Základní škola a mateřská škola Bzenec

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769

Číslo a název šablony klíčové aktivity:

I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace

Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová

Ověřil/a: Mgr. Jana Presová

Název výukového materiálu:

Jaderné zbraně - 9. ročník

Vzdělávací obor: fyzikaTematický okruh: jaderná energieTéma:

I. Jaderné zbraně

Stručná anotace:Prezentace shrnující nejdůležitější informace o testování a použití jaderných zbraní,

důsledky pro okolí, ….

5.8. Jaderné zbraně

Historie:• jaderná bomba byla poprvé

vyvinuta ve Spojených státech v rámci vojenského projektu Manhattan (1943-1945), který probíhal v laboratořích v Los Alamos za vedení Roberta Jacoba Oppenheimera

• 2. prosince 1942 Oppenheimer spolu s Enricem Fermim provedli řetězovou reakci štěpení uranu

Projekt Manhattan

• krycí název pro utajený americký vývoj atomové bomby za 2. světové války

• výsledkem projektu byl první pokusný jaderný výbuch, který proběhl 16. července 1945 v poušti White Sands poblíž města Alamogodo (zkouška vešla ve známost pod jménem Trinity).

Trinity

síla výbuchu značně překonala očekávání všech a

ačkoliv byla bomba odpálena 70 km od civilní

zástavby, ještě ve vzdálenosti 160

km rozbíjela tlaková vlna

okenice

• Druhou atomovou mocností se v roce 1949 stal Sovětský svaz.

• V průběhu 20. století se jadernou zbraň podařilo získat také Velké Británii, Francii, Číně, Indii a Pákistánu. Severní Korea se k vlastnictví jaderných zbraní přiznala 10. února 2005.

• Izrael pravděpodobně jaderné zbraně vlastní, avšak oficiálně to nepřiznal.

• Na počátku první dekády 21.století se jadernou zbraň pravděpodobně pokouší vyrobit Irán.

• Některé země svůj jaderný program zastavily či zrušily na základě smluv o nešíření jaderných zbraní; JAR se rozhodla své jaderné zbraně zničit.

• Některé státy východní Evropy získaly následkem rozpadu Sovětského svazu jaderné zbraně, následně je však předaly zpět Rusku.

• Jaderné zbraně představovaly hlavní odstrašující prostředek studené války.

http://www.bbc.co.uk/czech/specials/1117_global_nuclear/index.shtml

Jaderná bomba• obvykle se skládá ze dvou

oddělených podkritických kusů štěpného materiálu, které dohromady tvoří množství nadkritické

• explozí klasické výbušniny umístěné mezi oba kusy dojde k vymrštění obou kusů proti sobě

• během prvních několika milisekund počínající řetězová reakce vyvolá teplo, které povede až k jadernému výbuchu

princip činnosti

princip činnosti implozní pumy (FAT MAN)

Průběh výbuchu

• 1 fáze – Při výbuchu bomby vzniká obrovská ohnivá koule.

• 2 fáze– Výbuch otřese městem.

• 3 fáze– Tlaková vlna a oheň zničí budovy.

• 4 fáze – Do výšky několika kilometrů se zvedne hřib z

radioaktivního popele a prachu.

Účinky energie• tlaková vlna - 40 až 60 % celkové uvolněné energie• tepelné záření - 30 až 50 % celkové uvolněné energie• ionizující záření - 5 % celkové uvolněné energie• radioaktivní látky – 5 až10 % celkové uvolněné

energie (největší a nejdéle trvající nebezpečí, které bylo při prvních testech značně podceňováno)

• elektromagnetický impuls

První podmořský

výbuch atomové bomby

• zvedl do vzduchu téměř tři kilometry vysoký oblak páry a vody

• 25. června 1946 - prstenec tlakové vlny za moment zničil v okolí plující lodě

• byla to pátá atomová exploze na světě, a nikdo přesně neznal sílu, jakou bomby mohli mít

První výbuch vodíkové bomby

• 1. listopadu 1952 • nedaleko atolu

Enewetak v Pacifiku zbyl po explozi téměř 3km široký kráter a radiací ozářené korály na 50km daleko

• jediná taková bomba dokáže zničit centrum velkoměsta, a připočítejme tepelnou a tlakovou vlnu, budovy srovnané s povrchem země, radioaktivní záření, smrtící spad...

Vyrobené bomby

• Little Boy a Fat Man byly svrženy z bombardérů B-29 na japonská města Hirošimu a Nagasaki.

• Letoun B-29 Enola Gay svrhl 6. srpna 1945 v 8.16 na Hirošimu uranovou jadernou pumu o síle 15 000 tun TNT.

• Letoun B-29 Bock's Car svrhl 9. srpna 1945 v 11:02 plutoniovou bombu na Nagasaki.

B-29 Enola Gay

Little boy

Uranová jaderná puma Little boy

• byla svržena 6. srpna 1945 v 8:15 hod z výšky 9 600m • explodovala ve výšce 580 m nad městem• výbuch uvolnil energii odpovídající explozi asi 15 tisíc

tun TNT • bezprostředně po výbuchu zahynulo asi 80 000 obyvatel

města, velký počet lidí zemřel později na následky radioaktivního ozáření nebo zranění

Hirošima• smutně proslulo historicky prvním užitím atomové

bomby dne 6. srpna 1945. • bylo zvoleno jako primární cíl, jelikož se jednalo o

městskou průmyslovou oblast, nacházelo se v příhodné lokalitě a podle rozvědky se nenacházel na jeho území žádný americký válečný zajatec (ve skutečnosti bylo v Hirošimském hradu drženo 23 Američanů)

• z celkového počtu 90 tisíc budov bylo zničeno 62 tisíc Památník míru

FAT MAN

• svržena 9. srpna 1945 v 11.02 hod. na japonské přístavní město Nagasaki

• explodovala ve výšce 550 m nad městem a při výbuchu uvolnila energii odpovídající výbuchu 21 000 tun TNT

• výbuch způsobil devastaci větší části města a okamžitou smrt asi 40 000 obyvatel

• dalších 25 000 lidí bylo zraněno a tisíce dalších později zemřelo na následky radioaktivního ozáření

• celkem zahynulo asi 74 000 obyvatel města

plutoniová jaderná puma FAT MAN

• Délka pumy: 2,34 m

• Průměr: 1,52 m

• Hmotnost: 4 630 kg

• Výbuch o síle: 21 kt TNT

Technická data a atomový hřib

Před výbuchem

Po výbuchu

• Obě pumy zabily okamžitě zhruba 130 000 lidí.

• Dalších 100 000 umíralo na následky výbuchu v dalších letech.

Sovětský svaz – druhá atomová velmoc

• výzkum a vývoj vedl akademik Igor Kurčatov• otestoval největší jadernou bombu na zemi –

Car bomba• podle původních plánu měla být třífázová se

silou přes 100 Mt TNT• tlaková vlna výbuchu oběhla třikrát kolem

celé planety

Car-bomba (rusky: Царь-бомба)

• byla to dvoustupňová termonukleární puma, nejsilnější zbraň, která byla v historii odpálena, bomba byla vyvíjena pod jménem Ivan (Иван)

• měla hmotnost 24,8 tun (samotná bomba 24 tun, padákový systém 800 kg), délku 8 metrů a průměr 2 metry

• pro její dopravu byl upraven čtyřmotorový turbovrtulový bombardér Tupolev Tu-95V

• odpálení Car-bomby proběhlo 30. října 1961 v 11:32 nad sovětskou jadernou střelnicí Nová země

• bomba byla shozena z Tupolevu 95V z výšky 10,5 km. Její padákový systém zbrzdil pád a tím umožnil posádce letadla dostat se do bezpečné vzdálenosti v okamžiku výbuchu. Ten nastal ve výšce 4 km nad povrchem.

Car-bomba (rusky: Царь-бомба)

• okamžitě poté vznikla ohnivá koule o teplotě řádově milionů °C a průměru 9,2 km, jejíž spodní část zasáhla zem, kde způsobila kráter a zemětřesení o síle 5 - 5,25 stupňů Richterovy stupnice,

• tlaková vlna do 40 km srovnala vše se zemí a měla potenciál působit škodu až do 100 km od místa výbuchu

• určitá část energie se přeměnila v světlo, teplo či jiné elektromagnetické záření, které bylo schopné způsobit popáleniny 3. stupně do vzdálenosti 100 km, a bylo pozorovatelné na většině severní polokoule. Atomový hřib s průměrem 40 a výškou 60 km pronikl až do spodní části termosféry Země.

• Car-bomba byla schopna naprosto zničit jakékoli město nebo obydlenou oblast o průměru 280 km

Tupolev TU-95

Výbuch

Videohttp://www.youtube.com/watch?v=b2lcqeL3lTo – taktická atomová bomba

http://www.youtube.com/watch?v=WwlNPhn64TA – caar bombahttp://www.youtube.com/watch?v=LxD44HO8dNQ

http://www.youtube.com/watch?v=16heorrfsgY – výbuch pod vodou

http://www.youtube.com/watch?v=ujm3iJsGE-4 – výbuch pod zemí

http://www.youtube.com/watch?v=L93f0ePO33E – animace – hirošima

http://www.youtube.com/watch?v=x4WuFU6XV_o – výbuchhttp://www.youtube.com/watch?v=wRYYIEitHAkhttp://www.youtube.com/watch?v=Gzk8-8RSVIs

Zdroje informací (obrázky a texty):

• Učebnice fyziky pro základní školy– R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001– K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007– Z. Lustigová, nakladatelství Fortuna 1999– J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993

• Pracovní sešit k učebnici fyziky – K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007

• Přehled učiva fyziky – S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999

• Fyzika - přehled učiva základní školy – J. Vachek, nakladatelství SPN 1978

• Fyzika I. a II. – Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976

• Pohled do vesmíru– C. Scottová, nakladatelství Fragment 2006

• Věda – hranice poznání– C. A. Ronan, nakladatelství Knižní klub 1997

• Chemie. Fyzika, astronomie– Překlad J. Braun, P. Anderle, I. Haverlík,

nakladatelství Albatros 1978

Internetové zdroje: http://www.aldebaran.cz http://fyzweb.cz http://www.youtube.com encyklopedie – wikipedie http://www.enviweb.cz/clanek/atom/83969/utajeny-ceskosloven

sky-cernobyl http://uran-238.navajo.cz/ http://nuclearfissionary.com/2010/03/17/nuclear-fission-for-dum

mies-alpha-radiation/ http://www.physics.isu.edu/radinf/properties.htm http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyuziti_radioaktivnich.ht

ml http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni/index.htm http://technet.idnes.cz/jak-funguje-temelin-byli-jsme-primo-v-

srdci-reaktoru-f9n-/tec_reportaze.asp?c=A070417_135542_tec_technika_rja

www.jreichl.com/fyzika/vyuka/vyuka.htm http://www.ian.cz/index.php

Internetové zdroje:

http://technet.idnes.cz/jaderne-zbrane-testovano-na-lidech-zviratech-i-zemi-fxv-/tec_technika.aspx?c=A060825_144553_tec_checktech_NYV

http://www.freeinfosociety.com/article.php?id=9 http://nuclearfiles.org/menu/key-issues/nuclear-weapons/history/

prez_policies/truman/truman_events.htm http://dgely.com/Bikini/Bikini.htm#Nuclear%20Testing http://forum.valka.cz/viewtopic.php/t/93182