ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общее описание световых явлений из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " При разогреве вещества до чрезвычайно высокой температуры происходит выделение энергии в виде электромагнитного излучения, спектр которого охватывает широкий диапазон длин волн, простирающийся от инфракрасных (тепловых) лучей через видимую область спектра к области ультрафиолетовых лучей и выходит за ее пределы. Большая часть излучения поглощается в слоях воздуха, непосредственно примыкающих к бомбе, в результате чего воздух нагревается до свечения. Таким образом, через несколько микросекунд после взрыва взорвавшаяся бомба приобретает вид светящегося шара, называемого огненным шаром. [c.475] При описанных выше условиях во всем объеме огненного шара сохраняется почти одинаковая температура поскольку лучистая энергия может быстро распространяться между любыми двумя точками внутри сферы, то там не создается значительных температурных градиентов. Так как температура внутри огненного шара всюду одинакова, то его можно отождествить с изотермическим шаром, который на данной стадии идентичен с огненным шаром. [c.475] По мере расширения огненного шара в воздухе появляется ударная волна вначале фронт ударной волны совпадает с поверхностью изотермического шара. После снижения температуры примерно до 300 000° К скорость ударной волны становится больше скорости расширения изотермического шара. Другими словами, перенос энергии ударной волной начинает происходить быстрее, чем путем излучения. Тем не менее, святящийся шар продолжает увеличиваться в размере, поскольку сильное сжатие воздуха, обусловленное прохождением ударной волны, вызывает повышение температуры, достаточное, чтобы довести шар до свечения. [c.475] На этой стадии изотермический шар является зоной высокой температуры внутри большего но размерам огненного шара, образованного резко очерченным фронтом ударной волны. Поверхность раздела между сердцевиной этого шара, обладающей очень высокой температурой, и несколько более холодным воздухом, нагретым ударной волной, называется фронтом излучения. [c.475] Огненный шар продолжает быстро увеличиваться в размерах в течение примерно 15 мсек за это время его радиус достигает приблизительно 90 м, а температура поверхности снижается приблизительно до 5000° К, хотя внутри огненного шара она значительно выше. При этом температура и давление ударной волны снижаются настолько, что воздух, через который проходит ударная волна, перестает светиться. Слабо видимый фронт ударной волны продолжает двигаться впереди огненного шара это явление называют отрывом ударной волны от светящегося шара. Скорость распространения ударной волны в этот период равна примерно 4500 м/сек. [c.476] Несмотря на постепенное уменьшение со временем скорости распространения фронта ударной волны, она все время остается больше скорости расширения огненного шара. Через 1 сек огненный шар достигает своего максимального радиуса 140 м, а фронт ударной волны к этому времени уходит вперед примерно на 180 м. Через 10 сек, когда огненный шар поднимается приблизительно на 450 м, ударная волна удаляется от места взрыва примерно на 3700 м и выходит за пределы зоны своего максимального разрушающего действия. [c.476] Ввиду своей малой плотности огненный шар всплывает вверх подобно воздушному шару. Через несколько секунд после начала движения скорость шара достигает максимальной величины, равной 90 м сек. [c.477] Непосредственные эффекты атомного взрыва могут считаться закончившимися примерно через 10 сек, когда огненный шар почти перестает светиться и избыточное давление ударной волны уменьшается до практически безопасных значений. [c.477] Как было указано ранее, плотность веществ внутри огненного шара очень мала, так как они обладают высокой температурой, поэтому шар поднимается выше места взрыва бомбы по мере подъема огненный шар охлаждается. Охлаждение примерно до 1800° К происходит главным образом за счет потери энергии вследствие светового излучения , затем снижение температуры происходит в результате адиабатического расширения газов и смешивания их с окружающим воздухом за счет турбулентной конвекции. После прекращения свечения огненный шар можно рассматривать как большой пузырь раскаленных газов, температура которого падает по мере подъема. [c.477] Весьма важное различие между атомным и обычным взрывом состоит в том, что в первом случае количество освобождаемой энергии на единицу массы неизмеримо больше. В результате создается более высокая температура, а следовательно, большая часть энергии, освобождаемая в момент взрыва, испускается в виде светового излучения. Например, около V3 всей освобождаемой при атомном взрыве энергии испускается в форме светового излучения. Для номинальной атомной бомбы это составляет примерно 6,7-101 кал, что эквивалентно 2,8-10 эрг. [c.477] Зависимость потока энергии, испускаемого огненным шаром, от времени, прошедшего после взрыва. [c.478] Вернуться к основной статье