Характеристика ядерного оружия

Гамма-излучение имеет очень большую проникающую способность, из-за чего облучению подвергаются все ткани организма.

Внутреннее облучение

Внутреннее облучение особо опасно - ведь в этом случае радиация действует изнутри непосредственно на клетки человека. Среди всех изотопов, находящихся в облаке взрыва, наибольший вред наносят изотопы углерода, йода, цезия и стронция.

I-131.

Йод-131 излучатель бета - и гамма-лучей с периодом полураспада 8.07 дней (активность 124 000 кюри/г). Его энергетика распада 970 кэВ, обычно распределена между 606 кэВ бета и 364 кэВ гамма. Вследствие короткого времени жизни, йод представляет особую опасность в течение нескольких недель и опасность в несколько месяцев. Его удельное образование - примерно 2% от продуктов при взрыве бомбы деления - 1.6x105 кюри/кт. Йод-131 легко поглощается телом, в особенности щитовидной железой, и может стать причиной ее рака.

Cs-137.

Цезий-137 испускает бета- и гамма-излучение, со временем полураспада 30 лет (активность 87 кюри/г). Энергетика распада - 1.176 МэВ делится на: 514 кэВ энергия бета-частицы, 622 кэВ энергия гамма-кванта. Образуется его примерно 200 кюри/кт. Он представляет опасность в первую очередь как долговременный источник сильного гамма-излучения.

Цезий, как щелочной металл, имеет некоторое сходство с калием и распределяется равномерно по всему телу. Он может выводиться из организма -период его полувыведения около 50-100 дней.

St-89 и St-90.

Стронций-90 излучает только бета-частицы с энергией 546 кЭв, имеет период полураспада 28.1 года (активность 141 кюри/г), стронций-89 аналогично испускает электроны с энергией 1.463 МэВ, период полураспада 52 дня (активность 28200 кюри/г). Их выход при взрыве составляет 190 кюри Sr-90 и 3.8x104 Sr-89 на килотонну. Стронций-89 представляет опасность в течении нескольких лет после взрыва, стронций-90 остается в опасных концентрациях на столетия. Помимо излучения бета-частицы, распадающийся атом стронция-90 превращается в изотоп иттрия - иттрий-90, тоже радиоактивный, с периодом полураспада 64.2 часа, испускающего очень энергичный электрон при распаде - 2.27МэВ.

Поскольку стронций химически ведет себя подобно кальцию, он поглощается и накапливается в костях. Хотя большая его часть и выводится из организма (период полувыведения около 40 дней), чуть менее 10% стронция попадает в кости, период полувыведения из которых - 50 лет.

Безопасным считается содержание 2 микрокюри (14 нанограммов) стронция-90 в теле отдельного человека, а среднее его содержание у всех жителей не должно превышать 0.067 микрокюри. Это означает, что наличие 10 микрокюри Sr-90 в организме значительно увеличивает вероятность возникновения рака. Несколько тысяч испытанных мегатон в конечном итоге повысили содержание стронция в теле среднестатистического человека выше установленного предела для профессионального облучения на пару последующих поколений.

C-14 и T.

Изотопы углерод-14 и тритий (водород-3) не являются напрямую продуктами распада ядер тяжелых элементов. Они образуются при взрыве обычной атомной бомбы деления при взаимодействии испускаемых нейтронов с азотом воздуха.

Тритий источник очень слабого бета-излучения (18.6 кэВ - примерно как в электронной трубке телевизора), период полураспада 12.3 года (активность 9700 кюри/г). Из-за того, что углерод и водород - основа белковой жизни, если такой радиоактивный элемент встроится в молекулу какого-либо белка, или ДНК, то распад его приведет к порче всей структуры молекулы. Поэтому попадание их в организм даже в незначительном количестве создает повышенную опасность мутаций.

Электромагнитный импульс

Ядерный взрыв производит огромное количество ионизированных частиц, сильнейшие токи и электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). На человека оно не оказывает никакого влияния (по крайней мере в пределах изученного), зато повреждает электронную аппаратуру. Большое количество ионов, оставшихся после взрыва, мешает коротковолновой связи и работе радаров.

На образование ЭМИ очень значительное влияние оказывает высота взрыва. ЭМИ силен при взрыве на высотах ниже 4 км, и особенно силен при высоте более 30 км, однако менее значителен для диапазона 4-30 км. Это происходит из-за того, что ЭМИ образуется при несимметричном поглощении гамма-лучей в атмосфере. А на средних высотах как раз такое поглощение происходит симметрично и равномерно, не вызывая больших флуктуаций в распределении ионов.

Зарождение ЭМИ начинается с чрезвычайно короткого, но мощного выброса гамма-лучей из зоны реакции. На протяжении ~10 наносекунд в виде гамма-лучей выделяется 0.3% энергии взрыва. Гамма-квант, сталкиваясь с атомом какого-либо газа и воздуха, выбивает из него электрон, ионизируя атом. В свою очередь этот электрон сам способен выбить своего собрата из другого атома. Возникает каскадная реакция, сопровождающаяся образованием до 30 000 электронов на каждый гамма-квант.

На низких высотах, гамма-лучи, испущенные по направлению к земле, поглощаются ею, не производя большого количества ионов. Свободные электроны, будучи гораздо легче и проворнее атомов, быстро покидают область, в которой они зародились. Образуется очень сильное электромагнитное поле. Это создает очень сильный горизонтальный ток, искру, рождающую широкополосное электромагнитное излучение. В то же время, на земле, под местом взрыва, собираются электроны «заинтересовавшиеся» скоплением положительно заряженных ионов непосредственно вокруг эпицентра. Поэтому сильное поле создается и вдоль Земли.

На больших высотах происходит ионизация расположенных ниже плотных слоев атмосферы. На космических высотах (500 км) область такой ионизации достигает 2500 км. Максимальная ее толщина - до 80 км. Магнитное поле Земли закручивает траектории электронов в спираль, образуя мощный электромагнитный импульс на несколько микросекунд. В течении нескольких минут между поверхностью Земли и ионизированным слоем возникает сильное электростатическое поле (20-50 кВ/м), пока большая часть электронов не будет поглощена вследствие процессов рекомбинации. Хотя пиковая напряженность поля при высотном взрыве составляет всего 1-10% от наземного, на образование ЭМИ уходит в 100 000 больше энергии - 1/3x10-5 всей выделившейся, напряженность остается примерно постоянной под всем ионизированным районом.

Воздействие ЭМИ на технику. Сверхсильное электромагнитное поле индуцирует высокое напряжение во всех проводниках. ЛЭП будут фактически являться гигантскими антеннами, наведенное в них напряжение вызовет пробой изоляции и выход из строя трансформаторные подстанции. Выйдет из строя большинство специально не защищенных полупроводниковых приборов.

Заключение

излучение радиационный ядерный оружие

Ученые считают, что при нескольких крупномасштабных ядерных взрывах, повлекших за собой сгорание лесных массивов, городов, огромные слоя дыма, гари поднялись бы к стратосфере, блокируя тем самым путь солнечной радиации. Это явление носит название «ядерная зима». Зима продлится несколько лет, может даже всего пару месяцев, но за это время будет почти полностью уничтожен озоновый слой Земли. На Землю хлынут потоки ультрафиолетовых лучей.

Моделирование данной ситуации показывает, что в результате взрыва мощностью в 100 Кт температура понизится в среднем у поверхности Земли на 10-20 градусов. После ядерной зимы дальнейшее естественное продолжение жизни на Земле будет довольно проблематичным:

1) Возникнет дефицит питания  и энергии. Из-за сильного изменения  климата сельское хозяйство придет  в упадок, природа будет уничтожена, либо сильно изменится.

2) Произойдет радиоактивное загрязнение  участков местности, что опять  же приведет к истребление живой природы

3) Глобальные изменения окружающей  среды (загрязнение, вымирание множества  видов, разрушение дикой природы).

Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Так, по расчетам американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может сравнять с землей все жилые дома в радиусе 24 км и уничтожить все живое на расстоянии 140 км от эпицентра.

Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен миллионов людей, превращение в руины всех достижений мировой цивилизации и культуры.

К счастью, окончание холодной войны немного разрядило международную политическую обстановку. Подписан ряд договоров о прекращении ядерных испытаний и ядерном разоружении.

Также важной проблемой на сегодняшний день является безопасная эксплуатация атомных электростанций. Ведь самое обыкновенное невыполнение техники безопасности может привести к таким же последствиям, что и ядерная войны.

Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.

Используемая литература

1. П. Подвиг, «Ядерная энциклопедия», 2009

2. А. Волков, статья «Поражающие факторы ядерного взрыва»

3. Самуэль Гласстон, Филип Долан, «Характеристики ядерного оружия» (The

Effects of Nuclear Weapon), 1977.

4. А.И. Иойрыш, «О чем звенит колокол», 1991.

5. «Гражданская оборона», В.Г. Атаманюк, Л.Г. Ширшев, Н.И. Акимов, Москва, 1999.

6. Гражданская оборона: под ред. Н.П. Оловянишникова - М.:Высш. школа, 1979.

7. Авартьянов М.В. Основы безопасности жизнедеятельности человека: учебник для ВУЗов. - М.: Инфра-М, 2003.

8. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебник. - М.: Инфра-М, 2002.

9. Безопасность жизнедеятельности: методические указания и курс  лекции / сост.: д-р химич. Наук, профессор Г.Н. Доленко, ст. преподаватель Н.Н. Симакова. - Новосибирск: СибУПК, 2003.

10. Змановский Ю.Ф. Безопасность жизнедеятельности человека. - Москва: Инфра-М, 1999.

11. Хухлаев Д.В. Безопасность жизнедеятельности. - М.: Просвещение, 2003.

12. «ЧП природного, техногенного  и социального характера и  защита от них», М. Леонидов, 2009 г.

13. «Основы БЖД», М.П. Фролов, Е.Н. Литвинов, А.Т. Смирнов. Под редакцией Ю.Л. Воробьева, ООО «Издательство АСТ», 2003

14. «Ядерное оружие и национальная  безопасность», под редакцией В.Н. Михайлова, Москва, 2008

Общая характеристика биологического оружия

Биологическое оружие (БО) – это оружие, поражающее действие которого основано на использовании болезнетворных микроорганизмов, способных вызывать массовые заболевания и гибель людей, животных и растений. Кроме того, к биологическому оружию относят насекомых – вредителей сельскохозяйственных культур (колорадский картофельный жук, саранча). Ранее употреблявшийся термин бактериологическое оружие не отражает всей сущности этого оружия, так как бактерии составляют лишь одну группу живых существ, которые могут найти применение в биологической войне.

Особенностями поражающего действия биологического оружия являются:

- высокая эффективность  биологических средств;

- длительность поражающего  действия, обусловленная устойчивостью  некоторых БС ко внешней среде;

- способность некоторых  заболеваний к эпидемическому  распространению, возникающему в  результате применения возбудителей, способных передаваться от больного  человека к здоровому;

- трудность своевременного  обнаружения биологического заражения;

- наличие скрытого (инкубационного) периода действия, что способствует  повышению скрытности применения  БО, но снижает его тактическую  эффективность, так как не обеспечивается  немедленный вывод из строя;

- разнообразие биологических  средств (БС);

- гибкость поражающего  действия (наличие возбудителей  смертельного действия и временно  выводящих из строя);

- избирательность поражающего  действия, проявляющаяся в том, что  одни БС поражают только людей, другие – только животных, а  третьи – людей и животных (сибирская язва, сап, бруцеллез);

- способность биологического  аэрозоля проникать в негерметизированные  помещения и объекты боевой  техники, инженерные сооружения.

К достоинствам этого оружия специалисты причисляют дешевизну и доступность производства, а также возможность появления в войсках и среди гражданского населения крупных вспышек эпидемий опасных инфекционных заболеваний, способных повсеместно вызывать страх, панику, снизить боеспособность войск, дезорганизовать работу тыла.

Идея использования микроорганизмов в качестве средства поражения людей возникла очень давно вследствие того, что вызываемые ими массовые инфекционные болезни (эпидемии) приносили человечеству неисчислимые потери, которые наиболее часто возникали как следствия войн. Известно, например, что с 1733 по 1865 г.г. в войнах в Европе погибло 8 млн. человек, из них боевые потери составили только 1,5 млн. человек, а 6,5 млн. человек погибли от инфекционных болезней. Другой пример: в ходе войны во Вьетнаме от инфекционных заболеваний пострадало в 3 раза больше военнослужащих США, чем они потеряли убитыми и ранеными.

Впервые целенаправленную и систематическую разработку биологического оружия иностранные государства начали на рубеже  ХХ в., использовав достижения в области биологических наук, высокий уровень знаний о природе и путях распространения инфекционных микроорганизмов.

В 30-х годах ХХ в. исследования в области БО проводились Англией, Францией, Германией.

Накануне 2-й мировой войны наиболее интенсивно работы в области БО вела Япония. На оккупированной территории Маньчжурии были созданы два больших бактериологических центра (отряд № 731 и отряд № 100), входившие в состав Квантунской армии. Исследования охватывали весь круг вопросов по созданию БО и подготовке к бактериологической войне. Отряд № 731 специализировался на разработке средств поражения людей и сельскохозяйственных культур, а отряд № 100 – на разработке средств поражения животных. К 1945 году Япония была готова к развязыванию бактериологической войны против Советского Союза.

Вела подготовку бактериологической войны против СССР и фашистская Германия. В годы Великой Отечественной войны отмечались случаи бактериологических диверсий. Гитлеровское командование при своем отступлении оставляло советских военнопленных и узников концентрационных лагерей, зараженных сыпным тифом.

В послевоенные годы разработки в области БО продолжили США, используя ведущих специалистов японских отрядов с важнейшими документами и материалами. В 1952 г. Армия США испытала в Корее весь арсенал отработанных средств бактериологической войны.