Una bomba atomica è un proiettile per produrre un'esplosione di grande forza come risultato di un rilascio molto rapido di energia nucleare (atomica).
Come funzionano le bombe atomiche
La carica nucleare è divisa in più parti a una dimensione critica, in modo che in ognuna di esse si sviluppi in modo incontrollabile reazione a catena fissione di atomi di materiale fissile. Una tale reazione avverrà solo quando tutte le parti della carica saranno rapidamente combinate in un tutto. La completezza della reazione e, in definitiva, la potenza dell'esplosione dipendono in larga misura dalla velocità di avvicinamento delle singole parti. Per comunicare parti ad alta velocità della carica, è possibile utilizzare l'esplosione di esplosivi convenzionali. Se le parti della carica nucleare sono disposte in direzioni radiali a una certa distanza dal centro, e con al di fuori posto cariche di tritolo, allora è possibile effettuare un'esplosione di cariche convenzionali dirette verso il centro della carica nucleare. Tutte le parti della carica nucleare non solo si uniranno in un unico insieme con grande velocità, ma saranno anche compresse per qualche tempo da tutte le parti dall'enorme pressione dei prodotti dell'esplosione e non potranno separarsi immediatamente, non appena un la reazione nucleare a catena inizia nella carica. Di conseguenza, si verificherà una divisione molto maggiore che senza tale compressione e, di conseguenza, la potenza dell'esplosione aumenterà. Un aumento della potenza dell'esplosione con la stessa quantità di materiale fissile è facilitato anche da un riflettore di neutroni (i riflettori più efficaci sono il berillio< Be >, grafite, acqua pesante< H3O >). Per la prima fissione, che darebbe inizio a una reazione a catena, è necessario almeno un neutrone. È impossibile contare sull'inizio tempestivo di una reazione a catena sotto l'azione dei neutroni che compaiono durante la fissione nucleare spontanea (spontanea), perché si verifica relativamente raramente: per U-235 - 1 disintegrazione all'ora per 1 g. sostanze. Ci sono anche pochissimi neutroni che esistono in forma libera nell'atmosfera: attraverso S = 1 cm/q. volano circa 6 neutroni al secondo. Per questo motivo, in una carica nucleare viene utilizzata una fonte artificiale di neutroni, una specie di tappo del detonatore nucleare. Fornisce anche molte divisioni che iniziano simultaneamente, quindi la reazione procede nella forma esplosione nucleare.
Opzioni di detonazione (cannone e schemi implosivi)
Esistono due schemi principali per far esplodere una carica fissile: cannone, altrimenti chiamato balistico e implosivo.
Lo "schema del cannone" è stato utilizzato in alcuni modelli armi nucleari prima generazione. L'essenza dello schema del cannone è sparare con una carica di polvere da sparo un blocco di materiale fissile di massa subcritica ("proiettile") in un altro - immobile ("bersaglio"). I blocchi sono progettati in modo tale che, una volta collegati, la loro massa totale diventi supercritica.
Questo metodo di detonazione è possibile solo nelle munizioni all'uranio, poiché il plutonio ha uno sfondo di neutroni superiore di due ordini di grandezza, il che aumenta notevolmente la probabilità di uno sviluppo prematuro di una reazione a catena prima che i blocchi vengano combinati. Ciò porta a un rilascio incompleto di energia (il cosiddetto "fizz", inglese. Per implementare uno schema di cannone nelle munizioni al plutonio, è necessario aumentare la velocità di collegamento delle parti della carica a un livello tecnicamente irraggiungibile. Inoltre, l'uranio è migliore del plutonio, resiste ai sovraccarichi meccanici.
schema implosivo. Questo schema di detonazione comporta l'ottenimento di uno stato supercritico comprimendo materiale fissile con un'onda d'urto focalizzata creata da un'esplosione di esplosivi chimici. Per focalizzare l'onda d'urto vengono utilizzate le cosiddette lenti esplosive e l'esplosione viene eseguita simultaneamente in molti punti con precisione. La creazione di un tale sistema per la localizzazione di esplosivi e detonazione era un tempo uno dei compiti più difficili. La formazione di un'onda d'urto convergente è stata assicurata dall'uso di lenti esplosive da esplosivi "veloci" e "lenti" - TATV (Triaminotrinitrobenzene) e baratol (una miscela di trinitrotoluene con nitrato di bario) e alcuni additivi)
E questo è qualcosa che spesso non sappiamo. E perché esplode anche una bomba nucleare...
Partiamo da lontano. Ogni atomo ha un nucleo e il nucleo è costituito da protoni e neutroni - forse lo sanno tutti. Allo stesso modo, tutti vedevano la tavola periodica. Ma perché elementi chimici sono collocati in esso in questo modo, e non altrimenti? Non certo perché lo volesse Mendeleev. Il numero di serie di ciascun elemento nella tabella indica quanti protoni ci sono nel nucleo dell'atomo di questo elemento. In altre parole, il ferro è il numero 26 nella tabella perché ci sono 26 protoni in un atomo di ferro. E se non ce ne sono 26, non è più ferro.
Ma i neutroni nei nuclei dello stesso elemento possono esserlo importo diverso, il che significa che la massa dei nuclei è diversa. Gli atomi dello stesso elemento con masse diverse sono chiamati isotopi. L'uranio ha diversi di questi isotopi: il più comune in natura è l'uranio-238 (ha 92 protoni e 146 neutroni nel suo nucleo, per un totale di 238). È radioattivo, ma non puoi farne una bomba nucleare. Ma l'isotopo uranio-235 no un gran numero di che si trova nei minerali di uranio, è adatto per una carica nucleare.
Forse il lettore si è imbattuto nei termini "uranio arricchito" e "uranio impoverito". L'uranio arricchito contiene più uranio-235 dell'uranio naturale; nell'esaurimento, rispettivamente - meno. Dall'uranio arricchito si può ottenere il plutonio, un altro elemento adatto per una bomba nucleare (non si trova quasi mai in natura). Come si arricchisce l'uranio e come si ottiene il plutonio da esso è un argomento per una discussione a parte.
Allora perché esplode una bomba nucleare? Il fatto è che alcuni nuclei pesanti tendono a decadere se un neutrone li colpisce. E non dovrai aspettare a lungo per un neutrone libero: ce ne sono molti che volano in giro. Quindi, un tale neutrone entra nel nucleo dell'uranio-235 e quindi lo rompe in "frammenti". Questo rilascia qualche neutrone in più. Riesci a indovinare cosa accadrà se ci sono nuclei dello stesso elemento in giro? Esatto, ci sarà una reazione a catena. Ecco come succede.
In un reattore nucleare, dove l'uranio-235 è "sciolto" nel più stabile uranio-238, un'esplosione a condizioni normali non sta succedendo. La maggior parte dei neutroni che volano fuori dai nuclei in decomposizione volano via "nel latte", senza trovare nuclei di uranio-235. Nel reattore il decadimento dei nuclei è "lento" (ma questo è sufficiente perché il reattore fornisca energia). Qui in un pezzo solido di uranio-235, se ha una massa sufficiente, sarà garantito che i neutroni rompano i nuclei, una reazione a catena si scatenerà e ... Stop! Dopotutto, se produci un pezzo di uranio-235 o plutonio della massa necessaria per l'esplosione, esploderà immediatamente. Non è questo il punto.
E se prendi due pezzi di massa subcritica e li spingi l'uno contro l'altro usando un meccanismo telecomandato? Ad esempio, metti entrambi in un tubo e attacca una carica di polvere a uno per sparare un pezzo al momento giusto, come un proiettile, in un altro. Ecco la soluzione al problema.
Puoi fare diversamente: prendi un pezzo sferico di plutonio e fissa cariche esplosive su tutta la sua superficie. Quando queste cariche vengono fatte esplodere a comando dall'esterno, la loro esplosione comprimerà il plutonio da tutti i lati, lo comprimerà a una densità critica e si verificherà una reazione a catena. Tuttavia, la precisione e l'affidabilità sono importanti qui: tutte le cariche esplosive devono funzionare contemporaneamente. Se alcuni di loro funzionano, e altri no, o alcuni lavorano in ritardo, non ne deriverà alcuna esplosione nucleare: il plutonio non si ridurrà a una massa critica, ma si dissiperà nell'aria. Invece di una bomba nucleare, verrà fuori quella cosiddetta "sporca".
Questo è l'aspetto di una bomba nucleare del tipo a implosione. Le cariche che dovrebbero creare un'esplosione diretta sono realizzate sotto forma di poliedri per coprire il più strettamente possibile la superficie della sfera di plutonio.
Il dispositivo del primo tipo era chiamato cannone, il secondo tipo - implosione.
La bomba "Kid" sganciata su Hiroshima aveva una carica di uranio-235 e un dispositivo tipo pistola. La bomba Fat Man fatta esplodere su Nagasaki trasportava una carica di plutonio e l'ordigno esplosivo era un'implosione. Ora i dispositivi a pistola non vengono quasi mai utilizzati; quelle ad implosione sono più complicate, ma allo stesso tempo permettono di controllare la massa di una carica nucleare e di spenderla in modo più razionale. E il plutonio come esplosivo nucleare ha sostituito l'uranio-235.
Passarono parecchi anni ei fisici offrirono ai militari una bomba ancora più potente: termonucleare o, come viene anche chiamata, idrogeno. Si scopre che l'idrogeno esplode più forte del plutonio?
L'idrogeno è davvero esplosivo, ma non così. Tuttavia, non c'è idrogeno "ordinario" nella bomba all'idrogeno, utilizza i suoi isotopi: deuterio e trizio. Il nucleo dell'idrogeno "ordinario" ha un neutrone, il deuterio ne ha due e il trizio ne ha tre.
In una bomba nucleare, i nuclei di un elemento pesante sono divisi in nuclei di elementi più leggeri. Nel termonucleare avviene il processo inverso: i nuclei leggeri si fondono tra loro in quelli più pesanti. I nuclei di deuterio e trizio, ad esempio, vengono combinati in nuclei di elio (altrimenti chiamati particelle alfa) e il neutrone "in più" viene inviato in "volo libero". In questo caso, viene rilasciata molta più energia che durante il decadimento dei nuclei di plutonio. A proposito, questo processo avviene sul sole.
Tuttavia, la reazione di fusione è possibile solo a temperature altissime (motivo per cui si chiama THERMOnuclear). Come far reagire deuterio e trizio? Sì, è molto semplice: devi usare una bomba nucleare come detonatore!
Poiché il deuterio e il trizio sono essi stessi stabili, la loro carica in una bomba termonucleare può essere arbitrariamente enorme. Ciò significa che una bomba termonucleare può essere resa incomparabilmente più potente di una "semplice" nucleare. Il "bambino" sganciato su Hiroshima aveva un TNT equivalente entro 18 kilotoni e la più potente bomba all'idrogeno (la cosiddetta "Zar Bomba", nota anche come "la madre di Kuzkin") - già 58,6 megatoni, più di 3255 volte più potente "Bambino"!
La nuvola "a fungo" della "Zar Bomba" è salita a un'altezza di 67 chilometri e l'onda d'urto ha fatto il giro tre volte Terra.
Tuttavia, un potere così gigantesco è chiaramente eccessivo. Dopo aver "giocato abbastanza" con bombe megaton, ingegneri e fisici militari hanno preso una strada diversa: la via della miniaturizzazione delle armi nucleari. Nella sua forma abituale, le armi nucleari possono essere sganciate da bombardieri strategici, come bombe aeree, o lanciate con missili balistici; se li miniaturizzi, ottieni una carica nucleare compatta che non distrugge tutto per chilometri intorno e che può essere messa su un proiettile di artiglieria o su un missile aria-terra. La mobilità aumenterà, la gamma di compiti da risolvere si espanderà. Oltre alle armi nucleari strategiche, ne avremo di tattiche.
Per le armi nucleari tattiche, di più mezzi diversi consegne: pistole nucleari, mortai, fucili senza rinculo (ad esempio, l'americano "Davy Crockett"). L'URSS aveva persino un progetto per un proiettile nucleare. È vero, doveva essere abbandonato: i proiettili nucleari erano così inaffidabili, così complicati e costosi da fabbricare e immagazzinare, che non avevano senso.
"Davy Crockett". Un certo numero di queste armi nucleari erano in servizio con le forze armate statunitensi e il ministro della difesa della Germania occidentale cercò senza successo di farne armare la Bundeswehr.
Parlando di piccole armi nucleari, vale la pena menzionare un altro tipo di arma nucleare: la bomba al neutrone. La carica di plutonio in esso contenuta è piccola, ma non è necessaria. Se una bomba termonucleare segue il percorso per aumentare la forza di un'esplosione, allora una bomba a neutroni fa affidamento su un altro fattore dannoso: le radiazioni. Per migliorare la radiazione in una bomba al neutrone, c'è una scorta di isotopo di berillio che, una volta esploso, fornisce un'enorme quantità di neutroni veloci.
Come concepito dai suoi creatori, una bomba al neutrone dovrebbe uccidere la forza lavoro del nemico, ma lasciare intatte le attrezzature, che possono quindi essere catturate durante un'offensiva. In pratica, è andata a finire in modo leggermente diverso: l'attrezzatura irradiata diventa inutilizzabile: chiunque osi pilotarla molto presto "guadagnerà" la malattia da radiazioni. Ciò non cambia il fatto che l'esplosione di una bomba al neutrone sia in grado di colpire il nemico attraverso l'armatura del carro armato; le munizioni al neutrone furono sviluppate dagli Stati Uniti proprio come arma contro le formazioni di carri armati sovietici. Tuttavia, l'armatura del carro armato fu presto sviluppata, fornendo una sorta di protezione dal flusso di neutroni veloci.
Un altro tipo di arma nucleare fu inventato nel 1950, ma non fu mai prodotto (per quanto si sa). Questa è la cosiddetta bomba al cobalto, una carica nucleare con un guscio di cobalto. Durante l'esplosione il cobalto, irradiato dal flusso di neutroni, diventa un isotopo estremamente radioattivo e si disperde nell'area, infettandola. Solo una di queste bombe di potenza sufficiente potrebbe coprire l'intero globo di cobalto e distruggere l'intera umanità. Fortunatamente, questo progetto è rimasto un progetto.
Cosa si può dire in conclusione? Bomba nucleare- un'arma davvero terribile, e allo stesso tempo (che paradosso!) Ha contribuito a mantenere una relativa pace tra i superpoteri. Se il tuo avversario ha un'arma nucleare, penserai dieci volte prima di attaccarlo. Nessun paese con un arsenale nucleare è stato ancora attaccato dall'esterno e dal 1945 non ci sono state guerre nel mondo tra stati maggiori. Speriamo che non lo facciano.
Per comprendere il principio di funzionamento e progettazione di un reattore nucleare, è necessario fare una breve digressione nel passato. Un reattore nucleare è un sogno secolare incarnato, anche se non completamente, dell'umanità su una fonte inesauribile di energia. Il suo antico "progenitore" è un fuoco fatto di rami secchi, che un tempo illuminava e riscaldava le volte della grotta, dove i nostri lontani antenati trovarono salvezza dal freddo. Successivamente, le persone hanno imparato gli idrocarburi: carbone, scisto, petrolio e gas naturale.
Iniziò un'era turbolenta ma di breve durata del vapore, che fu sostituita da un'era ancora più fantastica dell'elettricità. Le città erano piene di luce e le officine del ronzio di macchine fino ad allora sconosciute azionate da motori elettrici. Poi sembrava che il progresso avesse raggiunto il suo apice.
Tutto cambiò alla fine del XIX secolo, quando il chimico francese Antoine Henri Becquerel scoprì per caso che i sali di uranio sono radioattivi. Dopo 2 anni, i suoi compatrioti Pierre Curie e sua moglie Maria Sklodowska-Curie ottennero da loro radio e polonio e il loro livello di radioattività era milioni di volte superiore a quello del torio e dell'uranio.
Il testimone è stato raccolto da Ernest Rutherford, che ha studiato in dettaglio la natura dei raggi radioattivi. Iniziò così l'era dell'atomo, che diede al mondo il suo amato figlio - reattore atomico.
Primo reattore nucleare
Il "primogenito" viene dagli Stati Uniti. Nel dicembre 1942 il reattore diede la prima corrente, che prese il nome dal suo creatore, uno dei più grandi fisici del secolo, E. Fermi. Tre anni dopo, la centrale nucleare ZEEP prese vita in Canada. "Bronzo" è andato al primo reattore sovietico F-1, lanciato alla fine del 1946. I. V. Kurchatov divenne il capo del progetto nucleare domestico. Oggi nel mondo operano con successo più di 400 centrali nucleari.
Tipi di reattori nucleari
Il loro scopo principale è supportare una reazione nucleare controllata che produca elettricità. Alcuni reattori producono isotopi. Si tratta insomma di dispositivi nelle profondità dei quali alcune sostanze si trasformano in altre con il rilascio di una grande quantità di energia termica. Questa è una specie di "fornace", dove al posto dei combustibili tradizionali vengono "bruciati" gli isotopi di uranio - U-235, U-238 e plutonio (Pu).
A differenza, ad esempio, di un'auto progettata per diversi tipi di benzina, ogni tipo di combustibile radioattivo ha il proprio tipo di reattore. Ce ne sono due: su neutroni lenti (con U-235) e veloci (con U-238 e Pu). La maggior parte delle centrali nucleari sono dotate di reattori a neutroni lenti. Oltre alle centrali nucleari, le installazioni "lavorano" nei centri di ricerca, sui sottomarini nucleari e.
Com'è il reattore
Tutti i reattori hanno approssimativamente lo stesso schema. Il suo "cuore" è la zona attiva. Può essere approssimativamente paragonato alla fornace di una stufa convenzionale. Solo al posto della legna da ardere c'è combustibile nucleare sotto forma di elementi combustibili con un moderatore - TVEL. La zona attiva si trova all'interno di una specie di capsula, un riflettore di neutroni. Le barre di combustibile vengono "lavate" dal refrigerante - acqua. Perché nel "cuore" è molto alto livello radioattività, è circondato da un'affidabile protezione dalle radiazioni.
Gli operatori controllano il funzionamento dell'impianto con due sistemi critici– regolazione della reazione a catena e sistema di controllo remoto. Se si verifica una situazione di emergenza, la protezione di emergenza viene immediatamente attivata.
Come funziona il reattore
La "fiamma" atomica è invisibile, poiché i processi avvengono a livello di fissione nucleare. Nel corso di una reazione a catena, i nuclei pesanti si disgregano in frammenti più piccoli che, trovandosi in uno stato eccitato, diventano sorgenti di neutroni e altre particelle subatomiche. Ma il processo non finisce qui. I neutroni continuano a "schiacciare", a seguito della quale viene rilasciata molta energia, cioè ciò che accade per cui vengono costruite centrali nucleari.
Il compito principale del personale è mantenere una reazione a catena con l'ausilio di barre di controllo a un livello costante e regolabile. Questa è la sua principale differenza rispetto alla bomba atomica, dove il processo di decadimento nucleare è incontrollabile e procede rapidamente, sotto forma di una potente esplosione.
Cosa è successo alla centrale nucleare di Chernobyl
Una delle cause principali della catastrofe nella centrale nucleare di Chernobyl nell'aprile 1986 è stata una grave violazione delle norme di sicurezza operativa nel processo di manutenzione ordinaria della 4a unità di potenza. Quindi sono state rimosse contemporaneamente dall'anima 203 bacchette di grafite invece delle 15 consentite dal regolamento. Di conseguenza, la reazione a catena incontrollata iniziata si è conclusa con un'esplosione termica e la completa distruzione dell'unità di potenza.
Reattori di nuova generazione
Negli ultimi dieci anni, la Russia è diventata uno dei leader mondiali dell'energia nucleare. SU questo momento Rosatom State Corporation sta costruendo centrali nucleari in 12 paesi, dove sono in costruzione 34 unità di potenza. Una domanda così elevata è la prova dell'alto livello della moderna tecnologia nucleare russa. I prossimi in linea sono i nuovi reattori di quarta generazione.
"Brest"
Uno di questi è Brest, sviluppato nell'ambito del progetto Breakthrough. Ora sistemi operativi i reattori a ciclo aperto funzionano con uranio a basso arricchimento, lasciando dietro di sé una grande quantità di combustibile esaurito da smaltire a un costo enorme. "Brest": un reattore a neutroni veloci è unico in un ciclo chiuso.
In esso, il combustibile esaurito, dopo un'adeguata elaborazione in un reattore a neutroni veloci, diventa nuovamente un combustibile a tutti gli effetti che può essere ricaricato nella stessa struttura.
Brest si distingue per un alto livello di sicurezza. Non "esploderà" mai nemmeno nell'incidente più grave, è molto economico ed ecologico, poiché riutilizza il suo uranio "rinnovato". Inoltre, non può essere utilizzato per produrre plutonio per uso militare, il che apre le più ampie prospettive per la sua esportazione.
VVER-1200
VVER-1200 è un innovativo reattore di generazione 3+ con una capacità di 1150 MW. Grazie alle sue capacità tecniche uniche, ha una sicurezza operativa quasi assoluta. Il reattore è dotato di sistemi di sicurezza passiva in abbondanza, che funzioneranno anche in assenza di alimentazione in modalità automatica.
Uno di questi è un sistema di rimozione passiva del calore, che si attiva automaticamente quando il reattore è completamente diseccitato. In questo caso sono previsti serbatoi idraulici di emergenza. Con una caduta di pressione anomala nel circuito primario, al reattore viene fornita una grande quantità di acqua contenente boro, che spegne la reazione nucleare e assorbe i neutroni.
Un altro know-how si trova nella parte inferiore del contenimento: la "trappola" del fuso. Se, tuttavia, a seguito di un incidente, il nucleo "perde", la "trappola" non consentirà il collasso del contenimento e impedirà l'ingresso di prodotti radioattivi nel terreno.
Diamo un'occhiata ad alcune testate tipiche (in realtà, potrebbero esserci differenze di progettazione tra le testate). Questo è un cono fatto di leghe leggere e resistenti, solitamente titanio. All'interno ci sono paratie, telai, power frame, quasi come su un aeroplano. Il power frame è ricoperto da una robusta guaina metallica. Uno spesso strato di rivestimento termoprotettivo viene applicato sulla pelle. Sembra un antico cesto neolitico, generosamente spalmato di argilla e cotto nei primi esperimenti dell'uomo con il calore e la ceramica. La somiglianza è facilmente spiegabile: sia il cestello che la testata dovranno resistere al calore esterno.
Testata e il suo riempimento
All'interno del cono, fissati sui loro "sedili", ci sono due "passeggeri" principali per i quali tutto è avviato: una carica termonucleare e un'unità di controllo della carica, o un'unità di automazione. Sono incredibilmente compatti. L'unità di automazione ha le dimensioni di un barattolo da cinque litri di cetrioli sottaceto e la carica ha le dimensioni di un normale secchio da giardino. Pesante e pesante, l'unione di una lattina e un secchio esploderà da trecentocinquanta a quattrocento chilotoni. Due passeggeri sono interconnessi da un legame, come i gemelli siamesi, e attraverso questo legame si scambiano continuamente qualcosa. Il loro dialogo va avanti tutto il tempo, anche quando il razzo è in servizio di combattimento, anche quando questi gemelli vengono appena trasportati dall'impianto di produzione.
C'è anche un terzo passeggero: un blocco per misurare il movimento di una testata o controllarne in generale il volo. In quest'ultimo caso, i controlli funzionanti sono integrati nella testata, consentendo di modificare la traiettoria. Ad esempio, sistemi pneumatici esecutivi o sistemi a polvere. E anche una rete elettrica di bordo con fonti di alimentazione, linee di comunicazione con il palco, sotto forma di fili e connettori protetti, protezione da un impulso elettromagnetico e un sistema di controllo della temperatura, mantenendo la temperatura di carica desiderata.
Nella foto: la fase di allevamento del missile MX (Peacekeeper) e dieci testate. Questo missile è stato a lungo ritirato dal servizio, ma le testate sono ancora utilizzate le stesse (e anche quelle più vecchie). Gli americani hanno installato missili balistici a testate multiple solo sui sottomarini.
Dopo essere scesi dall'autobus, le testate continuano a guadagnare quota e contemporaneamente si precipitano verso i bersagli. Salgono a punti più alti le loro traiettorie, e poi, senza rallentare il volo orizzontale, iniziano a rotolare sempre più velocemente. Ad esattamente cento chilometri sul livello del mare, ogni testata attraversa il confine umano formalmente designato dello spazio esterno. Atmosfera avanti!
vento elettrico
Sotto, davanti alla testata, c'era un enorme, brillante in contrasto da formidabili altitudini elevate, coperto da una foschia blu di ossigeno, coperto da sospensioni di aerosol, il quinto oceano sconfinato e sconfinato. Girando lentamente e in modo appena percettibile dagli effetti residui della separazione, la testata continua la sua discesa lungo una traiettoria dolce. Ma poi una brezza molto insolita tirò dolcemente verso di lei. Lo toccò un po 'e divenne evidente, coprì il corpo con un'onda sottile e all'indietro di pallido bagliore bianco-blu. Questa onda ha una temperatura incredibilmente alta, ma non brucia ancora la testata, poiché è troppo incorporea. Il vento che soffia sulla testata è elettricamente conduttivo. La velocità del cono è così elevata che con il suo impatto schiaccia letteralmente le molecole d'aria in frammenti caricati elettricamente e si verifica la ionizzazione dell'aria da impatto. Questa brezza plasmatica è chiamata flusso ipersonico ad alto Mach e la sua velocità è venti volte la velocità del suono.
A causa dell'elevata rarefazione, la brezza è quasi impercettibile nei primi secondi. Crescendo e compattandosi con un approfondimento nell'atmosfera, all'inizio si riscalda più che esercitare pressione sulla testata. Ma gradualmente inizia a comprimere il suo cono con forza. Il flusso fa girare in avanti il muso della testata. Non gira subito: il cono oscilla leggermente avanti e indietro, rallentando gradualmente le sue oscillazioni e infine si stabilizza.
Calore su ipersonico
Condensandosi mentre scende, il flusso esercita sempre più pressione sulla testata, rallentandone il volo. Con la decelerazione, la temperatura diminuisce gradualmente. Dagli enormi valori dell'inizio dell'ingresso, il bagliore bianco-blu di decine di migliaia di kelvin, al bagliore giallo-bianco da cinque a seimila gradi. Questa è la temperatura degli strati superficiali del Sole. Il bagliore diventa abbagliante perché la densità dell'aria aumenta rapidamente e con essa il flusso di calore nelle pareti della testata. Lo scudo termico si carbonizza e inizia a bruciare.
Non brucia affatto per attrito contro l'aria, come spesso si dice erroneamente. A causa dell'enorme velocità di movimento ipersonica (ora quindici volte più veloce del suono), un altro cono diverge nell'aria dalla parte superiore dello scafo: un'onda d'urto, come se racchiudesse una testata. L'aria in entrata, entrando nel cono dell'onda d'urto, viene istantaneamente compattata più volte e premuta contro la superficie della testata. Dalla compressione spasmodica, istantanea e ripetuta, la sua temperatura salta immediatamente a diverse migliaia di gradi. La ragione di ciò è la folle velocità di ciò che sta accadendo, il dinamismo trascendente del processo. La compressione gasdinamica del flusso, e non l'attrito, è ciò che ora sta riscaldando i lati della testata.
La cosa peggiore di tutte è l'arco. Si forma la massima compattazione del flusso in arrivo. La zona di questo sigillo si sposta leggermente in avanti, come se si staccasse dal corpo. Ed è tenuto in avanti, assumendo la forma di una spessa lente o cuscino. Questa formazione è chiamata "onda d'urto dell'arco distaccata". È parecchie volte più spesso del resto della superficie del cono dell'onda d'urto attorno alla testata. La compressione frontale del flusso in arrivo è la più forte qui. Pertanto, l'onda d'urto dell'arco distaccato ha la temperatura più alta e la densità di calore più alta. Questo piccolo sole brucia il muso della testata in modo radioso, evidenziando, irradiando calore da se stesso direttamente nel muso dello scafo e provocando gravi ustioni al muso. Pertanto, c'è lo strato più spesso di protezione termica. È l'onda d'urto della testa che illumina in una notte buia l'area per molti chilometri attorno a una testata che vola nell'atmosfera.
Bokam diventa piuttosto non zuccherato. Ora stanno anche friggendo con una radiosità insopportabile dall'onda d'urto della testa. E brucia aria compressa calda, che si è trasformata in un plasma dalla frantumazione delle sue molecole. Tuttavia, a una temperatura così elevata, l'aria viene ionizzata e semplicemente dal riscaldamento: le sue molecole si disgregano a causa del calore. Risulta una miscela di ionizzazione d'urto e plasma a temperatura. Con la sua azione di attrito, questo plasma macina la superficie infuocata dello scudo termico, come con sabbia o carta vetrata. Si verifica un'erosione gasdinamica, che consuma il rivestimento di schermatura termica.
In questo momento, la testata ha superato il limite superiore della stratosfera - la stratopausa - ed è entrata nella stratosfera a un'altitudine di 55 km. Ora si muove a velocità ipersoniche da dieci a dodici volte più veloci del suono.
Sovraccarico disumano
Bruciore grave cambia la geometria del naso. Il flusso, come lo scalpello di uno scultore, brucia una sporgenza centrale appuntita nella copertura nasale. Altre caratteristiche della superficie appaiono a causa del burnout irregolare. I cambiamenti di forma determinano cambiamenti di flusso. Ciò modifica la distribuzione della pressione dell'aria compressa sulla superficie della testata e il campo di temperatura. Ci sono variazioni nell'effetto della forza dell'aria rispetto al flusso calcolato intorno, che provoca una deviazione del punto di incidenza - si forma una mancanza. Lascia che sia piccolo, diciamo duecento metri, ma il proiettile celeste colpirà il silo missilistico del nemico con una deviazione. O non colpirà affatto.
Inoltre, il modello delle superfici delle onde d'urto, l'onda della testa, le pressioni e le temperature cambiano costantemente. La velocità diminuisce gradualmente, ma la densità dell'aria cresce rapidamente: il cono cade sempre più in basso nella stratosfera. A causa di pressioni e temperature irregolari sulla superficie della testata, a causa della rapidità dei loro cambiamenti, possono verificarsi shock termici. Dal rivestimento di schermatura termica, sono in grado di staccare pezzi e pezzi, il che introduce nuovi cambiamenti nel modello di flusso. E aumenta la deviazione del punto di incidenza.
Allo stesso tempo, la testata può entrare in frequenti oscillazioni spontanee con un cambiamento nella direzione di queste oscillazioni da "su-giù" a "destra-sinistra" e viceversa. Queste auto-oscillazioni creano accelerazioni locali in diverse parti della testata. Le accelerazioni variano in direzione e grandezza, complicando l'impatto subito dalla testata. Riceve più carichi, asimmetria delle onde d'urto intorno a lei, campi di temperatura irregolari e altri piccoli incantesimi che si trasformano istantaneamente in grandi problemi.
Ma il flusso in arrivo non si esaurisce neanche con questo. A causa di una pressione così potente dell'aria compressa in arrivo, la testata subisce un enorme effetto frenante. C'è una grande accelerazione negativa. La testata con tutti gli interni è in un sovraccarico in rapida crescita ed è impossibile proteggersi dal sovraccarico.
Gli astronauti non sperimentano tali forze g durante la discesa. Un veicolo con equipaggio è meno aerodinamico e non riempito così strettamente come una testata. Gli astronauti non hanno fretta di scendere velocemente. Una testata è un'arma. Deve raggiungere il bersaglio il prima possibile prima di essere abbattuta. E più è difficile intercettarlo, più veloce vola. Il cono è la figura del miglior flusso supersonico. Avendo salvato ad alta velocità agli strati inferiori dell'atmosfera, la testata si incontra molto lì grande frenata. Ecco perché abbiamo bisogno di solide paratie e di un telaio potente. E comodi "sedili" per due motociclisti, altrimenti verranno spazzati via da terra per sovraccarico.
Dialogo di gemelli siamesi
A proposito, che mi dici di questi piloti? È tempo di ricordare i passeggeri principali, perché ora non sono seduti passivamente, ma attraversano il loro percorso difficile e il loro dialogo diventa il più significativo proprio in questi momenti.
La carica è stata smontata durante il trasporto. Quando è installato in una testata, viene assemblato e quando una testata viene installata in un missile, è equipaggiato per una configurazione completa pronta per il combattimento (viene inserito un iniziatore di neutroni pulsato, dotato di detonatori, ecc.). La carica è pronta per volare verso il bersaglio a bordo della testata, ma non è ancora pronta per esplodere. La logica qui è chiara: la costante prontezza della carica per un'esplosione non è necessaria ed è teoricamente pericolosa.
Dovrà essere trasferito in uno stato di prontezza per un'esplosione (vicino al bersaglio) mediante complessi algoritmi sequenziali basati su due principi: l'affidabilità del movimento all'esplosione e il controllo del processo. Il sistema di detonazione trasferisce rigorosamente tempestivamente la carica a gradi di prontezza sempre più elevati. E quando un comando di combattimento per la detonazione arriva dall'unità di controllo a una carica completamente pronta, l'esplosione avverrà immediatamente, istantaneamente. Testata che vola ad alta velocità proiettile da cecchino, passeranno solo un paio di centesimi di millimetro, non avendo il tempo di spostarsi nello spazio nemmeno dello spessore di un capello umano, quando una reazione termonucleare inizia, si sviluppa, passa completamente e si è già completata nella sua carica, liberando tutto il nominale energia.
Flash finale
Dopo essere notevolmente cambiata sia all'esterno che all'interno, la testata è passata nella troposfera, gli ultimi dieci chilometri di altitudine. Ha rallentato molto. Volo ipersonico degenerato in supersonico Mach 3-4. La testata brilla già debolmente, svanisce e si avvicina al punto bersaglio.
Un'esplosione sulla superficie della Terra è raramente pianificata, solo per oggetti sepolti nel terreno come silos missilistici. La maggior parte degli obiettivi si trova in superficie. E per la loro più grande sconfitta, la detonazione viene eseguita a una certa altezza, a seconda della potenza della carica. Per venti kilotoni tattici, questo è 400-600 M. Per un megaton strategico, l'altezza ottimale dell'esplosione è di 1200 M. Perché? Dall'esplosione, due onde attraversano l'area. Più vicino all'epicentro, l'onda d'urto colpirà prima. Cadrà e si rifletterà, rimbalzando ai lati, dove si fonderà con una nuova onda che è appena arrivata qui dall'alto, dal punto di esplosione. Due onde - incidenti dal centro dell'esplosione e riflesse dalla superficie - si sommano, formando l'onda d'urto più potente nello strato superficiale, il principale fattore di distruzione.
Durante i lanci di prova, la testata di solito raggiunge il suolo senza ostacoli. A bordo c'è mezzo centesimo di esplosivo, fatto esplodere in autunno. Per quello? Innanzitutto, la testata è un oggetto classificato e deve essere distrutta in modo sicuro dopo l'uso. In secondo luogo, è necessario per i sistemi di misurazione della discarica - per il rilevamento operativo del punto di impatto e la misurazione delle deviazioni.
Un imbuto fumante multimetro completa il quadro. Ma prima, un paio di chilometri prima dell'impatto, una cassetta di memoria corazzata con una registrazione di tutto ciò che è stato registrato a bordo durante il volo viene sparata dalla testata di prova. Questa unità flash blindata assicurerà contro la perdita di informazioni a bordo. Verrà trovata più tardi, quando arriverà un elicottero con uno speciale gruppo di ricerca. E registreranno i risultati di un volo fantastico.
Il primo missile balistico intercontinentale con testata nucleare
Il primo missile balistico intercontinentale al mondo con una testata nucleare è stato l'R-7 sovietico. Portava una testata da tre megatoni e poteva colpire oggetti a una distanza massima di 11.000 km (modifica 7-A). Nato da un'idea di S.P. Sebbene la Regina sia stata messa in servizio, si è rivelata inefficace come missile militare a causa dell'incapacità di esserlo a lungo in servizio di combattimento senza rifornimento aggiuntivo con un ossidante (ossigeno liquido). Ma l'R-7 (e le sue numerose modifiche) ha svolto un ruolo eccezionale nell'esplorazione dello spazio.
Primo parte di testa ICBM con più testate
Il primo missile balistico intercontinentale a rientro multiplo al mondo è stato il missile americano LGM-30 Minuteman III, che ha iniziato a schierarsi nel 1970. Rispetto alla modifica precedente, la testata W-56 è stata sostituita da tre testate leggere W-62 installate in fase di allevamento. Pertanto, il missile potrebbe colpire tre bersagli separati o concentrare tutte e tre le testate per colpirne una alla volta. Attualmente, è rimasta solo una testata su tutti i missili Minuteman III come parte dell'iniziativa di disarmo.
Testata a rendimento variabile
Dall'inizio degli anni '60, sono state sviluppate tecnologie per creare testate termonucleari a rendimento variabile. Questi includono, ad esempio, la testata W80, che è stata installata, in particolare, sul missile Tomahawk. Queste tecnologie sono state create per cariche termonucleari costruite secondo lo schema Teller-Ulam, dove la reazione di fissione dei nuclei di isotopi di uranio o plutonio innesca una reazione di fusione (cioè un'esplosione termonucleare). Il cambiamento di potenza è avvenuto apportando modifiche all'interazione delle due fasi.
PS. Vorrei anche aggiungere che lassù anche le unità di disturbo stanno svolgendo il loro compito, vengono rilasciate esche e, inoltre, gli stadi superiori e / o l'autobus vengono fatti saltare in aria dopo l'allevamento per aumentare il numero di bersagli su i radar e sovraccaricare il sistema di difesa missilistica.
Il dispositivo e il principio di funzionamento si basano sull'inizializzazione e sul controllo di una reazione nucleare autosufficiente. Viene utilizzato come strumento di ricerca, per la produzione di isotopi radioattivi e come fonte di energia per le centrali nucleari.
principio di funzionamento (brevemente)
Qui viene utilizzato un processo in cui un nucleo pesante si rompe in due frammenti più piccoli. Questi frammenti sono in uno stato altamente eccitato ed emettono neutroni, altre particelle subatomiche e fotoni. I neutroni possono causare nuove fissioni, a seguito delle quali vengono emessi più neutroni e così via. Una tale serie continua di scissioni autosufficienti è chiamata reazione a catena. In questo caso viene rilasciata una grande quantità di energia, la cui produzione è lo scopo dell'utilizzo delle centrali nucleari.
Il principio di funzionamento di un reattore nucleare è tale che circa l'85% dell'energia di fissione viene rilasciata entro un periodo di tempo molto breve dopo l'inizio della reazione. Il resto è prodotto dal decadimento radioattivo dei prodotti di fissione dopo che hanno emesso neutroni. Il decadimento radioattivo è il processo mediante il quale un atomo raggiunge uno stato più stabile. Continua anche dopo il completamento della divisione.
In una bomba atomica, la reazione a catena aumenta di intensità finché la maggior parte del materiale non è stata scissa. Ciò avviene molto rapidamente, producendo le esplosioni estremamente potenti caratteristiche di tali bombe. Il dispositivo e il principio di funzionamento di un reattore nucleare si basano sul mantenimento di una reazione a catena a un livello controllato, quasi costante. È progettato in modo tale da esplodere come bomba atomica, non può.
Reazione a catena e criticità
La fisica di un reattore a fissione nucleare è che la reazione a catena è determinata dalla probabilità di fissione nucleare dopo l'emissione di neutroni. Se la popolazione di quest'ultimo diminuisce, il tasso di fissione alla fine scenderà a zero. In questo caso, il reattore sarà in uno stato subcritico. Se la popolazione di neutroni viene mantenuta a un livello costante, la velocità di fissione rimarrà stabile. Il reattore sarà in condizioni critiche. E infine, se la popolazione di neutroni cresce nel tempo, la velocità e la potenza di fissione aumenteranno. Lo stato del nucleo diventerà supercritico.
Il principio di funzionamento di un reattore nucleare è il seguente. Prima del suo lancio, la popolazione di neutroni è prossima allo zero. Gli operatori quindi rimuovono le barre di controllo dal nocciolo, aumentando la fissione nucleare, che mette temporaneamente il reattore in uno stato supercritico. Dopo aver raggiunto la potenza nominale, gli operatori restituiscono parzialmente le barre di controllo, regolando il numero di neutroni. In futuro, il reattore viene mantenuto in uno stato critico. Quando deve essere fermato, gli operatori inseriscono completamente le aste. Questo sopprime la fissione e porta il nucleo a uno stato subcritico.
Tipi di reattore
La maggior parte degli impianti nucleari del mondo produce energia, generando il calore necessario per far ruotare le turbine che azionano i generatori di energia elettrica. Ci sono anche molti reattori di ricerca e alcuni paesi li hanno sottomarini O navi di superficie guidato dall'energia dell'atomo.
Centrali elettriche
Esistono diversi tipi di reattori di questo tipo, ma ampia applicazione trovato un disegno sull'acqua leggera. A sua volta, può utilizzare acqua pressurizzata o acqua bollente. Nel primo caso, il liquido alta pressione riscaldato dal calore del nocciolo ed entra nel generatore di vapore. Lì, il calore del circuito primario viene trasferito al secondario, che contiene anche acqua. Il vapore eventualmente generato funge da fluido di lavoro nel ciclo della turbina a vapore.
Il reattore di tipo bollente funziona secondo il principio di un ciclo di energia diretto. L'acqua, passando attraverso la zona attiva, viene portata ad ebollizione a un livello di pressione medio. Il vapore saturo passa attraverso una serie di separatori ed essiccatori situati nel recipiente del reattore, che lo portano a uno stato surriscaldato. Il vapore acqueo surriscaldato viene quindi utilizzato come fluido di lavoro per far girare una turbina.
Raffreddamento a gas ad alta temperatura
Un reattore raffreddato a gas ad alta temperatura (HTGR) è un reattore nucleare il cui principio di funzionamento si basa sull'utilizzo di una miscela di grafite e microsfere di combustibile come combustibile. Ci sono due modelli in competizione:
- il sistema tedesco di "riempimento", che utilizza elementi di combustibile sferici da 60 mm, che sono una miscela di grafite e combustibile in un guscio di grafite;
- una versione americana sotto forma di prismi esagonali di grafite che si incastrano per formare una zona attiva.
In entrambi i casi il refrigerante è costituito da elio alla pressione di circa 100 atmosfere. Nel sistema tedesco, l'elio passa attraverso le fessure nello strato di elementi sferici di combustibile e nel sistema americano attraverso i fori nei prismi di grafite situati lungo l'asse della zona centrale del reattore. Entrambe le opzioni possono funzionare a temperature molto elevate, poiché la grafite ha un valore estremamente elevato alta temperatura sublimazione, e l'elio è completamente chimicamente inerte. L'elio caldo può essere utilizzato direttamente come fluido di lavoro in una turbina a gas ad alta temperatura, oppure il suo calore può essere utilizzato per generare vapore in un ciclo dell'acqua.
Metallo liquido e principio di funzionamento
I reattori a neutroni veloci raffreddati al sodio hanno ricevuto molta attenzione negli anni '60 e '70. Quindi sembrava che la loro capacità di riprodursi nel prossimo futuro fosse necessaria per la produzione di combustibile per l'industria nucleare in rapido sviluppo. Quando negli anni '80 divenne chiaro che questa aspettativa non era realistica, l'entusiasmo svanì. Tuttavia, un certo numero di reattori di questo tipo sono stati costruiti negli Stati Uniti, Russia, Francia, Gran Bretagna, Giappone e Germania. La maggior parte funziona con biossido di uranio o la sua miscela con biossido di plutonio. Negli Stati Uniti, invece, il maggior successo è stato con i propellenti metallici.
CANDO
Il Canada ha concentrato i suoi sforzi sui reattori che utilizzano l'uranio naturale. Ciò elimina la necessità per il suo arricchimento di ricorrere ai servizi di altri paesi. Il risultato di questa politica fu il reattore al deuterio-uranio (CANDU). Il controllo e il raffreddamento al suo interno vengono effettuati dall'acqua pesante. Il dispositivo e il principio di funzionamento di un reattore nucleare consiste nell'utilizzare un serbatoio con D 2 O freddo quando pressione atmosferica. Il nucleo è perforato da tubi in lega di zirconio con combustibile di uranio naturale, attraverso il quale l'acqua pesante lo raffredda. L'elettricità viene prodotta trasferendo il calore di fissione in acqua pesante al refrigerante che viene fatto circolare attraverso il generatore di vapore. Il vapore nel circuito secondario passa quindi attraverso un ciclo di turbina convenzionale.
Strutture di ricerca
Per ricerca scientifica il reattore nucleare più comunemente usato, il cui principio di funzionamento è l'uso del raffreddamento ad acqua e di elementi combustibili di uranio simili a piastre sotto forma di assiemi. In grado di funzionare su un'ampia gamma di livelli di potenza, da pochi kilowatt a centinaia di megawatt. Poiché la generazione di energia non è il compito principale dei reattori di ricerca, sono caratterizzati dall'energia termica generata, dalla densità e dall'energia nominale dei neutroni nel nucleo. Sono questi parametri che aiutano a quantificare la capacità di un reattore di ricerca di condurre indagini specifiche. I sistemi a bassa potenza sono generalmente utilizzati nelle università per l'insegnamento, mentre l'elevata potenza è necessaria nei laboratori di ricerca per i test sui materiali e sulle prestazioni e per la ricerca generale.
Il reattore nucleare di ricerca più comune, la cui struttura e principio di funzionamento è il seguente. La sua zona attiva si trova sul fondo di una grande pozza d'acqua profonda. Ciò semplifica l'osservazione e il posizionamento dei canali attraverso i quali i fasci di neutroni possono essere diretti. A bassi livelli potenza, non è necessario pompare il refrigerante, poiché la convezione naturale del refrigerante fornisce una rimozione del calore sufficiente per mantenere una condizione operativa sicura. Lo scambiatore di calore si trova solitamente sulla superficie o nella parte superiore della piscina dove si accumula l'acqua calda.
Impianti navali
L'applicazione originale e principale dei reattori nucleari è il loro utilizzo nei sottomarini. Il loro principale vantaggio è che, a differenza dei sistemi di combustione di combustibili fossili, non richiedono aria per generare elettricità. Pertanto, un sottomarino nucleare può rimanere sommerso per lunghi periodi di tempo, mentre un sottomarino diesel-elettrico convenzionale deve periodicamente risalire in superficie per avviare i suoi motori in aria. dà un vantaggio strategico alle navi militari. Grazie ad esso, non è necessario fare rifornimento in porti stranieri o da petroliere facilmente vulnerabili.
Il principio di funzionamento di un reattore nucleare su un sottomarino è classificato. Tuttavia, è noto che negli Stati Uniti utilizza uranio altamente arricchito e che il rallentamento e il raffreddamento vengono effettuati dall'acqua leggera. Il progetto del primo reattore del sottomarino nucleare USS Nautilus è stato fortemente influenzato da potenti strutture di ricerca. Il suo caratteristiche unicheè un margine di reattività molto ampio, che fornisce un lungo periodo lavorare senza rifornimento di carburante e la possibilità di ripartire dopo una sosta. La centrale elettrica nei sottomarini deve essere molto silenziosa per evitare il rilevamento. Per soddisfare le esigenze specifiche di diverse classi di sottomarini, sono stati creati diversi modelli di centrali elettriche.
Le portaerei della Marina degli Stati Uniti utilizzano un reattore nucleare, il cui principio si ritiene sia stato preso in prestito dai più grandi sottomarini. Anche i dettagli del loro design non sono stati pubblicati.
Oltre agli Stati Uniti, Gran Bretagna, Francia, Russia, Cina e India hanno sottomarini nucleari. In ogni caso, il design non è stato divulgato, ma si ritiene che siano tutti molto simili - questa è una conseguenza degli stessi requisiti per il loro specifiche tecniche. La Russia ha anche una piccola flotta equipaggiata con gli stessi reattori dei sottomarini sovietici.
Stabilimenti industriali
Ai fini della produzione viene utilizzato un reattore nucleare, il cui principio di funzionamento è un'elevata produttività con un basso livello di produzione di energia. Ciò è dovuto al fatto che una lunga permanenza del plutonio nel nucleo porta all'accumulo di 240 Pu indesiderati.
Produzione di trizio
Attualmente, il trizio (3 H o T) è il materiale principale prodotto da tali sistemi: la carica del plutonio-239 ha una lunga emivita di 24.100 anni, quindi i paesi con arsenali di armi nucleari che utilizzano questo elemento tendono ad averlo più del necessario. A differenza del 239 Pu, il trizio ha un'emivita di circa 12 anni. Pertanto, al fine di mantenere le riserve necessarie, questo isotopo radioattivo l'idrogeno deve essere prodotto continuamente. Negli Stati Uniti, Savannah River, nella Carolina del Sud, ad esempio, gestisce diversi reattori ad acqua pesante che producono trizio.
Unità di potenza galleggianti
Sono stati creati reattori nucleari in grado di fornire elettricità e riscaldamento a vapore ad aree remote e isolate. In Russia, ad esempio, hanno trovato impiego piccole centrali elettriche appositamente progettate per servire l'Artico. insediamenti. In Cina, un impianto HTR-10 da 10 MW fornisce calore ed elettricità all'istituto di ricerca in cui ha sede. Piccoli reattori controllati con capacità simili sono in fase di sviluppo in Svezia e Canada. Tra il 1960 e il 1972, l'esercito americano ha utilizzato reattori ad acqua compatti per alimentare basi remote in Groenlandia e in Antartide. Sono stati sostituiti da centrali elettriche a petrolio.
Esplorazione dello spazio
Inoltre, sono stati sviluppati reattori per l'alimentazione e il movimento nello spazio. Tra il 1967 e il 1988 Unione Sovietica ha installato piccoli impianti nucleari sui satelliti della serie Kosmos per alimentare apparecchiature e telemetria, ma questa politica è diventata oggetto di critiche. Almeno uno di questi satelliti è entrato nell'atmosfera terrestre, provocando la contaminazione radioattiva di aree remote del Canada. Gli Stati Uniti hanno lanciato un solo satellite a propulsione nucleare nel 1965. Tuttavia, continuano a essere sviluppati progetti per il loro utilizzo nei voli nello spazio profondo, nell'esplorazione con equipaggio di altri pianeti o su una base lunare permanente. Questo sarà necessariamente un reattore nucleare raffreddato a gas oa metallo liquido, i cui principi fisici forniranno la temperatura più alta possibile necessaria per ridurre al minimo le dimensioni del radiatore. Inoltre, il reattore del veicolo spaziale dovrebbe essere il più compatto possibile per ridurre al minimo la quantità di materiale utilizzato per la schermatura e per ridurre il peso durante il lancio e il volo spaziale. La fornitura di carburante garantirà il funzionamento del reattore per l'intero periodo del volo spaziale.