Моисей Нейман - Термоядерное оружие

Получить подробные сведения об атомном взрыве можно также путем изучения атмосферной радиоактивности.

В печати указывалось, что для изучения атмосферной радиоактивности при атомных взрывах применяют самолеты, специально оборудованные приборами для отбора проб. Такой прибор — пробоотборник, схематически показанный на рис. 40, может быть размещен, например, в крыле самолета. Находясь в своей кабине, пилот при помощи рычага или другого устройства в нужный момент открывает пробку пробоотборника в крыле. Воздух поступает в пробоотборник и проходит сквозь фильтры, которые задерживают пыль. Здесь остаются пылинки плутония, урана 235 и «осколков» деления, образовавшихся при цепной реакции взрыва. В следующей части прибора, заполненной раствором щелочи, поглощается углекислый газ, который может содержать образующийся при взрыве радиоактивный углерод 14. В последующем звене анализатора — печке сжигается содержащийся в пробе тритий, который образует тритиевую воду, конденсирующуюся в холодильнике. Более подробное разделение уловленных газоанализатором веществ и их анализ осуществляются позднее в специальных лабораториях.

Сначала в лаборатории исследуются фильтры. По составу веществ, уловленных фильтром, можно судить и о характере взрыва.

Далее исследуется содержимое щелочных поглотителей и замороженная в анализаторе вода. Если в щелочных поглотителях обнаруживается радиоактивная углекислота и в воде содержится тритий, то имеются все основания предполагать, что где-то произошел взрыв термоядерной бомбы.

При исследовании фильтров анализатора в них, кроме плутония и урана, можно обнаружить «осколки» деления, которые отличаются друг от друга своими периодами полураспада и по химическим свойствам.

В 1954 году после нескольких испытаний термоядерного оружия ученые Японии и других стран взяли много проб воздуха на большой высоте. В этих пробах описанным методом были обнаружены радиоактивные изотопы: стронций 90, цирконий 95, барий 140, лантан 140, иттрий 91, церий 141 и другие «осколки» деления урана и плутония. Количество этих изотопов оказалось столь большим, что их происхождение нельзя было объяснить взрывом атомных запалов. Поэтому было сделано заключение, что эти «осколки» получились в результате деления тяжелой урановой оболочки мощных термоядерных бомб нового типа. Ряд ученых предполагает, что в этом случае были произведены взрывы термоядерных бомб, которые предложено называть урановыми трехфазными бомбами.

Не менее важной задачей, чем выяснение типа взорванной бомбы, является определение момента взрыва. Эта задача может быть решена путем собирания на бумажном фильтре радиоактивных продуктов взрыва при помощи описанного прибора и наблюдения падения их радиоактивности с течением времени.

Если условно принять, что радиоактивность через 1 час после момента взрыва равна единице, то уменьшение радиоактивности со временем видно из табл. 10.

Таблица 10

Из этой таблицы видно, что радиоактивность через 25 часов после взрыва уменьшилась почти в 50 раз по сравнению с радиоактивностью через 1 час после взрыва. За следующие 25 часов радиоактивность уменьшается еще в 0,021: 0,0091=в 2,3 раза. Таким же образом можно найти, во сколько раз уменьшается радиоактивность за каждые следующие 25 часов.

Зная, как изменяется радиоактивность пыли со временем, можно определить и момент взрыва.

Несколько иной метод определения момента взрыва термоядерной бомбы основан на том, что разные «осколки» деления урана и плутония распадаются с различной скоростью. Так, например, один из «осколков» — стронций 89 — имеет период полураспада 54,5 дня, а другой — иод 131 — 8 суток. На рис. 41 приведены кривые падения содержания этих изотопов в «осколках» с течением времени. В момент взрыва стронций 89 составляет 4,6%, а иод 131 — 2,8% «осколков» деления. Через 24 дня после взрыва содержание этих изотопов падает соответственно до 3,7 и 0,4%.

Если химическими методами выделить из «осколков» стронций 89 и иод 131 и измерять активность каждого из этих изотопов в отдельности, то легко вычислить отношение их активностей через различные промежутки времени после взрыва. Результаты таких вычислений приведены в табл. 11.

Таблица 11

Из таблицы видно, что это отношение, равное в момент взрыва 0,23, постепенно возрастает и через 40 суток после взрыва делается равным 4,3. Определив на опыте отношение активностей стронция и иода, выделенных из собранной после взрыва пыли, не трудно установить, когда был произведен взрыв. Такое же вычисление можно сделать, использовав определение активностей любой другой пары «осколков», имеющих различные периоды полураспада.

Радиоактивное облако, образующееся в результате атомного взрыва, остается в тропосфере и уносится ветром. Отобрав пробы воздуха на большой высоте и найдя в них продукты атомного взрыва, можно приблизительно определить место взрыва, если располагать метеорологическими данными о скорости и направлении ветра. Разумеется, для решения этой задачи необходимо предварительно определить момент взрыва.

На рис. 42 схематически показано направление движения масс воздуха на высоте 10–12 км. Если проба воздуха была взята в точке 1 и анализы показали, что взрыв произошел, например, за 8 дней до этого, то можно определить район взрыва 2 , разумеется, если известно не только направление, но и скорость ветра.