Один из поражающих факторов ядерного взрыва. Медико-тактическая характеристика поражающих факторов современных видов оружия
Поражающие факторы ядерного взрыва
В зависимости от типа заряда и условий взрыва энергия взрыва распределяется по-разному. Например, при взрыве обычного ядерного заряда без повышенного выхода нейтронного излучения или радиоактивного загрязнения может быть следующее соотношение долей энергетического выхода на различных высотах :
| Доли энергии воздействующих факторов ядерного взрыва | |||||||||
| Высота / Глубина | Рентгеновское излучение | Световое излучение | Теплота огненного шара и облака | Ударная волна в воздухе | Деформация и выброс грунта | Волна сжатия в грунте | Теплота полости в земле | Проникающая радиация | Радиоактивные вещества |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 км | 64 % | 24 % | 6 % | 6 % | |||||
| 70 км | 49 % | 38 % | 1 % | 6 % | 6 % | ||||
| 45 км | 1 % | 73 % | 13 % | 1 % | 6 % | 6 % | |||
| 20 км | 40 % | 17 % | 31 % | 6 % | 6 % | ||||
| 5 км | 38 % | 16 % | 34 % | 6 % | 6 % | ||||
| 0 м | 34 % | 19 % | 34 % | 1 % | менее 1 % | ? | 5 % | 6 % | |
| Глубина камуфлетного взрыва | 30 % | 30 % | 34 % | 6 % | |||||
При наземном ядерном взрыве около 50 % энергии идёт на образование ударной волны и воронки в земле, 30- 40 % в световое излучение, до 5 % на проникающую радиацию и электромагнитное излучение и до 15 % в радиоактивное заражение местности.
При воздушном взрыве нейтронного боеприпаса доли энергии распределяются своеобразно: ударная волна до 10 %, световое излучение 5 - 8 % и примерно 85 % энергии уходит в проникающую радиацию (нейтронное и гамма-излучения)
Ударная волна и световое излучение аналогичны поражающим факторам традиционных взрывчатых веществ, но световое излучение в случае ядерного взрыва значительно мощнее.
Ударная волна разрушает строения и технику, травмирует людей и оказывает отбрасывающее действие быстрым перепадом давления и скоростным напором воздуха. Последующие за волной разрежение (падение давления воздуха) и обратный ход воздушных масс в сторону развивающегося ядерного гриба также могут нанести некоторые повреждения.
Световое излучение действует только на неэкранированные, то есть ничем не прикрытые от взрыва объекты, может вызвать воспламенение горючих материалов и пожары, а также ожоги и поражение зрения человека и животных.
Проникающая радиация оказывает ионизирующее и разрушающее воздействие на молекулы тканей человека, вызывает лучевую болезнь . Особенно большое значение имеет при взрыве нейтронного боеприпаса . От проникающей радиации могут защитить подвалы многоэтажных каменных и железобетонных зданий, подземные убежища с заглублением от 2-х метров (погреб, например или любое укрытие 3-4 класса и выше), некоторой защитой обладает бронированная техника.
Радиоактивное заражение - при воздушном взрыве относительно «чистых» термоядерных зарядов (деление-синтез) этот поражающий фактор сведён к минимуму. И наоборот, в случае взрыва «грязных» вариантов термоядерных зарядов, устроенных по принципу деление-синтез-деление, наземного, заглублённого взрыва, при которых происходит нейтронная активация содержащихся в грунте веществ, а тем более взрыва так называемой «грязной бомбы » может иметь решающее значение.
Электромагнитный импульс выводит из строя электрическую и электронную аппаратуру, нарушает радиосвязь .
Ударная волна
Самое страшное проявление взрыва не гриб, а быстротечная вспышка и образованная ею ударная волна
Образование головной ударной волны (эффект Маха) при взрыве 20 кт
Разрушения в Хиросиме в результате атомной бомбардировки
Большая часть разрушений, причиняемых ядерным взрывом, вызывается действием ударной волны . Ударная волна представляет собой скачок уплотнения в среде, который движется со сверхзвуковой скоростью (более 350 м/с для атмосферы). При атмосферном взрыве скачок уплотнения - это небольшая зона, в которой происходит почти мгновенное увеличение температуры , давления и плотности воздуха. Непосредственно за фронтом ударной волны происходит снижение давления и плотности воздуха, от небольшого понижения далеко от центра взрыва и почти до вакуума внутри огненной сферы. Следствием этого снижения является обратный ход воздуха и сильный ветер вдоль поверхности со скоростями до 100 км/час и более к эпицентру. Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей, а близко к эпицентру наземного или очень низкого воздушного взрыва порождает мощные сейсмические колебания, способные разрушить или повредить подземные сооружения и коммуникации, травмировать находящихся в них людей.
Большинство зданий, кроме специально укрепленных, серьёзно повреждаются или разрушаются под воздействием избыточного давления 2160-3600 кг/м² (0,22-0,36 атм).
Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, из-за этого сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от эпицентра.
Защитой от ударной волны для человека являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.
Оптическое излучение
Жертва ядерной бомбардировки Хиросимы
Световое излучение - это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую , видимую и инфракрасную области спектра . Источником светового излучения является светящаяся область взрыва - нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар , при наземном - полусферу.
Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения - максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).
Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.
При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.
Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.
В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.
Проникающая радиация
Электромагнитный импульс
При ядерном взрыве в результате сильных токов в ионизованном радиацией и световым излучением воздухе возникает сильнейшее переменное электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). Хотя оно и не оказывает никакого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру, электроприборы и линии электропередач. Помимо этого большое количество ионов , возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций . Этот эффект может быть использован для ослепления системы предупреждения о ракетном нападении .
Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне ниже 4 км он относительно слаб, сильнее при взрыве 4-30 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км (см., например, эксперимент по высотному подрыву ядерного заряда Starfish Prime).
Возникновение ЭМИ происходит следующим образом:
- Проникающая радиация, исходящая из центра взрыва, проходит через протяженные проводящие предметы.
- Гамма-кванты рассеиваются на свободных электронах , что приводит к появлению быстро изменяющегося токового импульса в проводниках.
- Вызванное токовым импульсом поле излучается в окружающее пространство и распространяется со скоростью света, со временем искажаясь и затухая.
Под воздействием ЭМИ во всех неэкранированных протяжённых проводниках индуцируется напряжение, и чем длиннее проводник, тем выше напряжение. Это приводит к пробоям изоляции и выходу из строя электроприборов связанных с кабельными сетями, например, трансформаторные подстанции и т. д.
Большое значение ЭМИ имеет при высотном взрыве до 100 км и более. При взрыве в приземном слое атмосферы не оказывает решающего поражения малочувствительной электротехнике, его радиус действия перекрывается другими поражающими факторами. Но зато оно может нарушить работу и вывести из строя чувствительную электроаппаратуру и радиотехнику на значительных расстояниях - вплоть до нескольких десятков километров от эпицентра мощного взрыва, где прочие факторы уже не приносят разрушающий эффект. Может вывести из строя незащищённую аппаратуру в прочных сооружениях, рассчитанных на большие нагрузки от ядерного взрыва (например ШПУ). На людей поражающего действия не оказывает .
Радиоактивное заражение
Кратер от взрыва 104-килотонного заряда. Выбросы грунта также служат источником заражения
Радиоактивное заражение - результат выпадения из поднятого в воздух облака значительного количества радиоактивных веществ. Три основных источника радиоактивных веществ в зоне взрыва - продукты деления ядерного горючего, не вступившая в реакцию часть ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образовавшиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов (наведенная радиоактивность).
Оседая на поверхность земли по направлению движения облака, продукты взрыва создают радиоактивный участок, называемый радиоактивным следом. Плотность заражения в районе взрыва и по следу движения радиоактивного облака убывает по мере удаления от центра взрыва. Форма следа может быть самой разнообразной, в зависимости от окружающих условий.
Радиоактивные продукты взрыва испускают три вида излучения: альфа , бета и гамма . Время их воздействия на окружающую среду весьма продолжительно.
В связи с естественным процессом распада радиоактивность уменьшается, особенно резко это происходит в первые часы после взрыва.
Поражение людей и животных воздействием радиационного заражения может вызываться внешним и внутренним облучением. Тяжелые случаи могут сопровождаться лучевой болезнью и летальным исходом.
Установка на боевую часть ядерного заряда оболочки из кобальта вызывает заражение территории опасным изотопом 60 Co (гипотетическая грязная бомба).
Эпидемиологическая и экологическая обстановка
Ядерный взрыв в населённом пункте, как и другие катастрофы, связанные с большим количеством жертв, разрушением вредных производств и пожарами, приведёт к тяжёлым условиям в районе его действия, что будет вторичным поражающим фактором. Люди, даже не получившие значительных поражений непосредственно от взрыва, с большой вероятностью могут погибнуть от инфекционных заболеваний и химических отравлений. Велика вероятность сгореть в пожарах или просто расшибиться при попытке выйти из завалов.
Психологическое воздействие
Люди, оказавшиеся в районе действия взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое угнетающее воздействие от поражающего и устрашающего вида разворачивающейся картины ядерного взрыва, катастрофичности разрушений и пожаров, множества трупов и изувеченных живых вокруг, гибели родных и близких, осознания причинённого вреда своему организму. Результатом такого воздействия явится плохая психологическая обстановка среди выживших после катастрофы, а в последующем устойчивые негативные воспоминания, влияющие на всю последующую жизнь человека. В Японии есть отдельное слово, обозначающее людей, ставших жертвами ядерных бомбардировок - «Хибакуся ».
Государственные спецслужбы многих стран предполагают
Ядерный взрыв сопровождается выделением огромного количества энергии и способен практически мгновенно вывести из строя на значительном расстоянии незащищенных людей, открыто расположенную технику, сооружения и различные материальные средства. Основными, поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна (сейсмовзрывные волны), световое излучение, проникающая радиация электромагнитный импульс, и радиоактивное заражение местности.
Ударная волна. Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва. Она представляет собой область сильного сжатия среды (воздуха, воды), распространяющуюся во все стороны от точки взрыва со сверхзвуковой скоростью. В самом начале взрыва передней границей ударной волны является поверхность огненного шара. Затем, по мере удаления от центра взрыва, передняя граница (фронт) ударной волны отрывается от огненного шара, перестает светиться и становится невидимой.
Основными параметрами ударной волны являются избыточное давление во фронте ударной волны, время ее действия и скоростной напор. При подходе ударной волны к какой-либо точке пространства в ней мгновенно повышается давление и температура, а воздух начинает двигаться в направлении распространения ударной волны. С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны падает. Затем становится меньше атмосферного (возникает разрежение). В это время воздух начинает двигаться в направлении, противоположном направлению распространения ударной волны. После установления атмосферного давления движение воздуха прекращается.
Ударная волна проходит первые 1000 м за 2 сек, 2000 м — за 5 сек, 3000 м — за 8 сек.
За это время человек, увидев вспышку, может укрыться и тем самым уменьшить вероятность поражения волной или вообще избежать его.
Ударная волна может наносить поражения людям, разрушать или повреждать технику, вооружение, инженерные сооружения и имущество. Поражения, разрушения и повреждения вызываются как непосредственным воздействием ударной, волны, так и косвенно — обломками разрушаемых зданий, сооружений, деревьев и т. п.
Степень поражения людей и различных объектов зависит от того, на каком расстоянии от места взрыва и в каком положении они находятся. Объекты, расположенные на поверхности земли, повреждаются сильнее, чем заглубленные.
Световое излучение. Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, источником которой является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Размеры светящейся области пропорциональны мощности взрыва. Световое излучение распространяется практически мгновенно (со скоростью 300000 км/ сек) и длится в зависимости от мощности взрыва от одной до нескольких секунд. Интенсивность светового излучения и его поражающее действие уменьшаются с увеличением расстояния от центра взрыва; при увеличении расстояния в 2 и 3 раза интенсивность светового излучения снижается в 4 и 9 раз.
Действие светового излучения при ядерном взрыве заключается в нанесении поражений людям и животным ультрафиолетовыми, видимыми и инфракрасными (тепловыми) лучами в виде ожогов различной степени, а также в обугливании или возгорании воспламеняющихся частей и деталей сооружений, зданий, вооружения, боевой техники, резиновых катков танков и автомобилей, чехлов, брезентов и других видов имущества и материалов. При прямом наблюдении взрыва с близкого расстояния световое излучение причиняет повреждения сетчатке глаз и может вызвать потерю зрения (полностью или частично).
Проникающая радиация. Проникающая радиация представляет собой поток гамма лучей и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны и облака ядерного взрыва. Продолжительность действия проникающей радиации, составляете всего несколько секунд, тем не менее, она способна наносить тяжелое поражение личному составу в виде лучевой болезни, особенно если он расположен открыто. Основным источником гамма-излучения являются осколки деления вещества заряда, находящиеся в зоне взрыва и радиоактивном облаке. Гамма-лучи и нейтроны способны проникать через значительные толщи различных материалов. При прохождении через различные материалы поток гамма-лучей ослабляется, причем, чем плотнее вещество, тем больше ослабление гамма-лучей. Например, в воздухе гамма-лучи распространяются на многие сотни метров, а в свинце всего лишь на несколько сантиметров. Нейтронный поток наиболее сильно ослабляется веществами, в состав которых входят легкие элементы (водород, углерод). Способность материалов ослаблять гамма-излучение и поток нейтронов можно характеризовать величиной слоя половинного ослабления.
Слоем половинного ослабления называется толщина материала, проходя через, которую гамма-лучи и нейтроны ослабляются в 2 раза. При увеличении толщины материала до двух слоев половинного ослабления доза радиации уменьшается в 4 раза, до трех слоев — в 8 раз и т. д.
Значение слоя половинного ослабления для некоторых материалов
Коэффициент ослабления проникающей радиации при наземном взрыве мощностью 10 тыс. т. для закрытого бронетранспортера равен 1,1. Для танка — 6, для траншеи полного профиля – 5. Подбрустверные ниши и перекрытые щели ослабляют радиацию в 25-50 раз; покрытие блиндажа ослабляет радиацию в 200-400 раз, а покрытие убежища — в 2000-3000 раз. Стена железобетонного сооружения толщиной в 1 м ослабляет радиацию примерно в 1000 раз; броня танков ослабляет радиацию в 5-8 раз.
Радиоактивное заражение местности. Радиоактивное заражение местности, атмосферы и различных объектов при ядерных взрывах вызывается осколками деления, наведенной активностью и не прореагировавшей частью заряда.
Основным источником радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются радиоактивные продукты ядерной реакции — осколки деления ядер урана или плутония. Радиоактивные продукты ядерного взрыва, осевшие на поверхность земли, испускают гамма-лучи, бета — и альфа-частицы (радиоактивные излучения).
Радиоактивные частицы выпадают из облака и заражают местность, создавая радиоактивный след (рис. 6) на расстояниях в десятки и сотни километров от центра взрыва.
Рис. 6. Зоны заражения на следе ядерного взрыва
По степени опасности зараженную местность по следу облака ядерного взрыва делят на четыре зоны.
Зона А – умеренного заражения. Доза излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны составляет 40 рад, на внутренней границе – 400 рад.
Зона Б – сильного заражения – 400-1200 рад.
Зона В – опасного заражения – 1200-4000 рад.
Зона Г – чрезвычайно опасного заражения – 4000-7000 рад.
На зараженной местности люди подвергаются действию радиоактивных излучений, в результате чего у них может развиться лучевая болезнь. Не менее опасно попадание радиоактивных веществ внутрь организма, а также на кожу. Так, при попадании на кожу, особенно на слизистые оболочки полости рта, носа и глаз, даже малых количеств радиоактивных веществ могут наблюдаться радиоактивные поражения.
Вооружение и техника, зараженные РВ, представляют определенную опасность для личного состава, если обращаться, с ними без средств защиты. В целях исключения поражения личного состава от радиоактивности зараженной техники установлены допустимые уровни заражения продуктами ядерных взрывов, не приводящие к лучевому поражению. Если заражение выше допустимых норм, то необходимо удалять радиоактивную пыль с поверхностей, т. е. производить их дезактивацию.
Радиоактивное заражение, в отличие от других поражающих факторов, действует длительное время (часы, сутки, годы) и на больших площадях. Оно не имеет внешних признаков и обнаруживается только с помощью специальных дозиметрических приборов.
Электромагнитный импульс. Электромагнитные поля, сопровождающие ядерные взрывы, называют электромагнитным импульсом (ЭМИ).
При наземном и низком воздушном взрывах поражающее воздействие ЭМИ наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра взрыва. При высотном ядерном взрыве могут возникнуть поля ЭМИ в зоне взрыва и на высотах 20-40 км от поверхности земли.
Поражающее действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, находящейся на вооружении и военной технике и других объектах. Под действием ЭМИ в указанной аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств.
Сейсмовзрывные волны в грунте. При воздушных и наземных ядерных взрывах в грунте образуются сейсмовзрывные волны, представляющие собой механические колебания грунта. Эти волны распространяются на большие расстояния от эпицентра взрыва, вызывают деформации грунта и являются существенным поражающим фактором для подземных, шахтных и котлованных сооружений.
Источником сейсмовзрывных волн при воздушном взрыве является воздушная ударная волна, действующая на поверхность земли. При наземном взрыве сейсмовзрывные волны образуются как в результате действия воздушной ударной волны, так и вследствие передачи энергии грунту непосредственно в центре взрыва.
Сейсмовзрывные волны формируют динамические нагрузки на конструкции, элементы строений и т. д. Сооружения и их конструкции совершают колебательные движения. Напряжения, возникающие в них, при достижении определенных значений приводить к разрушениям элементов конструкций. Колебания, передаваемые от строительных конструкций на размещаемые в сооружениях вооружение, военную технику и внутреннее оборудование, могут приводить к их повреждениям. Пораженным может оказаться и личный состав в результате действия на него перегрузок и акустических волн, вызываемых колебательным движением элементов сооружений.
Читать полный конспект1. Исторические данные
В 1896 году французским физиков Антуаном Беккерелем было открыто явление радиоактивного излучения. Оно положило начало эре излучения и использования ядерной энергии. Говоря о ней, выдающийся русский ученый В.И. Вернадский подчеркивал: “ С надеждой и опасением всматриваемся мы в нашего союзника и защитника”. И его опасения подтвердились – вначале появились не ледоколы, не атомные электростанции, не космические корабли, а оружие чудовищной разруши
тельной силы. Его создали в 1945 году бежавшие перед началом второй мировой войны из фашистской Германии в США и поддержанные правительством этой страны физики под руководством американского ученого Роберта Оппенгеймера.
Многие ошибаются, думая, что первый ядерный взрыв был произведён в Хиросиме. На самом деле испытание было произведено в США 16 июля 1945 года. Это произошло в пустынном районе близ города Аламогордо (штат Нью Мексико). На верхней платформе специально построенной 33-метровой стальной вышки была взорвана атомная бомба. По приблизительным оценкам специалистов при этом выделилась энергия, эквивалентная энергии взрыва не менее 15–20 тысяч тонн тринитротолуола.
Стальная конструкция вышки испарилась. На ее месте образовалась воронка диаметром 37 метров и глубиной 1.8 метра. Она являлась центром простиравшегося на большое расстояние кратера. В окружности 370 км была уничтожена вся растительность. Находившаяся на расстоянии 150 метров от точки взрыва стальная труба диаметром 10 см и высотой 5 метров тоже испарилась. Прочная стальная конструкция высотой 21 метр, подобная части каркаса 15–20 этажного дома, находившаяся на расстоянии 500 метров, была вырвана из бетонного основания, перекручена и разлетелась на части.
Вспышка от взрыва на расстоянии 32 км казалась в несколько раз ярче, чем солнечный свет в полдень. После нее образовался огненный шар, существовавший несколько секунд. Свет от него был виден в населенных пунктах на расстоянии до 290 км. Звук от взрыва был слышен на таком же расстоянии. В одном случае стекла в зданиях были выбиты ударной волной даже на расстоянии 200 км.
В результате взрыва образовалось гигантское облако сферической формы. Клубясь, оно устремилось вверх, приобрело форму гигантского гриба. Облако состояло из нескольких тонн пыли, поднятой с поверхности земли, паров железа и большого количества радиоактивных веществ, образовавшихся при цепной реакции деления ядерного заряда. Пыль и радиоактивные частицы осели на огромной площади, небольшое их количество было обнаружено на удалении 190 км от эпицентра взрыва. Испытания бомбы показали, что новое оружие готово к боевому применению.
2. Ядерное оружие
Ядерное оружие – это оружие массового поражения взрывного действия.
Поражающим фактором ядерного взрыва являются:
* ударная волна
* световое излучение
* проникающая радиация
* радиоактивное заражение
1. Ударная волна – основной поражающий фактор. Большинство разрушений и повреждений зданий и сооружений, а также массовые поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием.
Ударная волна представляет собой область резкого сжатия воздушной среды, распространяющейся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью (более 331 м/с). Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. Под воздействием ударной волны люди могут получить легкие поражения (ушибы и контузию); поражения средней тяжести, требующие госпитализации (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей); тяжелые травмы (сильные контузии всего организма, переломы костей, поражение внутренних органов); крайне тяжелые поражения, часто со смертельным исходом.
2. Световое излучение – это поток лучистой энергии, включающий видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Оно образуется раскаленными продуктами ядерного взрыва и раскаленным воздухом, распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 секунд.
Сила светового излучения такова, что оно способно вызывать ожоги, поражение глаз (временную слепоту), возгорание горючих материалов и объектов.
3. Проникающая радиация – это поток испускаемых при ядерном взрыве гамма – лучей и нейтронов.
Воздействие данного поражающего фактора на все живые существа (в том числе и на человека) состоит в ионизации атомов и молекул организма, что приводит к нарушению жизненных функций отдельных органов, поражению костного мозга, развитию лучевой болезни.
4. Радиоактивное заражение местности происходит за счет радиоактивных веществ, выпадающих из облака ядерного взрыва. Опасность поражения людей в районах радиоактивного заражения местности может сохранять
ся продолжительное время – дни, недели и даже месяцы. Заражение местности зависит от вида взрыва. Наиболее опасен наземный взрыв. Здесь сильна так называемая наведенная активность. Она увеличивается за счет вовлечения частиц грунта в облако взрыва, и вместе с осколками деления они вызывают радиоактивное заражение за пределами района взрыва. Масштабы и степень заражения местности зависит от количества, мощности и вида ядерного взрыва, метеорологических условий, от скорости и направления ветра. Например, при взрыве мощностью в 1 мегатонну испаряется и вовлекается в огненный шар около 20 тысяч тонн грунта. Образуется огромное облако, состоящее из большого количества радиоактивных частиц. Облако перемещается. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения. Этот процесс длится в течение 10–20 часов после взрыва.
Второе ядерное испытание было уже произведено на людях в конце второй мировой войны.
Утром 6 августа 1945 года над городом Хиросима появились три американских самолета, в числе которых американский бомбардировщик Б–29, несший на борту атомную бомбу мощностью 12,5 кт с названием “Малыш”. Набрав заданную высоту, самолет произвел бомбометание. Образовавшийся после взрыва огненный шар имел в диаметре около 100 м, температура в его центре достигала 3000 градусов по Цельсию. Давление в месте взрыва приближалось к 7 m\м2
Дома со страшным грохотом рушились и в радиусе 2 км загорались. Люди вблизи эпицентра в буквальном смысле испарились. Те же, кто остался в живых, но получил тяжелые ожоги, устремились к воде и погибали в ужасных мучениях. Через 5 минут над центром города повисла темно- серая туча диаметром 5 км. Из нее вырвалось белое облако, быстро достигшее высоты 12 км и приобретшее форму гриба. Позднее на город опустилось облако грязи, пыли и пепла с радиоактивными изотопами, обрекая население на новые жертвы. У многих начали появляться первые симптомы острой лучевой болезни. Хиросима горела два дня. Люди, прибывшие на помощь ее жителям, еще не знали, что вступили в зону радиоактивного заражения и это будет иметь роковые последствия. Радиация угрожала не только их кожному покрову, но и организму при вдыхании загрязненного воздуха, а также попадая внутрь с водой, пищей и через открытые раны.
Ядерное оружие - это один из самых опасных видов, существующих на Земле. Применение этого средства может решать разные задачи. К тому же объекты, которые должны быть атакованы, могут иметь разное расположение. В связи с этим ядерный взрыв может быть произведен в воздухе, под землей или водой, над землей или водой. Этот способен разрушить все объекты, которые не защищены, а также людей. В связи с этим различают следующие поражающие факторы ядерного взрыва.
1. На этот фактор приходится около 50 процентов всей выделяемой энергии при взрыве. Ударная волна от взрыва ядерного оружия аналогична действию при разрыве обычной бомбы. Ее отличием является более разрушительная сила и продолжительное время действия. Если рассматривать все поражающие факторы ядерного взрыва, то этот считается основным.
Ударная волна этого оружия способна поражать объекты, которые находятся далеко от эпицентра. Она представляет собой процесс сильного Скорость ее распространения зависит от созданного давления. Чем дальше от места взрыва, тем более слабое воздействие волны. Опасность взрывной волны заключается еще и в том, что она перемещает в воздухе предметы, которые могут привести к гибели людей. Поражения этим фактором подразделяются на легкие, тяжелые, крайне тяжелые и средние.
Укрыться от воздействия ударной волны можно в специальном убежище.
2. Световое излучение. На этот фактор приходится около 35 % всей выделяемой энергии при взрыве. Это поток лучистой энергии, который включает инфракрасное, видимое и В качестве источников светового излучения выступают раскаленный воздух и раскаленные продукты взрыва.
Температура светового излучения может достигать 10000 градусов по Цельсию. Уровень поражающего действия определяется световым импульсом. Это отношение общего количества энергии к той площади, которую она освещает. Энергия светового излучения переходит в тепловую. Происходит нагрев поверхности. Он может быть достаточно сильным и приводить к обугливанию материалов или пожарам.
Люди в результате светового излучения получают многочисленные ожоги.
3. Проникающая радиация. Поражающие факторы включают и этот компонент. На его долю приходится около 10 процентов всей энергии. Это поток нейтронов и гамма-квантов, которые исходят из эпицентра применения оружия. Их распространение происходит во все стороны. Чем дальше расстояние от точки взрыва, тем меньше концентрация этих потоков в воздухе. Если оружие было применено под землей или под водой, то степень их воздействия значительно ниже. Это связано с тем, что часть потока нейтронов и гамма квантов поглощается водой и землей.
Проникающая радиация охватывает меньшую зону, чем ударная волна или излучение. Но существуют такие виды оружия, у которых действие проникающей радиации значительно выше других факторов.
Нейтроны и гамма кванты проникают через ткани, блокируя работу клеток. Это приводит к изменениям в работе организма, его органов и систем. Клетки отмирают и разлагаются. У людей это называется лучевой болезнью. Для того чтобы оценить степень воздействия радиации на организм, определяют дозу излучения.
4. Радиоактивное заражение. После взрыва некоторая часть вещества не подвергается делению. В результате его распада образуются альфа-частицы. Многие из них активны не более часа. Наибольшей степени подвергается территория в эпицентре взрыва.
5. Он также входит в систему, которую образуют поражающие факторы ядерного оружия. Он связан с возникновением сильных электромагнитных полей.
Это все главные поражающие факторы ядерного взрыва. Его действие оказывает существенное воздействие на всю территорию и людей, которые попадают в эту зону.
Ядерное оружие и его поражающие факторы изучаются человечеством. Его использование контролируется мировой общественностью, чтобы не допустить глобальных катастроф.
Ядерным оружием называется оружие, поражающее действие которого основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при ядерном взрыве.
Ядерное оружие основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер изотопов урана-235, плутония-239 или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер-изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые.
Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые головные части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины), снаряженные ядерными зарядными устройствами, средства управления ими и доставки их к цели.
Основной частью ядерного боеприпаса является ядерный заряд, содержащий ядерное взрывчатое вещество (ЯВВ)- уран-235 или плутоний-239.
Цепная ядерная реакция может развиваться только при наличии критической массы делящегося вещества. До взрыва ЯВВ в одном боеприпасе должно быть разделено на отдельные части, каждая из которых по массе должна быть меньше критической. Для осуществления взрыва необходимо соединить их в единое целое, т.е. создать надкритическую массу и инициировать начало реакции от специального источника нейтронов.
Мощность ядерного взрыва принято характеризовать тротиловым эквивалентом.
Применение реакции синтеза в термоядерных и комбинированных боеприпасах позволяет создать оружие практически с неограниченной мощностью. Ядерный синтез дейтерия и трития может быть осуществлен при температуре в десятки и сотни миллионов градусов.
Реально в боеприпасе эта температура достигается в процессе ядерной реакции деления, создавая условия для развития термоядерной реакции синтеза.
Оценка энергетического эффекта термоядерной реакции синтеза показывает, что при синтезе 1кг. Гелия из смеси дейтерия и трития энергии выделяется в 5р. больше, чем при делении 1кг. урана-235.
Одной из разновидностей ядерного оружия является нейтронный боеприпас. Это малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс.т., у которого основная доля энергии выделяется за счет реакций синтеза дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакции синтеза.
Нейтронная составляющая при проникающей радиации такого малого по мощности ядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее действие на людей.
Для нейтронного боеприпаса на одинаковом расстоянии от эпицентра взрыва доза проникающей радиации примерно в 5-10р.больше, чем для заряда деления той же мощности.
Ядерные боеприпасы всех типов в зависимости от мощности подразделяются на следующие виды:
1. сверхмалые (менее 1 тыс.т);
2. малые(1-10 тыс.т);
3. средние (10-100 тыс.т);
4. крупные (100тыс.-1млн.т).
В зависимости от задач, решаемых с применением ядерного оружия, ядерные взрывы подразделяются на следующие виды:
1. воздушные;
2. высотные;
3. наземные (надводные);
4. подземные (подводные).
Поражающие факторы ядерного взрыва
При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии. Температура повышается до нескольких миллионов градусов, а давление достигает миллиардов атмосфер.
Высокие температура и давление вызывают световое излучение и мощную ударную волну. Наряду с этим взрыв ядерного боеприпаса сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и гамма-квантов. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов-осколков деления ядерного взрывчатого вещества, которые выпадают по пути движения облака, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, воздуха и объектов.
Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающее под действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса.
Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:
1. ударная волна-50% энергии взрыва;
2. световое излучение-30-35% энергии взрыва;
3. проникающая радиация-8-10% энергии взрыва;
4. радиоактивное заражение-3-5% энергии взрыва;
5. электромагнитный импульс-0,5-1 % энергии взрыва.
Ядерное оружие - это один из основных видов оружия массового поражения. Оно способно в короткое время вывести из строя большое количество людей и животных, разрушить здания и сооружения на обширных территориях. Массовое применение ядерного оружия чревато катастрофическими последствиями для всего человечества, поэтому Российская Федерация настойчиво и неуклонно ведет борьбу за его запрещение.
Население должно твердо знать, и умело применять приемы защиты от оружия массового поражения, в противном случае неизбежны огромные потери. Всем известны ужасные последствия атомных бомбардировок в августе 1945 года японских городов Хиросима и Нагасаки - десятки тысяч погибших, сотни тысяч пострадавших. Если бы население этих городов знало средства и способы защиты от ядерного оружия, было бы оповещено об опасности и укрылось в убежище, количество жертв могло быть значительно меньше.
Поражающее действие ядерного оружия основано на энергии, выделяющейся при ядерных реакциях взрывного типа. К ядерному оружию относятся ядерные боеприпасы. Основу ядерного боеприпаса составляет ядерный заряд, мощность поражающего взрыва которого принято выражать тротиловым эквивалентом, т. е. количеством обычного взрывчатого вещества, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько ее выделится при взрыве данного ядерного боеприпаса. Ее измеряют в десятках, сотнях, тысячах (кило) и миллионах (мега) тонн.
Средствами доставки ядерных боеприпасов к целям являются ракеты (основное средство нанесения ядерных ударов), авиация и артиллерия. Кроме того, могут применяться ядерные фугасы.
Ядерные взрывы осуществляются в воздухе на различной высоте, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим их принято разделять на высотные, воздушные, наземные (надводные) и подземные (подводные). Точка, в которой произошел взрыв, называется центром, а ее проекция на поверхность земли (воды) - эпицентром ядерного взрыва.
Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс.
Ударная волна - основной поражающий фактор ядерного взрыва, так как большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием. Источник ее возникновения - сильное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения и миллиардов атмосфер. Образовавшаяся при взрыве область сильного сжатия окружающих слоев воздуха, расширяясь, передает давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те, в свою очередь, воздействуют на следующие слои. В результате в воздухе со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва распространяется зона высокого давления. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.
Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на ней.
Поражающее действие ударной волны характеризуется величиной избыточного давления. Избыточное давление - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны. Оно измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/метр в квадрате). Эта единица давления называется Паскалем (Па). 1 Н /метр квадратный = 1 Па (1кПа * 0,01 кгс/см квадратный).
При избыточном давлении 20 - 40 кПА незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие ударной волны с избыточным давлением 40 - 60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей. Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении свыше 60 кПа и характеризуются сильными контузиями всего организма, переломами конечностей, поражением внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении 100 кПа.
Скорость движения и расстояние на которое распространяется ударная волна, зависят от мощности ядерного взрыва; с увеличением расстояния от места взрыва скорость быстро падает. Так, при взрыве боеприпаса мощностью 20 кт ударная волна проходит 1 км за 2 с., 2 км за 5 с., 3 км за 8 с.. За это время человек после вспышки может укрыться и тем самым избежать поражения ударной волной.
Световое излучение - это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. Его источник - светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 с. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов объектов.
Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад.
Проникающая радиация - это поток гамма лучей и нейтронов. Она длится 10-15 с. Проходя через живую ткань, гамма - излучение ионизирует молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни.
В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается интенсивность излучения. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. е. такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в два раза. Например, в два раза ослабляют интенсивность гамма - лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон 10 см, грунт 14 см, древесина 30 см.
Открытые и особенно перекрытые щели уменьшают воздействие проникающей радиации, а убежища и противорадиационные укрытия практически полностью защищают от нее.
Основными источниками радиоактивного заражения являются продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас, и на некоторые элементы, входящие в состав грунта в районе взрыва.
При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается земли. Внутрь ее затягиваются массы испаряющегося грунта, которые поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твердых частицах. Образуется радиоактивное облако. Оно поднимается на многокилометровую высоту, а затем со скоростью 25-100 км/ч движется по ветру. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения (след), длина которой может достигать нескольких сот километров. При этом заражаются местность, здания, сооружения, посевы, водоемы и т. п., а также воздух.
Наибольшую опасность радиоактивные вещества представляют в первые часы после выпадения, так как их активность в этот период наивысшая.
Электромагнитный импульс - это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма - излучения ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образования в этой среде потока электронов и положительных ионов. Он может вызывать повреждение радиоэлектронной аппаратуры, нарушение работы радио - и радиоэлектронных средств.
Наиболее надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. В поле следует укрываться за прочными местными предметами, обратными скатами высот, в складках местности.
При действиях в зонах заражения для защиты органов дыхания, глаз и открытых участков тела от радиоактивных веществ используются средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки), а также средства защиты кожи.
Основу нейтронных боеприпасов составляют термоядерные заряды, в которых используются ядерные реакции деления и синтеза. Взрыв такого боеприпаса оказывает поражающее воздействие, прежде всего на людей, за счет мощного потока проникающей радиации.
При взрыве нейтронного боеприпаса площадь зоны поражения проникающей радиацией превосходит площадь зоны поражения ударной волной в несколько раз. В этой зоне техника и сооружения могут оставаться невредимыми, а люди получат смертельные поражения.
Очагом ядерного поражения называется территория, подвергшаяся непосредственному воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. Он характеризуется массовыми разрушениями зданий, сооружений, завалами, авариями в сетях коммунально - энергетического хозяйства, пожарами, радиоактивным заражением и значительными потерями среди населения.
Размеры очага тем больше, чем мощнее ядерный взрыв. Характер разрушений в очаге зависит также от прочности конструкций зданий и сооружений, их этажности и плотности застройки. За внешнюю границу очага ядерного поражения принимают условную линию на местности, проведенную на таком расстоянии от эпицентра (центра) взрыва, где величина избыточного давления ударной волны равна 10 кПа.
Очаг ядерного поражения условно делят на зоны - участки с примерно одинаковыми по характеру разрушениями.
Зона полных разрушений - это территория, подвергшаяся воздействию ударной волны с избыточным давлением (на внешней границе) свыше 50 кПа. В зоне полностью разрушаются все здания и сооружения, а также противорадиационные укрытия и часть убежищ, образуются сплошные завалы, повреждается коммунально - энергетическая сеть.
Зона сильных разрушений - с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа. В этой зоне наземные здания и сооружения получат сильные разрушения, образуются местные завалы, возникнут сплошные и массовые пожары. Большинство убежищ сохранится, у отдельных убежищ будут завалены входы и выходы. Люди в них могут получить поражения только из-за нарушения герметизации убежищ, их затопления или загазованности.
Зона средних разрушений избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. В ней здания и сооружения получат средние разрушения. Убежища и укрытия подвального типа сохранятся. От светового излучения возникнут сплошные пожары.
Зона слабых разрушений с избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. Здания получат небольшие разрушения. От светового излучения возникнут отдельные очаги пожаров.
Зона радиоактивного заражения - это территория, подвергшаяся заражению радиоактивными веществами в результате их выпадения после наземных (подземных) и низких воздушных ядерных взрывов.
Поражающее действие радиоактивных веществ обусловливается в основном гамма - излучениями. Вредное воздействие ионизирующих излучений оценивается дозой излучения (дозой облучения; Д), т.е. энергией этих лучей, поглощенной в единице объема облучаемого вещества. Эта энергия измеряется в существующих дозиметрических приборах в рентгенах (Р). Рентген - это такая доза гамма - излучения, которая создает 1 см кубический сухого воздуха (при температуре 0 градусов С и давлении 760 мм рт. Ст.) 2,083 млрд. пар ионов.
Обычно дозу облучения определяют за какой - либо промежуток времени, называемый временем облучения (время пребывания людей на зараженной местности).
Для оценки интенсивности гамма - излучения, испускаемого радиоактивными веществами на зараженной местности, введено понятие «мощность дозы излучения» (уровень радиации). Мощность дозы измеряют в рентгенах в час (Р/ч), небольшие мощности дозы - в милирентгенах в час (мР/ч).
Постепенно мощности дозы излучений (уровни радиации) снижаются. Так, мощности дозы (уровни радиации) снижаются. Так, мощности дозы (уровни радиации), замеренные через 1 час после наземного ядерного взрыва, через 2 часа уменьшатся вдвое, спустя 3 ч. - в 4 раза, через 7 ч - в 10 раз, а через 49 ч. - в 100 раз.
Степень радиоактивного заражения и размеры зараженного участка радиоактивного следа при ядерном взрыве зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, а также от характера местности и грунта. Размеры радиоактивного следа условно делят на зоны (схема № 1 стр. 57)).
Зона опасного поражения. На внешней границе зоны доза радиации (с момента выпадения радиоактивных веществ из облака на местность до полного их распада 1200 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва - 240 Р/ч.
Зона сильного заражения . На внешней границе зоны доза радиации - 400 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва - 80 Р/ч.
Зона умеренного заражения. На внешней границе зоны доза радиации через 1 час после взрыва - 8Р/ ч.
В результате воздействия ионизирующих излучений, также как и при воздействии проникающей радиации, у людей возникает лучевая болезнь, Доза 100-200 Р вызывает лучевую болезнь первой степени, доза 200 - 400 Р - лучевую болезнь второй степени, доза 400 - 600 Р - лучевую болезнь третьей степени, доза свыше 600 Р - лучевую болезнь четвертой степени.
Доза однократного облучения в течении четырех суток до 50 Р, как и многократного облучения до 100 Р за 10 - 30 дней, не вызывает внешних признаков заболевания и считается безопасной.