11.1. Поведение радиоактивных газов и аэрозолей в атмосферном воздухе
При поступлении в атмосферу радиоактивных продуктов, возникающих при испытании ядерного оружия, и попадании в ат- мосферный воздух радиоактивных отходов от тех или иных объектов выявлены некоторые общие закономерности в их поведении. Вместе с тем при испытаниях ядерного оружия значительная часть радионуклидов увлекается в верхние слои тропосферы и стратосферу, поэтому их поведение в этом случае в значительной степени обусловлено особенностями метеорологических процессов в атмосфере всей планеты. Какие же явления имеют место при взрывах ядерного оружия?
При взрыве ядерных устройств реакции деления и синтеза практически происходят за 10-7 с, при этом температура настолько высокая, что разрушаются все химические связи, происходит ча- стичная, а у некоторых атомов и полная ионизация. Все устройство целиком превращается в газ, состоящий из нейтральных и ионизированных атомов. В этой стадии фиксируют быстро расширяющийся огненный шар, плотность газа в котором из-за высокой температуры значительно меньше плотности атмосферного воздуха. Это способствует быстрому подъему огненного шара до такой высоты, где его плотность становится равной плотности окружающего воздуха. Быстрый подъем шара создает на его пути область разрежения, в которую с большой скоростью перемещаются более плотные массы воздуха. Формируется мощный восходящий поток в виде вертикального столба - ножки гриба. Через несколько
миллисекунд после детонации наступает стадия особенно сильной генерации светового и теплового излучения, ведущая к потере энергии. По этой причине и вследствие почти адиабатического расширения огненного шара температура его снижается и начинается конденсация содержащихся в нем паров. При конденсации образуются радиоактивные аэрозоли различного размера. Так возникает радиоактивное облако в виде гриба. Ход этого процесса, химический состав и структура образующихся продуктов в значи- тельной степени зависят от условий, в которых произведен взрыв, а также от вида и мощности взрываемого устройства.