referat fizica nucleara

13
Vreme de decenii, radiaţiile ionizate au constituit doar o curiozitate de laborator, cunoscută numai câtorva iniţiaţi. Descoperirea radioactivităţii artificiale şi apoi aceea a fisiunii uraniului, în deceniul al patrulea al acestui secol, au dat un puternic imbold cercetărilor de fizică nucleară. Pentru marele public, energia nucleară a ieşit însă din anonimat abia după aruncarea celor doua bombe atomice în 1945 asupra Japoniei. O armă nucleară, numită şi bombă atomică, este o armă tehnicizată extrem de distrugătoare care se bazează pe energia eliberată prin următoarele procese fizice: la prima generaţie: bomba atomică : prin fisiune nucleară (realizată iniţial în SUA (1944) şi apoi în URSS); la a doua generaţie: (bomba cu hidrogen ): prin fisiune, urmată de fuziune nucleară (realizată iniţial în URSS). Modelarea efectelor exploziei asupra mediului adiacent sau înconjurător ocupă un loc important în cadrul programelor de cercetare pe plan mondial pentru modernizarea tehnicilor de utilizare a materialelor explozive. Tendinţele înregistrate se înscriu pe calea aproximării cât mai precise a modului de manifestare a efectelor exploziei în scopul anticipării, încă din momentul proiectării, a rezultatelor finale. 1 Consecinţele imediate, directe ale unei explozii nucleare sunt: şoc mecanic, dislocări mari de teren şi crater; şoc de căldură imens şi incendii; radioactivitate mortală în zona centrală; otrăvire şi contaminare radioactivă a mediului, pe mari suprafeţe şi de lungă durată. Într-o bombă atomică, o bucăţică de uraniu de mărimea unui cubuleţ de zahăr are aceeaşi putere de distrugere ca şi un bloc de exploziv convenţional de mărimea unei case. Cuprins: I. Exemple ale detonării unor bombe atomice: Dacă la 16 iulie 1945 în deşertul Alamogordo, statul New Mexico a avut loc prima explozie experimentală a unei bombe 1 Colonel ing. Hornoiu Valerie - Optimizarea sistemelor de intervenţie care conţin materiale explosive, Editura Ministerului Administraţiei şi Internelor, Bucureşti, 2006 – p.5 1

Upload: catalin-horea

Post on 15-Jan-2016

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Referat fizica nucleara

Vreme de decenii, radiaţiile ionizate au constituit doar o curiozitate de laborator, cunoscută numai câtorva iniţiaţi. Descoperirea radioactivităţii artificiale şi apoi aceea a fisiunii uraniului, în deceniul al patrulea al acestui secol, au dat un puternic imbold cercetărilor de fizică nucleară. Pentru marele public, energia nucleară a ieşit însă din anonimat abia după aruncarea celor doua bombe atomice în 1945 asupra Japoniei.

O armă nucleară, numită și bombă atomică, este o armă tehnicizată extrem de distrugătoare care se bazează pe energia eliberată prin următoarele procese fizice:

la prima generație: bomba atomică: prin fisiune nucleară (realizată inițial în SUA (1944) și apoi în URSS);

la a doua generație: (bomba cu hidrogen): prin fisiune, urmată de fuziune nucleară (realizată inițial în URSS).

Modelarea efectelor exploziei asupra mediului adiacent sau înconjurător ocupă un loc important în cadrul programelor de cercetare pe plan mondial pentru modernizarea tehnicilor de utilizare a materialelor explozive. Tendinţele înregistrate se înscriu pe calea aproximării cât maiprecise a modului de manifestare a efectelor exploziei în scopul anticipării, încă din momentul proiectării, a rezultatelor finale.1

Consecințele imediate, directe ale unei explozii nucleare sunt: șoc mecanic, dislocări mari de teren și crater; șoc de căldură imens și incendii; radioactivitate mortală în zona centrală; otrăvire și contaminare radioactivă a mediului, pe mari suprafețe și de lungă durată. Într-o bombă atomică, o bucățică de uraniu de mărimea unui cubuleț de zahăr are aceeași putere de distrugere ca și un bloc de exploziv convențional de mărimea unei case.Cuprins:

I. Exemple ale detonării unor bombe atomice:Dacă la 16 iulie 1945 în deşertul Alamogordo, statul New Mexico a avut loc prima

explozie experimentală a unei bombe atomice lucrurile nu s-au oprit aici şi la 6 august 1945 ora 8:15 la Hiroshima în Japonia explodează prima bombă aruncată asupra populaţiei, bomba a explodat la înălţimea de 300 m conţinând în calitate de combustibil nuclear uraniu 235 şi avea o putere echivalentă cu 20 mii tone de trinitrotoluen (TNT), ca măsură militară de distrugere, pentru ca în 9 august 1945 sa explodeze cea de-a doua bombă atomică la Nagasaki, cu codul „Fat Man” (Grasul), conţinea plutoniu 239 drept combustibil nuclear, explodând la înălţimea de 600 m. Norul, sau „ciuperca” acestei bombe s-a înălțat mai mult de 18 kilometri deasupra hipocentrului exploziei. În urma acestor două explozii bilanţul a fost:

Hiroshima Nagasaki

Morţi 78.150 23.753

Dispăruţi 13.983 2.924

Răniţi 37.425 23.345

Atinşi de arsuri 235.650 89.025

În urma acestor explozii au fost distruse mai mult de jumătate din cele două oraşe, iar celelalte jumătăţi au fost grav avariate. În decurs de câteva secunde au murit mai multe zeci de

1 Colonel ing. Hornoiu Valerie - Optimizarea sistemelor de intervenţie care conţin materiale explosive, Editura Ministerului Administraţiei şi Internelor, Bucureşti, 2006 – p.5

1

Page 2: Referat fizica nucleara

oameni sub acţiunea undei de şoc, a arsurilor mortale provocate de lumina exploziei şi de incendiile dezlănţuite, precum şi de boala de radiaţie. Alte mii de oameni care au rămas în viaţă au fost schilodiţi, au orbit permanent sau temporar, datorită sferei de foc cu o strălucire deosebit de mare, care însoţeşte explozia, iar alţii s-au stins din viaţă pe parcurs, de cancer.

În 1956 existau în evidenta spitalelor 6000 de bolnavi la Hiroshima si 3000 de bolnavi la Nagasaki cu sechele după iradiere, care necesitau diferite tratamente, la momentul actual în lume existând aproximativ 300 000 de persoane ca victime ale exploziilor nucleare.

De atunci (1945) pe Pământ au fost detonate peste 2.000 de arme nucleare cu scop de testare și demonstrare a scopurilor lor. Pe lângă folosirea lor ca arme, explozivele nucleare au fost testate și folosite și pentru diverse scopuri nemilitare.

Poluarea radioactivă a atras atenţia pentru prima oară în mod deosebit în anul 1965 la Salt Lake City în Statele Unite ale Americii, când nouă adolescenţi au fost internaţi în spital datorită unor noduli anormali ai glandei tiroide. Anchetarea cazurilor a condus la constatarea că aceşti copii, cu 15 ani în urmă (1950), au suferit consecinţele unor depuneri atmosferice radioactive provenite de la poligonul din Nevada, aceste depuneri conţinând izotopul I-131.

Studii recente au arătat că datorită tuturor cauzelor de poluare radioactivă, doza de radiaţii pe cap de locuitor a crescut în ultimii 20 de ani de 5 până la 10 ori.

Data de 30 octombrie 1961 reprezintă data la care a avut loc detonarea celui mai puternic dispozitiv nuclear conceput vreodată. Un adevărat test de forţă din partea sovieticilor, Bomba Ţarului, numită astfel după titlul purtat de monarhii slavi, a avut puterea tuturor explozibililor folosiţi în Al Doilea Război Mondial înmulţită cu zece.

Dacă bombele de la Hiroshima şi Nagasaki au pus capăt unui război, atunci Bomba Ţarului ar fi fost cea care ar fi sfârşit pe veci războaiele. De aproape o mie de ori mai distructivă decât cele care au nivelat oraşele nipone, Bomba Ţarului rămâne cea mai distrugătoare creaţie plăsmuită de mintea umană.

Unda de şoc a traversat planeta de trei ori, iar ciuperca exploziei s-a înălţat de şapte oricât muntele Everest, atingând mezosfera.Bomba Ţarului, un instrument de propagandă:

Pe 10 iulie 1961, la ordinele lui Hrusciov, fizicianul Andrei Sakharov a fost însărcinat cu punerea la punct a unei arme nucleare de 100 de megatone (Mt), ce se vroia a fi gata în numai patru luni.

Motivaţia a fost una strict politică, făcând parte dintr-o serie de astfel de decizii menite a demonstra forţa Uniunii Sovietice.

Sakharov a estimat că o bombă de 100 de megatone, echivalentă cu 100 de milioane de tone de TNT, ar fi devastat o zonă cu diametrul de 60 km si pagube pe încă 40 km. La 170 de km ar fi provocat arsuri de gradul 3 şi leziuni ale ochilor la 220 km. În afară de acest lucru un sfert din cantitatea de radiaţii nucleare prezente în atmosferă până la acel punct ar fi fost emanate doar de această bombă. Din cauza influenţei asupra mediului, care în acest caz ar fi fost imensă, bomba a fost redusă la puterea a 57 Mt, sau 57 de milioane tone de TNT.

Datorită timpului scurt de dezvoltare multe calcule au fost estimate şi construcţia s-a desfăşurat cu multe necunoscute. Distrugerile s-au produs pe o rază de 1 000 de km.

Dispozitivul nuclear a ajuns să aibă 2 metri în diametru şi 8 în lungime, ridicând întrebări cu privire la modalitatea de livrare. A fost nevoie de un bombardier Tu-95 modificat din greu pentru a putea transporta bomba, ce a ajuns să cântărească 27 de tone.

După o decolare greoaie şi un zbor de peste 1.000 de km, deasupra insulei Novaya Zemlya, la nord de Cercul Arctic, bomba este lansată la altitudinea de 10 km.

Sfera de foc a ajuns să aibă un diametru de 8 km. Unda de şoc neasemuit de puternică a lovit solul, întorcându-se şi aplatizând partea de jos a sferei, împingând-o în sus. Din această cauză, aceasta nu s-a apropiat mai mult de 1 km de sol, rămânând suspendată în aer. În mod

2

Page 3: Referat fizica nucleara

normal chiar şi la 100 de km distanţă, explozia ar fi provocat arsuri de gradul 3. Au fost sparte geamuri la distanţe de 900 km. Strălucirea exploziei a putut fi observată la aproape 1.000 de km depărtare. Deşi bomba a fost detonată la 4 kilometri de sol. Ulterior, s-a estimat că energia produsă de bombă ar fi echivalentul a 1,4 % din cea produsă de Soare.

Un nor imens de peste 60 de km în înălţime a început să se înalţe înspre atmosferă, la bază având 40 km. Zona de distrugere efectivă a fost de 35 de km, dincolo de ea daunele fiind provocate indirect.

În zonă, comunicaţiile radio au fost întrerupte aproape o oră. În momentul exploziei, o undă seismică de magnitudinea cinci a străbătut globul. Imediat după explozie, o echipa de cameramani, fotografi şi cercetători au vizitat zona.

Pe kilometri întregi totul era redus la cenuşă şi în ciuda faptului că sfera de foc nu a atins solul un crater imens fusese format de unda de şoc.

II. Efectele exploziilor nucleare şi termonucleare:Exploziile atomice se produc în decursul unei fracţiuni de milionimi de secundă,

respectiv de circa o mie de ori mai repede decât explozia TNT. Ele sunt însoţite de un zgomot puternic, asemănător tunetului şi de o lumină orbitoare, observabilă de la câteva sute de kilometri în cazul exploziilor termonucleare, adică la o înălţime mult mai mare decât în cazul exploziilor nucleare obişnuite. În locul unde a avut loc explozia se formează o sferă de foc foarte luminoasă, care se dilată foarte repede. Diametrul acestei sfere de foc de circa 100 m în cazul exploziilor nucleare obişnuite, ajungând la 1 km în cazul celor termonucleare.

Temperaturile dezvoltate în exploziile nucleare sunt de circa 10 milioane de ᵒC şi ele ajung la aproximativ 500 milioane de ᵒC la cele termonucleare. În cazul exploziilor aeriene, gazele şi praful ridicat de pe sol formează un nor cenuşiu, care dă naştere unei ciuperci uriaşe, a cărei înălţime este în funcţie de calibru şi tipul bombei: de 5-20 km în cazul exploziilor nucleare obişnuite şi de 25-30 km în cazul celor termonucleare, care pot ajunge la stratosferă. Simultan, exploziile nucleare creează o presiune de zeci de milioane de atmosfere în cazul exploziilor termonucleare. Calitativ, aceste explozii se deosebesc de cele nucleare obişnuite şi prin apariţia de puternice radiaţii penetrante, precum şi de o contaminare radioactivă al cărui nivel este mai ridicat, datorită formării mai multor neutroni liberi.

III. Efectele vătămătoarea ale exploziilor atomice:Efectele vătămătoare ale exploziilor nucleare şi termonucleare sunt datorate, următorilor

factori: emanaţia de lumină, radiaţia penetrantă, unda de şoc şi contaminarea radioactivă a terenului.

Ele depind de calibru, de felul bombei atomice şi de natura mediului în care au loc. În general, exploziile termonucleare dau naştere la radioactivităţi induse mai puternice, care poluează solul, apa şi substanţele iradiate, în comparaţie cu cele provocate de armele nucleare obişnuite.

Acţiunea undei de şoc. Unda de şoc care se formează în timpul exploziilor atomice este rezultatul comprimării puternice a mediului (aer, apa, sol), în toate direcţiile, sub formă sferică, cu viteză mai mare decât a sunetului, care depăşeşte cu câteva ori viteza celui mai puternic uragan. La explozia în aer, unda de şoc comprimă puternic straturile înconjurătoare pe care le împinge în afară, comportându-se ca un val de aer comprimat ce se deplasează cu mare viteză. După două sau trei zecimi de secundă de la explozie, presiunea în zona respectivă scade mult şi gazele care în primă fază erau împinse spre exterior tind să se reîntoarcă în zona de explozie, unde se extind cu aceeaşi viteză cu care s-a propagat valul de aer comprimat. Cu alte cuvinte, unda de şoc cuprinde două zone: zona comprimată şi zona rarefiată (de destindere), iar limita dinaintea zonei de comprimare se numeşte undă de şoc frontală. În propagarea sferică a undei

3

Page 4: Referat fizica nucleara

de şoc la impactul cu suprafaţa pământului, aceasta este respinsă şi reflectată. Unda reîntoarsă de la suprafaţa pământului se numeşte undă reflectată. Viteza undei de şoc depăşeşte 1km/s în apropierea exploziei nucleare şi de câţiva km/s în cazul exploziei termonucleare, ea scăzând pe măsura depărtării de locul exploziei.

Cât de mari sunt pagubele produse şi care este raza de acţiune a suflului exploziei depind de puterea bombei, adică de echivalentul ei în T.N.T. De exemplu: O bombă nucleară echivalentă cu 10 kilotone (Kt) de TNT produce distrugeri grave ale structurilor uşoare (cum ar fi casele de lemn întâlnite în Japonia, SUA) pe o rază de 1,6 km şi stricăciuni moderate la 2,4 km. O bombă de 1000 de ori mai puternică (de 10 megatone (Mt) de TNT) are raza de acţiune de aproximativ de 10 ori mai mare, producând distrugeri grave pe o rază de 17,7 km şi distrugeri moderate pe o rază de 24 km.

Unda de şoc provoacă cele mai mari distrugeri şi produce cele mai multe victime, constituind principalul factor distructiv al exploziilor nucleare şi termonucleare, efectele ei depinzând de calibru bombei, de distanţa de la locul exploziei, de natura terenului şi de forma, dimensiunile şi rezistenţa obiectelor. Viteza vântului care însoţeşte unda de şoc distruge clădirile întâlnite în cale, aruncând oamenii şi obiectele din teren la distanţe mari.

Condiţiile meteorologice, în special temperatura aerului şi viteza vântului, influenţează propagarea şi acţiune undei de şoc. Exploziile termonucleare aeriene declanşate în localităţi mari provoacă distrugerea şi incendierea clădirilor în masă. Cu toate acestea, construcţiile trainice rezistă mai bine la acţiunea undei de şoc. Astfel, la Hiroshima, clădirile din beton armat dispuse la 270 m de epicentru exploziei nu au suferit distrugeri prea mari. În schimb, casele din lemn li din cărămidă, chiar cu mai multe etaje, au fost distruse complet pe o rază de aproximativ 1,6 km de la epicentru exploziei.

Propagarea undei de şoc este împiedicată de existenţa pădurilor, care le micşorează suflul. De asemenea, relieful influenţează puternic modul de propagare şi acţiune a undei de şoc. Astfel, pe când pantele abrupte orientate perpendicular pe direcţia de propagare a undei de şoc sporesc acţiunea ei, în contrapantă, presiunea undei de şoc este mai mică. Atunci când se propagă de-a lungul văilor adânci, ea se reflectă pe pantele abrupte, crescând presiunea undei de şoc. În funcţie de epicentrul exploziei şi de suprapresiunea undei de şoc, aceasta provoacă traumatisme uşoare, mijlocii sau grave asupra oamenilor şi a mediului. Cel mai sigur mijloc de protecţie al oamenilor împotriva undei de şoc îl oferă adăposturile, tranşeele şi şanţurile, uneori fiind salvatoare chiar culcarea la pământ.

Acţiunea emanaţiei de lumină. Exploziile nucleare şi termonucleare sunt însoţite timp de câteva secunde de o sferă de foc a cărei luminozitate, în prima fază, care durează circa 0,01 secunde, are o culoare alb-albăstruie. Deşi în această fază temperatura sferei este mai mare, nu provoacă incendii. Urmează o a doua fază, care durează aproximativ 3 secunde, în care sfera de foc trece printr-o gamă de culori, de la albastru la roşu închis, fază în care impulsul luminos provoacă incendii puternice. Aceste incendii pot cuprinde aprinderea materialelor inflamabile neprotejate (combustibili, îmbrăcăminte) şi arderea sau carbonizarea părţilor de lemn descoperite ale construcţiilor şi izbucnirea incendiilor în păduri, stepă şi localităţi. Materialele aflate la locul exploziei pot fi topite sau volatilizate. Aşa cum s-a întâmplat cu turnul de oţel înalt cât o clădire cu 8 etaje de care a fost fixată prima bombă atomică explodată pe poligonul experimental de la Los Alamos (New Mexico) S.U.A., în 16 iulie 1945, care a dispărut volatilizându-se.

Diametrul unei „mingi de foc” este de aproximativ 300 metri pentru o bombă de 10 kilotone şi în jur de 4,8 kilometri pentru o bombă de 10 megatone.

Prejudiciile aduse de impulsul de lumină ce cade pe diverse materiale depinde, în afară de valoarea lui, şi de unghiul format cu suprafaţa iradiată, de natura şi grosimea acestor materiale şi desigur de distanţa de la epicentrul exploziei. De exemplu, în cazul exploziilor de la Hiroshima şi Nagasaki s-au produs incendii şi carbonizări puternice pe o rază de 1,5 km de la

4

Page 5: Referat fizica nucleara

epicentrul exploziei şi arsuri uşoare pe o rază de 4 km. Cele mai inflamabile materiale care au ars provocând uşor incendii s-au dovedit fânul uscat, paiele, talaşul, pânza de bumbac, scândurile etc. Deoarece suprafeţele lucioase şi netede reflectă radiaţiile luminoase, ele se încălzesc mai puţin decât cele mate şi cu asperităţi. De asemenea, cele bune conducătoare de căldură, cum sunt metalele, se încălzesc mai puternic decât cele rău conducătoare, cum sunt masele plastice, lemnul, etc.

După gravitatea lor, arsurile care apar pe corp prin aprinderea îmbrăcămintei sau a incendiilor pot fi clasificate în:

arsuri de gradul I (impulsuri de 2-4 calorii/cm2) apar pe o rază de 3,5 km de la locul exploziei şi se caracterizează prin înroşirea pielii şi uşoare senzaţii de dureri

arsuri de gradul II (impulsuri de 5 calorii/cm2) apar pe o rază de 2,5 km de la locul exploziei şi se caracterizează prin formare de vezicule pe piele

arsuri de gradul III (impulsuri de 10 calorii/cm2) apar pe o rază de 1,5 km de la locul exploziei şi sunt însoţite de formare de plăgi şi modificarea pielii şi ţesuturilor subcutanate.

În general, orice obstacol material şi artificial care protejează împotriva undei de şoc poate realiza şi protecţia contra emanaţiei de lumină. Un factor important care poate diminua acţiunea emanaţiei de lumină îl constituie condiţiile meteorologice (ploaie, zăpadă, ceaţă, fum), care pot reduce de câteva ori valoarea distructivă a impulsului de lumină.

Acţiunea radiaţiei penetrante. Exploziile nucleare sunt însoţite şi de emisia de radiaţii penetrante complexe, constituite din: neutroni rapizi şi radiaţii γ – dure rezultate din reacţia de fisiune; radiaţii emise de fragmentele de fisiune de scurtă viaţă în timpul dezintegrării; radiaţii γ ce apar prin captura neutronilor de către diferiţi atomi.

Cu toate că nu este cel mai important factor vătămător al exploziilor nucleare, radiaţia penetrantă reprezintă un factor serios. Dintre victimele oraşelor japoneze Hiroshima şi Nagasaki, 15% au murit datorită acţiunii radiaţiei penetrante. Desigur că acţiunea ei asupra organismului omenesc depinde de natura, energia şi intensitatea radiaţiei, de natura de iradiere şi de starea de sănătate a organismului.

Contaminarea radioactivă. Explozia nucleară este însoţită de formarea unui nor în formă de ciupercă care se ridică la înălţimi de zeci de metri, fiind purtat de vânturi la mari distanţe de epicentrul exploziei. Particulele fine de praf radioactiv absorb vaporii de apă şi se depun odată cu precipitaţiile atmosferice (ploaie, ninsoare). Prin aceasta se contaminează cu substanţe radioactive suprafeţe mari de teren şi ape, de la epicentru exploziei. Principalele surse radioactive care determină poluarea mediului sunt formate din produşi de fisiune ai combustibililor nucleari, nucleele de combustibil nuclear (235U, 239Pu) care au reacţionat şi din radioizotopii formaţi prin absorbţia neutronilor de către nucleele diferitelor elemente din aer, sol, apă, clădiri şi materiale.

Un exemplu de armă nucleară îl constituie explozia termonucleară efectuată de S.U.A. la 1 martie 1954, în atolul Bikini. Una din bombele termonucleare explodate atunci avea un echivalent în trotil de 12-14 milioane tone. Neutronii eliberaţi la explozie au fost absorbiţi de calcarul din care este alcătuit atolul, fapt care a condus la formarea unei mari cantităţi de calciu radioactiv. O bună parte din calciu radioactiv format de explozie a fost ridicat de unda de şoc în straturile superioare ale atmosferei, de unde a fost transportat de vânt la distanţe mari de epicentrul exploziei, într-o zonă interzisă, în care totuşi se găsea goeleta japoneză ˮFukuriu-Maruˮ (Dragonul fericit) pe care se aflau 23 de pescari marinari. La două ore după explozie s-a produs o ploaie ale cărei picături conţineau praf alb de carbonat de calciu radioactiv, care a acoperit puntea vasului. Din această cauză marinarii s-au îmbolnăvit de boală de radiaţie; dintre ei 5 mai grav au fost spitalizaţi, iar unul a decedat după o afecţiune hepatică. Restul care în momentul exploziei se aflau în cabine, s-au însănătoşit şi şi-au reluat activitatea. Imediat după 1954 L. Pauling a demonstrat ca izotopul C14 apare în mod artificial cu o frecvenţă crescândă,

5

Page 6: Referat fizica nucleara

depunându-se pe sol. Tot el a atras atenţia asupra prezenţei izotopului 90Sr în depunerile atmosferice de pe teritoriul S.U.A.

Pentru a mări contaminarea mediului, unele arme nucleare, includ în învelişul lor atomi de zinc şi cobalt, care sub acţiunea neutronilor se transformă în radioizotopi cu timpi de înjumătăţire mari: 65Zn(T 250 d) şi 60Co(T 5,3 a).

În paralel, în urma absorbţiei neutronilor din reacţia nucleară, de către nucleele de azot din aer, se formează 14C (T 5700 a) care contribuie la poluarea radioactivă a mediului.

Căderile consecutive de pulberi radioactive din exploziile unor arme nucleare experimentale. Dintre toate formele de poluare artificială a mediului, cea mai periculoasă este determinată de răspândirea produselor de fisiune rezultate în urma exploziilor unor arme nucleare cu caracter militar, în special cele din atmosferă. Se apreciază că în perioada 1945-1963 au fost înregistrate circa 450 teste de arme atomice în aer liber, după care în urma acordului dintre SUA şi URSS aceste experienţe s-au oprit. În total au fost detonate încărcături însumând echivalentul a 294 Mt de TNT, corespunzător la 14.700 bombe atomice de tip Hiroshima, din care au rezultat aproximativ 117.000 t de produse de fisiune, dintre care circa 50.000 t au fost injectate în atmosfera polară. Printre produsele de fisiune s-au aflat 12 MCi 90Sr şi 20 MCi 137Cs. În general, se ia ca unitate de măsură a poluării radioactive, datorată exploziilor nucleare, activităţile ce rezultă prin detonarea unei bombe de 12 Mt, care poluează mediul ambiant cu 1 MCi 90Sr şi 1,7 MCi 137Cs.

IV. Surse de radiaţii şi poluarea radioactivă a mediului. Probleme actuale de radioecologie:Ecologia – ştiinţa care studiază legile interacţiunilor organismelor, în particular a omului

cu mediul înconjurător, are ca principal obiectiv protecţia mediului, adoptarea de măsuri care să asigure păstrarea echilibrului ecologic şi ameliorarea factorilor naturali capabili să creeze condiţii de viaţă şi de muncă tot mai bune generaţiei actuale şi generaţiei viitoare.

Omul ca produs al ecosferei, în care rămâne integrat prin stăpânirea ştiinţei şi tehnologiei, a devenit specie dominantă în ecosferă, transformând mediul la nevoile sale. Deşi el a ieşit de sub influenţe legilor luptei pentru existenţă cu alte specii, rămâne o parte componentă a ecosferei, un subsistem, fapt pentru care modificările efectuate de om asupra ecosferei îl afectează şi pe le. În mod eronat, omul a crezut multă vreme că aerul atmosferic, apa mărilor şi oceanelor, precum şi pământul, comportându-se ca un fel de receptoare, pot prelua şi recicla nelimitat diferitele produse reziduale, deşeurile activităţilor sale.

Din nefericire aceste presupuneri s-au spulberat atunci când s-a constatat că unele produse cum sunt cele sintetice nu sunt biodegradabile, iar altele, printre care se află şi cele radioactive, metalele, etc., deşi sunt dispersate într-o diluţie foarte mică în mediul înconjurător, după un anumit timp se concentrează în lanţurile alimentare (trofice) naturale, ajungând în cele din urmă la om.Mutaţiile genetice:

O altă urmare a unei explozii sau a unui accident nuclear sunt mutaţiile genetice. Mediul are o dublă interacţiune cu materialul genetic deoarece el iniţiază apariţia mutaţiilor în direcţii întâmplătoare şi tot el este judecătorul care apreciază valoarea lor şi astfel asigură direcţia evoluţiei. Mediul produce mutaţii naturale cu o frecvenţă medie apreciată la 1/100.000 per genă per generaţie. Potenţialul mutagenal mediului înconjurător a cunoscut o creştere considerabilă din cauza acumulării de factori mutageni produşi de industria modernă. Procesul se mai numeşte şi mutageneza mediului. Radiaţiile care dau naştere mutaţiilor nu sunt cele naturale, care provin de la Soare sau din rocile radioactive ci radiaţiile provenite din activitatea nucleară care pot genera contaminarea nucleară. Aceste radiaţii se răspândesc prin exploziile bombelor atomice precum cele de la Nagasaki şi Hiroshima, prin exploziile experimentale

6

Page 7: Referat fizica nucleara

pentru testarea armelor nucleare şi prin accidentele nucleare precum cel de la Cernobâl. Contaminarea radioactivă se manifestă pe o perioadă îndelungată, mutaţiile produse afectând chiar şi pe urmaşii celor radiaţi. Izotopul stronţiu 90 este „confundat” de organisme cu calciul şi se acumulează în oase. El iradiază măduva hematogenă şi de aceea leucemia este una dintre cele mai frecvente consecinţe ale contaminării radioactive a mediului. Iodul 131 este acumulat în glanda tiroidă crescând riscul de apariţie a cancerului tiroidian. Cancerul este una dintre consecinţele cele mai frecvente a poluării radioactive. Altă consecinţă produsă de radiaţii este teratogeneza (naşterea copiilor cu malformaţii). Aceasta se produce deoarece orice substanţă care perturbă procesul celulei ou, care cuprinde instucţiuni complexe cu privire la organismul ce va lua naştere generează mutaţii. De exemplu se poate perturba dezvoltarea embrionară. Deci, se impune controlul experimentelor nucleare şi aplicaţiilor militare. Dacă stratul de ozon este afectat va creşte numărul de cazuri de cancer de piele datorită expunerii îndelunagte la Soare. Acesta absoarbe razele ultraviolete şi ne protejează. Deja opinia publică este îngrijorată de apariţia unor zone în care stratul de ozon este periculos de rarefiat. Un alt aspect este faptul că radiaţiile se acumulează în mediu, ajung în hrana vieţuitoarelor şi în final la noi de aceea se impune o mare grijă când se fac testări cu aceste substanţe.

V. Concluzii:Forţa distructivă a armelor nucleare nu se limitează doar la intensitatea exploziei.

Undele de şoc se propagă de la locul detonării cu o viteză incredibilă şi cu o forţă atât de mare încât pot distruge clădirile din calea lor. Radiaţiile termice, lumina orbitoare şi căldura extremă emanată de explozie cauzează arsuri letale. Unii oameni de ştiinţă au ajuns la concluzia că în timpul unui război nuclear fumul degajat de o serie de explozii ar acoperi întreaga atmosferă, cauzând aşa-numita ”iarnă nucleară”, care ar determina scăderea temperaturilor atât de mult, încât majoritatea formelor de viaţă ar fi distruse. Exploziile nucleare cauzează, de asemenea, şi apariţia radiaţii radioactive care pot rămâne în atmosferă şi în mediul înconjurător pentru mulţi ani.

În procesul de deteriorare a mediului, un rol important îl are poluarea care se poate realiza pe cale fizică (radioactivă, termică, sonoră) şi pe cale chimică (derivaţi gazoşi, pesticide, metale grele, materiale plastice, îngrăşăminte, etc.). Dintre acestea un interes deosebit îl reprezintă poluarea radioactivă care poate aduce prejudicii mari omenirii.

În vederea realizării protecţiei mediului împotriva poluării radioactive, se impune cunoaşterea surselor de contaminare şi a căilor de expunere a organismului uman la acţiunea factorilor de sine pentru sănătatea omenirii.

În zilele noastre, populaţia Terrei este supusă unei iradieri complexe, datorate unor surse naturale şi artificiale, care pot fi externe sau interne. Prezenţa acestor substanţe în mediul înconjurător implică riscuri de iradiere prin inhalarea aerului, ingestia apei şi consumului de alimente contaminate.

Din păcate, omul încă mai tratează natura ca pe învinsul său, şi prin activităţile desfăşurate provoacă imense pagube lui însăşi dar mai ales societăţii.

7

Page 8: Referat fizica nucleara

Bibliografie:

Gh. Marcu, Teodora Marcu – Elemente radioactive. Poluarea

mediului şi riscurile iradierii, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996

cssas.unap.ro

www.descopera.org

www.egs-project.eu/index.

www.scribd.com/doc/40244051/Armamentul-Nuclear

www.wikipedia.ro

8