Ядерное оружие

ВВЕДЕНИЕ.

Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.

         Поражающее действие ядерного  взрыва зависит от мощности  боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного  заряда. Мощность ядерного боеприпаса  характеризуется тротиловым эквивалентом. Единица ее измерения - т, кт, Мт.

         При мощных взрывах, характерных  для современных термоядерных  зарядов наибольшее разрушение  оказывает ударная волна, а далее  всего распространяется световое  излучение.

C одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой – самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами, которые обладают этим оружием.

Было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия, по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам, а страны, не имеющие ядерного оружия, обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец, совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний.

1.ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА.

Поражающими факторами ядерного взрыва (ЯВ) являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, электромагнитный импульс.

         Электромагнитный импульс (ЭМИ) влияния  на людей по понятным причинам  не оказывает, зато выводит из  строя электронное оборудование.   

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

         Такое разнообразие поражающих  факторов говорит о том, что  ядерный взрыв представляет собой  гораздо более опасное явление, чем взрыв аналогичного по  энерговыходу количества обычной  взрывчатки.

1. Ударная волна.

Ударная волна - это область резкого сжатия среды, которая распространяется в виде сферического слоя во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте1.

Воздушная ударная волна - это зона сжатого воздуха, распространяющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва.

Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд. Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. Таким образом, сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 метров за 1,4 секунды, 2000 метров - за 4 секунды, 3000 метров - за 7 секунд, 5000 метров - за 12 секунд.

Характер изменения давления по времени в какой-либо точке пространства (поверхности земли) при прохождении через нее ударной волны показан на рисунке.(см. приложение А).

Перед фронтом ударной волны давление в воздухе равно атмосферному Р0. С приходом фронта ударной волны в данную точку пространства давление резко (скачком) увеличивается и достигает максимального, затем, по мере удаления фронта волны, давление постепенно снижается и через некоторый промежуток времени становится равным атмосферному. Образовавшийся слой сжатого воздуха называют фазой сжатия. В этот период ударная волна обладает наибольшим разрушающим действием. В дальнейшем, продолжая уменьшаться, давление становится ниже атмосферного и воздух начинает двигаться в направлении, противоположном распространению ударной волны, то есть к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения.

Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс воздуха, при встрече с преградой возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны.

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

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

При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фронте волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом. При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грунта, напоминающее по своему действию землетрясения.

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

1)Слабое разрушение. Разрушаются  оконные и дверные заполнения  и легкие перегородки, частично  разрушается кровля, возможны трещины  в стеклах верхних этажей. Подвалы  и нижние этажи сохраняются  полностью. Находиться в здании  безопасно и оно может эксплуатироваться  после проведения текущего ремонта.

2)Среднее разрушение проявляется  в разрушении крыш и встроенных  элементов - внутренних перегородок, окон, а также в возникновении  трещин в стенах, обрушении отдельных  участков чердачных перекрытий  и стен верхних этажей. Подвалы  сохраняются. После расчистки и  ремонта может быть использована  часть помещений нижних этажей. Восстановление зданий возможно  при проведении капитального  ремонта.

3)Сильное разрушение характеризуется  разрушением несущих конструкций  и перекрытий верхних этажей, образованием трещин в стенах  и деформацией перекрытий нижних  этажей. Использование помещений  становится невозможным, а ремонт  и восстановление - чаще всего  нецелесообразным.

4)Полное разрушение. Разрушаются  все основные элементы здания, включая и несущие конструкции. Использовать здание невозможно. Подвальные помещения при сильных  и полных разрушениях могут  сохраняться и после разбора  завалов частично использоваться.

Воздействие ударной волны на людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными (в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха) или косвенными (в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений). Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами:

1)Крайне тяжелые контузии  и травмы возникают при избыточном  давлении более 100 кПа. Отмечаются  разрывы внутренних органов, переломы  костей, внутренние кровотечения, сотрясение  мозга, длительная потеря сознания. Эти травмы могут привести  к смертельному исходу.

2)Тяжелые контузии и  травмы возможны при избыточных  давлениях от 60 до 100 кПа. Они характеризуются  сильной контузией всего организма, потерей сознания, переломами костей, кровотечением из носа и ушей; возможны повреждения внутренних органов и внутренние кровотечения.

3)Поражения средней тяжести  возникают при избыточном давлении 40-60 кПа. При этом могут быть  вывихи конечностей, контузия головного  мозга, повреждения органов слуха, кровотечение из носа и ушей.

4)Легкие повреждения наступают  при избыточном давлении 20-40 кПа. Они выражаются в скоро проходящих  нарушениях функций организма (звон  в ушах, головокружение, головная  боль). Возможны вывихи, ушибы.

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

2. Световое излучение

Световое излучение ядерного взрыва - совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения - светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Температура светящейся области в течение некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум 8000-100000С и минимум 18000С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей.

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

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

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

При подземных или подводных взрывах поглощается почти все световое излучение.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Большое влияние оказывает наличие горючих материалов. С точки зрения производства спасательных работ пожары классифицируют по трем зонам: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона горения и тления.

1)Зоны отдельных пожаров  представляют собой районы, на  территории которых пожары возникают  в отдельных зданиях, сооружениях. Маневр формирования между отдельными  пожарами без средств тепловой  защиты невозможен.

2)Зона сплошных пожаров - территория, на которой горит  большинство сохранившихся зданий. Через эту территорию невозможен  проход или нахождение на ней  формирований без средств защиты  от теплового излучения или  проведения специальных противопожарных  мероприятий по локализации или  тушению пожара.

3)Зона горения и тления  в завалах представляет собой  территорию, на которой горят  разрушенные здания и сооружения. Она характеризуется продолжительным  горением в завалах (до нескольких  суток).

Воздействие светового излучения на людей и животных. Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздействии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки глаз. Ожоги разделяются по тяжести поражения организма на четыре степени. Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи более глубоких слоев тканей. Поражение ожогами третьей и четвертой степеней значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда могут служить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и тому подобное, можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излучения. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия. Одежда также защищает кожу от ожогов, поэтому ожоги чаще бывают на открытых участках тела. Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины (предпочтительна свободная одежда светлых тонов или одежда из шерстяных тканей).

3. Проникающая радиация

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