimum, okrem elektromagnetického impulzu, ktorý je naopak zosilnený.
Doba rozvoja jadrového výbuchu a uvoľnená energia
Doba rozvoja jadrového výbuchu je asi 0,000001 sekundy. Väčšina energie sa uvoľní v priebehu poslednej desaťmiliontiny sekundy rozvoja štiepnej jadrovej reakcie. Výbuchová energia sa prejavuje ako kinetická a excitačná energia odštiepkov a materiálu jadrovej munície, neutrónov a kvant žiarenia gama. Väčšina energie sa predáva okolitému prostrediu, čo sa prejavuje zvyšovaním jeho kinetickej energie - dôjde k odpareniu konštrukčného materiálu nálože a vytvorí sa svietiaca oblasť obklopujúca centrum reakcie. Veľký tepelný spád na jej povrchu spôsobuje jej rýchle rozpínanie a ochladzovanie. Rozžhavený materiál pred sebou stláča vrstvy vzduchu a vytvára sa tak tlaková vlna, ktorá postupuje v guľových vlnoplochách. Rozžhavené centrum reakcie aj žhavé vrstvy vzduchu sú zdrojom svetelného žiarenia. Neutróny a gama kvantá vysielané v priebehu reakcie pre svoju schopnosť prenikať rôznymi materiálmi tvoria prenikavú radiáciu.
Po skončení jadrového výbuchu vytvárajú štiepne splodiny, nezreagovaná jadrová výbušnina a vzniknuté izotopy z pôdy, vzduchu a pod. rádioaktívne žiarenie. Ide o tzv.
Pri jadrovom výbuchu sa vzduch zohreje v oblasti jadrovej reakcie na tak vysoké teploty, že svieti. Bezprostredným účinkom na človeka sú popáleniny rôzneho stupňa, či poškodenie zraku.
Popáleniny
Popáleniny I. Popáleniny II. Popáleniny III. Popáleniny I. Popáleniny II. počiatočné a skryté príznaky - príznaky ako pri III.
Prečítajte si tiež: Jadrové zbrane: Radiácia a ochrana
Rádioaktívne zamorenie
Rádioaktívne zamorenie sa podstatne odlišuje od ostatných ničivých faktorov dĺžkou svojho trvania. Prechádzajúce faktory pôsobia rádovo len niekoľko sekúnd, ale rádioaktívne zamorenie môže pôsobiť niekoľko mesiacov alebo rokov.
Pri jadrových výbuchoch dochádza k vzniku elektromagnetických polí, ktoré spôsobujú elektromagnetické toky a napätie vo vodičoch a kábloch. Môže dôjsť k roztaveniu elektrických vodičov, prebitiu izolácii a pod. Pri vzdušných explóziách k tomuto efektu môže dôjsť až do vzdialenosti cca 30 km.
Ochudobnený Urán
Urán je najťažším prírodným prvkom a jediným bezprostredne využiteľným prírodným materiálom na výrobu jadrového paliva. Skladá sa z atómov chemicky totožného, ale jadrovo odlišného druhu, „izotopov“ uránu-238 a uránu-235, ktoré sa líšia obsahom stavebných elementárnych častíc atómového jadra, neutrónov. Iba urán-235 má pritom tú jedinečnú vlastnosť, že sa môže pri pohltení pomalých neutrónov štiepiť s uvoľnením veľkého množstva energie, či už vo forme výbuchu alebo riadenej reťazovej reakcie. Prírodný urán obsahuje len 0,7 percenta energeticky výnimočného izotopu uránu 235. Pre jadrové zbrane, ale aj pre jadrové reaktory sa prírodný urán v technicky a ekonomicky náročných procesoch obohacuje touto vzácnou zložkou.
Ochudobňovanie uránu izotopom 235 prebieha aj pri jeho spaľovaní v jadrových reaktoroch. Ak je ich palivom prírodný urán (taký typ reaktoru mala aj naša prvá atómová elektráreň A-1), vyhorený urán má tiež nižší obsah uránu-235, ako je prírodný. Urán z vyhoreného paliva jadrových reaktorov môže obsahovať vysoké množstvo rádioaktívnych prímesí. Pri dobrej rafinácii však rádioaktivita prímesí nepresahuje 30-40 percent aktivity samotného uránu-238. Kovový urán vyrobený z ochudobneného uránu má však všetky fyzikálno-chemické vlastnosti prírodného uránu. Pritom je známe, že kovový urán je 1,6-krát hustejší („ťažší“) ako olovo.
Využitie ochudobneného uránu
Vysoká hustota uránu sa zdanlivo paradoxne využíva pri výrobe relatívne najtenších a teda dobre manipulovateľných obalov a štítov na ochranu pred intenzívnymi rádioaktívnymi žiaričmi, keď vlastná rádioaktivita ochudobneného uránu je zanedbateľná. Pre podobné vlastnosti sa ochudobnený urán používa v sendvičoch ochranného pancieru tankov, napr. Uránové strely pri náraze realizujú tak svoju vysokú kinetickú energiu ako aj samozápal kovového uránu na prieraz a prepálenie najmä kovových pancierov. Pritom sa uránové jadro strely rozptýli do okolia výbuchu v podobe jemných čiastočiek. Pri vojenskom zásahu NATO v Juhoslávii sa takto rozptýlilo okolo 10 ton ochudobneného uránu. Existujúce rádioaktívne zamorenie v okolí výbuchov je očividne prístupné terénnemu meraniu.
Prečítajte si tiež: Náboje do plynových zbraní
Rozptýlený urán sa v značnej časti môže prenášať prachovými časticami a rozpúšťať v hydrosfére. Urán vo svojich najbežnejších chemických formách je všeobecne veľmi „pohyblivým“ prvkom, ktorý je v prírode všadeprítomný v nepatrných koncentráciách. Jeho prírodná koncentrácia v pitnej vode sa pohybuje okolo 1 ppb (jeden mikrogram uránu v litri vody) a národné hygienické normy či medzinárodné odporúčania dávajú prípustnú hranicu na 2-30 ppb. Trvalo tolerovateľná koncentrácia uránu vo vzduchu sa uvažuje na úrovni 0,07 až 1 mikrogramu na meter kubický. Teoreticky teda jeden rozptýlený DU náboj môže zamoriť jeden až desať kubických kilometrov atmosféry. Vdychované čiastočky kontaminovaného prachu a oxidov uránu sa môžu zadržiavať v pľúcach a pri dlhodobom pôsobení prispievať ku vzniku rakoviny pľúc.
Rádioaktivita ochudobneného uránu je relatívne nízka, aj keď čísla sa zdajú vysoké. V jednom kilograme uránu-238 (čo sú zhruba 3 uránové strely ráže 30 mm) dochádza za sekundu k rozpadu 12,3 miliónov atómov uránu-238. Vo vzdialenosti jedného metra od takéhoto zdroja dosahuje intenzita žiarenia asi 0,7 nSv (nanosievertov) za sekundu a pri zotrvaní v tejto vzdialenosti počas jedného mesiaca je dávka žiarenia asi taká, ako je jej európsky priemer od prírodných zdrojov žiarenia za celý rok.
Účinky rádioaktívneho žiarenia ochudobneného uránu patria do kategórie takzvaných stochastických, náhodných javov, keď sa nedá zistiť bezprostredná súvislosť medzi nízkou dávkou ožiarenia a poškodením konkrétneho organizmu.
Akokoľvek názorná štatistika na uvažovanie jedinca jednoducho nepôsobí, presne tak, ako nepôsobí na gamblera, ktorý žije vidinou miliónovej výhry. Nemožno preto zazlievať veteránom vojnových konfliktov ich prirodzenú reakciu. Nikoho asi netreba presviedčať, že rozptylovanie uránu v životnom prostredí neprispieva k zdraviu predovšetkým obyvateľov, ktorí žijú na dotknutom území.
Monitorovanie rádioaktivity životného prostredia
Podľa štatútu je SHMÚ organizáciou s celoslovenskou pôsobnosťou zameranou na zabezpečovanie úloh v oblasti starostlivosti o životné prostredie a to najmä v monitorovaní kvalitatívnych a kvantitatívnych parametrov ovzdušia a vôd. Monitorovacia sieť, ktorou SHMÚ sleduje rádioaktivitu životného prostredia, vznikla kvôli tomu, aby sa zaistila radiačná bezpečnosť na Slovensku.
Po viac ako desaťročí skúšok jadrových zbraní bola svetová verejnosť vážne znepokojená ich zdravotným dopadom. Atmosféra bola plná rádioaktivity vyprodukovanej človekom. Aby sa dalo posúdiť, do akej miery je hrozbou pre ľudí, bolo treba zistiť jej koncentrácie. Lebo v rámci Svetovej meteorologickej organizácie národné služby mali už vybudovanú sieť monitorovacích staníc a nebol problém doplniť do nej ďalšie zariadenie. Po ich zákaze v roku 1963 úroveň globálnej kontaminácie atmosféry postupne klesala až na úroveň prirodzeného pozadia. Ale medzitým došlo k rozvoju mierového využívania jadrovej energie, bolo postavených mnoho jadrových elektrární, a tak opodstatnenosť neustáleho monitorovania úrovne rádioaktivity v atmosfére trvá. S obnovou radiačného monitoringu sa začalo v roku 2017. Nakúpilo sa 20 nových detektorov, 10 ďalších pochádza z dvoch čiastočných výmien v predchádzajúcich rokoch. Spolupráca SHMÚ s jadrovými elektrárňami je dlhodobá, majú dohodu o výmene radiačných dát, meteorologických dát, ktoré sú nevyhnutné ako vstup do modelov výpočtu šírenia rádioaktívnych látok v ovzduší. Toto všetko je spoločným základom vzťahov na úrovni havarijného manažmentu.
SHMÚ toho času prevádzkuje iba automatické detektory príkonu dávkového ekvivalentu gama. Funguje ako sieť včasného varovania pred žiarením. To znamená, že vie včas zachytiť abnormálne prevýšenie oproti pozadiu a vie tieto hodnoty dostať v reálnom čase do dátového centra a poskytnúť dozorným orgánom a partnerom v zahraničí.
Prirodzená rádioaktivita životného prostredia
V celom vesmíre neustále prebieha rozpad atómov prvkov, ktoré sú nestabilné. Pri tomto rozpade sa uvoľňuje žiarenie. A nestabilných atómov máme v zemskej kôre dostatok na to, aby žiarenie bolo naozaj všade okolo nás a aj v nás. A k tomu si ešte musíme pridať žiarenie, ktoré k nám prichádza z kozmu. A aby to nebolo také jednoduché, tak tu máme ešte človeka, ktorý dokáže rozpad atómov umelo riadiť.
Človek sa adaptuje na zmeny. Človek sa adaptoval na túto zmenu a tak to bolo v priebehu histórie aj s adaptáciou na žiarenie. Ale doteraz máme na planéte miesta, kde úroveň prirodzeného pozadia sa líši v rádoch. Máme oblasti v indickej provincii Ramsar, kde je ročná dávka žiarenia 100-násobne vyššia ako na Slovensku. Máme brazílske pláže s čiernym sopečným pieskom, kde by sa našli miesta žiariace ako niektoré miesta v spustnutom parku v Pripjati neďaleko černobyľského reaktora. Ľudia na takýchto miestach trvalo žijú a väčšinou nič netušia o inakosti svojho prostredia. Nie sú ani nemocnejší a asi ani menej šťastní. Jednoducho žijú so žiarením. Rovnako ako my. Bez žiarenia sa nedá žiť, lebo podstata hmoty okolo nás je taká.
Typy žiarenia
Veličina príkon dávkového ekvivalentu gama žiarenia sa pre systémy včasného varovania zvolila preto, lebo je relatívne ľahko a relatívne lacno merateľná. Preto sa využíva v systémoch včasného varovania. Všetky podrobnejšie rozbory si vyžadujú viac času, peňazí, materiálu aj ľudí. Alfa, beta a gama žiarenie sa líšia tým, ako hlboko sú schopné prenikať. A tak najmenej prenikavé alfa žiarenie je z tohto pohľadu najmenej nebezpečné, ale situácia sa mení, keď je emitované priamo v ľudskom tele, ožaruje najbližšie tkanivo z najtesnejšej blízkosti. Beta žiarenie je síce prenikavejšie, ale predsa len to najúčinnejšie a najviac poškodzujúce ľudské tkanivá predstavuje gama žiarenie.
Hodnoty prírodného pozadia sú adekvátne geologickému podložiu a nadmorskej výške. Napríklad hodnota prirodzeného pozadia u nás je 2,4 mSv/rok, ale v provincii Ramsar v Indii je to 260 mSv/h. Na čiernych plážach brazílskeho Guarapari by sme lokálne namerali aj hodnoty blížiace sa dávkovým príkonom 10 000 nSv/h. Sú to všetko rozdiely spojené s geológiou podložia a neznamenajú, že ľudia v tých oblastiach sú menej zdraví ako inde. Našich 160 nSv/h sa nemusíme naozaj báť.
Radón
Radón, napriek tomu, že tvorí polovicu dávky, ktorú ľudia normálne dostanú, je akosi na okraji ich záujmu. Radón je rádioaktívny plyn produkovaný rádioaktívnou premenou uránu v zemskej kôre. Hlavné zdroje radónu sú pôdny vzduch (v mieste budúcej novostavby a v existujúcich starších stavbách), stavebné materiály (najmä v už existujúcich starších stavbách), podzemná voda (predovšetkým uvoľňovanie radónu pri sprchovaní a inom využívaní vody).
Meranie objemovej aktivity radónu v pôdnom vzduchu a stanovenie kategórie radónového rizika stavebného pozemku by malo byť záujmom stavebníka, kupujúceho, nájomníka, teda budúceho užívateľa v súvislosti s prirodzenou potrebou zdravo bývať. Účinnosť opatrení na obmedzenie ožiarenia z radónu pri novopostavených a zrekonštruovaných stavbách s pobytovými priestormi sa overuje predkolaudačným krátkodobým meraním v trvaní najmenej sedem dní.
Strach z jadrovej energie
Energia jadra desí ľudí dvoma spôsobmi. Jej jasne viditeľná sila a ničivosť vo forme jadrovej zbrane na jednej strane a neviditeľnosť ionizujúceho žiarenia na strane druhej. Aj reaktor jadrovej elektrárne je spájaný s takýmito strachmi. Bojíme sa, že dôjde k havárii, bojíme sa neviditeľného, prenikavého, do ďaleka sa šíriaceho žiarenia. Väčšina z nás má v dobrej pamäti Černobyľ aj nedávnu Fukušimu.
Jadrový reaktor elektrárne a jadrová bomba sa nedajú jednoducho porovnávať, hoci základom ich energie je jadro atómu. Ani zamorenie následkom globálneho spádu z jadrových skúšok a kontaminácie z havarovanej elektrárne nie je to isté. Povedala by som, že odkedy sa venujem monitoringu radiácie, tak mám pred ňou kvalifikovaný rešpekt. Radiačná ochrana stanovuje, že v prípade obdržania dávky 1 sievert za 24 hodín sa už môžu prejavovať symptómy choroby zo žiarenia ako je únava a vracanie. V prípade, že by skupina ľudí obdržala v priebehu mesiaca dávku 5 sievertov, polovica z nich by asi zomrela.
Dôsledky použitia jadrových zbraní
Americký vedec Mike Mills z Národného centra pre atmosférický výskum prišiel s tvrdením, že aj malý a regionálne obmedzený konflikt, kde by sa použili nukleárne zbrane, by mohol jasne ohroziť celú planétu. Po prvotných výbuchoch by nekontrolovateľný gigantický požiar miest vytvoril ohromné množstvo dymu, ktorý by na mnoho rokov absorboval slnečné svetlo. Následne by klesla teplota povrchu Zeme a zredukovali sa zrážky.
Už pri teste bomby v júni 1945 vedci hádali niekoľko možných scenárov. Katastrofický scenár počítal s aj s výbuchom, ktorý by zapálil atmosféru a spálil celú planétu. Rovnako sa pri prvých testoch, ale aj ostrom nasadení, podceňovali účinky rádioaktivity.
Mills zdôraznil, že jadrové mocnosti nerobia dostatočne veľa pre to, aby sa odzbrojili. Ako príklad uvádza Novú dohodu START, podpísanú v roku 2010 medzi USA a Ruskom, ktorá nezohľadňuje klimatické dôsledky jadrovej vojny.
tags: #ucinky #jadrovych #zbrani #radioaktivne #zamorenie