Вторичные факторы ядерного взрыва. Характеристика ядерного оружия: виды, поражающие факторы, излучение

Введение

1. Последовательность событий при ядерном взрыве

2. Ударная волна

3. Световое излучение

4. Проникающая радиация

5. Радиоактивное заражение

6. Электромагнитный импульс

Заключение

Выделение огромного количества энергии, происходящее в ходе цепной реакции деления, приводит к быстрому разогреву вещества взрывного устройства до температур порядка 10 7 К. При таких температурах вещество представляет собой интенсивно излучающую ионизированную плазму. На этом этапе в виде энергии электромагнитного излучения выделяется около 80% энергии взрыва. Максимум энергии этого излучения, называемого первичным, приходится на рентгеновский диапазон спектра. Дальнейший ход событий при ядерном взрыве определяется в основном характером взаимодействия первичного теплового излучения с окружающей эпицентр взрыва средой, а также свойствами этой среды .

В случае если взрыв произведен на небольшой высоте в атмосфере, первичное излучение взрыва поглощается воздухом на расстояниях порядка нескольких метров. Поглощение рентгеновского излучения приводит к образованию облака взрыва, характеризующегося очень высокой температурой. На первой стадии это облако растет в размерах за счет радиационной передачи энергии из горячей внутренней части облака к его холодному окружению. Температура газа в облаке примерно постоянна по его объему и снижается по мере его увеличения. В момент, когда температура облака снижается до примерно 300 тысяч градусов, скорость фронта облака уменьшается до величин, сравнимых со скоростью звука. В этот момент формируется ударная волна, фронт которой "отрывается" от границы облака взрыва. Для взрыва мощностью 20 кт это событие наступает примерно через 0.1 м/сек после взрыва. Радиус облака взрыва в этот момент составляет около 12 метров.

Интенсивность теплового излучения облака взрыва целиком определяется видимой температурой его поверхности. На некоторое время воздух, нагретый в результате прохождения взрывной волны, маскирует облако взрыва, поглощая излучаемую им радиацию, так что температура видимой поверхности облака взрыва соответствует температуре воздуха за фронтом ударной волны, которая падает по мере увеличения размеров фронта. Через примерно 10 миллисекунд после начала взрыва температура во фронте падает до 3000 °С и он вновь становится прозрачным для излучения облака взрыва. Температура видимой поверхности облака взрыва вновь начинает расти и через примерно 0.1 сек после начала взрыва достигает примерно 8000 °С (для взрыва мощностью 20 кт). В этот момент мощность излучения облака взрыва максимальна. После этого температура видимой поверхности облака и, соответственно, излучаемая им энергия быстро падает. В результате, основная доля энергии излучения высвечивается за время меньшее одной секунды.

Формирование импульса теплового излучения и образование ударной волны происходит на самых ранних стадиях существования облака взрыва. Поскольку внутри облака содержится основная доля радиоактивных веществ, образующихся в ходе взрыва, дальнейшая его эволюция определяет формирование следа радиоактивных осадков. После того как облако взрыва остывает настолько, что уже не излучает в видимой области спектра, процесс увеличения его размеров продолжается за счет теплового расширения и оно начинает подниматься вверх. В процессе подъема облако увлекает за собой значительную массу воздуха и грунта. В течение нескольких минут облако достигает высоты в несколько километров и может достичь стратосферы. Скорость выпадения радиоактивных осадков зависит от размера твердых частиц, на которых они конденсируются. Если в процессе своего формирования облако взрыва достигло поверхности, количество грунта, увлеченного при подъеме облака, будет достаточно велико и радиоактивные вещества оседают в основном на поверхности частиц грунта, размер которых может достигать нескольких миллиметров. Такие частицы выпадают на поверхность в относительной близости от эпицентра взрыва, причем за время выпадения их радиоактивность практически не уменьшается.

В случае если облако взрыва не касается поверхности, содержащиеся в нем радиоактивные вещества конденсируются в гораздо меньшие частицы с характерными размерами 0.01-20 микрон. Поскольку такие частицы могут достаточно долго существовать в верхних слоях атмосферы, они рассеиваются над очень большой площадью и за время, прошедшее до их выпадения на поверхность, успевают потерять значительную долю своей радиоактивности. В этом случае радиоактивный след практически не наблюдается. Минимальная высота, взрыв на которой не приводит к образованию радиоактивного следа, зависит от мощности взрыва и составляет примерно 200 метров для взрыва мощностью 20 кт и около 1 км для взрыва мощностью 1 Мт .

Основные поражающие факторы - ударная волна и световое излучение - аналогичны поражающим факторам традиционных взрывчатых веществ, но значительно мощнее.

Ударная волна, формирующаяся на ранних стадиях существования облака взрыва, представляет собой один из основных поражающих факторов атмосферного ядерного взрыва. Основными характеристиками ударной волны являются пиковое избыточное давление и динамическое давление во фронте волны. Способность объектов выдерживать воздействие ударной волны зависит от множества факторов, таких как наличие несущих элементов, материал постройки, ориентация по отношению ко фронту. Избыточное давление в 1 атм (15 фунтов/кв. дюйм), возникающее на расстоянии 2.5 км от наземного взрыва мощностью 1 Мт, способно разрушить многоэтажное здание из железобетона. Радиус области, в которой при взрыве в 1 Мт создается подобное давление составляет около 200 метров.

На начальных стадиях существования ударной волны ее фронт представляет собой сферу с центром в точке взрыва. После того как фронт достигает поверхности, образуется отраженная волна. Так как отраженная волна распространяется в среде, через которую прошла прямая волна, скорость ее распространения оказывается несколько выше. В результате, на некотором расстоянии от эпицентра две волны сливаются возле поверхности, образуя фронт, характеризуемый примерно в два раза большими значениями избыточного давления .

Так, при взрыве 20-килотонного ядерного боеприпаса ударная волна за 2 секунды проходит 1000 м, за 5 секунд – 2000 м, за 8 сек – 3000 м. Передняя граница волны называется фронтом ударной волны. Степень поражения УВ зависит от мощности и положения на ней объектов. Поражающее действие УВ характеризуется величиной избыточного давления.

Поскольку для взрыва данной мощности расстояние, на котором образуется подобный фронт, зависит от высоты взрыва, высоту взрыва можно подобрать для получения максимальных значений избыточного давления на определенной площади. Если целью взрыва является уничтожение укрепленных военных объектов, оптимальная высота взрыва оказывается очень малой, что неизбежно приводит к образованию значительного количества радиоактивных осадков.

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 °С. 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).

С применением энергии атома человечество стало разрабатывать ядерное оружие. Оно отличается рядом особенностей и воздействий на окружающую среду. Существуют разные степени поражения при помощи ядерного оружия.

Чтобы выработать правильное поведение при возникновении подобной угрозы, необходимо ознакомиться с особенностями развития ситуации после взрыва. Характеристики ядерного оружия, его виды и поражающие факторы будут рассмотрены далее.

Общее определение

На занятиях по предмету основ (ОБЖ) одним из направлений обучения является рассмотрение особенностей ядерного, химического, бактериологического оружия и его характеристик. Также изучаются закономерности возникновения подобных опасностей, их проявление и способы защиты. Это в теории позволяет снизить количество человеческих жертв при поражении оружием массового уничтожения.

Ядерным называется оружие взрывного типа, действие которого основано на энергии цепного деления тяжелых ядер изотопов. Также поражающая сила может появляться при термоядерном синтезе. Эти два типа оружия отличаются силой действия. Реакции деления при одной массе будет в 5 раз слабее, чем при термоядерных реакциях.

Первая ядерная бомба было разработана в США в 1945 году. Первый удар при помощи этого оружия был произведен 5.08.1945 года. Бомба была сброшена на город Хиросиму в Японии.

В СССР первую ядерную бомбу разработали в 1949 году. Ее взорвали в Казахстане, вне населенных пунктов. В 1953 году СССР вела Это оружие в 20 раз превосходило по своей силе то, которое было сброшено на Хиросиму. При этом размер этих бомб был одинаковым.

Характеристика ядерного оружия на ОБЖ рассматривается с целью определения последствий и способов выжить при ядерной атаке. Правильное поведение населения при таком поражении может спасти больше человеческих жизней. Условия, которые складываются после взрыва, зависят от того, в каком месте он произошел, какую мощность имел.

Ядерное оружие превышает по мощности, разрушающим действиям обычные авиационные бомбы в несколько раз. Если оно применяется против войск противника, поражение носит обширный характер. При этом наблюдаются огромные человеческие потери, разрушается техника, сооружения и прочие объекты.

Характеристики

Рассматривая краткую характеристику ядерного оружия, следует перечислить его основные виды. Они могут содержать в себе энергию разного происхождения. К ядерному оружию относятся боеприпасы, их носители (доставляют боеприпасы к цели), а также оборудование для управления взрывом.

Боеприпасы могут быть ядерные (основаны на реакциях деления атомов), термоядерные (основаны на реакциях синтеза), а также комбинированные. Чтобы измерить мощность оружия, применяется тротиловый эквивалент. Эта величина характеризует его массу, которая бы понадобилась для создания взрыва аналогичной мощности. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, а также мегатоннах (Мт) или килотоннах (кт).

Мощность боеприпасов, действие которых основано на реакциях деления атомов, может составлять до 100 кт. Если же при изготовлении оружия применялись реакции синтеза, оно может иметь мощность 100-1000 кт (до 1 Мт).

Размер боеприпасов

Наибольшей разрушающей силы можно достичь при использовании комбинированных технологий. Характеристики ядерного оружия этой группы характеризуются развитием по схеме «деление → синтез → деление». Их мощность может превышать 1 Мт. В соответствии с этим показателем различают следующие группы оружия:

1. Сверхмалые.
2. Малые.
3. Средние.
4. Крупные.
5. Сверхкрупные.

Рассматривая краткую характеристику ядерного оружия, следует отметить, что цели применения его могут быть разными. Существуют ядерные бомбы, которые создают подземные (подводные), наземные, воздушные (до 10 км) и высотные (более 10 км) взрывы. От этой характеристики зависит масштаб разрушений и последствия. При этом поражения могут быть вызваны разными факторами. После взрыва их образуется несколько видов.

Виды взрывов

Определение и характеристика ядерного оружия позволяет сделать вывод об общем принципе его действия. От того, где была взорвана бомба, будут зависеть последствия.

Происходит на расстоянии 10 км над землей. При этом его светящаяся область не соприкасается с земной или водной поверхностью. Столб пыли отделен от облака взрыва. Облако, появившееся в результате, движется по ветру, постепенно рассеивается. Такой тип взрыва может нанести значительный ущерб войску, разрушить здания, уничтожить самолеты.

Взрыв высотного типа выглядит как шарообразная светящаяся область. Ее размер будет больше, чем при наземном применении этой же бомбы. После взрыва шарообразная область превращается в кольцевое облако. При этом нет пылевого столба и облака. Если взрыв произойдет в ионосфере, он впоследствии будет гасить радиосигналы, нарушать работу радиооборудования. Радиационное заражение наземных участков практически не наблюдается. Применяется этот тип взрыва для уничтожения авиационной или космической вражеской техники.

Характеристика ядерного оружия и очага ядерного поражения при наземном взрыве отличается от предыдущих двух видов взрывов. В этом случае светящаяся область соприкасается с землей. На месте взрыва образуется воронка. Образуется большое облако пыли. В него вовлекается большое количество грунта. Радиоактивные продукты выпадают вместе с землей из облака. местности будет большим. При помощи такого взрыва разрушаются укрепленные объекты, уничтожаются войска, которые находятся в убежищах. Окружающие районы сильно заражаются радиацией.

Взрыв также может быть подземным. Светящаяся область может не наблюдаться. Колебания почвы после взрыва похожи на землетрясение. Образуется воронка. Столб грунта с радиационными частицами взметается в воздух и распространяется по местности.

Также взрыв может быть произведен над или под водой. В этом случае вместо грунта в воздух вырываются пары воды. Они несут в себе радиационные частицы. Заражение местности в этом случае также будет сильным.

Поражающие факторы

определяется при помощи тех или иных поражающих факторов. Они могут иметь различное воздействие на объекты. После взрыва можно наблюдать следующие воздействия:

1. Заражение наземной части радиацией.
2. Ударная волна.
3. Электромагнитный импульс (ЭМИ).
4. Проникающая радиация.
5. Световое излучение.

Одним из самых опасных поражающих факторов является ударная волна. Она обладает огромным энергетическим запасом. Поражение вызывает как прямой удар, так и косвенные факторы. Ими, например, могут быть летящие осколки, предметы, камни, грунт и т. д.

Проявляется в оптическом диапазоне. Оно включает в себя ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи спектра. Основным поражающим действием светового излучения являются высокая температура и ослепление.

Проникающей радиацией является поток из нейтронов, а также гамма-лучей. В этом случае живые организмы получают высокую может возникнуть лучевая болезнь.

Ядерный взрыв сопровождают также электрополя. Импульс распространяется на дальние расстояния. Он выводит из строя линии связи, аппаратуру, электроснабжение, радиосвязь. При этом оборудование может даже воспламениться. Может возникнуть поражение людей электрическим током.

Рассматривая ядерное оружие, его виды и характеристики, следует также назвать еще один поражающий фактор. Это поражающее действие радиации на местности. Такой тип факторов характерен для реакций деления. В этом случае чаще всего бомбу взрывают невысоко в воздухе, на поверхности земли, под грунтом и на воде. В этом случае местность сильно заражается выпадающими частицами грунта или воды. Процесс заражения может длиться до 1,5 суток.

Ударная волна

Характеристики ударной волны ядерного оружия определяются областью, в которой произошел взрыв. Она может быть подводной, воздушной, сейсмовзрывной и отличается рядом параметров в зависимости от вида.

Воздушная взрывная волна представляет собой область, в которой воздух резко сжимается. Удар при этом распространяется быстрее, чем скорость звука. Он поражает людей, технику, здания, вооружение на больших расстояниях от эпицентра взрыва.

Наземная взрывная волна теряет часть своей энергии на образование сотрясений грунта, образование воронки и испарение земли. Чтобы разрушить укрепления воинских частей, применяется бомба наземного действия. Жилые малоукрепленные сооружения больше разрушаются при воздушном взрыве.

Рассматривая кратко характеристики поражающих факторов ядерного оружия, следует отметить степень тяжести поражений в зоне ударной волны. Самые тяжелые последствия со смертельным исходом возникают в зоне, где давление составляет 1 кгс/см². Поражения средней тяжести наблюдаются в зоне давления 0,4-0,5 кгс/см². Если же ударная волна имеет мощность 0,2-0,4 кгс/см², поражения небольшие.

При этом значительно меньший ущерб личному составу наносится, если люди в момент воздействия ударной волны находились в положении лежа. Еще меньше подвергаются поражениям люди, находящиеся в окопах, траншеях. Хорошим уровнем защиты в этом случае обладают закрытые помещения, которые расположены под землей. Защитить личный состав от поражения ударной волной могут правильно сконструированные инженерные сооружения.

Военная техника также выходит из строя. При небольшом давлении могут наблюдаться незначительные обжатия корпусов ракет. Также выходят из строя некоторые их приборы, автомобили, прочие транспортные и подобные им средства.

Световое излучение

Рассматривая общую характеристику ядерного оружия, следует рассмотреть такой поражающий фактор, как световое излучение. Оно проявляется в оптическом диапазоне. Световое излучение распространяется в пространстве благодаря появлению светящейся области при ядерном взрыве.

Температура светового излучения может достигать миллионов градусов. Этот поражающий фактор проходит три степени развития. Их исчисление производится десятками сотых секунды.

Светящееся облако в момент взрыва набирает температуру до миллионов градусов. Затем в процессе его исчезновения нагрев снижается до тысяч градусов. В начальной стадии энергии еще недостаточно для образования большого уровня тепла. Оно возникает в первой фазе взрыва. 90 % световой энергии вырабатывается во второй период.

Время воздействия светового излучения определяется мощностью самого взрыва. Если будет взорван сверхмалый боеприпас, этот поражающий фактор может длиться всего несколько десятых долей секунды.

При задействовании малого снаряда световое излучение будет действовать 1-2 с. Продолжительность этого проявления при взрыве среднего боеприпаса составляет 2-5 с. Если же будет задействована сверхкрупная бомба, световой импульс может длиться более 10 с.

Поражающую способность в представленной категории определяет световой импульс взрыва. Он будет тем больше, чем выше мощность бомбы.

Поражающее воздействие светового излучения проявляется появлением ожогов на открытых и закрытых участках кожи, слизистых. При этом может возникнуть возгорание различных материалов, оборудования.

Силу воздействия светового импульса ослабляют облачность, различные объекты (здания, леса). Поражение личного состава может быть вызвано пожарами, которые возникают после взрыва. Чтобы защитить его от поражения, людей переводят в подземные сооружения. Здесь же хранят боевую технику.

На поверхностных объектах применяют отражатели, увлажняют, обсыпают снегом горючие материалы, пропитывают их огнестойкими составами. Применяются специальные защитные комплекты.

Проникающая радиация

Понятие ядерного оружия, характеристика, поражающие факторы позволяют предпринять соответствующие меры для предотвращения больших человеческих, технических потерь при возникновении взрыва.

Световое излучение и ударная волна являются основными поражающими факторами. Однако не менее сильное воздействие после взрыва имеет проникающая радиация. Она распространяется в воздухе на расстояние до 3 км.

Гамма-лучи и нейтроны проходят через живую материю и способствуют ионизации молекул и атомов клеток различных организмов. Это ведет к развитию лучевой болезни. Источником этого поражающего фактора являются процессы синтеза и деления атомов, которые наблюдаются в момент ее применения.

Мощность этого воздействия измеряют в радах. Доза, которая поражает живые ткани, характеризуется типом, мощностью и видом ядерного взрыва, а также удаленностью объекта от эпицентра.

Изучая характеристики ядерного оружия, способы воздействия и защиты от него, следует рассмотреть подробно степени проявления лучевой болезни. Существует ее 4 степени. При легкой форме (первая степень) доза радиации, полученной человеком, составляет 150-250 рад. Болезнь излечивается в течение 2 месяцев в стационарном порядке.

Вторая степень возникает при дозе облучения до 400 рад. В этом случае меняется состав крови, выпадают волосы. Требуется активное лечение. Выздоровление наступает спустя 2,5 месяца.

Тяжелая (третья) степень заболевания проявляется при облучении до 700 рад. Если лечение проходит благополучно, человек может выздороветь спустя 8 месяцев стационарного лечения. Остаточные явления проявляются гораздо дольше.

При четвертой стадии доза облучения составляет свыше 700 рад. Человек погибает через 5-12 дней. Если радиация превысит предел 5000 рад, личный состав погибает спустя несколько минут. Если организм был ослаблен, человек даже при малых дозах радиационного облучения тяжело переносит лучевую болезнь.

Защитой от проникающей радиации могут быть специальные материалы, которые сдерживают разные типы лучей.

Электромагнитный импульс

При рассмотрении характеристик основных поражающих факторов ядерного оружия следует также изучить особенности электромагнитного импульса. В процессе взрыва, особенно на большой высоте, создаются обширные зоны, через которые не может проходить радиосигнал. Они существуют достаточно недолгое время.

В линиях электропередачи, прочих проводниках возникает при этом повышенное напряжение. Появление этого поражающего фактора вызвано взаимодействием нейтронов и гамма-лучей во фронтальной части ударной волны, а также вокруг этой области. В результате электрические заряды разделяются, образуя электромагнитные поля.

Действие при наземном взрыве электромагнитного импульса определяется на расстоянии нескольких километров от эпицентра. При воздействии бомбы на расстоянии от земли более 10 км электромагнитный импульс может возникнуть на расстоянии 20-40 км от поверхности.

Действие этого поражающего фактора направлено в большей степени на различное радиооборудование, аппаратуру, электрические приборы. В результате в них образуются высокие напряжения. Это приводит к разрушению изоляции проводников. Может возникнуть пожар или поражение людей током. Больше всего подвержены проявлениям электромагнитного импульса различные системы сигнализации, связи и управления.

Чтобы защитить технику от представленного разрушающего фактора, потребуется экранировать все проводники, аппаратуру, военные приспособления и т. д.

Характеристика поражающих факторов ядерного оружия позволяет принять своевременные меры по предотвращению разрушительного действия различных воздействий после взрыва.

местности

Характеристика поражающих факторов ядерного оружия была бы неполной без описания воздействия радиоактивного заражения местности. Оно проявляется как в недрах земли, так и на ее поверхности. Заражение затрагивает атмосферу, водные ресурсы и все прочие объекты.

Радиоактивные частицы выпадают на местности из облака, которое образуется в результате взрыва. Оно под действием ветра перемещается в определенном направлении. При этом высокий уровень радиации может определяться не только в непосредственной близости от эпицентра взрыва. Заражение может распространяться на десятки или даже сотни километров.

Действие этого поражающего фактора может длиться на протяжении нескольких десятков лет. Наибольшую интенсивность радиационное заражение местности может иметь при наземном взрыве. Его площадь распространения может значительно превышать действие ударной волны или иных поражающих факторов.

Не имеют запаха, цвета. Их скорость распада не может быть ускорена никакими методами, которые сегодня доступны человечеству. При наземном типе взрыва большое количество грунта поднимается в воздух, образуется воронка. Потом частицы земли с продуктами радиационного распада оседают на прилегающие территории.

Зоны заражения определяются интенсивностью взрыва, мощностью излучения. Замер радиации на местности проводится спустя сутки после взрыва. На этот показатель влияют характеристики ядерного оружия.

Зная его характеристики, особенности и способы защиты, можно предотвратить разрушающие последствия взрыва.

Ядерное оружие обладает пятью основными поражающими факторами. Распределение энергии между ними зависит от вида и условий взрыва. Воздействие этих факторов также различается по формам и длительности (наиболее длительное воздействие имеет заражение местности).

Ударная волна. Ударной волной называется область резкого сжатия среды, распространяющуюся в виде сферического слоя от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Ударные волны классифицируются в зависимости от среды распространения. Ударная волна в воздухе возникает за счет передачи сжатия и расширения слоев воздуха. С увеличением расстояния от места взрыва волна ослабевает и превращается в обычную акустическую. Волна при прохождении через данную точку пространства вызывает изменения в давлении, характеризующиеся наличием двух фаз: сжатия и расширения. Период сжатия наступает сразу и длится сравнительно небольшое время по сравнению с периодом расширения. Разрушающее действие ударной волны характеризуют избыточное давление в ее фронте (передней границе), давление скоростного напора, длительность фазы сжатия. Ударная волна в воде отличается от воздушной значениями своих характеристик (большим избыточным давлением и меньшим временем воздействия). Ударная волна в грунте при удалении от места взрыва становится подобна сейсмической волне. Воздействие ударной волны на людей и животных может привести к получению непосредственных или косвенных поражений. Оно характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми повреждениями и травмами. Механическое воздействие ударной волны оценивается по степени разрушений, вызванных действием волны (выделяются слабое, среднее, сильное и полное разрушение). Энергетическое, промышленное и коммунальное оборудование в результате воздействия ударной волны может получить повреждения, также оцениваемые по их тяжести (слабые, средние и сильные).

Воздействие ударной волны может привести также к повреждениям транспортных средств, гидроузлов, лесных массивов. Как правило, ущерб, наносимый воздействием ударной волны, очень велик; он наносится как здоровью людей, так и различным сооружениям, оборудованию и т.д.

Световое излучение. Представляет собой совокупность видимого спектра и инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Светящаяся область ядерного взрыва характеризуется очень высокой температурой. Поражающее действие характеризуется мощностью светового импульса. Воздействие излучения на людей вызывает прямые или косвенные ожоги, разделяющиеся по степени тяжести, временное ослепление, ожоги сетчатки глаза. От ожогов защищает одежда, поэтому они чаще бывают на открытых участках тела. Большую опасность представляют также пожары на объектах народного хозяйства, в лесных массивах, возникающие в результате совокупного воздействия светового излучения и ударной волны. Еще одним фактором воздействия светового излучения является тепловое воздействие на материалы. Характер его определяется многими характеристиками как излучения, так и самого объекта.

Проникающая радиация. Это гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду. Время ее воздействия не превышает 10-15 с. Основными характеристиками излучения являются поток и плотность потока частиц, доза и мощность дозы излучения. Степень тяжести лучевого поражения главным образом зависит от поглощенной дозы. При распространении в среде ионоизирующие излучения изменяют ее физическую структуру, ионизируя атомы веществ. При воздействии проникающей радиации на людей может возникнуть лучевая болезнь различной степени (наиболее тяжелые формы обычно заканчиваются летальным исходом). Радиационные повреждения могут также наноситься материалам (изменения в их структуре могут быть и необратимыми). Материалы, обладающие защитными свойствами, активно используются в постройке защитных сооружений.

Электромагнитный импульс. Совокупность кратковременных электрических и магнитных полей, возникающих в результате взаимодействия гамма- и нейтронного излучения с атомами и молекулами среды. Импульс не оказывает непосредственного влияния на человека, объекты его поражения -- все проводящие электрический ток тела: линии связи, электропередачи, металлические конструкции и т.д. Результатом воздействия импульса может быть выход из строя различных приборов и сооружений, проводящих ток, ущерб здоровью людей, работающих с незащищенной аппаратурой. Особенно опасно воздействие электромагнитного импульса на аппаратуру, не оборудованную специальной защитой. Защита может включать различные "добавки" к системам проводов и кабелей, электромагнитное экранирование и т.д.

Радиоактивное заражение местности. возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. Это фактор поражения, обладающий наиболее продолжительным действием (десятки лет), действующий на огромной площади. Излучение выпадающих радиоактивных веществ состоит из альфа-, бета- и гамма-лучей. Наиболее опасными являются бета- и гамма-лучи. При ядерном взрыве образуется облако, которое может переноситься ветром. Выпадение радиоактивных веществ происходит в превые 10-20 ч после взрыва. Масштабы и степень заражения зависят от характеристик взрыва, поверхности, метеорологических условий. Как правило, зона радиоактивного следа имеет форму эллипса, и масштабы заражения уменьшаются по мере удаления от конца эллипса, в котором произошел взрыв. В зависимости от степени заражения и возможных последствий внешнего облучения выделяют зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. Поражающим действием обладают в основном бета-частицы и гамма-облучение. Особенно опасным является попадание радиоактивных веществ внутрь организма. Основной способ защиты населения -- изоляция от внешнего воздействия излучений и исключение попадания радиоактивных веществ внутрь организма.

Целесообразно укрытие людей в убежищах и противорадиационных укрытиях, а также в зданиях, чья конструкция ослабляет действие гамма-излучения. Применяются также средства индивидуальной защиты.

ядерный взрыв радиоактивный заражение

К поражающим факторам ядерного оружия относятся:

ударная волна;

световое излучение;

проникающая радиация;

радиоактивное заражение;

электромагнитный импульс.

При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30-40% - на световое излучение, до 5% - на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% - на радиоактивное заражение. Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру и масштабам.

Ударная волна. Ударная волна - это область резкого сжатия среды, которая распространяется в виде сферического слоя во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте.

Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд. Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои.

Таким образом, сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе.

С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 метров за 1,4 секунды, 2000 метров - за 4 секунды, 3000 метров - за 7 секунд, 5000 метров - за 12 секунд.

ядерное оружие боеприпас взрыв

Основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия волны - длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны.

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако на одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия - меньше.

При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фронте волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом.

При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грунта, напоминающее по своему действию землетрясения.

Механическое воздействие ударной волны. Характер разрушения элементов объекта (предмета) зависит от нагрузки, создаваемой ударной волной, и реакции предмета на действие этой нагрузки. Общую оценку разрушений, вызванных ударной волной ядерного взрыва, принято давать по степени тяжести этих разрушений.

• 1) Слабое разрушение. Разрушаются оконные и дверные заполнения и легкие перегородки, частично разрушается кровля, возможны трещины в стеклах верхних этажей. Подвалы и нижние этажи сохраняются полностью. Находиться в здании безопасно и оно может эксплуатироваться после проведения текущего ремонта.
• 2) Среднее разрушение проявляется в разрушении крыш и встроенных элементов - внутренних перегородок, окон, а также в возникновении трещин в стенах, обрушении отдельных участков чердачных перекрытий и стен верхних этажей. Подвалы сохраняются. После расчистки и ремонта может быть использована часть помещений нижних этажей. Восстановление зданий возможно при проведении капитального ремонта.
• 3) Сильное разрушение характеризуется разрушением несущих конструкций и перекрытий верхних этажей, образованием трещин в стенах и деформацией перекрытий нижних этажей. Использование помещений становится невозможным, а ремонт и восстановление - чаще всего нецелесообразным.
• 4) Полное разрушение. Разрушаются все основные элементы здания, включая и несущие конструкции. Использовать здание невозможно. Подвальные помещения при сильных и полных разрушениях могут сохраняться и после разбора завалов частично использоваться.

Воздействие ударной волны на людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели.

Поражения могут быть непосредственными (в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха) или косвенными (в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений). Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

• 1) Крайне тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, длительная потеря сознания. Эти травмы могут привести к смертельному исходу.
• 2) Тяжелые контузии и травмы возможны при избыточных давлениях от 60 до 100 кПа. Они характеризуются сильной контузией всего организма, потерей сознания, переломами костей, кровотечением из носа и ушей; возможны повреждения внутренних органов и внутренние кровотечения.
• 3) Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40-60 кПа. При этом могут быть вывихи конечностей, контузия головного мозга, повреждения органов слуха, кровотечение из носа и ушей.
• 4) Легкие повреждения наступают при избыточном давлении 20-40 кПа. Они выражаются в скоро проходящих нарушениях функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль). Возможны вывихи, ушибы.

Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах. При отсутствии убежищ используются противорадиационные укрытия, подземные выработки, естественные укрытия и рельеф местности.

Световое излучение. Световое излучение ядерного взрыва - совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения - светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве).

Температура светящейся области в течение некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум 8000-100000С и минимум 18000С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучаемые исключительно сильно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большими толщами разреженного воздуха. Поэтому температура огненного шара (значительно больших размеров, чем при воздушном взрыве) ниже.

Количество световой энергии, достигающей объекта, находящегося на определенном расстоянии от наземного взрыва, может составлять для малых расстояний порядка трех четвертей, а на больших - половину импульса при воздушном взрыве такой же мощности.

При наземных и надводных взрывах световой импульс на тех же расстояниях меньше, чем при воздушных взрывах той же мощности.

При подземных или подводных взрывах поглощается почти все световое излучение.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Большое влияние оказывает наличие горючих материалов.

С точки зрения производства спасательных работ пожары классифицируют по трем зонам: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона горения и тления.

• 1) Зоны отдельных пожаров представляют собой районы, на территории которых пожары возникают в отдельных зданиях, сооружениях. Маневр формирования между отдельными пожарами без средств тепловой защиты невозможен.
• 2) Зона сплошных пожаров - территория, на которой горит большинство сохранившихся зданий. Через эту территорию невозможен проход или нахождение на ней формирований без средств защиты от теплового излучения или проведения специальных противопожарных мероприятий по локализации или тушению пожара.
• 3) Зона горения и тления в завалах представляет собой территорию, на которой горят разрушенные здания и сооружения. Она характеризуется продолжительным горением в завалах (до нескольких суток).

Воздействие светового излучения на людей и животных. Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздействии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки.

Ожоги разделяются по тяжести поражения организма на четыре степени.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий.

При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении.

Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя.

Ожоги четвертой степени: омертвление кожи более глубоких слоев тканей. Поражение ожогами третьей и четвертой степеней значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда могут служить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и тому подобное, можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излучения. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия. Одежда также защищает кожу от ожогов, поэтому ожоги чаще бывают на открытых участках тела.

Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины (предпочтительна свободная одежда светлых тонов или одежда из шерстяных тканей).

Проникающая радиация. Проникающая радиация представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Также выделяются еще и ионизирующие излучения в виде альфа и бета частиц, имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на людей и материалы пренебрегают. Время действия проникающей радиации не превышает 10-15 секунд с момента взрыва.

Основные параметры, характеризующие ионизирующие излучения, - доза и мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.

Ионизирующая способность гамма-излучения характеризуется экспозиционной дозой излучения. Единицей экспозиционной дозы гамма-излучения является кулон на килограмм (Кл/кг). В практике в качестве единицы экспозиционной дозы применят несистемную единицу рентген (Р). Рентген - это такая доза (количество энергии) гамма-излучения, при поглощении которой в 1 см3 сухого воздуха (при температуре 0оС и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,083 миллиарда пар ионов, каждый из которых имеет заряд, равный заряду электрона.

Степень тяжести лучевого поражения главным образом зависит от поглощенной дозы. Для измерения поглощенной дозы любого вида ионизирующего излучения установлена единица грей (Гр.). Распространяясь в среде, гамма-излучения и нейтроны ионизируют ее атомы и изменяют физическую структуру веществ. При ионизации атомы и молекулы клеток живой ткани за счет нарушения химических связей и распада жизненно важных веществ погибают или теряют способность к дальнейшей жизнедеятельности.

При воздушных и наземных ядерных взрывах близких к земле настолько, что ударная волна может выводить из строя здания и сооружения, проникающая радиация в большинстве случаев для объектов является безопасной. Но с увеличением высоты взрыва она приобретает все большее значение в поражении объектов. При взрывах на больших высота и в космосе основным поражающим фактором становится импульс проникающей радиации.

Поражение людей и животных проникающей радиацией. При воздействии проникающей радиации у людей и животных может возникнуть лучевая болезнь. Степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Также учитывают, что облучение может быть однократным и многократным. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, является многократным. При однократном облучении организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы различают 4 степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь первой (легкой) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 100-200 Р. Скрытый период может продолжаться 2-3 недели, после чего появляется недомогание, общая слабость, чувство тяжести в голове, стеснение в груди, повышение потливости, может наблюдаться периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй (средней) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 200-400 Р. Скрытый период длится около недели. Лучевая болезнь проявляется в более тяжелом недомогании, расстройстве функций нервной системы, головных болях, головокружениях, вначале часто бывает рвота, возможно повышение температуры тела; количество лейкоцитов в крови, особенно лимфоцитов, уменьшается более чем наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через 1,5-2 месяца. Возможны смертельные исходы (до 20%).

Лучевая болезнь третьей (тяжелой) степени возникает при общей экспозиционной дозе 400-600 Р. Скрытый период - до нескольких часов. Отмечают тяжелое общее состояние, сильные головные боли, рвоту, иногда потерю сознания или резкое возбуждение, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, некроз слизистых оболочек в области десен. Количество лейкоцитов, а затем эритроцитов и тромбоцитов резко уменьшается. Ввиду ослабления защитных сил организма появляются различные инфекционные осложнения. Без лечения болезнь в 20-70% случаев заканчивается смертью, чаще от инфекционных осложнений или от кровотечений.

При облучении экспозиционной дозой более 600 Р. развивается крайне тяжелая четвертая степень лучевой болезни, которая без лечения обычно заканчивается смертью в течение двух недель.

Защита от проникающей радиации. Проникающая радиация, проходя через различные среды (материалы), ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств материалов и толщины защитного слоя. Нейтроны ослабляются в основном за счет столкновения с ядрами атомов. Энергия гамма квантов при прохождении их через вещества расходуется в основном на взаимодействие с электронами атомов. Защитные сооружения ГО надежно обеспечивают защиту людей от проникающей радиации.

Радиоактивное заражение. Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.

Основные источники радиоактивности при ядерных взрывах: продукты деления веществ, составляющих ядерное горючее (200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов); наведенная активность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и другие); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в реакции деления и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.

Излучение радиоактивных веществ состоит из трех видов лучей: альфа, бета и гамма.

Наибольшей проникающей способностью обладают гамма лучи, меньшей - бета частицы и незначительной - альфа частицы. Поэтому основную опасность для людей при радиоактивном заражении местности представляют гамма и бета излучения.

Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей: большая площадь поражения, длительность сохранения поражающего действия, трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.

Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наибольшая зараженность местности будет при наземных (надводных) и подземных (подводных) ядерных взрывах.

При наземном (подземном) ядерном взрыве огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта. В результате образуется мощное облако, состоящее из огромного количества радиоактивных и неактивных оплавленных частиц, размеры которых колеблются от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течение 7-10 минут радиоактивное облако поднимается и достигает своей максимальной высоты, стабилизируется, приобретая характерную грибовидную форму, и под действием воздушных потоков перемещается с определенной скоростью и в определенном направлении. Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает сильное заражение местности, выпадает из облака в течение 10-20 часов после ядерного взрыва.

При выпадении радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва происходит заражение поверхности земли, воздуха, водоисточников, материальных ценностей и тому подобное.

При воздушном и высотном взрывах огненный шар не касается поверхности земли. При воздушном взрыве почти вся масса радиоактивных продуктов в виде очень маленьких частиц уходит в стратосферу и только небольшая часть остается в тропосфере. Из тропосферы радиоактивные вещества выпадают в течение 1-2 месяцев, а из стратосферы - 5-7 лет. За это время радиоактивно зараженные частицы уносятся воздушными потоками на большие расстояния от места взрыва и распределяются на огромных площадях. Поэтому они не могут создать опасного радиоактивного заражения местности. Опасность может лишь представлять радиоактивность, наведенная в грунте и предметах, расположенных вблизи эпицентра воздушного ядерного взрыва. Размеры этих зон, как правило, не будут превышать радиусов зон полных разрушений.

Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости среднего ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении ветра радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса. Наиболее высокая степень заражения наблюдается на участках следа, расположенных недалеко от центра взрыва и на оси следа. Здесь выпадают более крупные оплавленные частицы радиоактивной пыли. Наименьшая степень заражения наблюдается на границах зон заражения и на участках, наиболее удаленных от центра наземного ядерного взрыва.

Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнем радиации на определенное время после взрыва и экспозиционной дозой радиации (гамма излучения), полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ.

В зависимости от степени радиоактивного заражения и возможных последствий внешнего облучения в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака выделяют зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения.

Зона умеренного заражения (зона А). Экспозиционная доза излучения за время полного распада радиоактивных веществ колеблется от 40 до 400 Р. Работы на открытой местности, расположенной в середине зоны или у ее внутренней границы, должны быть прекращены на несколько часов.

Зона сильного заражения (зона Б). Экспозиционная доза излучения за время полного распада радиоактивных веществ колеблется от 400 до 1200 Р. В зоне Б работы на объектах прекращаются сроком до 1 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО, подвалах или других укрытиях.

Зона опасного заражения (зона В). На внешней границе зоны экспозиционного гамма излучения до полного распада радиоактивных веществ составляет 1200 Р., на внутренней границе - 4000 Р. В этой зоне работы прекращаются от 1 до 3-4 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО.

Зона чрезвычайно опасного заражения (зона Г). На внешней границе зоны экспозиционная доза гамма излучения до полного распада радиоактивных веществ составляет 4000 Р. В зоне Г работы на объектах прекращаются на 4 и более суток, рабочие и служащие укрываются в убежищах. По истечении указанного срока уровень радиации на территории объекта спадает до значений, обеспечивающих безопасную деятельность рабочих и служащих в производственных помещениях.

Действие продуктов ядерного взрыва на людей. Как и проникающая радиация в районе ядерного взрыва, общее внешнее гамма облучение на радиоактивно зараженной местности вызывает у людей и животных лучевую болезнь. Дозы излучения, вызывающие заболевание, такие же, как и от проникающей радиации.

При внешнем воздействии бета частиц у людей наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, в области шеи, на голове. Различают кожные поражения тяжелой (появление незаживающих язв), средней (образование пузырей) и легкой (посинение и зуд кожи) степени.

Внутреннее поражение людей радиоактивными веществами может произойти при попадании их внутрь организма главным образом с пищей. С воздухом и водой радиоактивные вещества в организм, по-видимому, будут попадать в таких количествах, которые не вызовут острого лучевого поражения с потерей трудоспособности людей.

Всасывающиеся радиоактивные продукты ядерного взрыва распределяются в организме крайне неравномерно. Особенно много концентрируется их в щитовидной железе и печени. В связи с этим указанные органы подвергаются облучению в очень больших дозах, приводящих либо разрушению ткани, либо к развитию опухолей (щитовидная железа), либо к серьезному нарушению функций.

Боевые свойства и поражающие факторы ядерного оружия. Виды ядерных взрывов и их отличие по внешним признакам. Краткая характеристика поражающих факторов ядерного взрыва и их воздействие на организм человека, боевую технику и вооружение

1. Боевые свойства и поражающие факторы ядерного оружия

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.

2. Виды ядерных взрывов и их отличие по внешним признакам

Ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим ядерные взрывы разделяют на воздушные, высотные, наземные (надводные) и подземные (подводные).

К воздушным ядерным взрывам относятся взрывы в воздухе на такой высоте, когда светящаяся область взрыва не касается поверхности земли (воды) (рис. а).

Одним из признаков воздушного взрыва является то, что пылевой столб не соединяется с облаком взрыва (высокий воздушный взрыв). Воздушный взрыв может быть высоким и низким.

Точка на поверхности земли (воды), над которой произошел взрыв, называется эпицентром взрыва.

Воздушный ядерный взрыв начинается ослепительной кратковременной вспышкой, свет от которой может наблюдаться на расстоянии нескольких десятков и сотен километров.

Вслед за вспышкой в месте взрыва возникает шарообразная светящаяся область, которая быстро увеличивается в размерах и поднимается вверх. Температура светящейся области достигает десятков миллионов градусов. Светящаяся область служит мощным источником светового излучения. Увеличиваясь, огненный шар быстро поднимается вверх и охлаждается, превращаясь в поднимающееся клубящееся облако. При подъеме огненного шара, а затем клубящегося облака создается мощный восходящий поток воздуха, который засасывает с земли поднятую взрывом пыль, которая удерживаются в воздухе в течение нескольких десятков минут.

(рис. б) столб пыли, поднятый взрывом, может соединиться с облаком взрыва; в результате образуется облако грибовидной формы.

Если воздушный взрыв произошел на большой высоте, то столб пыли может и не соединиться с облаком. Облако ядерного взрыва, двигаясь по ветру, утрачивает свою характерную форму и рассеивается.

Ядерный взрыв сопровождается резким звуком, напоминающим сильный раскат грома. Воздушные взрывы могут применяться противником для поражения войск на поле боя, разрушения городских и промышленных зданий, поражения самолетов и аэродромных сооружений.

Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс.

Высотный ядерный взрыв производится на высоте от 10 км и более от поверхности земли. При высотных взрывах на высоте нескольких десятков километров в месте взрыва образуется шарообразная светящаяся область, размеры ее больше, чем при взрыве такой же мощности в приземном слое атмосферы. После остывания светящаяся область превращается в клубящееся кольцевое облако. Пылевой столб и облако пыли при высотном взрыве не образуются.

При ядерных взрывах на высотах до 25-30 км поражающими факторами этого взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс.

С увеличением высоты взрыва вследствие разрежения атмосферы ударная волна значительно ослабевает, а роль светового излучения и проникающей радиации возрастает. Взрывы, происходящие в ионосферной области, создают в атмосфере районы или области повышенной ионизации, которые могут влиять на распространение радиоволн (ультракоротковолнового диапазона) и нарушать работу радиотехнических средств.

Радиоактивное заражение поверхности земли при высотных ядерных взрывах практически отсутствует.

Высотные взрывы могут применяться для уничтожения воздушных и космических средств нападения и разведки: самолетов, крылатых ракет, спутников, головных частей баллистических ракет.

Наземный ядерный взрыв. Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или в воздухе на небольшой высоте, при котором светящаяся область касается земли.

При наземном взрыве светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. Если наземный взрыв осуществляется на поверхности земли (контактный взрыв) или в непосредственной близости от нее, в грунте образуется большая воронка, окруженная валом земли.

Размер и форма воронки зависят от мощности взрыва; диаметр воронки может достигать несколько сотен метров.

При наземном взрыве образуется мощное пылевое облако и столб пыли, чем при воздушном, причем столб пыли с момента его образования соединен с облаком взрыва, в результате чего в облако вовлекается огромное количество грунта, который придает ему темную окраску. Перемешиваясь с радиоактивными продуктами, грунт способствует их интенсивному выпадению из облака. При наземном взрыве радиоактивное заражение местности в районе взрыва и по следу движения облака значительно сильнее, чем при воздушном. Наземные взрывы предназначаются для разрушения объектов, состоящих из сооружений большой прочности, и поражения войск, находящихся в прочных укрытиях, если при этом допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности и объектов в районе взрыва или на следе облака.

Эти взрывы применяются и для поражения открыто расположенных войск, если необходимо создать сильное радиоактивное заражение местности. При наземном ядерном взрыве поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный на некоторой глубине в земле.

При таком взрыве светящаяся область может не наблюдаться; при взрыве создается огромное давление на грунт, образующаяся ударная волна вызывает колебания почвы, напоминающие землетрясение. В месте взрыва образуется большая воронка, размеры которой зависят от мощности заряда, глубины взрыва и типа грунта; из воронки выбрасывается огромное количество грунта, перемешанного с радиоактивными веществами, которые образуют столб. Высота столба может достигать многих сотен метров.

При подземном взрыве характерного, грибовидного облака, как правило, не образуется. Образующийся столб имеет значительно более темную окраску, чем облако наземного взрыва. Достигнув максимальной высоты, столб начинает разрушаться. Радиоактивная пыль, оседая на землю, сильно заражает местность в районе взрыва и по пути движения облака.

Подземные взрывы могут осуществляться для разрушения особо важных подземных сооружений и образования завалов в горах в условиях, когда допустимо сильное радиоактивное заражение местности и объектов. При подземном ядерном взрыве поражающими факторами являются сейсмовзрывные волны и радиоактивное заражение местности.

Этот взрыв имеет внешнее сходство с наземным ядерным взрывом и сопровождается теми же поражающими факторами, что и наземный взрыв. Разница заключается в том, что грибовидное облако надводного взрыва состоит из плотного радиоактивного тумана или водяной пыли.

Характерным для этого вида взрыва является образование поверхностных волн. Действие светового излучения значительно ослабляется вследствие экранирования большой массой водяного пара. Выход из строя объектов определяется в основном действием воздушной ударной волны.

Радиоактивное заражение акватории, местности и объектов происходит вследствие выпадения радиоактивных частиц из облака взрыва. Надводные ядерные взрывы могут осуществляться для поражения крупных надводных кораблей и прочных сооружений военно-морских баз, портов, когда допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение воды и прибрежной местности.

Подводный ядерный взрыв. Подводным ядерным взрывом называется взрыв, осуществленный в воде на той или иной глубине.

При таком взрыве вспышка и светящаяся область, как правило, не видны.

При подводном взрыве на небольшой глубине над поверхностью воды поднимается полый столб воды, достигающий высоты более километра. В верхней части столба образуется облако, состоящее из брызг и паров воды. Это облако может достигать несколько километров в диаметре.

Через несколько секунд после взрыва водяной столб начинает разрушаться и у его основания образуется облако, называемое базисной волной. Базисная волна состоит из радиоактивного тумана; она быстро распространяется во все стороны от эпицентра взрыва, одновременно поднимается вверх и относится ветром.

Спустя несколько, минут базисная волна смешивается с облаком султана (султан - клубящееся облако, окутывающее верхнею часть водяного столба) и превращается в слоисто-кучевое облако, из которого выпадает радиоактивный дождь. В воде образуется ударная волна, а на ее поверхности - поверхностные волны, распространяющиеся во все стороны. Высота волн может достигать десятков метров.

Подводные ядерные взрывы предназначены для уничтожения кораблей и разрушений подводной части сооружений. Кроме того, они могут осуществляться для сильного радиоактивного заражения кораблей и береговой полосы.

3. Краткая характеристика поражающих факторов ядерного взрыва и их воздействие на организм человека, боевую технику и вооружение

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 характер
изовать 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

Материал	Плотность, г/см 3	Слой половинного ослабления, см
		по нейтронам	по гамма-излучению
Полиэтилен

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 на расстояниях в десятки и сотни километров от центра 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.