Ядерное оружие
Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или термоядерных реакциях синтеза лёгких ядер – изотопов водорода (дейтерия и трития) – в более тяжелые, например, ядра изотопов гелия.
|
Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средства управления ими и доставки к цели.
Ядерное оружие на настоящий момент является самым мощным оружием массового поражения, обладающим такими поражающими факторами, как ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс. Поражающее действие того или иного ядерного взрыва зависит от мощности использованного боеприпаса, вида взрыва и типа ядерного заряда.
Ядерные боеприпасы подразделяются на:
а) ядерные;
б) термоядерные.
По мощности:
1) сверхмалые – до 1 кт;
2) малые – до 10 кт;
3) средние – 10 - 100 кт;
4) крупные – 100 - 1000 кт;
5) сверхкрупные – более 1 Мт.
Виды ядерных взрывов
1. Высотный – выше границ тропосферы >10 км.
2. Воздушный – светящаяся область не касается поверхности земли.
3. Наземный – на поверхности земли или светящаяся область касается поверхности земли.
4. Подземный – взрыв, произведенный под землей.
5. Надводный – взрыв на поверхности воды.
6. Подводный– взрыв под водой.
Поражающие факторы
Ударная волна (50% общей энергии ядерного взрыва)является основным поражающим фактором ядерного взрыва. Большинство разрушений и повреждений зданий, сооружений и оборудования объектов, а также поражений людей обусловлено, как правило, воздействием ударной волны. В зависимости от того, в какой среде распространяется волна, её называют соответственно воздушной ударной волной, ударной волной в воде, сейсмовзрывной волной в грунте.
Воздушная ударная волна представляет собой зону сильного сжатия воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.
Характеризуется избыточным давлением (∆Р) и скоростным напором. Время (tс) действия зависит от мощности боеприпаса и составляет: при N=20 кт, tс=0,6 с; N=1 Мт, tс=3 с.
Передняя граница волны называется фронтом. Фронт ударной волны, быстро удаляясь от огненного шара, напоминает движущуюся стену сжатого воздуха. Наряду с быстрым движением фронта ударной волны происходит также перемещение частиц воздуха в сжатом слое в направлении распространения ударной волны. Воздух движется за фронтом волны со сверхзвуковой скоростью и представляет собой ураган огромной силы.
Воздействие ударной волны на людей. Непосредственное поражение человека возникает в результате воздействия на него избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ударная волна почти мгновенно охватывает человека и сжимает его со всех сторон. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается как резкий удар. Скоростной напор воздуха обладает метательным действием и может отбросить человека, причинив ему травмы.
Косвенным поражением называется поражение, наносимое человеку обломками зданий, деревьев и другими предметами, которые под действием скоростного напора воздуха начинают перемещаться.
Под действием ударной волны у людей возникают переломы, повреждения внутренних органов, контузии, т.е. травмы различной тяжести, которые подразделяются на лёгкие, средние, тяжёлые и крайне тяжёлые:
легкие – DР=0,2 - 0,4 кгс/см2 (временное нарушение слуха, легкие контузии, ушибы, вывихи).
средние – DР=0,4 - 0,6 кгс/см2 (контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, вывихи конечностей).
тяжелые – DР=0,6 - 1 кгс/см2 (сильные контузии всего организма, потеря сознания, переломы; возможны повреждения внутренних органов).
крайне тяжелые – DР > 1 кгс/см2 (травмы внутренних органов, внутреннее кровотечение, сотрясение мозга, сильные переломы; эти поражения часто приводят к смертельному исходу).
Здания и сооружения могут получить различные степени разрушений в зависимости от нагрузки создаваемой ударной волной (DР).
Зона полных разрушений –> 0,5 кгс/см2, 12% всей площади
(разрушение всех элементов конструкции).
Зона сильных разрушений – 0,5 - 0,3 кгс/см2, 10% всей площади
(обрушение 50% конструкции). Зона средних разрушений – 0,3 - 0,2 кгс/см2, 18% всей площади
(трещины, отдельные обрушения).
Зона слабых разрушений – 0,2 - 0,1 кгс/см2, 60% всей площади
(повреждения окон, дверей, легких перегородок).
Для защиты от ударной волны необходимы подземные сооружения – убежища, рассчитанные на сопротивление воздействию ударной волны. При отсутствии убежищ используются построенные укрытия, а также подземные выработки, шахты, естественные укрытия и рельеф местности.
Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.
Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева зависит от многих факторов и может приводить к обугливанию, оплавлению и воспламенению.В первые доли секунды после вспышки температура достигает нескольких миллионов градусов. Время действия светового излучения зависит от мощности боеприпаса (N=20 кт, t=3 с; N=1 Мт, t=10 с, N=10 Мт, t=23 с) Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров материалов ядерного боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах – и испарившегося грунта. На долю светового излучения приходится 30-40% всей энергии ядерного взрыва.
Поражение людей световым излучением выражается в появлении ожогов различных степеней открытых и защищенных одеждой участков кожи, а также в поражении глаз. Ожоги могут возникнуть как непосредственно от излучения, так и от пламени, возникшего при возгорании от светового излучения различных материалов. Световое излучение в первую очередь воздействует на открытые участки тела (кисти рук, шею, лицо) и на глаза. Различают четыре степени ожогов: первая (поверхностное поражение кожи, её покраснение), вторая (образование пузырей), третья (омертвение слоев кожи), четвертая (обугливание кожи, подкожной клетчатки, а иногда и более глубоких тканей).
Степень воздействия светового излучения на здания, сооружения, технику зависит от свойств их конструктивных материалов. Оплавление, обугливание и воспламенение материалов могут привести к возникновению пожаров.
Защитой от светового излучения могут служить различные предметы, создающие тень, но лучшие результаты достигаются при использовании убежищ, укрытий, защищающих одновременно и от других поражающих факторов. При закрытых глазах временное ослепление и ожоги глазного дна исключаются.
Проникающая радиация ядерного взрыва (5% общей энергии ядерного взрыва)представляет собой поток гамма-излучений и нейтронов.
Гамма-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, но распространяются в воздухе одинаково – во все стороны на расстояния 2,5-3 км. Проходя через биологическую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, результатом чего является нарушение нормального обмена веществ и изменение характера жизнедеятельности клеток, отдельных организмов и систем организма, что приводит к возникновению такого заболевания как лучевая болезнь.
Источником проникающей радиации являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад осколков деления. Время действия проникающей радиации не превышает нескольких секунд и определяется временем подъёма облака взрыва на такую высоту, при которой гамма-излучение поглощается толщей воздуха и практически не достигает поверхности земли.
Поражающее действие проникающей радиации характеризуется дозой излучения, т.е. количеством энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают экспозиционную дозу и поглощенную дозу. Ранее экспозиционная доза измерялась рентгенами, а в системе единиц СИ измеряется в кулонах на килограмм. Поглощенная доза более точно определяет воздействие ионизирующих излучений на биологическую ткань организма и измеряется в радах, а в системе СИ – в греях (1 Гр = 100 рад). Поражающее воздействие проникающей радиации на людей зависит от дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни:
I степень (лёгкая) возникает при суммарной дозе 150-250 рад;
П степень (средняя) – 250-400 рад;
Ш степень (тяжёлая) – 400-700 рад;
1У степень – свыше 700 рад.
Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите вредные эффекты у человека могут наступать при дозе не менее 1,5 Гр/год (150 рад/год), а в случаях кратковременного облучения – при дозах выше 0,5 Гр (50 рад).
Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-лучи и нейтроны. Степень ослабления зависит от свойства материалов и толщины защитного слоя.
Радиоактивное заражение местности (10% общей энергии ядерного взрыва) (РЗ), приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.
Особенность РЗ определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только вблизи места взрыва, но и на большом удалении от него, а также опасностью радиоактивного заражения в течение нескольких суток и даже недель после взрыва.
Источниками РЗ являются: продукты (осколки) деления ядерных взрывчатых веществ; радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов; наведенная активность; неразделившаяся часть ядерного заряда.
Характерной особенностью РЗ является постоянно происходящий спад уровня радиации со временем вследствие распада радиоактивных веществ, выпавших из облака ядерного взрыва.
Поражение радиоактивными веществами (РВ) связано с двумя факторами: заражением и облучением людей. Находясь на зараженной местности, люди подвергаются облучению гамма-лучами и заражению осевшими на одежду и кожные покровы РВ. Кроме того, вместе с воздухом и пищей РВ проникают внутрь. Заражение человека РВ ведёт к облучению, которое может вызвать заболевание лучевой болезнью.
~ = 4000 Р ~ = 1200 Р ~ = 400 Р ~ = 40 Р 20 – Н
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Зона чрезвычайно опасного заражения S = 2 – 2,5% | Зона опасного заражения S = 6 – 1,5% | Зона сильного заражения S = 10 – 12% | Зона умеренного заражения S = 18 – 80% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.00 16.4Выход из строя людей в пределах зон заражения
| ЗОНА А –только на открытой местности при нахождении в течении 24 ч после образования облака |
| ЗОНА Б – все люди могут выйти из строя при нахождении на открытой местности в течение 12 ч после выпадения радиоактивных веществ |
| ЗОНА В – возможен при кратковременном пребывании на открытой местности в первые сутки после взрыва |
| ЗОНА Г – возможен даже при нахождении в каменных зданиях в течении первых часов после заражения |
Для защиты людей от РЗ убежища и укрытия строят герметическими и оборудуют фильтровентиляционными агрегатами. Для защиты применяют индивидуальные средства защиты и соблюдают время безопасного пребывания на зараженной местности, в течение которого облучение не превысит 50р. После выхода из зараженной зоны необходимо удалить РВ, попавшие на одежду и кожные покровы, т.е. пройти санитарную обработку и провести дезактивацию одежды.
Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Эти поля в виду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).
Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, земле, на технике и других объектах. Наведенные токи и напряжения могут вызывать разрушение изоляции, перегорание элементов электро- и радиоаппаратуры и поражать людей.