Тема 4.1. Ядерное оружие и его поражающие факторы

СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ПОРАЖЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ НАСЕЛЕНИЯ

Раздел 4. Чрезвычайные ситуации военного времени

История человечества неразрывно связана с появ­лением все более совершенных видов оружия и средств поражения. Особое место в истории развития вооружения и техники отводится XX в., когда появи­лись новые виды оружия: ядерное, химическое, бак­териологическое, применение которых приводит к массовому поражению живой силы и техники.

Так, например, 22 апреля 1915 г. Германией было применено химическое оружие против французских колониальных войск. В результате газовой атаки по­ражено более 9000 человек, из них погибли 1200.

Виды оружия, способные в результате примене­ния привести к массовым поражениям или уничто­жению живой силы и техники противника, принято называть оружием массового поражения (ОМП).

Территорию, в пределах которой в результате при­менения ОМП произошли массовые поражения жи­вой силы и техники, называют очагом поражения.

Зона радиоактивного (химического, бактериологи­ческого) заражения — это территория, зараженная ра­диоактивными (химическими, бактериологическими) веществами в опасных для жизни людей пределах.

На сегодняшний день многими странами прини­маются меры по запрещению наиболее реальных ви­дов ОМП: ядерного, химического и бактериологического оружия, однако возможность их применения не исключается как отдельными государствами, так и различными террористическими организациями.

Ядерное оружие — оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, мгновенно выделяющейся в результате цепной реакции при делении атомных ядер радиоактивных элементов (урана-235 или плутония-239).

Мощность различных ядерных боеприпасов изме­ряют в сотнях, тысячах (кило) и миллионах (мега) тонн тротилового эквивалента, то есть количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько ее выделяется при взрыве данного ядерного боеприпаса.

Средствами доставки ядерных боеприпасов к це­лям являются ракеты, авиация и артиллерия. Кро­ме того, применяются ядерные фугасы.

Ядерные взрывы могут производиться в воздухе на различной высоте (высотный и воздушный взрывы), у поверхности земли (наземный взрыв), под землей (подземный взрыв), под водой (подводный взрыв), над водой (надводный взрыв). См. Рисунок 3.

Точка, где произошел взрыв, называется цент­ром, а ее проекция на поверхность земли (воды) — эпицентром ядерного взрыва.

Очагом ядерного поражения называется терри­тория, подвергшаяся непосредственному воздейст­вию поражающих факторов ядерного взрыва. Он характеризуется массовыми разрушениями зда­ний, сооружений, завалами, авариями в сетях ком­мунально-энергетического хозяйства, пожарами, радиоактивным заражением и значительными по­терями среди населения. Размеры очага ядерного поражения зависят от мощности боеприпаса: чем мощнее ядерный взрыв, тем больше очаг поражения.

При ядерном взрыве действуют пять поражающих факторов: ударная волна, световое излучение, ионизи­рующее излучение (проникающая радиация), радио­активное заражение и электромагнитный импульс.

Ядерный взрыв сопровождается очень яркой вспышкой, которая даже в солнечный день озаряет небо и местность вокруг на десятки километров. В момент взрыва, кроме яркой вспышки, раздается резкий оглушительный звук, напоминающий рас каты грома при грозе. Вслед за вспышкой может об­разоваться светящаяся сфера (при высотном, воз­душном и наземном взрывах), которая является ис­точником светового излучения.

При обнаружении этих признаков рекомендуется быстро занять имеющиеся поблизости воронки, канавы, ямы и другие укрытия или лечь на землю, головой в противоположную от взрыва сторону.

Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва, так как на ее образова­ние расходуется около 50% его энергии. Она пред­ставляет собой область сильно сжатого воздуха, ко­торая движется со сверхзвуковой скоростью (более 331 м/с) во все стороны от центра взрыва. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.

Поражающее действие ударной волны характе­ризуется величиной избыточного давления. Из­быточное давление — это разность между макси­мальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед ним. Избыточное давление измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/м²). Эта единица давления называется Паскалем (Па).

Характер разрушений в очаге ядерного пораже­ния зависит от прочности конструкций зданий и сооружений, плотности за­стройки. Различают че­тыре зоны разрушений, избыточное давление ударной волны в них соот­ветственно 50, 30, 20 и 10 КПа (см. схему).

В зоне полных разруше­ний (свыше 50 кПа), бли­жайшей к центру взрыва, жилые дома и промышленные здания, противорадиационные укрытия и часть убежищ будут полностью разрушены, образу­ются сплошные завалы, возникнут горение и тле­ние в завалах. Спасательные работы будут прово­диться в очень сложных условиях.

В зоне сильных разрушений (от 50 до 30 кПа) на­земные здания и сооружения получат сильные разрушения; большинство убежищ и коммунально-энергетических сетей сохранится, образуются зна­чительные завалы, возникнут сплошные и массо­вые пожары. Спасательные работы заключаются в расчистке завалов, тушении пожаров, спасении лю­дей из заваленных защитных сооружений, разру­шенных и горящих зданий.

В зоне средних разрушений (от 30 до 20 кПа) зда­ния и сооружения получат средней степени разрушения, все убежища, коммунально-энергетические сети, большая часть противорадиационных укрытий (ПРУ) сохранятся. Образуются отдельные завалы и возникнут сплошные пожары. Спасательные работы заключаются в тушении пожаров, спасении людей из завалов, из разрушенных и горящих зданий.

В зоне слабых разрушений (от 20 до 10 кПа) здания по­лучат слабые разрушения, возникнут небольшие завалы и отдельные очаги пожаров. Спасательные работы заклю­чаются в тушении пожаров, спасении людей из частично разрушенных и горящих зда­ний.

При избыточном давле­нии 20-40 кПа незащищен­ные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздей­ствие ударной волны с избы­точным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потере соз­нания, повреждению орга­нов слуха, сильным вывихам конечностей, кровотечению из носа и ушей. Тяжелые травмы возникают при из­быточном давлении свыше 60 кПа и характеризуются сильными контузиями, пере­ломами конечностей, пора­жением внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным ис­ходом, наблюдаются при из­быточном давлении свыше 100 кПа.

Скорость движения и рас­стояние, на которое распространяется ударная волна, а значит и степень поражения от удара, зависят от мощ­ности ядерного взрыва. С увеличением расстояния от места взрыва скорость быстро падает. Так, при взрыве боеприпаса мощностью 20 кВт ударная волна проходит 1 км за 2 секунды, 2 км за 5,3 км за 8 секунд. За это вре­мя человек после вспышки может укрыться и избе­жать поражения.

 

 

Рисунок 1. Зоны разрушений в очаге ядерного поражения.

 

От воздействия ударной волны человека надежно могут защитить убежища и укрытия, которые стро­ятся с учетом противоядерной защиты.

Световое излучение представляет собой поток ви­димых, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, исходящих от светящейся области, образуемой рас­каленными до миллионов градусов продуктами взрыва и раскаленным воздухом. На его образова­ние расходуется 30-35% всей энергии взрыва. Про­должительность светового излучения зависит от мощ­ности взрыва и колеблется от долей секунды до 20-30 секунд.

Сила светового излучения такова, что оно способ­но вызывать ожоги кожных покровов, поражение глаз (временное ослепление).

Световое излучение может вызвать массовые по­жары в населенных пунктах, в лесах и других мес­тах. Защитой от светового излучения могут быть лю­бые преграды, не пропускающие свет: укрытия, тень густого дерева, забор и т.п. Такие природные явле­ния, как туман, дождь и снег, ослабляют его воздей­ствие, и наоборот, ясная, сухая погода увеличивает опасность светового излучения. У человека могут возникнуть ожоги. Ожоги 3 и 4 степени сопровожда­ются расстройством центральной нервной системы, нарушением сердечно-сосудистой системы.

Ионизирующее излучение (проникающая радиа­ция) — излучение, которое создается при радиоак­тивном распаде, ядерных превращениях, торможе­нии заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы различных знаков. По сути, это поток элементарных частиц и электро­магнитных лучей, не видимых и не ощущаемых че­ловеком. Любые ядерные излучения, взаимодействуют с различными материалами, ионизируют их атомы и молекулы. Ионизация среды тем сильнее, чем больше мощность дозы проникающей радиа­ции или радиоактивного излучения и длительное их воздействие.

Действие ионизирующего излучения длится 10-15 секунд. В результате прохождения через раз­личные материалы окружающей среды, интенсив­ность проникающей радиации ослабевает. Действие ионизирующих излучений на людей и животных за­ключается в нарушении нормальных, составляющих основу жизни, биохимических и физических процес­сов в тканях организма, которое может привести к различным лучевым поражениям и даже к смерти.

Чтобы оценить влияние различных видов иони­зирующих излучений на человека (животное), надо учитывать две их основные характеристики: иони­зирующую и проникающую способности. Альфа-из­лучение обладает высокой ионизирующей и слабой проникающей способностью. Обыкновенная одежда полностью защищает человека. Самым опасным яв­ляется попадание альфа-частиц внутрь организма с воздухом, водой и пищей. Бета-излучение имеет меньшую ионизирующую способность, чем альфа-излучение, но большую проникающую способность. Одежда уже не может полностью защитить от него, нужно использовать любое укрытие. Гамма и ней­тронное излучения обладают очень высокой прони­кающей способностью, защиту от них могут обеспе­чить только убежища, противорадиационные укры­тия, надежные подвалы и погреба.

ПОМНИТЕ!От воздействия ионизирующего излу­чения практически полностью защищают человека убежища и противорадиационные укрытия, а открытые и особенно перекрытые щели уменьшают это воздействие. В два раза ослабляют интенсив­ность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон — 10 см, грунт — 14 см, древесина — 30 см. Очень важно в первое время, особенно в первые сутки, укрыться в убежищах, противорадиационных укрытиях или в подвалах!

 

Радиоактивное заражение. Основными его источ­никами являются продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образующиеся в результа­те воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас, и на некоторые эле­менты, входящие в состав грунта в районе взрыва.

При наземном ядерном взрыве светящаяся об­ласть касается земли. Массы испаряющегося грунта поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твердых части­цах. Образуется радиоактивное облако. Оно подни­мается на многокилометровую высоту, а затем со ско­ростью 25—100 км/ч движется по ветру. Радиоактив­ные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения (след), которая мо­жет распространяться на несколько сот километров. При этом заражаются местность, здания, сооруже­ния, посевы, водоемы, а также воздух.

Наибольшую опасность радиоактивные вещества представляют в первые часы после выпадения, так как их активность в этот период наивысшая. Постепенно уровень радиации на местности снижается ориентировочно в 10 раз через отрезки времени, кратные 7. На­пример, через 7 часов после взрыва он уменьшается в 10 раз, а через 49 часов — почти в 100 раз. Опасность поражения людей в районах радиоактивного зараже­ния местности может сохраняться продолжительное время — дни, недели и даже месяцы. Масштабы и сте­пень заражения местности зависят от количества, мощности и вида ядерного взрыва, метеорологиче­ских условий, от скорости и направления ветра.

Находящиеся на зараженной местности люди, животные, растения подвергаются как внешнему облучению, так и поверхностному заражению осев­шими на одежду, кожу, шерсть, стебли, листья рас­тений радиоактивными веществами.

Местность заражается радиоактивными вещест­вами неравномерно. В зависимости от степени зара­жения и опасности поражения людей след делится на четыре зоны:

А — умеренного,

Б — сильного,

В — опасного,

Г — чрезвычайно опасного заражения.

Дозы излучения за время полного распада тако­вы: на внешней границе зоны А — 40 рад, на внут­ренней — 400 рад. На внешней границе зоны Б 400 рад, на внутренней — 1200 рад. На внешней границе зоны В — 1200 рад, на внутренней — 4000 рад. На внешней границе зоны Г — 4000 рад (в сере­дине зоны — 10 000 рад и более).

В результате воздействия ионизирующих излу­чений у людей возникает лучевая болезнь. Различа­ют четыре степени лучевой болезни: первая, или легкая (100-200 бэр), вторая, или средней тяже­сти (200-400 бэр), третья, или тяжелая (400-600 бэр), четвертая, или крайне тяжелая (более 600 бэр), при этом доза свыше 700 бэр, как правило, при­водит к смертельному исходу, а в случае более 1000 бэр наблюдается молниеносная форма лучевой болезни и гибель в первые сутки.

Для прогнозирования радиоактивного загрязне­ния местности необходимо знать координаты, мощность и вид ядерного взрыва, направление и ско­рость ветра.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) — это крат­ковременное электромагнитное поле, возникающее при взрыве ядерного боеприпаса в результате взаи­модействия гамма-лучей и нейтронов, испускаемых при ядерном взрыве, с атомами окружающей среды. На его образование расходуется около 1% всей энер­гии взрыва. Следствием воздействия ЭМИ может быть перегорание или пробои отдельных элементов радиоэлектронной и электротехнической аппарату­ры. Продолжительность действия — несколько де­сятков миллисекунд.

Поражение ЭМИ людей возможно только в тех случаях, когда они в момент взрыва соприкасаются с протяженными проводными линиями. Может быть поражен скот, находящийся вблизи линий связи и линий электропередач.

На основе ЭМИ могут разрабатываться различ­ные приборы, которые служат оружием особого рода. Генераторы ЭМИ, как показывают теоретические ра­боты и проведенные эксперименты, можно эффектив­но использовать для стирания информации в банках данных для вывода из строя электронной и электро­технической аппаратуры. Создание на их основе по­лупроводниковых приборов, а затем и интегральных схем, особенно устройств цифровой техники, и широ­кое внедрение этих средств в радиоэлектронную воен­ную аппаратуру заставили военных специалистов по-иному оценить угрозу ЭМИ. С 1970 г. вопросы защи­ты оружия и военной техники от ЭМИ стали рассмат­риваться министерством обороны США как имеющие наивысшую приоритетность.

Особенности поражающего действия ней­тронных боеприпасов. Нейтронные боеприпасы являются разновидностью ядерных боеприпасов. Их основу составляют термоядерные заряды, в ко­торых используются ядерные реакции деления и синтеза. Взрыв такого боеприпаса оказывает по­ражающее воздействие прежде всего на людей за счет мощного потока ионизирующего излучения, в котором значительная часть (до 40%) приходит­ся на так называемые быстрые нейтроны.

При взрыве нейтронного боеприпаса площадь зоны поражения проникающей радиацией превосходит площадь зоны поражения ударной волной в несколь­ко раз. В этой зоне техника и сооружения могут оста­ваться невредимыми, а люди получают смертельные поражения.

Для защиты от нейтронных боеприпасов исполь­зуются те же средства и способы, что и для защиты от обычных ядерных боеприпасов. Кроме того, при сооружении убежищ и укрытий рекомендуется уп­лотнять и увлажнять грунт, укладываемый над ни­ми, увеличивать толщину перекрытий, устраивать дополнительную защиту входов и выходов.

 

Рисунок 2. Действия на открытой местности при вспышке ядерного взрыва

 

Рисунок 3. Виды ядерных взрывов:

а - воздушный, б - наземный, в - подземный, г - подводный