Branduolinis sprogimas

Branduolinis sprogimas – ypač greitos branduolinės reakcijos energijos išsiskyrimas, kurio metu sunaikinamas branduolinis užtaisas. Reakciją gali sukelti branduolių skylimas, branduolinė sintezė arba daugiasluoksnė kaskadinė jų kombinacija. Dabartiniai branduoliniai ginklai turi branduolių skilimą sukeliantį mechanizmą, kuris inicijuoja sintezę. Tačiau grynos sintezės ginklas yra hipotetinis mechanizmas.

23 kilotonų branduolinis sprogimas sukeltas Nevadoje 1953 metais

Branduolinio sprogimo energijų pasiskirstymas

Apie 85 % branduolinio sprogimo energijos tenka smūginei bangai, bei šviesos spinduliavimui ir tik apie 15 % – jonizuojantiems spinduliams. Tačiau kaip tik radioaktyvieji spinduliai yra specifiniai žalojamieji faktoriai, būdingi tik branduoliniam ginklui, ir dėl jų perteklių organizme atsiranda sudėtingų biologinių pakitimų, sukeliančių spindulinę ligą, radioaktyvių nudegimų, taip pat genetinių padarinių.

Smūginė banga ir šviesos spinduliavimas	Jonizuojantys spinduliai
85 %	15 %

Radioaktyvus debesis

Jonizuojančių spindulių šaltinis branduolinio sprogimo metu yra gama spindulių ir neutronų srautai, darantys žalojamąjį poveikį sprogimo rajone 10 – 15 sekundžių nuo sprogimo momento, taip pat gama-kvantai, alfa ir beta dalelės, kurias skleidžia radioaktyvios medžiagos – branduolinio užtaiso skilimo skeveldros, iškrintančios sprogimo rajone bei susidariusios radioaktyvaus debesies judėjimo kelyje ir užteršiančias teritoriją per dešimtis ir šimtus kilometrų. Pakenkimo laipsnis priklauso nuo jonizuojančio spinduliavimo dozės – energijos kiekio, tekusio 1 cm³ aplinkos. Spinduliavimo dozės vienetu priimtas rentgenas (R).

Radioaktyvus užterštumas

Radioaktyvų užterštumą parodo radiacijos dydis, daugiausia gama ir beta dalelių spinduliavimo intensyvumas. Radiacijos dydis matuojamas rentgenais per valandą (R/h). Jeigu, praėjus valandai po sprogimo, radiacijos dydį laikysime 100 %, tai po 2 valandų jis bus 43 %, po 7 h – 10 %, o po paros – 2,5 %. Kai radiacija didesnė negu 0,5 R/h, radioaktyvaus debesies pėdsako teritorija laikoma užteršta.

Laiko ir užterštumo mažėjimo, tarpusavio santykinis palyginimas:

Laikas po sprogimo	Radiacijos dydis epicentre, laikui bėgant
1h	100 %
2h	43 %
7h	10 %
24h	2,5 %

Radioaktyvaus debesies zonos

Radioaktyvaus debesies pėdsaką priimta skirstyti į tris zonas.

1. Vidutinio užterštumo zona. Išbuvusiam joje pirmąja para žmogui gresia tik lengvi radiaciniai pakenkimai.
2. Smarkaus užterštumo zona. Sužalojimo pavojus šioje zonoje žymiai didesnis negu pirmojoje.
3. Pavojingo užterštumo zona. Žmogui joje pabuvus net trumpą laiką, gali atsirasti sunkių sužalojimų, nors radiacijos dydis greitai mažėja. Ši zona ilgą laiką būna smarkiai užteršta. Didžiausią žalojamąjį poveikį daro gama-kvantai.

Jonizuojančių dalelių įtaka organizmui

Skirtingų radioaktyvaus spinduliavimo rūšių biologinis poveikis iš esmės tas pats – spinduliai, skverbdamiesi per materiją, išmuša iš atomų ir molekulių elektronus, dėl to susidaro įelektrintų dalelių poros – teigiami ir neigiami jonai. Susidarius šioms įelektrintoms („sudirgintoms“ arba „suaktyvintoms“) įvairių medžiagų molekulėms žmogaus organizme, kyla antrinės cheminės reakcijos, kurių įprastomis sąlygomis organizme nėra arba jos vyksta labai lėtai. Dabartiniu supratimu dėl žalojamojo jonizuojančių spindulių poveikio vyksta dideli baltymų, fermentų ir kitų medžiagų pakitimai, kurie sutrikdo normalų ląstelių, audinių, sistemų ir organų funkcionavimą, t. y. sukelia spindulinę ligą.