в очередную годовщину бадабума на Хиросиме и Нагасаки я решил прошерстить интернет на вопросы ядерного оружия, где почему и как создавалось меня мало интересовало (я уже знал)-меня больше интересовала как 2 куска плутония не плавятся а делают большой бабах.
И нашел такую статью на сайте не поверите, ЛКИ. Потому оставляю ссылку на полную статью.
http://www.lki.ru/text.php?id=3602
Приглядывайте за инженерами - они начинают с сеялки, а заканчивают атомной бомбой.
Марсель Паньоль
Ядерная физика - одна из самых скандальных областей почтенной естественной науки. Именно в эту область человечество на протяжении полувека бросало миллиарды долларов, фунтов, франков и рублей, как в паровозную топку опаздывающего поезда. Теперь поезд, похоже, уже не опаздывает. Бушующее пламя сгорающих средств и человеко-часов утихло. Попробуем вкратце разобраться, что же это за поезд под названием «ядерная физика».
Изотопы и радиоактивность
Как известно, все сущее состоит из атомов. Атомы, в свою очередь состоят из электронных оболочек, живущих по своим умопомрачительным законам, и ядра. Классическая химия совершенно не интересуется ядром и его личной жизнью. Для нее атом - это его электроны и их способность к обменному взаимодействию. А от ядра химии нужна только его масса, чтобы рассчитывать пропорции реагентов. В свою очередь, ядерной физике глубоко плевать на электроны. Ее интересует крохотная (в 100 тысяч раз меньше радиуса орбит электронов) пылинка внутри атома, в которой сосредоточена практически вся его масса.
Что мы знаем о ядре? Да, оно состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих электрического заряда нейтронов. Впрочем, это не совсем верно. Ядро - это не горсточка шариков двух цветов, как на иллюстрации из школьного учебника. Здесь работают совсем другие законы под названиемсильное взаимодействие, превращающие и протоны, и нейтроны в какое-то неразличимое месиво. Однако заряд этого месива в точности равен суммарному заряду входящих в него протонов, а масса - почти (повторяю, почти) совпадает с массой нейтронов и протонов, из которых состоит ядро.
Кстати, количество протонов неионизированного атома всегда совпадает с количеством электронов, имеющих честь его окружать. А вот с нейтронами дело не так просто. Собственно говоря, задача нейтронов - стабилизировать ядро, поскольку без них одноименно заряженные протоны не ужились бы вместе и микросекунды.
Возьмем для определенности водород. Самый обычный водород. Его устройство до хохота просто - один протон, окруженный одним орбитальным электроном. Водорода во Вселенной навалом. Можно сказать, что Вселенная состоит в основном из водорода.
Теперь аккуратно добавим к протону нейтрон. С точки зрения химии это все равно водород. А вот с точки зрения физики уже нет. Обнаружив два разных водорода, физики забеспокоились и тут же придумали называть обычный водород протием, а водород с нейтроном при протоне - дейтерием.
Наберемся наглости и скормим ядру еще один нейтрон. Теперь у нас еще один водород, еще более тяжелый - тритий. Он, опять же, с точки зрения химии практически не отличается от двух других водородов (ну, разве что в реакцию теперь вступает чуть менее охотно). Сразу хочу предупредить - никакими усилиями, угрозами и увещеваниями вы не сможете добавить к ядру трития еще один нейтрон. Здешние законы куда более строги, чем человеческие.
Итак, протий, дейтерий и тритий - это изотопы водорода. Их атомная масса различна, а заряд - нет. А ведь именно зарядом ядра определяется местоположение в периодической системе элементов. Потому и назвали изотопы изотопами. В переводе с греческого это означает «занимающие одно и то же место». Кстати говоря, всем известная тяжелая вода - это та же вода, но с двумя атомами дейтерия вместо протия. Соответственно, сверхтяжелая вода содержит вместо протия тритий.
Давайте взглянем снова на наши водороды. Так... Протий на месте, дейтерий на месте... А это еще кто? Куда делся мой тритий и откуда здесь появился гелий-3? У нашего трития один из нейтронов явно соскучился, решил сменить профессию и стал протоном. При этом он породил электрон и антинейтрино. Потеря трития - это, конечно, огорчительно, но зато мы теперь знаем, что он нестабилен. Кормежка нейтронами даром не прошла.
Итак, как вы поняли, изотопы бывают стабильные и нестабильные. Стабильных изотопов вокруг нас полно, а вот нестабильных, слава богу, практически нет. То есть они имеются, но в настолько рассеянном состоянии, что добывать их приходится ценой очень большого труда. К примеру, уран-235, который доставил столько нервотрепки Оппенгеймеру, составляет в природном уране всего лишь 0,7%.
Период полураспада
Здесь все просто. Периодом полураспада нестабильного изотопа называется промежуток времени, за который ровно половина атомов изотопа распадется и превратится в какие-то другие атомы. Уже знакомый нам тритий имеет период полураспада 12,32 года. Это - достаточно короткоживущий изотоп, хотя по сравнению с францием-223, у которого период полураспада составляет 22,3 минуты, тритий покажется седобородым аксакалом.
Никакие макроскопические внешние факторы (давление, температура, влажность, настроение исследователя, количество ассигнований, расположение звезд) не влияют на период полураспада. Квантовая механика нечувствительна к подобным глупостям.
Популярная механика взрыва
Суть любого взрыва - это стремительное высвобождение энергии, ранее находившейся в несвободном, связанном состоянии. Освободившаяся энергия рассеивается, преимущественно переходя в тепло (кинетическую энергию неупорядоченного движения молекул), ударную волну (тут тоже движение, но уже упорядоченное, по направлению от центра взрыва) и излучение - от мягкого инфракрасного до жестких коротковолновых квантов.
При химическом взрыве все относительно просто. Происходит энергетически-выгодная реакция, когда между собой взаимодействуют некие вещества. В реакции участвуют только верхние электронные слои некоторых атомов, а глубже взаимодействие не идет. Несложно догадаться, что скрытой энергии в любом веществе гораздо больше. Но каковы бы ни были условия опыта, сколь бы удачные реагенты мы ни подобрали, как бы ни выверяли пропорции - глубже в атом химия нас не пустит. Химический взрыв - явление примитивное, малоэффективное и, с точки зрения физики, до неприличия слабое.
Ядерная цепная реакция позволяет копнуть чуть глубже, включая в игру не только электроны, но и ядра. По-настоящему весомо это звучит, пожалуй, только для физика, а остальным приведу простую аналогию. Представьте себе гигантскую гирю, вокруг которой на расстоянии нескольких километров порхают наэлектризованные пылинки. Это атом, «гиря» - ядро, а «пылинки» - электроны. Что с этими пылинками ни делай, они не дадут и сотой доли той энергии, которую можно получить от увесистой гири. Особенно если в силу каких-то причин она расколется, и массивные обломки на огромной скорости разлетятся в разные стороны.
Ядерный взрыв задействует потенциал связи тяжелых частиц, из которых состоит ядро. Но это еще далеко не предел: скрытой энергии в веществе гораздо больше. И имя этой энергии - масса. Опять же, для не-физика это звучит немного непривычно, но масса - это энергия, только предельно сконцентрированная. Каждая частица: электрон, протон, нейтрон - все это мизерные сгустки невероятно плотной энергии, до поры до времени пребывающей в покое. Вы наверняка знаете формулу E=mc2, которую так полюбили авторы анекдотов, редакторы стенгазет и оформители школьных кабинетов. Она именно об этом, и именно она постулирует массу как не более чем одну из форм энергии. И она же дает ответ на вопрос, сколько энергии можно получить из вещества по максимуму.
Процесс полного перехода массы, то есть энергии связанной, в энергию свободную, называетсяаннигиляцией. По латинскому корню «nihil» несложно догадаться о ее сути - это превращение в «ничто», вернее - в излучение. Для ясности - немного цифр.
Взрыв Тротиловый эквивалент Энергия (Дж)
Граната Ф-1 60 грамм 2,50*105
Бомба, сброшенная на Хиросиму 16 килотонн 6,70*1013
Аннигиляция одного грамма материи 21,5 килотонн 8,99*1013
Один грамм любой материи (важна только масса) при аннигиляции даст больше энергии, чем небольшая ядерная бомба. По сравнению с такой отдачей смешными кажутся и упражнения физиков над расщеплением ядра, и уж тем более опыты химиков с активными реагентами.
Для аннигиляции нужны соответствующие условия, а именно - контакт материи с антиматерией. И, в отличие от «красной ртути» или «философского камня», антиматерия более чем реальна - для известных нам частиц существуют и исследованы аналогичные античастицы, а эксперименты по аннигиляции пар «электрон + позитрон» неоднократно проводились на практике. Но чтобы создать аннигиляционное оружие, необходимо собрать воедино некоторый весомый объем античастиц, а также ограничить их от контакта с любой материей вплоть до, собственно, боевого применения. Это, тьфу-тьфу, еще далекая перспектива.
Дефект массы
Последний вопрос, который осталось уяснить относительно механики взрыва, - это откуда все-таки берется энергия: та самая, которая высвобождается в ходе цепной реакции? Тут опять не обошлось без массы. Вернее, без ее «дефекта».
Вплоть до прошлого века ученые полагали, что масса сохраняется при любых условиях, и были по-своему правы. Вот мы опустили металл в кислоту - в реторте забурлило и сквозь толщу жидкости наверх устремились пузырьки газа. Но если взвесить реагенты до и после реакции, не забыв при этом и выделившийся газ, - масса сходится. И так будет всегда, пока мы оперируем килограммами, метрами и химическими реакциями.
Но стоит углубиться в область микрочастиц, как и масса тоже преподносит сюрприз. Оказывается, что масса атома может отнюдь не в точности равняться сумме масс частиц, его составляющих. При делении на части тяжелого ядра (к примеру, того же урана) «осколки» в сумме весят меньше, чем ядро до деления. За «разницу», также называемую дефектом массы, отвечают энергии связей внутри ядра. И именно эта разница уходит в тепло и излучение во время взрыва, причем все по той же простенькой формуле: E=mc2.
Это интересно: так сложилось, что тяжелые ядра энергетически выгодно делить, а легкие - объединять. Первый механизм работает в урановой или плутониевой бомбе, второй - в водородной. А из железа бомбу не сделать при всем желании: оно в этой линейке стоит ровно посередине.
Ядерная бомба
Соблюдая историческую последовательность, рассмотрим сначала ядерные бомбы и осуществим свой маленький «Манхэттенский проект». Я не стану утомлять вас занудными методиками разделения изотопов и математическими выкладками теории цепной реакции деления. У нас с вами есть уран, плутоний, прочие материалы, инструкция по сборке и необходимая доля научного любопытства.
Цепная реакция деления Я уже упоминал, что цепная реакция деления ядер урана была впервые проведена в декабре 1942 года Энрико Ферми. Теперь поговорим о цепной ядерной реакции подробнее.
Все изотопы урана нестабильны в той или иной степени. Но уран-235 - на особом положении. При самопроизвольном распаде ядра урана-235 (его еще называют альфа-распадом) образуются два осколка (ядра других, гораздо более легких элементов) и несколько нейтронов (обычно 2-3). Если образовавшийся при распаде нейтрон ударится о ядро другого атома урана, будет обычное упругое соударение, нейтрон отскочит и продолжит поиски приключений. Но через какое-то время он растратит энергию (идеально упругие соударения бывают только у сферических коней в вакууме), и очередное ядро окажется ловушкой - нейтрон поглотится им. Кстати, такой нейтрон физики называюттепловым.
Посмотрите на перечень известных изотопов урана. Среди них нет изотопа с атомной массой 236. А знаете, почему? Такое ядро живет доли микросекунд, а затем распадается с выделением огромного количества энергии. Это называется вынужденный распад. Изотоп с таким временем жизни даже как-то неловко называть изотопом.
Энергия, выделившаяся при распаде ядра урана-235, - это кинетическая энергия осколков и нейтронов. Если подсчитать общую массу продуктов распада ядра урана, а затем сравнить ее с массой первоначального ядра, то окажется, что эти массы не совпадают - первоначальное ядро было больше. Это явление называется дефектом массы, а его объяснение заложено в формуле E0=mс2. Кинетическая энергия осколков, деленная на квадрат скорости света, в точности будет равна разности масс. Осколки тормозятся в кристаллической решетке урана, рождая рентгеновское излучение, а нейтроны, попутешествовав, поглощаются другими ядрами урана или покидают урановую отливку, где все события и происходят.
Если урановая отливка маленькая, то большая часть нейтронов покинет ее, не успев затормозиться. А вот если каждый акт вынужденного распада вызовет хотя бы еще один такой же акт за счет испущенного нейтрона - это уже самоподдерживающаяся цепная реакция деления.
Соответственно, если увеличивать размер отливки, все большее количество нейтронов станет причиной актов вынужденного деления. И в какой-то момент цепная реакция станет неуправляемой. Но это еще далеко не ядерный взрыв. Просто очень «грязный» термический взрыв, при котором выделится большое количество очень активных и ядовитых изотопов.
Критическая масса
Вполне закономерный вопрос - сколько нужно урана-235, чтобы цепная реакция деления стала лавинообразной? На самом деле не все так просто. Здесь играют роль свойства расщепляющегося материала и отношение объема к поверхности. Представьте себе тонну урана-235 (сразу оговорюсь - это очень много), которая существует в виде тонкой и очень длинной проволоки. Да, нейтрон, летящий вдоль нее, разумеется, вызовет акт вынужденного распада. Но доля нейтронов, летящих вдоль проволоки, окажется настолько малой, что говорить о самоподдерживающейся цепной реакции просто смешно.
Поэтому условились считать критическую массу для сферической отливки. Для чистого урана-235 критическая масса составляет 50 кг (это шарик радиусом 9 см). Сами понимаете, такой шарик долго не просуществует, впрочем, как и те, кто его отлили.
Если же шарик меньшей массы окружить отражателем нейтронов (для него прекрасно подходит бериллий), а в состав шарика ввести материал - замедлитель нейтронов (вода, тяжелая вода, графит, тот же бериллий), то критическая масса станет гораздо меньшей. Применяя наиболее эффективные отражатели и замедлители нейтронов, можно довести критическую массу до 250 грамм. Этого, к примеру, можно достигнуть, если поместить в сферическую бериллиевую емкость насыщенный раствор соли урана-235 в тяжелой воде.
Критическая масса существует не только для урана-235. Есть еще ряд изотопов, способных к цепной реакции деления. Главное условие - продукты распада ядра должны вызывать акты распада других ядер.
Урановая бомба
Итак, у нас есть две полусферических отливки урана массой по 40 кг. Пока они находятся на почтительном отдалении друг от друга, все будет спокойно. А если начать их медленно сдвигать? Вопреки распространенному мнению, не произойдет ничего грибообразного. Просто куски по мере сближения начнут нагреваться, а затем, если вовремя не одуматься, раскаляться. В конце концов они просто расплавятся и растекутся, а все, кто двигал отливки, дадут дуба от облучения нейтронами. А те, кто с интересом наблюдал за этим, склеят ласты.
А если быстрее? Быстрее расплавятся. Еще быстрее? Еще быстрее расплавятся. Охладить? Да хоть в жидкий гелий опустите - толку не будет. А если выстрелить одним куском в другой? О! Момент истины. Мы только что придумали урановую пушечную схему. Впрочем, гордиться нам особенно нечем, эта схема - самая простая и безыскусная из всех возможных. Да и от полушарий придется отказаться. Они, как показала практика, не склонны ровненько слипаться плоскостями. Малейший перекос - и получится очень дорогостоящий «пук», после которого долго придется убирать.
Лучше сделаем короткую толстостенную трубу из урана-235 с массой 30-40 кг, к отверстию которой приставим высокопрочный стальной ствол того же калибра, заряженный цилиндром из такого же урана примерно такой же массы. Окружим урановую мишень бериллиевым отражателем нейтронов. Вот теперь, если пальнуть урановой «пулей» по урановой «трубе» - будет полная «труба». То есть будет ядерный взрыв. Только пальнуть надо по-серьезному, так, чтобы дульная скорость уранового снаряда была хотя бы 1 км/с. Иначе опять же будет «пук», но погромче. Дело в том, что при сближении снаряда и мишени они настолько разогреваются, что начинают интенсивно испаряться с поверхности, тормозясь встречными газовыми потоками. Более того, если скорость недостаточна, то есть шанс, что снаряд просто не долетит до мишени, а испарится по дороге.
Разогнать до такой скорости болванку массой в несколько десятков килограмм, причем на отрезке в пару метров - задача крайне непростая. Именно поэтому потребуется не порох, а мощная взрывчатка, способная создать в стволе должное давление газов за очень короткое время. А ствол потом чистить не придется, не беспокойтесь.
Бомба Mk-I «Little Boy», сброшенная на Хиросиму, была устроена именно по пушечной схеме.
Есть, конечно, незначительные детали, которые мы не учли в нашем проекте, но против самого принципа не погрешили совершенно.
Плутониевая бомба
Так. Урановую бомбу мы взорвали. Грибом полюбовались. Теперь будем взрывать плутониевую. Только не надо тащить сюда мишень, снаряд, ствол и прочий хлам. Этот номер с плутонием не пройдет. Даже если мы пальнем одним куском в другой со скоростью в 5 км/с, все равно надкритической сборки не выйдет. Плутоний-239 успеет разогреться, испариться и изгадить все вокруг. Его критическая масса - чуть больше 6 кг. Можете себе представить, насколько он активнее в плане захвата нейтронов.
Плутоний - металл необычный. В зависимости от температуры, давления и примесей он существует в шести модификациях кристаллической решетки. Есть даже такие модификации, в которых он сжимается при нагревании. Переходы из одной фазы в другую могут совершаться скачкообразно, при этом плотность плутония может меняться на 25%.Давайте, как все нормальные герои, пойдем в обход. Вспомним, что критическая масса определяется, в частности, отношением объема к поверхности. Ладно, у нас есть шарик докритической массы, имеющий минимальную поверхность при заданном объеме. Скажем, 6 килограмм. Радиус шарика - 4,5 см. А если этот шарик сжать со всех сторон? Плотность возрастет пропорционально кубу линейного сжатия, а поверхность уменьшится пропорционально его же квадрату. И вот что получится: атомы плутония уплотнятся, то есть тормозной путь нейтрона сократится, а значит, увеличится вероятность его поглощения. Но, опять же, сжать с нужной скоростью (порядка 10 км/с) все равно не выйдет. Тупик? А вот и нет.
При 300°С наступает так называемая дельта-фаза - самая рыхлая. Если легировать плутоний галлием, нагреть его до этой температуры, а затем медленно охладить, то дельта-фаза сможет существовать и при комнатной температуре. Но она не будет стабильной. При большом давлении (порядка десятков тысяч атмосфер) произойдет скачкообразный переход в очень плотную альфа-фазу.
Поместим плутониевый шарик в большой (диаметр 23 см) и тяжелый (120 кг) пустотелый шар из урана-238. Не переживайте, у него нет критической массы. Зато он прекрасно отражает быстрые нейтроны. А они нам еще пригодятся.Думаете, взорвали? Как бы не так. Плутоний - чертовски капризная сущность. Придется еще поработать. Сделаем две полусферы из плутония в дельта-фазе. Сформируем в центре сферическую полость. И в эту полость поместим квинтэссенцию ядерно-оружейной мысли - нейтронный инициатор. Это такой маленький пустотелый шарик из бериллия диаметром 20 и толщиной 6 мм. Внутри его - еще один шарик из бериллия диаметром 8 мм. На внутренней поверхности пустотелого шарика - глубокие бороздки. Все это щедро никелировано и покрыто золотом. В бороздки помещается полоний-210, который активно испускает альфа-частицы. Вот такое вот чудо технологии. Как оно работает? Секундочку. У нас еще есть несколько дел.
Окружим урановую оболочку еще одной, из сплава алюминия с бором. Ее толщина - около 13 см. Итого, наша «матрешка» теперь растолстела до полуметра и поправилась с 6 до 250 кг.
Теперь изготовим имплозионные «линзы». Представьте себе футбольный мяч. Классический, состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников. Изготовим такой «мяч» из взрывчатки, а каждый из сегментов снабдим несколькими электродетонаторами. Толщина сегмента - около полуметра. При изготовлении «линз» есть тоже масса тонкостей, но если их описывать, то на все остальное не хватит места. Основное - максимальная точность линз. Малейшая погрешность - и всю сборку раздробит бризантным действием взрывчатки. Полная сборка теперь имеет диаметр около полутора метров и массу 2,5 тонны. Завершает конструкцию электрическая схема, задача которой - подорвать детонаторы в строго определенной последовательности с точностью до микросекунды.
Все. Перед нами - плутониевая имплозионная схема.
А теперь - самое интересное.
При детонации взрывчатка обжимает сборку, а алюминиевый «толкатель» не дает распространиться спаду взрывной волны, распространяющемуся вслед за ее фронтом внутрь. Пройдя через уран со встречной скоростью около 12 км/с, волна сжатия уплотнит и его, и плутоний. Плутоний при давлениях в зоне сжатия порядка сотен тысяч атмосфер (эффект фокусировки взрывного фронта) перейдет скачком в альфа-фазу. За 40 микросекунд описанная здесь сборка уран-плутоний станет не просто надкритической, а превышающей критическую массу в несколько раз.
Дойдя до инициатора, волна сжатия сомнет всю его конструкцию в монолит. При этом золото-никелевая изоляция разрушится, полоний-210 за счет диффузии проникнет в бериллий, испускаемые им альфа-частицы, проходящие через бериллий, вызовут колоссальный поток нейтронов, запускающих цепную реакцию деления во всем объеме плутония, а поток «быстрых» нейтронов, рожденный распадом плутония, вызовет взрыв урана-238. Готово, мы вырастили второй гриб, ничуть не хуже первого.
Пример плутониевой имплозионной схемы - бомба Mk-III «Fatman», сброшенная на Нагасаки.
Все описанные здесь ухищрения нужны для того, чтобы заставить вступить в реакцию максимальное количество атомных ядер плутония. Основная задача - как можно дольше удержать заряд в компактном состоянии, не дать ему разлететься плазменным облаком, в котором цепная реакция мгновенно прекратится. Здесь каждая выигранная микросекунда - прирост одной-двух килотонн мощности.
Термоядерная бомба
Существует расхожее мнение, что ядерная бомба - запал для термоядерной. В принципе, все гораздо сложнее, но суть ухвачена верно. Оружие, основанное на принципах термоядерного синтеза, позволило добиться такой мощности взрыва, которая ни при каких условиях не может быть достигнута цепной реакцией деления. Но единственный пока источник энергии, позволяющий «поджечь» термоядерную реакцию синтеза, - это ядерный взрыв.
Термоядерный синтез
Помните, как мы с вами «кормили» ядро водорода нейтронами? Так вот, если попытаться подобным образом соединить между собой два протона, ничего не выйдет. Протоны не удержатся вместе из-за кулоновских сил отталкивания. Либо они разлетятся, либо произойдет бета-распад и один из протонов станет нейтроном. А вот гелий-3 существует. Благодаря одному-единственному нейтрону, который делает протоны более уживчивыми друг с другом.
В принципе, на основании состава ядра гелия-3 можно сделать вывод, что из ядер протия и дейтерия можно вполне собрать одно ядро гелия-3. Теоретически это так, но такая реакция может идти только в недрах больших и горячих звезд. Более того, в недрах звезд даже из одних протонов можно собрать гелий, превращая часть их в нейтроны. Но это уже вопросы астрофизики, а достижимый для нас вариант - это слить два ядра дейтерия или дейтерий и тритий.
Для слияния ядер необходимо одно очень специфическое условие. Это очень высокая (109 К) температура. Только при средней кинетической энергии ядер в 100 килоэлектронвольт они способны сблизиться на расстояние, при котором сильное взаимодействие начинает преодолевать кулоновское.
Вполне законный вопрос - зачем городить этот огород? Дело в том, что при синтезе легких ядер выделяется энергия порядка 20 МэВ. Разумеется, при вынужденном делении ядра урана эта энергия в 10 раз больше, но есть один нюанс - при самых больших ухищрениях урановый заряд мощностью даже в 1 мегатонну невозможен. Даже для более совершенной плутониевой бомбы достижимый выход энергии - не более чем 7-8 килотонн с одного килограмма плутония (при теоретическом максимуме 18 килотонн). И не забывайте о том, что ядро урана почти в 60 раз тяжелее двух ядер дейтерия. Если считать удельный выход энергии, то термоядерный синтез заметно впереди.
И еще - для термоядерного заряда не существует никаких ограничений по критической массе. У него попросту ее нет. Есть, правда, другие ограничения, но о них - ниже.
В принципе, запустить термоядерную реакцию как источник нейтронов достаточно несложно. Гораздо труднее запустить ее как источник энергии. Здесь мы сталкиваемся с так называемым критерием Лоусона, который определяет энергетическую выгодность термоядерной реакции. Если произведение плотности реагирующих ядер и времени их удержания на расстоянии слияния больше, чем 1014 сек/см3, энергия, даваемая синтезом, превысит энергию, вводимую в систему.
Именно достижению этого критерия и были посвящены все термоядерные программы.
Классический супер
Первая схема термоядерной бомбы, пришедшая в голову Эдварду Теллеру, была чем-то сродни попытке создать плутониевую бомбу по пушечной схеме. То есть вроде бы все правильно, но не работает. Устройство «классического супера» - жидкий дейтерий, в который погружена плутониевая бомба, - было и вправду классическим, но далеко не супер.
Мысль о взрыве ядерного заряда в среде жидкого дейтерия оказалась тупиковой изначально. При таких условиях мало-мальский выход энергии термоядерного синтеза мог быть достигнут при подрыве ядерного заряда мощностью 500 кт. А о достижении критерия Лоусона вообще говорить не приходилось.
Слойка
Идея окружить ядерный заряд-триггер слоями термоядерного топлива, перемежающегося ураном-238 в качестве теплоизолятора и усилителя взрыва, Теллеру тоже приходила в голову. Да и не только ему. Первые советские термоядерные бомбы были построены именно по этой схеме. Принцип был достаточно простым: ядерный заряд прогревает термоядерное горючее до температуры начала синтеза, а рождающиеся при синтезе быстрые нейтроны взрывают слои урана-238. Однако ограничение оставалось прежним - при той температуре, которую мог обеспечить ядерный триггер, в реакцию синтеза могла вступить только смесь дешевого дейтерия и невероятно дорогого трития.
Позже Теллера посетила мысль использовать соединение дейтерид лития-6. Такое решение позволило отказаться от дорогих и неудобных криогенных емкостей с жидким дейтерием. К тому же в результате облучения нейтронами литий-6 превращался в гелий и тритий, вступавший с дейтерием в реакцию синтеза.
Недостатком этой схемы оказалась ограниченная мощность - в реакцию синтеза успевала вступить лишь ограниченная часть термоядерного горючего, окружавшего триггер. Остальное, сколько бы его ни было, шло на ветер. Максимальная мощность заряда, полученная при использовании «слойки», равнялась 720 кт (британская бомба Orange Herald). Судя по всему, это был «потолок».
Схема Теллера-Улама
Об истории разработки схемы Теллера-Улама мы уже говорили. Теперь давайте разберемся в технических деталях этой схемы, которую называют также «двухступенчатой» или «схемой обжатия излучением».
Наша задача - нагреть термоядерное топливо и удержать его в определенном объеме, чтобы выполнить критерий Лоусона. Оставляя в стороне американские упражнения с криогенными схемами, возьмем в качестве термоядерного топлива уже известный нам дейтерид лития-6.
В качестве материала контейнера для термоядерного заряда выберем уран-238. Контейнер - цилиндрической формы. По оси контейнера внутри его расположим цилиндрический стержень из урана-235, имеющий субкритическую массу.
На заметку: нашумевшая в свое время нейтронная бомба - это та же схема Теллера-Улама, но без уранового стержня по оси контейнера. Смысл в том, чтобы обеспечить мощный поток быстрых нейтронов, но не допустить выгорания всего термоядерного топлива, на которое станут расходоваться нейтроны.
Остальное свободное пространство контейнера заполним дейтеридом лития-6. Разместим контейнер в одном из концов корпуса будущей бомбы (это у нас будет вторая ступень), а в другом его конце смонтируем обычный плутониевый заряд мощностью в несколько килотонн (первая ступень). Между ядерным и термоядерным зарядами установим перегородку из урана-238, предотвращающую преждевременный разогрев дейтерида лития-6. Заполним остальное свободное пространство внутри корпуса бомбы твердым полимером. В принципе, термоядерная бомба готова.
При подрыве ядерного заряда 80% энергии выделяется в виде рентгеновского излучения. Скорость его распространения намного превышает скорость распространения осколков деления плутония. Через сотые доли микросекунды урановый экран испаряется, и рентгеновское излучение начинает интенсивно поглощаться ураном контейнера термоядерного заряда. В результате так называемой абляции (уноса массы с поверхности нагретого контейнера) возникает реактивная сила, сжимающая контейнер в 10 раз. Именно этот эффект называется радиационной имплозией или обжатием излучением. При этом плотность термоядерного топлива возрастает в 1000 раз. В результате колоссального давления радиационной имплозии центральный стержень из урана-235 также подвергается обжатию, хотя и в меньшей степени, и переходит в надкритическое состояние. К этому времени термоядерный блок подвергается бомбардировке быстрыми нейтронами ядерного взрыва. Пройдя через дейтерид лития-6, они замедляются и интенсивно поглощаются урановым стержнем.
В стержне начинается цепная реакция деления, быстро приводящая к ядерному взрыву внутри контейнера. Поскольку дейтерид лития-6 при этом подвергается абляционному обжатию снаружи и давлению ядерного взрыва изнутри, его плотность и температура еще больше возрастает. Этот момент - начало запуска реакции синтеза. Дальнейшее ее поддержание определяется тем, как долго контейнер будет удерживать термоядерные процессы внутри себя, не давая выхода тепловой энергии наружу. Именно этим и определяется достижение критерия Лоусона. Выгорание термоядерного топлива идет от оси цилиндра к его краю. Температура фронта горения достигает 300 миллионов кельвин. Полное развитие взрыва вплоть до выгорания термоядерного топлива и разрушения контейнера занимает пару сотен наносекунд - в двадцать миллионов раз быстрее, чем вы прочитали эту фразу.
Надежное срабатывание двухступенчатой схемы зависит от точной сборки контейнера и предотвращения его преждевременного разогрева.
Мощность термоядерного заряда для схемы Теллера-Улама зависит от мощности ядерного триггера, обеспечивающего эффективное обжатие излучением. Впрочем, сейчас существуют и многоступенчатые схемы, в которых энергия предыдущей ступени используется для обжатия последующей. Пример трехступенчатой схемы - уже упомянутая 100-мегатонная «кузькина мать».
В ядерной физике исследуется субатомная структура вещества . Характерные размеры этой структуры малы не только в сравнении с макроскопическими расстояниями, но и в сравнении с размерами ядра. Физические явления, которые происходят на таких малых расстояниях, возможно изучать только при столкновении распаде атомных ядер и элементарных частиц. Изучение этих процессов имеет важное значение для ядерной физики, поскольку полученная информация представляет собой основной источник знаний о составе, строении и свойствах атомных ядер та элементарных частиц.
Основными составляющими любого эксперимента в ядерной физике являются источники частиц, мишени и детекторы. Источниками частиц могут быть радиоактивные препараты, космические лучи, ядерные реакторы и ускорители. Радиоактивные препараты могут быть естественными и искусственными. Последние получают облучение некоторых мишеней пучками частиц от ядерных реакторов и ускорителей. Радиоактивные препараты излучают частицы с энергией в несколько мегаэлектрон-вольт (МэВ), которой недостаточно для исследования большинства ядерных процессов. По этой причине излучение радиоактивных препаратов, в основном, используется для изучения самого явления радиоактивности и у прикладных науках.
Замечание 1
Почти к $50$-м годам $XX$ века основным источником высоких энергий было космическое излучение. Поверхность Земли достигает вторичное космическое излучение, которое возникает в последствии преобразований первичных космических частиц при взаимодействии с атмосферой. Космическое излучение состоит, в основном, с протонов и $\alpha$ – частиц. Энергетический спектр первичного космического излучения чрезвычайно широк. Он охватывает энергии от десятков мегаэлектрон-вольт до очень высоких энергий. Средняя энергия космических частиц $10^{10}$ эВ (зарегистрированы события, обусловлены первичными космическими частицами порядка $10^{20}$ эВ). До создания ускорителей именно в космическом излучении были открыты новые элементарные частицы: позитроны, мюоны, пионы и др. Космическое излучение, как источник частиц высокой энергии, имеет ряд существенных недостатков – невозможность контролировать события с участием частиц со сверхвысокой энергией и чрезвычайно высокая стоимость экспериментов.
Ядерные реакторы , как источники частиц высоких энергий, представляют собой мощные источники нейтронов, энергии которых создают непрерывный спектр от сотых электрон-вольта до десятков мегаэлектрон-вольт. Ядерные реакторы могут использоваться как источники антинейтрино.
Ускорители заряженных частиц
В ядерных исследованиях основными источниками энергии является ускорители. Увеличение энергии заряженных частиц в ускорителях происходит следствии действия на них электрического поля. Ускорители частиц не должны испытывать столкновения с молекулами воздуха. С этой целью их ускоряют у вакууме, а по этому все ускорители являются вакуумными установками. По способу разгона частиц ускорители могут быть нерезонансными и резонансными. По форме траектории движения ускоренных частиц ускорители делят на линейные и циклические.
Ускорители – очень сложные установки. По оборудованию и принципу действия они относятся к физической электронике и радиотехнике сверхвысоких частот. Поскольку роль ускорителей у ядерной физике и физике элементарных частиц ключевая, то остановимся на рассмотрении основных принципов их работы. Кроме физики ускорители используются в химии, биологии, геофизике, медицине и др.
В зависимости от ускоряемых частиц разработано разные типы ускорителей. Например, ускорители для протонов, $\alpha$ – частиц, тяжелых ионов непригодны для ускорения электронов. Энергия ускоренных частиц меняется в пределах от нескольких МэВ до сотен ГэВ. Верхняя граница определяется не принципиальными затруднениями, а уровнем развития техники.
Замечание 2
Первым ускорителем, который еще с начала $30$-х годов $XX$ века имел практическое применение в физике, является электростатический генератор Ван-де-Граафа. Обычные генераторы Ван-дер-Граафа дают возможность получить напряжение до $2-5$МВ, а модифицированные – до $15-20$ МВ. Преимуществом генератора Ван-де-Граафа является возможность получать значительные токи в пучку при высоких КПД (ток достигает нескольких сотен микроампер). Недостатком генератора является жесткое ограничение энергии пучка сверху, но он обеспечивает самую высокую степень монохроматичности пучка по сравнению с другими ускорителями.
Линейные ускорители принадлежат к резонансным ускорителям, поскольку в них для ускорения используются высокочастотные поля, частота которых строго согласуется со скоростью ускоренной частицы. Самым простым с таких ускорителей является ускоритель Видероэ, в котором трубчатые электроды расположены один за одним у вакуумном цилиндре. Трубчатые электроны через один соединенные с одним полюсом генератора переменного напряжения, другие – с другим полюсом. Ускоритель является импульсным, т.е. не создает непрерывный поток частиц.
Рисунок 1.
Будем считать, что ускоренными частицами являются протоны, которые влетают слева и движутся внутри первой дрейфовой трубки (рис. а). При движении протона в промежутке между электродами $1$ и $2$ происходит его ускорение. Поток ускоренных частиц движется внутри второй дрейфовой трубки. Пролетая в ней на протоны не действуют никакие силы, т.к. электрическое поле внутри трубки отсутствует. Продолжая свое движение, протоны попадают у промежуток между $2$ и $3$. За время, на протяжении которого частицы пролетают вторую дрейфовую трубку, потенциалы на электродах меняются так, что направление электрического поля потенциалы определяются нижним знаком (рис. б). Идея этого метода лежит в том что напряжение меняется за то время, пока протоны находятся внутри той или иной трубки. По этой причине этот метод называется резонансным. Длина дрейфовых трубок с ростом их номера увеличивается. Поскольку частицы движутся в каждой дрейфовой трубке с увеличением скорости, то они должны пролетать все трубки за одно и то же врем, которое равно половине периоду изменения ускорительного напряжения.
Проект линейного резонансного ускорителя, в котором дрейфовые трубки не соединены с генератором высокого напряжения предложил и применил Л. Альверс . Его ускоритель представляет собой цилиндрическую трубку (объемный резонатор), в которой возбуждается стоячая электромагнитная волна, в которой вектор напряженности электрического поля параллельный оси трубки. Электрическое поле в таком резонаторе меняется по закону $E=A(r)cosKx cos\omega t$, где координата x отсчитывается вдоль трубы, амплитуда $A(r)$ зависит от расстояния $r$ до оси резонатора. Частота $\omega$ должна удовлетворять условия, при которых в трубке можно возбудить стоящие волны с определенными характеристиками. Такого ограничения на частоту не было в ускорителях Видероэ, в узлах $1, 2, 3…$ напряженность электрического поля равна нулю. Через каждый полупериод направление вектора напряженности электрического поля меняется на противоположный.
Рисунок 2.
Пусть в таком поле протон движется с постоянной скоростью $\nu$ и находится в точке $A$ у тот момент времени, когда напряженность электрического поля максимальна. Тогда частица будет ускорятся, а ее энергия будет увеличиваться. Предположим, что через четверть периода она окажется в узле $1$, где $E=0$. В этот момент электрическое поле меняет напряжение на противоположное и ускоряет частицу между узлами $1$ и $2$. К узлу $2$ частица должна подходить в момент времени, когда снова происходит изменение напряженности электрического поля. При реальном движении частица должна проходить и через ускорительные и через замедляющие участки. Для преодоления этого на замедляющие участки поместил дрейфовой трубки. Дрейфовые трубки не присоединялись к источнику высокого напряжения, они заряжались переменным электромагнитным полем.
Для ускорения частиц можно использовать только одну сопутствующую волну, убрав вред от встречной волны. Такой ускоритель назван ускорителем с бегущей волной. Самый больший ускоритель с бегущей волной для ускорения электронов до $22,3$ ГэВ построен в Стэнфорде (США), его длина $3,05$ км. На основе этого ускорителя созданы установки для встречных электрон-позитронных пучков. Электроны и позитроны ускоряются в линейном ускорителе, после чего их траектории разводятся по разным кругам, в местах их пересечения происходят встречные столкновения.
Несмотря на то, что линейные ускорители не могут давать частицам такие большие энергии, которые используются в ядерной физике, они пока что остаются важными установками для ядерных исследований, по той причине, что заряженные частицы в них меньше теряют энергии на излучение. В циклических ускорителях используется совместное действие на заряженную частицу электрического и магнитного полей. Электрическое поле ускоряет частицы, а магнитное удерживает их на определенной траектории и многократно возвращает в ускорительное поле.
Наблюдение и регистрация микрочастиц
Детекторами микрочастиц являются приборы, с помощью которых их находят и изучают характеристики. Основной сложностью определения микрочастиц находится в том, что их действие на детективное вещество очень мало. Чтоб определить это действие необходимо значительное усиление микроскопического эффекта в макроскопический сигнал. Действие детекторов базируется на ионизации или возбуждении атомов вещества детектора ускоренными заряженными частицами. Незаряженные частицы (γ-кванты, нейтроны, нейтрино и т.д.) не ионизируют атомов вещества и проявляют себя через вторично заряженные частицы, которые возникают при взаимодействии нейтральных частиц с веществом. Все детекторы можно поделить на три группы:
- масс-анализаторы;
- счетчики или электронные детекторы;
- трековые детекторы и годоскопические камеры.
Масс-анализаторы используют для измерения масс атомных ядер (масс-спектрографы), для изучения изотопного состава элементов (масс-спектрометры), разделения изотопов по массах (масс-сепараторы).
В трековых счетчиках регистрируется след, оставленный заряженной частицей. К трековым детекторам принадлежат камера Вильсона, пузырьковая камера, толстошаровые фотоэмульсии, пропорциональные, стримерные и дрейфовые камеры.
Детекторы характеризируются эффективностью, пространственным распределением, раздельным временем и временем восстановления.
Источник: ladyfromrussia.com
Алабама — 22 штат США. Находится он на юго-востоке страны. Его соседями являются штаты Теннесси (с севера), Флорида и Мексиканский залив (с юга), Миссисипи (с запада) и Джорджия (с востока), в составе которой была Алабама до получения статуса отдельного штата в 1819 году.
Источник: ru.wikipedia.org Площадь Алабамы — 135 765 км² (13 место среди всех штатов), количество жителей — более 4 миллионов человек. Среди крупнейших городов штата — Хантсвилл, Декатур, Бирмингем, Хомвуд, Мобил, и многие другие, а самым маленьким является городок Мак-Муллен, в котором всего несколько десятков жителей. На 65% территория штата состоит из лесных массивов, к северо-востоку они переходят в горы Аппалачи. Климат океанический субтропический, температура зимой редко бывает ниже нуля, однако летом +30 — далеко не редкость.
Источник: set-travel.com Алабаму нередко называют Сердцем Юга, и связано это с тем, что его столица, город Монтгомери, в период Гражданской войны в стране (1861-1865 годы) несколько месяцев возглавлял мятежные штаты. С конца 19 века штат делает упор на развитие тяжелой промышленности, а с 50-60 годов прошлого века полностью становится индустриальным, что позволяет ему оставаться независимым и сильным и быть одним из крупнейших центров США в этой области.
Источник: pixabay.com Свое наименование Алабама получила от общего названия всех мускогских индейских племен, являющихся коренными жителями этих мест. Их впервые обнаружил в 16 веке Фернандо де Сото — конкистадор и исследователь из Испании. Таково же и название протекающей здесь реки.
Монтгомери, столица и центр Алабамы, был основан в 1817 году, а городом стал в 1819. Живет в городе более 210000 человек, но, к сожалению, индейцев, которые издавна обитали на этой земле, здесь всего 0,3 % от всей численности населения. Монтгомери — центр деревообрабатывающей и хлопкоперерабатывающий промышленностей, развита текстильная промышленность, высокий уровень развития компьютерных технологий, а также он является научным центром и имеет несколько высших престижных учебных заведений с давней историей, среди которых Troy State University Montgomery, Faulkner University, Huntingdon College, и множество других колледжей и университетов. Еще рядом с городом построены база ВВС и крупный «Деннели».
Источник: bestcounselingdegrees.net Как и у каждого штата, у Алабамы есть флаг, имеющий собственную историю. 11 января 1861 года властями штата было объявлено о выходе из Союза и вывешен новый флаг над офисом губернатора. Ранее несколько женщин из Монтгомери разработали его проект, который был принят. Лицевая сторона представляла собой полотнище синего цвета с изображенной на нем богиней Свободы, держащей в правой руке опущенный меч, а в левой — маленький синий флажок с золотой звездой и надписью Alabama. Над ней в виде арки помещена надпись, гласящая в переводе с английского «Независимая сейчас и навсегда».
Источник: dic.academic.ru На оборотную сторону поместили изображения хлопкового куста и извивающегося техасского гремучника справа от него. Снизу — золотая надпись «Не трогай меня» (в переводе с латыни). Однако провисел стяг недолго, потому что был поврежден в непогоду. Его сняли 8 февраля и больше не использовали.
Штат Алабама
История штата Алабама
Испанские Экспедиции
Колонизация
Изменение границ
XIX Век, война с индейцами племени Крик
Государственность
Гражданская Война
Период восстановления
Реакция и экономический кризис
ХХ Век, индустриализация
Политическое развитие, 1900 - 1972 г. г.
Гражданские права
Конец ХХ века
Штат Алабама
Площадь: 134,7 тысяч кв.км
Столица: Монтгомери
Население: 4.447.100 человек; 23-е место (декабрь 2000 г)
Крупнейшие города: Birmingham, Montgomery, Mobile, Huntsville, Tuscaloosa, Hoover, Dothan, Decatur, Auburn, Gadsden.
Штат Алабама расположен на юго-востоке США, в южном конце горной гряды Аппалачи, на побережье Мексиканского залива. Алабама - один из основных южных штатов США. На протяжении 450 лет над штатом реяли, сменяя друг друга, множество флагов: Испании, Франции, Великобритании и, наконец - звездно-полосатый флаг США, сменившийся во время Гражданской войны на флаг Конфедерации, а после войны - снова занявший свое законное место на вершине Капитолия столицы штата.
Алабама имеет интереснейшую историю. Этот штат - двадцать вторым по счету - 14 декабря 1814 года вошел в состав США. А столица Алабамы, город Монтгомери, был в 1861 году также и столицей Конфедерации южных штатов. Некоторые города Алабамы до сих пор хранят дух и неуловимый шарм и достоинство Старого Американского Юга - земли аристократов-плантаторов и бескрайних хлопковых полей.
Однако такое узкое представление об Алабаме никогда не было полностью верным. Хлопок и сейчас является важнейшей культурой сельского хозяйства штата. Но, наравне с ним, в Алабаме выращивают кукурузу и сою; производят ореховое масло и многие зерновые культуры. Занимаются деревообработкой и скотоводством.
На землях Алабамы, где прежде трудились черные рабы, вручную собирая хлопок, сейчас - благодаря Программе Гидро-электрической Индустриализации сельского хозяйства, начатой еще в 1930 году организацией Tennessee Valley Authority - работает современная техника, под управлением высококвалифицированных специалистов.
В те же 30-е индустриальный бум охватил и центральные, а также юго-западные районы штата, включая крупнейший город Алабамы - Бирмингем. Сейчас этот город является промышленной столицей металлургии и машиностроения штата.
Река Алабама дала свое имя этому штату. Алабамой же эту реку назвали туземные индейцы, жившие на ее берегах. Именно от индейцев услышали ее имя первые европейцы, исследовавшие эти земли. Название "Алабама" является комбинацией двух слов из языка индейского туземного племени Чокто (Choctaw): растения (alba) и собиратель (amo), из чего следовало, что индейцы Чокто называли этими словами и плодородную землю долины реки, дающей жизнь всем растениям. А людей, живших на берегах щедрой реки, индейцы Чокто звали "народ Алибамон" (Alibamon).
Штат Алабама также в шутку называют Yellowhammer State потому, что во времена Гражданской войны солдаты армии Конфедерации из штата Алабама нашивали на свою униформу желтые заплатки, похожие на крылышки птички Yellowhammer, которая является одним из символов штата.
Город Бирмингем.
Самый большой город в Алабаме, крупнейший транспортный, культурный и коммерческий центр не только Алабамы, но и всего юго-востока США. Столица сталелитейной промышленности Алабамы. В Бирмингеме расположен крупнейший университет штата University of Alabama.
Космический лагерь.
На севере штата Алабама, в городе Хантсвилл (Huntsville) находится "Космический Лагерь" США (United States Space Camp) Этот городок астронавтики знакомит детей с профессиями, связанными с космическими исследованиями, техникой и снаряжением астронавтов.
Все желающие могут испытать различные виды "космических перегрузок". На всевозможных автоматах-симуляторах, в числе которых корпус рабочей ракеты, каждый может ощутить себя настоящим космонавтом. Лагерь космонавтики находится под патронажем американского Центра Космических исследований и ракетостроения. В музее Лагеря собрана самая большая коллекция космических аппаратов и других экспонатов, иллюстрирующих историю освоения космоса астронавтами и учеными США. (Bob Gathany/U. S. Space & Rocket Center)
Государственный Парк Де Сото
Государственный парк Де Сото - один из 24-х парков-заповедников штата. Расположен на берегах реки Little River - на северо-востоке Алабамы. Парк был основан в 1930 г. и носит имя испанского исследователя Фернандо Де Сото (Hernando de Soto), который в 16 веке путешествовал по этим землям в поисках золота.
Особенно прекрасны осенние природные ландшафты парка. Поистине, сказочны маршруты по великолепным восточным берегам реки Миссисипи.
Город Монтгомери - столица штата Алабама
Расположен в центральной Алабаме, в графстве Montgomery, на берегу реки Алабама.
Является торговым центром хлопкообрабатывающей промышленности и деревообработки, компьютерных технологий и текстильной промышленности штата. В районе Монтгомери расположена крупнейшая база ВВС Maxwell Air Force Base. И аэропорт Дэннелли (Dannelly Field Airport)
Монтгомери является крупнейшим научным и учебным центром штата. Здесь расположены старейшие знаменитые учебные заведения Американского Юга: Huntingdon College (1854), Alabama State University (1874), Faulkner University (1942), Troy State University Montgomery (1966) и др.
Большой архитектурный интерес представляют старинные здания города, его Капитолий.
Множество музеев. Необычайно интересны музей изящного искусства - Museum of Fine Arts и дом-музей знаменитого американского писателя Ф.С. Фицджералда (F. Scott Fitzgerald).
Согласно статистическим данным, в столице штата проживает 49,6% чернокожих американцев; 47,7% - ВАСПов (белых); 1,1% азиатов; и 0,2% индейцев.
Монтгомери, Капитолий штата
Город Монтгомери (Montgomery) оказался самым успешным претендентом на звание столицы штата. Центральными городоми Алабамы в разное время были Saint Stephens, Huntsville, Cahawba (Cahaba), и Tuscaloosa. Но в 1846 г. столицей стал город Монтгомери и остается ею и по сей день.
В 1851 г. в правительственном здании штата - Капитолии произошла торжественная инаугурация первого и последнего Президента Конфедерации Штатов Америки - Джефферсона Дэвиса (Jefferson Davis).
(Alabama Bureau of Tourism and Travel)
История штата Алабама
Первые Жители.
Первыми жителями той территории, которая сейчас называется Алабама, были охотники индейцы.
Научные раскопки доказывают, что в северо-восточных районах Алабамы более, чем 8 тысяч лет назад уже существовали индейские поселения. Однако, археологи предполагают, что первые стоянки человека на территории Алабамы существовали даже раньше - за 10-11 тысячелетий до нашей эры.
Когда в 16 веке первые европейцы пришли на эти земли, Алабама уже была заселена туземными племенами индейцев. Причем, это были отнюдь не "дикари". У местных туземцев существовали довольно сложные социально-политические и религиозные отношения, экономические и культурные связи. Туземцы занимались земледелием, охотой. Были довольно хорошо развиты ремесла: керамика, резьба по камню, металлообработка. Кроме того, они обладали незаурядным артистическим талантом: разыгрывали символические сцены из своей жизни и представляли их на публике.
Испанские экспедиции
Первые европейцы пришли в Алабаму в поисках золота. Еще в 14 веке испанцы исследовали земли Алабамы.
Первая экспедиция, под руководством Эрнандо Де Сото (Hernando de Soto) была организована в 1539 году. В сопровождении сотни солдат путешественник намеревался найти в этой местности "Золотое королевство", легенды о котором ходии среди испанцев. Отряд Де Сото варварски вторгался в маленькие городки индейцев, грабил и захватывал заложников, стараясь выпытать у них сведения о "Золотом королевстве". Весть о вторжении воинственных чужеземцев быстро распространялась среди местных индейцев, и отряд Де Сото встречал по всему маршруту своего похода вооруженное сопротивление местных жителей.
Возле деревушки Mauvila, на берегу реки Алабама отряд Де Сото сразился в воинами племени Таскалуза и победил индейцев. Однако, эта победа досталась испанцам ценой больших потерь. Отряд Де Сото продожил свой поход на запад - в район Миссисипи. Но численность отряда была уже далека от сотни. Испанцы были истощены походом, постоянными сражениями и болезнями. Им постоянно приходилось обороняться от воинственных индейцев. Кроме того, никто из местных туземных жителей не помогал испанцам ни пищей, ни лекарствами. Поскольку солдаты Де Сото пришли на индейские земли не как мирные исследователи, а как жадные завоеватели.
Фернандо Де Сото умер на берегу реки Миссисипи и лишь несколько человек из его отряда смогли в 1543 году вернуться обратно в Мексику. Так бесславно закончился первый испанский поход в Алабаму. Золота они так и не нашли, а потому решили, что легенда о "Золотом королевстве" на поверку оказалась выдумкой. Однако в наследство о своем походе они успели оставить индейцам не только детей, рожденных в результате смешанных "браков", но и, дотоле неведомые туземцами, европейские болезни.
В 1559 году в Алабаму был совершен еще один испанский поход под предводительством дона Тристана Де Луна. Его отряд, состоявший из 500 солдат и тысячи колонистов, прибыл из Мексики в район бухты Мобил (Mobile Bay). Однако, и этих исследователей почти сразу же постигла неудача: разразившийся шторм уничтожил почти все снаряжение экспедиции. Испанцы были вынуждены покинуть колонию и вернуться в Мексику. Однако, поспешно бросая неприветливую землю, испанцы оставили своих лошадей и домашних животных, которых местные жители приняли в свои хозяйства.
У туземных американцев не было иммунитета к европейским вирусным заболеваниям. Среди местных жителей начались эпидемии невиданных ранее, неизлечимых болезней. Погибли тысячи. Многие города и поселки были уничтожены болезнями и покинуты жителями, оставшимися в живых. Выжившие индейцы Алабамы объединялись в группы и примыкали к более многочисленным племенам. В 18 веке многие индейцы Алабамы стали членами четырех наиболее крупных американских индейских племен: северных индейцев Чероки (Cherokee); северо-западных - Чикасо (Chickasaw); юго-западных - Чокто (Choctaw) и - союза центральных и юго-восточных индейцев - племени Крик (Creek).
Алабама штат США — это тридцатый по величине штат более 135 тысяч квадратных километров общей площади.
Если искать штат Алабама на карте, то вы найдете его в юго-западной части страны.
Он граничит с штатами Теннесси на севере, с Флоридой на юге, с на востоке и с Миссисипи на западе.
Алабама имеет береговую линию вдоль Мексиканского залива на южном краю штата. Штат находится на высоте уровня моря в заливе и достигает 550 м в горах Аппалачей на северо-востоке.
География
Около 3% площади занимает вода, что дает второе место по величине внутренних водных путей системы в Соединенных Штатах.
Около трех пятых земель — неглубокая равнина с общим спуском к и Мексиканскому заливу. Северный район в основном гористый, река Теннесси разрезает большую долину и создает многочисленные ручьи, реки и озера.
Самая высокая точка — гора Чейха на высоте 735 метров. 67% от общей площади суши занимают леса.
Пригородный округ Болдуин, вдоль побережья Мексиканского залива, является самым большим графством в штате как в районе суши, так и в акватории.
Наиболее крупные штата Алабама: Бирмингем, Мобил, Монтгомери, Хантсвилл, Таскалуса.
Столицей штата Алабама является Монтгомери.
Климат
Климат классифицируется как влажный субтропический в соответствии с классификацией климата Коппен. Среднегодовая температура составляет 18 ° C.
Температуры в южной части штата, как правило, теплые, в связи с близостью к Мексиканскому заливу, а северные части, особенно в горах Аппалачей на северо-востоке, имеют тенденцию быть немного прохладнее.
Как правило, в Алабаме очень жаркое лето и мягкая зима с обильными осадками в течение года. Алабама ежегодно получает в среднем 56 1400 мм осадков и имеет длительный вегетационный период до 300 дней в южной части штата.
Лето в Алабаме являются одними из самых жарких в США, с высокими температурами в среднем в 32 °C в течение всего лета в южных частях штата. Алабама также подвержена тропическим штормам и даже ураганам.
Иногда идут грозы с частыми молниями и крупным градом. Центральная и северная части штата наиболее уязвимы для этого типа шторма. Алабама занимает девятое место по числу смертей от молнии на душу населения.
Пик сезона торнадо варьируется от северной до южной части штата. Алабама — одно из немногих мест в мире, который имеет вторичный сезон торнадо в ноябре и декабре, а также весенний суровый погодный сезон. Северная часть штата — вдоль долины Теннесси — является одной из областей в США, наиболее уязвимой для сильных торнадо.
Хотя снег является редким событием на большей части Алабамы, районы штата к северу от Монтгомери могут получать снежную пыль несколько раз каждую зиму, причем, иногда несколько умеренно сильных снегопадов каждые несколько лет.
Экономика
Штат Алабама США инвестирует в сферу аэрокосмической, образовательной, медицинской, банковской и различных отраслей тяжелой промышленности, включая автомобилестроение, добычу полезных ископаемых, производство и изготовление стали.
Сельскохозяйственная продукция Алабамы включает в себя птицу и яйца, крупный рогатый скот, рыбу, питомник растений, арахис, хлопок, зерновые культуры, такие как акор и сорго, овощи, молоко, соевые бобы и персики. Алабама имеет статус «Хлопковый штат» наряду с Техасом, Джорджией и Миссиссипи, входящими в тройку лидеров.
Промышленность
- Промышленная продукция Алабамы включает железо и сталь
- Изделия (включая чугун и стальные трубы)
- Бумага, пиломатериалы и изделия из дерева
- Добыча (в основном уголь)
- Пластиковые изделия
- Автомобили и грузовики
Кроме того, Алабама производит аэрокосмическую и электронную продукцию, главным образом в районе Хантсвилл, место нахождения Центра космических полетов им. Джорджа К. Маршалла НАСА и Army Materiel Command, со штаб-квартирой в Арсенале Редстоун.
Большой объем экономического роста в Алабаме с 1990-х годов был обусловлен расширяющейся автомобильной промышленностью.
Алабама в настоящее время занимает 4-е место в стране по экспорту автомобилей. Автопроизводители составляли примерно треть промышленной экспансии в штате.
Туризм
По оценкам, ежегодно 20 миллионов туристов посещают штат. Более ста тысяч из них из других стран, в том числе из Канады, Великобритании, Германии и Японии.
Алабама и остальная часть глубокого Юга привлекают туристов на протяжении более ста лет благодаря богатой истории региона, потрясающим пейзажам и теплым приемом. От небольших курортов вдоль побережья Мексиканского залива до обширных внутренних городов — это место, в котором есть много возможностей для посетителей.
Большинство туристов приезжают, чтобы исследовать исторический городом Бирмингем штат Алабама и посмотреть красоты и вызывающие воспоминания достопримечательности города.
Некоторые из самых популярных областей включают Ракетный город Хантсвилл, пляжи вдоль залива и столицу штата Монтгомери.
Путешествие в Алабаму может стать одним из самых расслабляющих мест для отдыха.
Среди лучших мест для туризма в щтате Алабама — побережье залива, одни из лучших пляжей в США, где вы можете найти мили песчаных береговых линий, не затронутых современными разработками, а также курортные города, предлагающие все, что вам может понадобиться, чтобы насладиться солнечным отдыхом всей семьей.
