Основни фактори на ядрена експлозия. Ядрени оръжия и техните поразяващи фактори
При наземна ядрена експлозия около 50% от енергията отива за образуване на ударна вълна и фуния в земята, 30-40% за светлинно лъчение, до 5% за проникваща радиация и електромагнитно лъчение и нагоре до 15% до радиоактивно замърсяване на района.
По време на въздушна експлозия на неутронен боеприпас дяловете на енергията се разпределят по особен начин: ударна вълнадо 10%, светлинна радиация 5 - 8% и приблизително 85% от енергията отива в проникваща радиация (неутронно и гама лъчение)
Ударната вълна и светлинното излъчване са подобни на увреждащите фактори на традиционните експлозиви, но светлинното излъчване в случай на ядрен взрив е много по-мощно.
Ударната вълна разрушава сгради и оборудване, наранява хора и има обратен ефект с бърз спад на налягането и високоскоростно въздушно налягане. Разреждането (спад на налягането на въздуха) след вълната и обратния ход въздушни масипо посока на развиващата се ядрена гъбичка също може да причини някои щети.
Светлинното лъчение действа само върху неекранирани, т.е. обекти, които не са покрити с нищо от експлозия, може да причини запалване на горими материали и пожари, както и изгаряния и увреждане на очите на хора и животни.
Проникващата радиация има йонизиращ и разрушителен ефект върху молекулите на човешките тъкани, причинявайки лъчева болест. Това е от особено значение при експлозията на неутронни боеприпаси. Сутерените на многоетажни каменни и стоманобетонни сгради, подземни убежища с дълбочина 2 метра (например изба или всяко убежище от клас 3-4 и по-висок) могат да предпазят от проникваща радиация, бронираните превозни средства имат известна защита.
Радиоактивно замърсяване - по време на въздушна експлозия на относително "чисти" термоядрени заряди (делене-синтез), този увреждащ фактор е сведен до минимум. И обратно, в случай на експлозия на "мръсни" варианти на термоядрени заряди, подредени по принципа на делене-ядрен синтез-деление, земна, заровена експлозия, при която се получава неутронно активиране на вещества, съдържащи се в почвата, и дори повече така че експлозията на така наречената "мръсна бомба" може да има решаващо значение.
Електромагнитен импулс деактивира електрическо и електронно оборудване, прекъсва радиокомуникациите.
В зависимост от вида на заряда и условията на взрива, енергията на взрива се разпределя по различен начин. Например, при експлозия на конвенционален ядрен заряд без повишена мощност на неутронно лъчение или радиоактивно замърсяване, следното съотношение на дяловете на мощността на енергия на различни височини може да бъде:
| Части от енергията на въздействащите фактори на ядрен взрив | |||||||||
| Височина / Дълбочина | рентгеново лъчение | излъчване на светлина | Топлина от огнено кълбо и облак | ударна вълна във въздуха | Деформация и изхвърляне на почвата | Земна компресионна вълна | Топлината на кухина в земята | проникваща радиация | радиоактивни 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 % | по-малко от 1% | ? | 5 % | 6 % | |
| Дълбочина на камуфлажната експлозия | 30 % | 30 % | 34 % | 6 % | |||||
Енциклопедичен YouTube
-
1 / 5
Светлинното лъчение е поток от лъчиста енергия, включващ ултравиолетовата, видимата и инфрачервената област на спектъра. Източникът на светлинно лъчение е светещата зона на експлозията - нагрята до високи температурии изпарени части от боеприпаса, околната почва и въздух. При въздушна експлозия светещата зона е топка, при земна експлозия - полукълбо.
Максималната температура на повърхността на осветената зона обикновено е 5700-7700 °C. Когато температурата падне до 1700 °C, светенето спира. Светлинният импулс е с продължителност от части от секундата до няколко десетки секунди, в зависимост от мощността и условията на експлозията. Приблизително продължителността на светене в секунди е равна на корен трети от мощността на експлозията в килотони. В същото време интензитетът на излъчване може да надвишава 1000 W / cm² (за сравнение, максималният интензитет на слънчевата светлина е 0,14 W / cm²).
Резултатът от действието на светлинното лъчение може да бъде възпламеняване и изгаряне на предмети, топене, овъгляване, високотемпературни напрежения в материалите.
Когато човек е изложен на светлинно лъчение, настъпват увреждания на очите и изгаряния на открити части на тялото, както и увреждания на участъци от тялото, защитени с дрехи.
Произволна непрозрачна преграда може да служи като защита срещу въздействието на светлинното лъчение.
В случай на мъгла, мъгла, силен прах и/или дим излагането на светлинно лъчение също се намалява.
ударна вълна
Повечето от разрушенията, причинени от ядрена експлозия, са причинени от действието на ударната вълна. Ударната вълна е ударна вълна в среда, която се движи със свръхзвукова скорост (повече от 350 m/s за атмосферата). При атмосферна експлозия ударната вълна е малка област, в която има почти мигновено повишаване на температурата, налягането и плътността на въздуха. Директно зад фронта на ударната вълна има намаляване на налягането и плътността на въздуха, от леко намаление далеч от центъра на експлозията и почти до вакуум вътре в огненото кълбо. Последицата от това намаление е обратният поток на въздуха и силен вятърпо повърхността със скорости до 100 km/h или повече до епицентъра. Ударната вълна разрушава сгради, съоръжения и засяга незащитени хора, а в близост до епицентъра на земна или много ниска въздушна експлозия генерира мощни сеизмични вибрации, които могат да разрушат или повредят подземни съоръжения и комуникации и да наранят хората в тях.
Повечето сгради, с изключение на специално укрепените, са сериозно повредени или разрушени под въздействието на свръхналягане от 2160-3600 kg / m² (0,22-0,36 atm).
Енергията се разпределя по цялото изминато разстояние, поради което силата на удара на ударната вълна намалява пропорционално на куба на разстоянието от епицентъра.
Укритията са защита срещу ударна вълна за човек. На открити площи ефектът от ударната вълна се намалява от различни вдлъбнатини, препятствия, гънки на терена.
проникваща радиация
електромагнитен импулс
При ядрен взрив в резултат на силни течения във въздуха, йонизиран от радиация и светлинно излъчване, възниква силно променливо електромагнитно поле, т.нар. електромагнитен импулс(Ейми). Въпреки че няма никакъв ефект върху хората, излагането на ЕМП уврежда електронно оборудване, електрически уреди и електропроводи. Освен това голям броййони, възникнали след експлозията, предотвратява разпространението на радиовълни и работата на радарните станции. Този ефект може да се използва за заслепяване на системата за предупреждение за ракети.
Силата на EMP варира в зависимост от височината на експлозията: в диапазона под 4 km тя е относително слаба, по-силна при експлозия от 4-30 km и особено силна при височина на детонация над 30 km (виж, например, експериментът за ядрена детонация на голяма надморска височина Starfish Prime).
Появата на EMP се случва, както следва:
- Проникващата радиация, излъчвана от центъра на експлозията, преминава през разширени проводими обекти.
- Гама-квантите се разсейват от свободни електрони, което води до появата на бързо променящ се токов импулс в проводниците.
- Полето, причинено от токовия импулс, се излъчва в околното пространство и се разпространява със скоростта на светлината, като се изкривява и избледнява с времето.
Под въздействието на ЕМП във всички неекранирани удължени проводници се индуцира напрежение и колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-високо е напрежението. Това води до прекъсване на изолацията и повреда на електрически уреди, свързани с кабелни мрежи, например трансформаторни подстанции и др.
ЕМР е от голямо значение при експлозии на голяма надморска височина до 100 km или повече. С експлозия в повърхностен слойатмосферата няма решаващ ефект върху нискочувствителната електротехника, нейният обхват е блокиран от други увреждащи фактори. Но от друга страна, той може да наруши работата и да извади от строя чувствително електрическо и радио оборудване на значителни разстояния - до няколко десетки километра от епицентъра. мощна експлозия, където други фактори вече не носят разрушителен ефект. Може да деактивира незащитено оборудване в солидни конструкции, предназначени за големи натоварвания от ядрен взрив (например силози). Не оказва вредно въздействие върху хората.
радиоактивно замърсяване
Радиоактивното замърсяване е резултат от значително количество радиоактивни вещества, падащи от облак, издигнат във въздуха. Трите основни източника на радиоактивни вещества в зоната на експлозия са продуктите на делене на ядреното гориво, частта от ядрения заряд, която не е реагирала, и радиоактивните изотопи, образувани в почвата и други материали под въздействието на неутрони (индуцирана радиоактивност).
Утаявайки се на повърхността на земята по посока на облака, продуктите от експлозията създават радиоактивна зона, наречена радиоактивна следа. Плътността на замърсяване в района на експлозията и в следствие на движението на радиоактивния облак намалява с отдалечаване от центъра на експлозията. Формата на следата може да бъде много разнообразна в зависимост от околните условия.
Радиоактивните продукти от експлозията излъчват три вида радиация: алфа, бета и гама. Времето на въздействието им върху околен святмного дълго.
Във връзка с естествен процесразпад, радиоактивността намалява, особено рязко това се случва в първите часове след експлозията.
Увреждането на хора и животни от излагане на радиационно замърсяване може да бъде причинено от външно и вътрешно облъчване. Тежките случаи могат да бъдат придружени от лъчева болест и смърт.
Инсталиране на бойна главаядреният заряд на обвивката от кобалт причинява замърсяване на територията с опасен изотоп 60 Co (хипотетична мръсна бомба).
Епидемиологична и екологична обстановка
Ядрена експлозияв населено място, както и други бедствия, свързани с голям брой жертви, унищожаване на опасни производства и пожари, ще доведат до трудни условия в района на неговото действие, което ще бъде вторичен увреждащ фактор. Хората, които дори не са получили значителни наранявания директно от експлозията, е много вероятно да умрат от инфекциозни заболявания и химическо отравяне. Има голяма вероятност да изгорите при пожар или просто да се нараните, когато се опитвате да излезете от развалините.
Психологическо въздействие
Хората, които се намират в зоната на експлозията, в допълнение към физическите щети, изпитват мощен психологически депресиращ ефект от плашещата гледка на разгръщащата се картина на ядрена експлозия, катастрофалните разрушения и пожари, изчезването на познатия пейзаж , множеството осакатени, овъглени умиращи наоколо и разлагащи се трупове поради невъзможността да бъдат погребани, смъртта на роднини и приятели, осъзнаването на вредата, нанесена на собственото тяло и ужаса от предстоящата смърт от развиваща се лъчева болест. Резултатът от такова въздействие сред оцелелите от бедствието ще бъде развитието на остри психози, както и клаустрофобични синдроми поради осъзнаването на невъзможността да се излезе на повърхността на земята, постоянни кошмарни спомени, които засягат цялото последващо съществуване. В Япония има отделна дума за хората, които са станали жертви ядрени бомбардировки- "Хибакуша".
Държавните разузнавателни служби на много страни предполагат [ ] че една от целите на различни терористични групи може да бъде да завладеят ядрени оръжия и да ги използват срещу цивилното население с цел психологическо въздействие, дори и физическо увреждащи факториядрен взрив ще бъде незначителен в мащаба на страната-жертва и на цялото човечество. Съобщението за ядрена атака ще бъде незабавно разпространено от медиите (телевизия, радио, интернет, преса) и несъмнено ще има огромно психологическо въздействие върху хората, на което терористите могат да разчитат.
В процеса на ядрен (термоядрен) взрив се образуват увреждащи фактори, ударна вълна, светлинно лъчение, проникваща радиация, радиоактивно замърсяване на терен и обекти, както и електромагнитен импулс.
Въздушна ударна вълна на ядрен взрив
Въздушната ударна вълна е рязко компресиране на въздуха, разпространяващ се в атмосферата със свръхзвукова скорост. Това е основният фактор, причиняващ унищожаване и повреда на оръжие, военна техника, инженерни съоръжения и местни обекти.
Въздушната ударна вълна на ядрен взрив се образува в резултат на факта, че разширяваща се светеща област компресира слоевете въздух около нея и това компресиране, прехвърляйки се от един слой на атмосферата в друг, се разпространява със скорост, значително надвишаваща скоростта на звука и скоростта движение напредчастици въздух.
Ударната вълна изминава първите 1000 m за 2 s, 2000 m за 5 s, 3000 m за 8 s.
Фиг.5. Промяна на налягането в точка на земята в зависимост от продължителността на въздействието на ударната вълна върху околните обекти: 1 - фронт на ударната вълна; 2 - крива на промяна на налягането
Увеличаването на налягането на въздуха в предната част на ударната вълна отгоре атмосферно налягане, така нареченото свръхналягане в предната част на ударната вълна Rf се измерва в Pascals (1Pa = 1n / m 2, в барове (I bar = 10 5 Pa) или в килограми сила на cm 2 (1kgf / cm 2 \u003d 0,9807 бара) Характеризира силата на увреждащия ефект на ударната вълна и е един от основните му параметри.
След преминаването на фронта на ударната вълна налягането на въздуха в дадена точка бързо спада, но продължава да се задържа известно време над атмосферното. Времето, през което налягането на въздуха надвишава атмосферното, се нарича продължителност на фазата на компресия на ударната вълна (r+). Той също така характеризира увреждащото действие на ударната вълна.
В зоната на компресия въздушните частици се движат след фронта на ударната вълна със скорост, по-малка от скоростта на фронта на ударната вълна с приблизително 300 m/s. На разстояния от центъра на експлозията, където ударната вълна има разрушителен ефект (Pf0,2-0,3 bar), скоростта на въздуха в ударната вълна надвишава 50 m/s. В този случай общото транслационно движение на въздушните частици в ударната вълна може да достигне няколко десетки и дори стотици метра. В резултат на това в зоната на компресия възниква силно налягане на скоростта (вятъра), означено с Rsk.
В края на фазата на компресия налягането на въздуха в ударната вълна става по-ниско от атмосферното налягане, т.е. фазата на компресия е последвана от фаза на разреждане.
В резултат на излагане на ударна вълна човек може да получи сътресения и наранявания. различни степенигравитация, които са причинени както от цялостното компресиране на човешкото тяло от свръхналягане във фазата на компресия на ударната вълна, така и от действието на скоростната глава и налягането на отражението. Освен това, в резултат на действието на високоскоростния натиск, ударната вълна по пътя си подхваща и отнася с висока скорост фрагменти от разрушени сгради и постройки и клони на дървета, малки камъни и други предмети, способни да нанесат щети на открито разположени хора.
Прякото поражение на хората от прекомерното явление на ударната вълна, налягането на скоростната глава и налягането на отражение се нарича първично, а увреждането, причинено от действието на различни отломки, се нарича непряко или вторично.
Таблица 4 Разстояния, на които има отказ на персонала от действието на ударна вълна на открито място на земята в изправено положение, km
Намалена височина на експлозия, m/t 1/3
Мощност на експлозията, kt
Разпространението на ударната вълна и нейното разрушително и разрушително действие могат да бъдат значително повлияни от терена и горите в района на експлозията, както и от метеорологичните условия.
теренможе да усили или отслаби ефекта на ударната вълна. Така. на предните (с лице към експлозията) склонове на хълмовете и в котловините, разположени по посока на вълната, налягането е по-високо, отколкото на равнинния терен. Когато стръмността на склоновете (ъгълът на наклона към хоризонта) 10-15 налягането е с 15-35% по-високо, отколкото на равен терен; с наклон от 15-30 °, налягането може да се увеличи 2 пъти.
По склоновете на хълмове, противоположни на центъра на експлозията, както и в тесни котловини и дерета, разположени под голям ъгъл спрямо посоката на разпространение на вълната, е възможно да се намали налягането на вълната и да се отслаби нейното разрушително действие. При стръмност на склона 15-30° налягането намалява 1,1-1,2 пъти, а при стръмност 45-60° - 1,5-2 пъти.
AT горски териториисвръхналягането е с 10-15% повече, отколкото на открити площи. В същото време в дълбините на гората (на разстояние 50-200 m или повече от ръба, в зависимост от гъстотата на гората) се наблюдава значително намаляване на скоростния напор.
Метеорологични условияимат значително влияние само върху параметрите на слаба въздушна ударна вълна, т.е. на вълни със свръхналягане не повече от 10 kPa.
Така например при въздушна експлозия с мощност 100 kt този ефект ще се прояви на разстояние 12 ... 15 km от епицентъра на експлозията. През лятото при горещо време е характерно отслабване на вълната във всички посоки, а през зимата нейното усилване, особено по посока на вятъра.
Дъждът и мъглата също могат значително да повлияят на параметрите на ударната вълна, като се започне от разстояния, където свръхналягането на вълната е 200-300 kPa или по-малко. Например, когато свръхналягането на ударната вълна при нормални условия е 30 kPa или по-малко, при условия на среден дъжд налягането намалява с 15%, а силно (дъждовна буря) - с 30%. По време на експлозии при условия на снеговалеж налягането в ударната вълна намалява много леко и може да се пренебрегне.
Защитата на персонала от ударна вълна се постига чрез намаляване на въздействието върху човек на свръхналягане и скоростно налягане. Следователно укриването на персонала зад хълмове и насипи в дерета, сечища и млади гори, използването на укрепления, танкове, бойни машини на пехотата, бронетранспортьори намалява степента на увреждане от ударна вълна.
Ако приемем, че по време на въздушна ядрена експлозия безопасното разстояние за незащитен човек е няколко километра, тогава персоналът, разположен в открити укрепления (окопи, комуникационни канали, отворени слотове), няма да бъде ударен вече на разстояние 2/3 от безопасното разстояние. Покритите слотове и окопи намаляват радиуса на поражението 2 пъти, а землянките - 3 пъти. Персоналът, намиращ се в твърди подземни конструкции на дълбочина над 10 m, не е засегнат, дори ако тази конструкция се намира в епицентъра на въздушна експлозия. Радиусът на унищожаване на оборудването, разположено в окопи и укрития, е 1,2-1,5 пъти по-малко, отколкото на открито.
С използването на атомната енергия човечеството започна да разработва ядрени оръжия. Той има редица характеристики и въздействия върху околната среда. Има различни степени на унищожаване с помощта на ядрени оръжия.
За да се развие правилното поведение в случай на такава заплаха, е необходимо да се запознаете с характеристиките на развитието на ситуацията след експлозията. Характеристиките на ядрените оръжия, техните видове и увреждащи фактори ще бъдат обсъдени допълнително.
Обща дефиниция
В уроците по темата за основите (OBZH) една от областите на обучение е да се разгледат характеристиките на ядрените, химическите, бактериологичните оръжия и техните характеристики. Изследват се и моделите на възникване на такива опасности, тяхното проявление и методи за защита. Това на теория позволява да се намали броят на човешките жертви при поразяване с оръжия за масово унищожение.
Ядреното оръжие е експлозивен тип, чието действие се основава на енергията на верижното делене на тежки ядра на изотопи. Също така разрушителната сила може да се появи по време на термоядрен синтез. Тези два вида оръжия се различават по силата си на действие. Реакциите на делене с една маса ще бъдат 5 пъти по-слаби, отколкото при термоядрените реакции.
Първата ядрена бомба е разработена в САЩ през 1945 г. Първият удар с това оръжие е направен на 05.08.1945 г. Бомбата беше хвърлена над град Хирошима в Япония.
В СССР първата ядрена бомба е разработена през 1949 г. Взривен е в Казахстан, извън населените места. През 1953 г. СССР изпълни това оръжие, което беше 20 пъти по-мощно от това, което беше хвърлено над Хирошима. В същото време размерът на тези бомби беше еднакъв.
Разглежда се характеристиката на ядрените оръжия на OBZh, за да се определят последствията и начините за оцеляване при ядрена атака. Правилното поведение на населението при подобно поражение може да спаси повече човешки животи. Условията, които се развиват след експлозията, зависят от това къде е станала, каква мощност е имала.
Ядрено оръжиенадвишава по сила, разрушителни действия конвенционални авиационни бомбиняколко пъти. Ако се използва срещу вражески войски, поражението е голямо. В същото време се наблюдават огромни човешки загуби, унищожават се оборудване, конструкции и други обекти.
Характеристики
Като се има предвид кратко описание на ядрените оръжия, трябва да се изброят основните им видове. Те могат да съдържат енергия различен произход. Ядрените оръжия включват боеприпаси, техните носители (доставят боеприпасите до целта), както и оборудване за контрол на експлозиви.
Боеприпасите могат да бъдат ядрени (базирани на реакции на атомно делене), термоядрени (базирани на реакции на синтез), а също и комбинирани. За измерване на мощността на оръжие се използва тротилов еквивалент. Тази стойност характеризира неговата маса, която би била необходима за създаване на експлозия с подобна мощност. TNT еквивалентът се измерва в тонове, както и в мегатони (Mt) или килотони (kt).
Мощността на боеприпасите, чието действие се основава на реакциите на делене на атоми, може да бъде до 100 kt. Ако обаче при производството на оръжия се използват реакции на синтез, тя може да има мощност от 100-1000 kt (до 1 Mt).
Размер на амунициите
Най-голямата разрушителна сила може да бъде постигната чрез комбинирани технологии. Характеристиките на ядрените оръжия от тази група се характеризират с развитие по схемата "деление → синтез → делене". Тяхната мощност може да надхвърли 1 Mt. В съответствие с този показател се разграничават следните групи оръжия:
- Супер малък.
- малък.
- Среден.
- Голям.
- Супер голям.
Като се има предвид кратко описание на ядрените оръжия, трябва да се отбележи, че целите на тяхното използване могат да бъдат различни. Съществуват ядрени бомбикоито създават подземни (подводни), наземни, въздушни (до 10 km) и височинни (повече от 10 km) експлозии. Мащабът на разрушението и последствията зависят от тази характеристика. В този случай лезиите могат да бъдат причинени от различни фактори. След експлозията се образуват няколко вида.
Видове експлозии
Определението и характеристиката на ядрените оръжия ни позволява да направим заключение за общия принцип на тяхното действие. Последствията ще зависят от това къде е била взривена бомбата.
Среща се на разстояние до 10 км над земята. В същото време неговата светеща площ не влиза в контакт със земната или водната повърхност. Колоната прах е отделена от облака на експлозията. Полученият облак се движи с вятъра, постепенно се разсейва. Този тип експлозия може да причини значителни щети на армията, да разруши сгради, да унищожи самолети.
Експлозия на голяма надморска височина изглежда като сферична светеща област. Размерът му ще бъде по-голям, отколкото при използване на същата бомба на земята. След експлозията сферичната област се превръща в пръстеновиден облак. В същото време няма колона прах и облак. Ако ще се случи експлозияв йоносферата впоследствие ще изгаси радиосигналите и ще наруши работата на радиооборудването. Практически не се наблюдава радиационно замърсяване на земните площи. Този тип експлозия се използва за унищожаване на вражески самолети или космическо оборудване.
Характеристики на ядрените оръжия и фокус ядрено унищожениепри наземна експлозия се различава от предишните два вида експлозии. В този случай светещата зона е в контакт със земята. На мястото на експлозията се образува кратер. Образува се голям облак от прах. Това включва голямо количество почва. Радиоактивните продукти падат от облака заедно със земята. теренът ще е страхотен. С помощта на такава експлозия се унищожават укрепени обекти, унищожават се войски, които са в убежища. Районите наоколо са силно замърсени с радиация.
Взривът може да бъде и подземен. Светещата зона може да не се наблюдава. Вибрациите на земята след експлозия са подобни на земетресение. Образува се фуния. Стълб от пръст с радиационни частици се издига във въздуха и се разпространява над района.
Освен това експлозията може да бъде направена над или под водата. В този случай, вместо в почвата, водните пари излизат във въздуха. Те носят радиационни частици. Замърсяването на района в този случай също ще бъде силно.
Въздействащи фактори
се определя от някои от увреждащите фактори. Те могат да имат различни ефекти върху обектите. След експлозията могат да се наблюдават следните ефекти:- Инфекция на земната част с радиация.
- ударна вълна.
- Електромагнитен импулс (EMP).
- проникваща радиация.
- Излъчване на светлина.
Един от най-опасните увреждащи фактори е ударната вълна. Тя има огромен енергиен запас. Поражението причинява както директен удар, така и косвени фактори. Те, например, могат да бъдат летящи фрагменти, предмети, камъни, пръст и др.
Появява се в оптичния диапазон. Той включва ултравиолетови, видими и инфрачервени лъчи от спектъра. Основните увреждащи ефекти на светлинното лъчение са високата температура и заслепяването.
Проникващата радиация е поток от неутрони, както и гама лъчи. В този случай живите организми получават висока степен на лъчева болест.
Ядрената експлозия също е придружена от електрически полета. Импулсът се разпространява на големи разстояния. Извежда от строя комуникационни линии, оборудване, захранване, радиокомуникации. В този случай оборудването може дори да се запали. Може да се получи токов удар за хора.
Като се имат предвид ядрените оръжия, техните видове и характеристики, трябва да се спомене още един увреждащ фактор. Това е вредното въздействие на радиацията върху земята. Този тип фактори са характерни за реакциите на делене. В този случай най-често бомбата се взривява ниско във въздуха, на повърхността на земята, под земята и над водата. В този случай районът е силно замърсен от падащи частици пръст или вода. Процесът на инфекция може да продължи до 1,5 дни.
ударна вълна
Характеристиките на ударната вълна на ядрено оръжие се определят от зоната, в която е настъпила експлозията. Той може да бъде подводен, въздушен, сеизмичен експлозивен и се различава по редица параметри в зависимост от вида.
Въздушната взривна вълна е област, в която въздухът е силно компресиран. Ударът се разпространява по-бързо от скоростта на звука. Засяга хора, оборудване, сгради, оръжия на големи разстояния от епицентъра на експлозията.
Земната взривна вълна губи част от енергията си поради образуването на треперене на земята, образуването на фуния и изпарението на земята. За унищожаване на укрепленията на военни части се използва наземна бомба. Жилищните слабо укрепени структури са по-разрушени по време на въздушна експлозия.
Разглеждайки накратко характеристиките на увреждащите фактори на ядрените оръжия, трябва да се отбележи тежестта на нараняванията в зоната на ударната вълна. Повечето тежки последствияс фатален изход се появяват в зона, където налягането е 1 kgf / cm². Умерени лезии се наблюдават в зоната на налягане от 0,4-0,5 kgf / cm². Ако ударната вълна има мощност от 0,2-0,4 kgf / cm², лезиите са малки.
В същото време се нанасят много по-малко щети на персонала, ако хората са били в легнало положение по време на излагане на ударната вълна. Още по-малко засегнати са хората в окопи и окопи. В този случай те имат добро ниво на защита затворени пространствакоито се намират под земята. Правилно проектираните инженерни конструкции могат да предпазят персонала от удар от ударна вълна.
Военната техника също се проваля. При малко налягане може да се наблюдава леко компресиране на корпусите на ракетите. Също така, някои от техните устройства, автомобили, други превозни средства и подобни средства се провалят.
излъчване на светлина
Имайки в предвид основни характеристикиядрени оръжия, трябва да се вземе предвид такъв увреждащ фактор като светлинното излъчване. Появява се в оптичния диапазон. Светлинното лъчение се разпространява в космоса поради появата на светеща област по време на ядрен взрив.
Температурата на светлинното излъчване може да достигне милиони градуси. Този увреждащ фактор преминава през три етапа на развитие. Те се изчисляват в десетки стотни от секундата.
Светещият облак в момента на експлозия набира температура до милиони градуси. След това, в процеса на изчезването му, нагряването се намалява до хиляди градуси. AT начална фазаенергията все още не е достатъчна за генериране на голямо ниво на топлина. Това се случва в първата фаза на експлозията. 90% от светлинната енергия се произвежда през втория период.
Времето на излагане на светлинно лъчение се определя от силата на самата експлозия. Ако се взриви свръхмалък боеприпас, този увреждащ фактор може да продължи само няколко десети от секундата.
При използване на малък снаряд светлинното излъчване ще действа за 1-2 секунди. Продължителността на това проявление по време на експлозия на среден боеприпас е 2-5 s. Ако става въпрос за свръхголяма бомба, светлинният импулс може да продължи повече от 10 s.
Поразителната способност в представената категория се определя от светлинния импулс на експлозията. То ще бъде толкова по-голямо, колкото по-висока е мощността на бомбата.
Увреждащото действие на светлинното лъчение се проявява чрез появата на изгаряния на открити и затворени участъци от кожата, лигавиците. Това може да предизвика пожар различни материали, оборудване.
Силата на въздействието на светлинния импулс се отслабва от облаци, различни обекти (сгради, гори). Щетите на персонала могат да бъдат причинени от пожари, възникнали след експлозията. За да го предпазят от поражение, хората се прехвърлят в подземни съоръжения. Тук се съхранява и военна техника.
Рефлекторите се използват върху повърхностни обекти, горимите материали се навлажняват, поръсват се със сняг, импрегнират се с огнеупорни съединения. Използват се специални защитни комплекти.
проникваща радиация
Концепцията за ядрени оръжия, характеристики, увреждащи фактори позволяват да се предприемат подходящи мерки за предотвратяване на големи човешки и технически загуби в случай на експлозия.
Светлинното лъчение и ударната вълна са основните увреждащи фактори. Проникващата радиация обаче има не по-малко силен ефект след експлозията. Разпространява се във въздуха на разстояние до 3 км.
Гама лъчите и неутроните преминават през живата материя и допринасят за йонизацията на молекулите и атомите на клетките на различни организми. Това води до развитие на лъчева болест. Източникът на този увреждащ фактор са процесите на синтез и делене на атоми, които се наблюдават по време на прилагането му.
Силата на този ефект се измерва в рад. Дозата, която засяга живите тъкани, се характеризира с вида, мощността и вида на ядрения взрив, както и от разстоянието на обекта от епицентъра.
Изучавайки характеристиките на ядрените оръжия, методите на излагане и защитата срещу тях, трябва да разгледате подробно степента на проявление на лъчева болест. Има 4 степени. При лека форма (първа степен) дозата радиация, получена от човек, е 150-250 rad. Заболяването се лекува в рамките на 2 месеца в болница.
Втората степен възниква при доза радиация до 400 rad. В този случай съставът на кръвта се променя, косата пада. Изисква активно лечение. Възстановяването настъпва след 2,5 месеца.
Тежката (трета) степен на заболяването се проявява с облъчване до 700 rad. Ако лечението върви добре, човек може да се възстанови след 8 месеца стационарно лечение. Остатъчните ефекти се появяват много по-дълго.
В четвъртия етап дозата на облъчване е над 700 rad. Човек умира за 5-12 дни. Ако радиацията надхвърли границата от 5000 rad, персоналът умира след няколко минути. Ако тялото е отслабено, човек, дори и при ниски дози на облъчване, трудно понася лъчева болест.
Защитата срещу проникваща радиация може да бъде осигурена от специални материали, които съдържат различни видовелъчи.
електромагнитен импулс
При разглеждане на характеристиките на основните увреждащи фактори на ядрените оръжия трябва да се проучат и характеристиките на електромагнитния импулс. По време на експлозията, особено на голяма надморска височина, се създават обширни зони, през които радиосигналът не може да премине. Те съществуват за доста кратко време.
В електропроводи, други проводници, това причинява повишено напрежение. Появата на този увреждащ фактор се дължи на взаимодействието на неутрони и гама лъчи във фронталната част на ударната вълна, както и около тази област. Като резултат електрически зарядиразделени, образувайки електромагнитни полета.
Действието на електромагнитен импулс по време на земна експлозия се определя на разстояние няколко километра от епицентъра. При излагане на бомба на разстояние повече от 10 км от земята, електромагнитен импулс може да възникне на разстояние 20-40 км от повърхността.
Действието на този увреждащ фактор е насочено в по-голяма степен към различно радио оборудване, оборудване, електрически уреди. В резултат на това в тях се образуват високи напрежения. Това води до разрушаване на изолацията на проводниците. Може да възникне пожар или токов удар. Преди всичко различни системи за сигнализация, комуникация и управление са подложени на прояви на електромагнитен импулс.
За да се защити оборудването от представения разрушителен фактор, ще е необходимо да се екранират всички проводници, оборудване, военни устройства и др.
Характеризирането на увреждащите фактори на ядрените оръжия позволява да се вземат навременни мерки за предотвратяване на разрушителния ефект от различни ефекти след експлозията.
терен
Характеризирането на поразяващите фактори на ядрените оръжия би било непълно без описание на въздействието на радиоактивното замърсяване на района. Проявява се както в недрата на земята, така и на нейната повърхност. Замърсяването засяга атмосферата водни ресурсии всички други обекти.
Радиоактивните частици падат върху земята от облак, който се образува в резултат на експлозия. Движи се в определена посока под въздействието на вятъра. В същото време високо ниво на радиация може да се определи не само в непосредствена близост до епицентъра на експлозията. Инфекцията може да се разпространи на десетки или дори стотици километри.
Ефектът от този увреждащ фактор може да продължи няколко десетилетия. Радиационното замърсяване на района може да има най-голям интензитет при наземен взрив. Площта му на разпространение може значително да надвиши ефекта на ударна вълна или други увреждащи фактори.
Без мирис, без цвят. Скоростта им на гниене не може да бъде ускорена с никакви методи, които са достъпни на човечеството днес. При наземен тип експлозия голямо количество почва се издига във въздуха, образува се фуния. След това частиците на земята с продуктите на радиационното разпадане се утаяват върху съседните територии.
Зоните на инфекция се определят от интензивността на експлозията, мощността на радиацията. Измерването на радиацията на земята се извършва ден след експлозията. Този показател се влияе от характеристиките на ядрените оръжия.
Познавайки неговите характеристики, характеристики и методи за защита, е възможно да се предотвратят разрушителните последици от експлозия.
Увреждащи фактори на ядрен взрив
В зависимост от вида на заряда и условията на взрива, енергията на взрива се разпределя по различен начин. Например, при експлозия на конвенционален ядрен заряд без повишена мощност на неутронно лъчение или радиоактивно замърсяване, следното съотношение на дяловете на мощността на енергия на различни височини може да бъде:
Части от енергията на въздействащите фактори на ядрен взрив Височина / Дълбочина рентгеново лъчение излъчване на светлина Топлина от огнено кълбо и облак ударна вълна във въздуха Деформация и изхвърляне на почвата Земна компресионна вълна Топлината на кухина в земята проникваща радиация радиоактивни 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 % по-малко от 1% ? 5 % 6 % Камуфлажна дълбочина на експлозията 30 % 30 % 34 % 6 % При наземна ядрена експлозия около 50% от енергията отива за образуване на ударна вълна и фуния в земята, 30-40% за светлинно лъчение, до 5% за проникваща радиация и електромагнитно лъчение и нагоре до 15% до радиоактивно замърсяване на района.
По време на въздушна експлозия на неутронен боеприпас дяловете на енергията се разпределят по особен начин: ударната вълна е до 10%, светлинното излъчване е 5 - 8%, а приблизително 85% от енергията отива в проникваща радиация (неутрон). и гама лъчение)
Ударната вълна и светлинното излъчване са подобни на увреждащите фактори на традиционните експлозиви, но светлинното излъчване в случай на ядрен взрив е много по-мощно.
Ударната вълна разрушава сгради и оборудване, наранява хора и има обратен ефект с бърз спад на налягането и високоскоростно въздушно налягане. Разреждането (спад на налягането на въздуха) след вълната и обратното движение на въздушните маси към развиващата се ядрена гъба също може да причини някои щети.
Светлинното лъчение действа само върху неекранирани, т.е. обекти, които не са покрити с нищо от експлозия, може да причини запалване на горими материали и пожари, както и изгаряния и увреждане на очите на хора и животни.
Проникващата радиация има йонизиращ и разрушителен ефект върху молекулите на човешките тъкани, причинявайки лъчева болест. Това е от особено значение по време на експлозия на неутронен боеприпас. Сутерените на многоетажни каменни и стоманобетонни сгради, подземни убежища с дълбочина 2 метра (например изба или всяко убежище от клас 3-4 и по-висок) могат да предпазят от проникваща радиация, бронираните превозни средства имат известна защита.
Радиоактивно замърсяване - по време на въздушна експлозия на относително "чисти" термоядрени заряди (делене-синтез), този увреждащ фактор е сведен до минимум. И обратно, в случай на експлозия на "мръсни" версии на термоядрени заряди, подредени по принципа на делене-ядрен синтез-деление, наземна, заровена експлозия, при която се получава неутронно активиране на вещества, съдържащи се в почвата, и дори още повече, че експлозията на така наречената "мръсна бомба" може да има решаващо значение.
Електромагнитен импулс деактивира електрическо и електронно оборудване, прекъсва радиокомуникациите.
ударна вълна
Най-ужасното проявление на експлозия не е гъба, а мимолетна светкавица и образуваната от нея ударна вълна.
Образуване на челна ударна вълна (ефект на Мах) по време на експлозия от 20 kt
Разрушенията в Хирошима в резултат на атомната бомбардировка
Повечето от разрушенията, причинени от ядрена експлозия, са причинени от действието на ударната вълна. Ударната вълна е ударна вълна в среда, която се движи със свръхзвукова скорост (повече от 350 m/s за атмосферата). При атмосферна експлозия ударната вълна е малка област, в която има почти мигновено повишаване на температурата, налягането и плътността на въздуха. Директно зад фронта на ударната вълна има намаляване на налягането и плътността на въздуха, от леко намаление далеч от центъра на експлозията и почти до вакуум вътре в огненото кълбо. Последствието от това намаление е обратното движение на въздуха и силен вятър по повърхността със скорост до 100 km/h или повече към епицентъра. Ударната вълна разрушава сгради, съоръжения и засяга незащитени хора, а в близост до епицентъра на земна или много ниска въздушна експлозия генерира мощни сеизмични вибрации, които могат да разрушат или повредят подземни съоръжения и комуникации и да наранят хората в тях.
Повечето сгради, с изключение на специално укрепените, са сериозно повредени или разрушени под въздействието на свръхналягане от 2160-3600 kg / m² (0,22-0,36 atm).
Енергията се разпределя по цялото изминато разстояние, поради което силата на удара на ударната вълна намалява пропорционално на куба на разстоянието от епицентъра.
Укритията осигуряват защита от ударна вълна за човек. На открити площи ефектът от ударната вълна се намалява от различни вдлъбнатини, препятствия, гънки на терена.
оптично лъчение
Жертва на ядрената бомбардировка над Хирошима
Светлинното лъчение е поток от лъчиста енергия, включващ ултравиолетовата, видимата и инфрачервената област на спектъра. Източникът на светлинно излъчване е светещата зона на експлозията - нагрята до високи температури и изпарени части от боеприпаса, околната почва и въздух. При въздушна експлозия светещата зона е топка, при земна експлозия - полукълбо.
Максималната температура на повърхността на осветената зона обикновено е 5700-7700 °C. Когато температурата падне до 1700 °C, светенето спира. Светлинният импулс е с продължителност от части от секундата до няколко десетки секунди, в зависимост от мощността и условията на експлозията. Приблизително продължителността на светене в секунди е равна на корен трети от мощността на експлозията в килотони. В същото време интензитетът на радиация може да надвишава 1000 W / cm² (за сравнение, максималният интензитет на слънчевата светлина е 0,14 W / cm²).
Резултатът от действието на светлинното лъчение може да бъде възпламеняване и възпламеняване на предмети, топене, овъгляване, високотемпературни напрежения в материалите.
Когато човек е изложен на светлинно лъчение, настъпват увреждания на очите и изгаряния на открити части на тялото, както и увреждания на участъци от тялото, защитени с дрехи.
Произволна непрозрачна преграда може да служи като защита срещу въздействието на светлинното лъчение.
В случай на мъгла, мъгла, силен прах и/или дим излагането на светлинно лъчение също се намалява.
проникваща радиация
електромагнитен импулс
По време на ядрен взрив, в резултат на силни течения във въздуха, йонизиран от радиация и светлинно лъчение, възниква силно променливо електромагнитно поле, наречено електромагнитен импулс (ЕМП). Въпреки че няма никакъв ефект върху хората, излагането на ЕМП уврежда електронно оборудване, електрически уреди и електропроводи. В допълнение, голям брой йони, възникнали след експлозията, пречат на разпространението на радиовълните и работата на радарните станции. Този ефект може да се използва за заслепяване на система за предупреждение за ракетна атака.
Силата на EMP варира в зависимост от височината на експлозията: в диапазона под 4 km тя е сравнително слаба, по-силна с експлозия от 4-30 km и особено силна с височина на детонация над 30 km (вж. , например, експериментът с ядрена детонация на голяма надморска височина Starfish Prime).
Появата на EMP се случва, както следва:
- Проникващата радиация, излъчвана от центъра на експлозията, преминава през разширени проводими обекти.
- Гама лъчите се разсейват от свободни електрони, което води до бързо променящ се токов импулс в проводниците.
- Полето, причинено от токовия импулс, се излъчва в околното пространство и се разпространява със скоростта на светлината, като се изкривява и избледнява с времето.
Под въздействието на ЕМП във всички неекранирани удължени проводници се индуцира напрежение и колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-високо е напрежението. Това води до прекъсване на изолацията и повреда на електрически уреди, свързани с кабелни мрежи, например трансформаторни подстанции и др.
ЕМР е от голямо значение при експлозии на голяма надморска височина до 100 km или повече. По време на експлозия в повърхностния слой на атмосферата той не причинява решителни щети на нискочувствителната електротехника, радиусът му на действие се блокира от други увреждащи фактори. Но от друга страна, той може да наруши работата и да извади от строя чувствително електрическо оборудване и радио оборудване на значителни разстояния - до няколко десетки километра от епицентъра на мощна експлозия, където други фактори вече не носят разрушителен ефект. Може да деактивира незащитено оборудване в солидни конструкции, предназначени за големи натоварвания от ядрен взрив (например силози). Не оказва вредно въздействие върху хората.
радиоактивно замърсяване
Кратер от експлозия на заряд от 104 килотона. Почвените емисии също служат като източник на замърсяване
Радиоактивното замърсяване е резултат от значително количество радиоактивни вещества, падащи от облак, издигнат във въздуха. Трите основни източника на радиоактивни вещества в зоната на експлозия са продуктите на делене на ядреното гориво, частта от ядрения заряд, която не е реагирала, и радиоактивните изотопи, образувани в почвата и други материали под въздействието на неутрони (индуцирана радиоактивност).
Утаявайки се на повърхността на земята по посока на облака, продуктите от експлозията създават радиоактивна зона, наречена радиоактивна следа. Плътността на замърсяване в района на експлозията и в следствие на движението на радиоактивния облак намалява с отдалечаване от центъра на експлозията. Формата на следата може да бъде много разнообразна в зависимост от околните условия.
Радиоактивните продукти от експлозията излъчват три вида радиация: алфа, бета и гама. Времето на тяхното въздействие върху околната среда е много дълго.
Във връзка с естествения процес на разпадане, радиоактивността намалява, това се случва особено рязко в първите часове след експлозията.
Увреждането на хора и животни от излагане на радиационно замърсяване може да бъде причинено от външно и вътрешно облъчване. Тежките случаи могат да бъдат придружени от лъчева болест и смърт.
Инсталирането на кобалтов снаряд върху бойната глава на ядрен заряд причинява замърсяване на територията с опасен изотоп 60 Co (хипотетична мръсна бомба).
Епидемиологична и екологична обстановка
Ядрена експлозия в населено място, подобно на други бедствия, свързани с голям брой жертви, унищожаване на опасни производства и пожари, ще доведе до трудни условия в зоната на нейното действие, което ще бъде вторичен увреждащ фактор. Хората, които дори не са получили значителни наранявания директно от експлозията, е много вероятно да умрат от инфекциозни заболявания и химическо отравяне. Има голяма вероятност да изгорите при пожар или просто да се нараните, когато се опитвате да излезете от развалините.
Психологическо въздействие
Хората, които се озовават в зоната на експлозията, освен физически щети, изпитват и мощен психологически потискащ ефект от поразителната и плашеща гледка на разкриващата се картина на ядрен взрив, катастрофалните разрушения и пожари, множеството трупове и осакатен живот наоколо, смърт на роднини и приятели, осъзнаване на вредата, нанесена на тялото им. Резултатът от такова въздействие ще бъде лоша психологическа ситуация сред оцелелите от бедствието и впоследствие стабилни негативни спомени, които засягат целия последващ живот на човек. В Япония има отделна дума за хората, станали жертва на ядрени бомбардировки - "хибакуша".
Държавните разузнавателни служби на много страни предполагат
Ядрените оръжия са едни от най-много опасни видовекоито съществуват на земята. Използването на този инструмент може да реши различни проблеми. Освен това обектите, които ще бъдат атакувани, могат да имат различни местоположения. В тази връзка ядрената експлозия може да се извърши във въздуха, под земята или водата, над земята или водата. Този е в състояние да унищожи всички обекти, които не са защитени, както и хора. В тази връзка се разграничават следните увреждащи фактори на ядрена експлозия.
1. Този фактор представлява около 50 процента от цялата енергия, освободена по време на експлозия. Ударната вълна от експлозията на ядрено оръжие е подобна на действието на конвенционална бомба. Разликата му е по-разрушителна сила и дълга продължителност на действие. Ако разгледаме всички увреждащи фактори на ядрена експлозия, тогава тази се счита за основната.
Ударната вълна на това оръжие е в състояние да удари обекти, които са далеч от епицентъра. Това е процес на силен скоростта на неговото разпространение зависи от създаденото налягане. Колкото по-далеч от мястото на експлозията, толкова по-слаб е ефектът на вълната. Опасността от взривна вълна се крие и във факта, че тя движи обекти във въздуха, което може да доведе до смърт. Уврежданията от този фактор се делят на леки, тежки, изключително тежки и средни.
Можете да се скриете от удара на ударната вълна в специален подслон.
2. Излъчване на светлина. Този фактор представлява около 35% от общата енергия, освободена по време на експлозията. Това е поток от лъчиста енергия, който включва инфрачервена, видима и горещ въздух, а продуктите от гореща експлозия действат като източници на светлинно лъчение.
Температурата на светлинното излъчване може да достигне 10 000 градуса по Целзий. Нивото на увреждащия ефект се определя от светлинния импулс. Това е отношението на общото количество енергия към площта, която осветява. Енергията на светлинното лъчение се превръща в топлина. Повърхността се нагрява. Може да бъде достатъчно силен, за да причини овъгляване на материали или пожари.
Хората в резултат на светлинно излъчване получават множество изгаряния.
3. Проникваща радиация. Засягащите фактори включват този компонент. Той представлява около 10 процента от цялата енергия. Това е поток от неутрони и гама лъчи, които идват от епицентъра на използването на оръжия. Те се разпространяват във всички посоки. Колкото по-далеч е разстоянието от точката на експлозията, толкова по-ниска е концентрацията на тези потоци във въздуха. Ако оръжието е било използвано под земята или под вода, тогава степента на тяхното въздействие е много по-ниска. Това се дължи на факта, че част от неутронния поток и гама-квантите се абсорбират от водата и земята.
Проникващата радиация обхваща по-малка площ от ударната вълна или радиацията. Но има такива видове оръжия, при които ефектът от проникващата радиация е много по-висок от други фактори.
Неутроните и гама-квантите проникват в тъканите, блокирайки работата на клетките. Това води до промени във функционирането на тялото, неговите органи и системи. Клетките умират и се разпадат. При хората това се нарича лъчева болест. За да оцените степента на излагане на радиация на тялото, определете дозата на радиация.
4. Радиоактивно замърсяване. След експлозията част от материята не претърпява делене. В резултат на разпада му се образуват алфа частици. Много от тях са активни за не повече от час. В най-голяма степен е оголена територията в епицентъра на взрива.
5. Включва се и в системата, която се формира от поразяващите фактори на ядрените оръжия. Свързва се с появата на силни електромагнитни полета.
Това са всички основни увреждащи фактори на ядрен взрив. Действието му има значително въздействие върху цялата територия и хората, които попадат в тази зона.
Ядрените оръжия и техните увреждащи фактори се изучават от човечеството. Използването му се контролира от световната общност с цел предотвратяване на глобални катастрофи.
