Воздух, нагревшийся при выделении тепла в результате ядерного взрыва, поднимается в высокие слои атмосферы, т. е. происходит мощное перемещение воздуха в средней и верхней тропосфере. Конденсация водяного пара, содержащегося в атмосфере, служит причиной выпадения вблизи очага взрыва сильных ливней и града. Скоростная киносъемка, производившаяся во время и после взрыва, дает представление об изменениях облачности над местом взрыва. Было установлено, что по внешнему виду атомный гриб похож на гигантское грозовое облако или на облака, образующиеся над кратером действующего вулкана. Однако тепло концентрируется в нем на ограниченном пространстве и потому не может оказать длительного воздействия на развитие крупномасштабных явлений погоды. После многочисленных взрывов водородных бомб колебания погоды также не выходили за естественные свои пределы. Поэтому весьма рискованно говорить о каких-либо изменениях климата или об атмосферных явлениях, якобы вызванных взрывами атомных бомб. Подтверждением этой мысли является еще и то, что энергия атомной бомбы ничтожно мала по сравнению с энергией, приходящей на земную поверхность в виде солнечной радиации. Энергия атомной бомбы составляет лишь около одной миллионной доли тепла солнечной радиации, поступающей на Землю всего за одну минуту.
Бесконтрольные ядерные взрывы в атмосфере очень опасны не с точки зрения их влияния на погоду, а из-за связанного с ними радиоактивного излучения. Оно сравнительно мало влияет на атмосферу и, в частности, на степень ее ионизации, но зато представляет большую опасность для человека. Чтобы это было более понятно, остановимся сначала несколько подробнее на вопросе о балансе радиоактивности Земли.
Различают два вида атмосферной радиоактивности: естественную и искусственную. Естественная радиоактивность возникает в результате сравнительно медленного распада неустойчивых элементов, содержащихся в земной коре и являющихся членами трех радиоактивных рядов: урана, тория и актиния. По-видимому, основная часть тепла, содержащегося в недрах нашей планеты, связана с естественным распадом элементов, входящих в эти три ряда. Конечным продуктом каждого ряда является свинец. В зависимости от начального продукта атомы свинца могут иметь разную массу и, следовательно, разный атомный вес. Но химические свойства изотопов свинца будут одинаковыми. Так, например, свинец, получившийся в результате радиоактивного распада урана, имеет точно такие же химические свойства, как и естественный свинец. Но атомный вес первого составляет 206,0, а второго 207,1. Обычно свинец представляет собой смесь нескольких изотопов.
Естественные радиоактивные элементы при распаде проходят через газообразную фазу. Она-то и имеет определенное значение для радиоактивности воздуха. Радиоактивный газ называется эманацией. В зависимости от соответствующего радиоактивного ряда она носит название: радон, торон и актинон. Через поры почвы эти газы проникают в атмосферу. Здесь они распадаются в течение нескольких часов. Затем, присоединяясь к пылинкам, они возвращаются на земную поверхность в виде тяжелых металлов — висмута и свинца. Так происходит непрерывный круговорот естественных радиоактивных элементов в природе. Наряду с этими тремя радиоактивными рядами существуют и другие природные радиоактивные элементы, в частности натрий, входящий в состав поваренной соли и попадающий в наш организм вместе с пищей, а также трехатомный изотоп водорода, называемый тритием.
Происхождение естественной радиоактивности и путь ее распространения. Начальными элементами радиоактивных рядов являются уран, торий и актиний, а конечным продуктом — свинец.
Годовые дозы облучения, которым подвергается человек в естественных условиях:
излучение почвы и другие виды земного излучения. 120 миллирентгенов
излучение радия и продуктов его распада 7 миллирентгенов
космическое излучение… 30 миллирентгенов
изотоп калия 20 миллирентгенов
всего 177 миллирентгенов
Эти величины являются ориентировочными. Они различны для разных географических районов и даже зданий. Например, радиоактивность комнатного воздуха различна в деревянном доме и в бетонном здании. Большая радиоактивность в штольнях серебряных копей, там содержится много радия — продукта распада урана. Радиоактивность в плохо проветриваемых штольнях в 20 000 раз превышает нормальную радиоактивность обычного воздуха. Причиной ранней смерти горняков в прошлые времена была не «месть горного духа», а повышенная радиоактивность воздуха в рудниках.