Президент Трамп хочет, чтобы США возобновили испытания ядерного оружия. Посмотрите, что бы это значило
Воспроизвести видеозапись
Когда-то испытания ядерного оружия были обычным делом, но большинство стран не проводили его десятилетиями после принятия в 1996 году Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Сейчас этот мораторий, возможно, подходит к концу. Политики, включая президента США Дональда Трампа, призвали к возобновлению испытаний.
Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний был подписан, но не ратифицирован США и несколькими другими странами, выступающими против, что означает, что договор не вступил в силу. До сих пор большинство стран так или иначе соблюдали его положения. Последнее ядерное испытание было проведено в 2017 году Северной Кореей, единственной страной, испытавшей оружие в этом столетии.
В настоящее время американские ученые подтверждают возможности ядерного оружия с помощью различных экспериментов и компьютерного моделирования. В рамках программы под названием «Управление запасами» эти исследования предоставляют доказательства того, что оружие работает — ядерные взрывы не требуются.
Смотрите видео, чтобы узнать больше о том, как с научной точки зрения понимается ядерное оружие и что может повлечь за собой возобновление испытаний.
Пояснение к ядерному оружию
Как ядерное оружие работает на расщепление и термоядерный синтез Чем современные испытания ядерного оружия отличаются от прошлых взрывных испытаний Экологические последствия наземных, подземных и современных ядерных испытаний
Расшифровка
Соединенные Штаты не испытывали ядерное оружие с 1992 года, но эта эпоха сдержанности, возможно, подходит к концу. Президент Дональд Трамп заявил, что он хочет, чтобы Соединенные Штаты возобновили ядерные испытания, а у страны стареющий ядерный арсенал и в настоящее время предпринимаются активные усилия по его модернизации. Необходимость проведения испытаний сейчас выше, чем за последние десятилетия.
Ядерное оружие может быть самой важной вещью, о которой вы думаете меньше всего. В повседневной жизни оно остается в основном вне поля зрения. Но если разразится крупная ядерная война, это оружие может вызвать беспрецедентные разрушения. Такая война может привести к гибели сотен миллионов людей и нарушению климата на Земле, что приведет к массовому голоду и еще миллиардам смертей.
На данный момент у США и России имеется более 5000 единиц ядерного оружия. В нескольких других странах есть десятки или сотни единиц оружия. В своем репортаже для Science News я углубился в историю ядерных испытаний, в науку о том, как изучается это оружие в отсутствие испытаний, и что делает физику, лежащую в основе ядерных взрывов, такой сложной.
И как возвращение к испытаниям может привести к серьезным глобальным последствиям.
В период с 1945 по 1990-е годы страны по всему миру провели более 2000 ядерных испытаний. Но к середине 90-х годов ядерные испытания в основном прекратились, что привело к введению табу на испытания. Единственной страной, испытывающей ядерное оружие в этом столетии, является Северная Корея. Политика в области ядерного оружия основана на сдерживании. Идея заключается в следующем: если ваш враг знает, что у вас есть ядерное оружие, и знает, что оно работает, его будут отговаривать от нападения на вас из-за страха разрушительного возмездия.
Но если США или другая страна нарушат табу на испытания, другие, скорее всего, последуют их примеру. Короче говоря, испытание в одной стране может вызвать эффект домино.
Ядерное оружие основано на двух основных типах ядерных реакций: делении и термоядерном синтезе. Деление — это расщепление больших атомных ядер. Термоядерный синтез — это когда два маленьких атомных ядра сливаются в одно. Ядерные взрывы начинаются с деления. Каждое деление инициирует другие деления в самоподдерживающейся цепной реакции. В современном оружии это деление помогает запустить термоядерные реакции, значительно увеличивая высвобождаемую энергию. В эпоху испытаний ученые взрывали оружие, чтобы убедиться, что реакции деления и термоядерного синтеза протекают должным образом.
Когда испытания были прекращены, ученым пришлось разработать другие методы для подтверждения возможностей оружия.
В настоящее время в США действует обширная программа под названием «Управление запасами», которая сочетает в себе сложные эксперименты и компьютерное моделирование, чтобы определить, будет ли оружие функционировать в случае необходимости. Некоторые из самых секретных экспериментов проводятся глубоко под землей на объекте национальной безопасности в Неваде, на том самом месте, где когда-то проводились взрывные испытания ядерного оружия.
Эти эксперименты отличаются от взрывных испытаний прошлого. Они являются подкритическими, что означает, что они не вызывают самоподдерживающейся цепной реакции или ядерного взрыва. В ходе подкритического эксперимента ученые изучают материал, лежащий в основе этого оружия: плутоний. В каждом ядерном оружии в США есть «яма», полая сфера из плутония. Когда оружие взрывается, взрывчатка заполняет «яму» настолько, что она становится критической, а это означает, что в ней может начаться самоподдерживающаяся цепная реакция деления.
В докритическом эксперименте ученые аналогичным образом взрывают плутоний с помощью взрывчатых веществ, но этого недостаточно, чтобы преодолеть порог критичности. Затем они изучают, что происходит внутри плутония, используя рентгеновские снимки и другие методы диагностики. Одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются ученые в ходе этих экспериментов, — это то, как стареет оружие. Запасы ядерного оружия в США состоят из оружия десятилетней давности. Ученым необходимо знать, будет ли оно работать так, как ожидалось, или старение плутония и других компонентов может привести к его выходу из строя.
На заре создания ядерного оружия испытания проводились над землей на открытом воздухе. Это привело к распространению радиоактивных осадков, загрязнению земли и потенциальному заболеванию и перемещению близлежащего населения.
Чтобы предотвратить такие вредные последствия, испытания были перенесены под землю. При подземных испытаниях радиоактивные осадки в основном удерживались в полости, образовавшейся в результате взрыва глубоко под поверхностью, но случайные аварии все равно могли нанести вред людям или окружающей среде.
Наземные и подземные ядерные испытания в настоящее время в основном прекращены. Подкритические эксперименты не приводят к ядерному взрыву, поэтому не образуется загрязненной полости или нет риска значительного выброса радиации.
Многие ученые утверждают, что подкритические эксперименты позволили нам лучше понять ядерное оружие, чем в эпоху испытаний, что делает ненужными полномасштабные испытания. Другие считают, что, хотя испытания могут улучшить наши знания о внутреннем устройстве оружия, риски намного перевешивают выгоды. Возвращение к ядерным испытаниям может спровоцировать новую гонку вооружений и подтолкнуть страны, не имеющие оружия, к созданию собственных арсеналов. И это, по словам этих ученых, может приблизить мир к ядерной катастрофе.