Ядерное оружие. 
Гражданская оборона

Ядерное оружие — это оружие массового поражения, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях деления, синтеза или того и другого одновременно.

В зависимости от способа получения ядерной энергии, ядерные боеприпасы подразделяют на ядерные и термоядерные (водородные).

Мощность ядерных боеприпасов принято характеризовать тротиловым эквивалентом.

Тротиловым эквивалентом называют массу обычного взрывчатого вещества, энергия взрыва которого равна энергии взрыва данного ядерного заряда. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах, мегатоннах.

По мощности ядерные боеприпасы делятся на калибры: сверхмалый (менее 1 кт), малый (1−10 кт), средний (10−100 кт), крупный (100−1000 кт) и сверхкрупный (более 1 мгт).

В зависимости от задач, решаемых с применением ядерного оружия, взрывы бывают следующих видов:

• — высотные (высота взрыва более 10 км);
• — воздушные (высота взрыва от сотен метров до нескольких километров, но не выше 10 км и огненный шар не касается земли);
• — наземные (взрыв на земле и до высоты радиуса огненного шара);
• — надводные (взрыв на поверхности воды или светящаяся область касается воды);
• — подводные (ударная волна в воде, и от взрывного султана образуются водяные облака, из которых выпадает радиоактивный дождь, как и при надводном взрыве).

Основные поражающие факторы ядерного взрыва:

• — воздушная ударная волна;
• — световое излучение;
• — радиоактивное заражение местности;
• — проникающая радиация;
• — электромагнитный импульс.

ВОЗДУШНАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА — один из основных поражающих факторов. При взрыве ядерного боеприпаса в зоне протекания ядерных реакций за миллионные доли секунды температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Такое давление является источником возникновения мощной ударной волны, которая распространяется во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Передняя граница сжатого слоя воздуха, характеризующаяся резким увеличением давления, называется фронтом ударной волны, а область резкого сжатия воздуха позади фронта ударной волны называется воздушной ударной волной.

Скорость движения и радиус действия ударной волны зависят от мощности взрыва. Кроме того, радиус действия зависит от рельефа, метеоусловий и ветра.

Основными параметрами, определяющими поражающее действие ударной волны, являются избыточное давление, скоростной напор воздуха и время действия избыточного давления (время действия фазы сжатия).

Защитить объекты от ударной волны гораздо труднее, чем от других поражающих факторов.

Избыточное давление (Д РФ) — это разность между нормальным атмосферным давлением перед фронтом ударной волны и максимальным давлением во фронте ударной волны. Измеряется в кгс/см2.

Продолжительность действия избыточного давления (время действия фазы сжатия) измеряется секундами, при этом слой сжатого воздуха распространяется во все стороны со сверхзвуковой скоростью.

Главной причиной разрушения зданий является первоначальный удар ударной волны, возникающий в момент отражения волны от зданий.

Поражение людей вызывается прежде всего высоким избыточным давлением. ЧЕЛОВЕКА МГНОВЕННО ОХВАТЫВАЕТ УДАРНАЯ ВОЛНА И ПОДВЕРГАЕТ ЕГО сильному сжатию в течение нескольких секунд (в фазе сжатия). Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар, что вызывает повреждение внутренних органов, кровоизлияния, разрывы тканей.

Скоростной напор воздуха (Рcк) — это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, которая движется непосредственно за фронтом ударной волны. При встрече с преградой вследствие торможения этих масс воздуха возникает давление скоростного напора ударной волны.

Продолжительность воздействия скоростного напора примерно равна времени воздействия фазы сжатия. Человек получает переломы, контузии. Скоростной напор человека может отбросить и ударить о землю. Он измеряется в кгс/см2.

Скоростной напор вызывает метательное действие, которое является определяющим в выводе из строя техники. Повреждение техники после отбрасывания (при ударе о грунт) может быть более значительным, чем от непосредственного действия ударной волны. Под действием скоростного напора происходит разрушение дымовых труб, опор линий электропередач, мостовых ферм, столбов и подобных им объектов.

Поражения людей вызываются и косвенно: обломками зданий, осколками стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих со скоростью 50 и более метров в секунду.

Радиус поражения обломками зданий, сооружений, особенно осколками стёкол, разрушающихся при избыточном давлении более 0,02 кгс/см2, может превышать радиус непосредственного поражения ударной волной.

Таким образом, травмы при поражении ударной волной того же характера, как и при взрыве обычных снарядов, авиабомб, но на значительно больших расстояниях.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — это мощный поток видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Его поражающее действие определяется световым импульсом, т. е, количеством энергии света, падающей на 1 м 2 поверхности. Величина светового импульса измеряется в джоулях на 1 м² (Дж/ м2).

Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскалённых газообразных продуктов взрыва, воздуха и испарившегося грунта, нагретых до высокой температуры. В начальный момент возникновения огненного шара температура его достигает 8000−10 000° С, а затем постепенно снижается до 1000−2000° С. В это время прекращается световое излучение.

Время действия светового излучения зависит от мощности взрыва и может продолжаться от 0,2 секунды до 15 секунд. По длительности свечения можно судить о взрыве (о его мощности).

Энергия светового излучения, падающая на поверхность объекта, частично поглощается поверхностным слоем материала. Поглощённая энергия переходит в тепловую, и от нагрева возможно обугливание, оплавление или воспламенение предметов, что приводит к пожарам.

Поражение людей выражается в появлении ожогов. В зависимости от глубины поражения тканей различают 4 степени ожога кожных покровов.

От светового излучения возможны массовые пожары. У людей могут быть ожоги кожных покровов век, роговицы и глазного дна, ночью и в сумерки — временное ослепление до нескольких десятков минут.

ПРОНИКАЮЩАЯ РАДИАЦИЯ — ядерный взрыв сопровождается сильными ионизирующими излучениями, возникающими при радиоактивном распаде ядер атомов. Такое ионизирующее излучение., образующееся непосредственно при ядерном взрыве, называется проникающей радиацией и представляет собой гамма и нейтронное излучение из зоны ядерного взрыва.

ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ — это кванты электромагнитного излучения, испускаемые ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно распространяется со скоростью света (300 000 км/сек).

Нейтронные излучения представляют собой поток нейтронов, достигающих скорости 20 000 км/сек. Оно оказывает сильное поражающее действие при внешнем облучении.

Время действия проникающей радиации не превышает 10−15 сек. с момента взрыва 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 на людей зависит от дозы излучения и от времени, прошедшего после взрыва. В зависимости от дозы человек может получить одну из 4-х степеней лучевой болезни: лёгкая, средняя, тяжёлая, крайне тяжёлая.

Основным параметром, характеризующим поражающее действие проникающей радиации, является доза излучения (Д).

Доза излучения — это количество энергии ионизирующих излучений, поглощённой единицей массы облучаемой среды (вещества). Различают дозы излучения в воздухе (экспозиционную дозу) и поглощённую дозу.

Экспозиционная доза характеризует потенциальную опасность радиации при общем и равномерном облучении тела человека. Измеряется в Рентгенах (Р).

Поглощенная доза — более точно определяет воздействие радиации на ткани человека различного состава и плотности. Измеряется в единице Грей (Гр).

Мощность дозы — это скорость накопления дозы в единицу времени (Р/ч, Р/мин, Р/сек).

Дозы проникающей радиации зависят от вида, мощности взрыва и расстояния от центра взрыва.

Под действием проникающей радиации могут темнеть стёкла оптических приборов, а фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке, засвечиваются.

Радиоактивное заражение местности — возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.

Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него. В отличие от других поражающих факторов, действие которых проявляется в течение короткого времени после ядерного взрыва, радиоактивное заражение местности может быть опасным на протяжении нескольких суток и недель после взрыва.

Наиболее сильное заражение местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией.

При наземном взрыве грунт и скальные породы испаряются и захватываются огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта. В результате образуется мощное радиоактивное облако, которое через 7−10 минут достигает максимальной высоты, принимая грибовидную форму. Большая часть радиоактивных осадков выпадает из облака в течение 10−20 часов.

При воздушном взрыве почти вся масса радиоактивных веществ уходит в стратосферу, из которой выпадают 5−7 лет, и из тропосферы в течение 1−2 месяцев, и воздушные потоки уносят их на большие расстояния. Поэтому они не могут создать опасного заражения местности.

Сами радиоактивные вещества не имеют вкуса, запаха, цвета.

Источниками радиоактивного заражения являются:

• — продукты деления ядерного заряда, излучающих бета и гамма-лучи;
• — радиоактивные вещества непрореагировавшей части ядерного заряда (урана — 235 и плутония — 239), излучающие альфа-, бетаи гамма-лучи;
• — радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов (наведённая активность).

Заражение местности радиоактивными веществами зависит от мощности и вида взрыва, направления и силы ветра, характера местности грунта, погоды и метеоусловий.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является постоянно происходящий спад уровня радиации со временем вследствие распада радиоактивных веществ, выпавших из облака ядерного взрыва.

Снижение уровня радиации в 10 раз наблюдается при семикратном увеличении времени.

Поражение радиоактивными веществами связано с двумя факторами; заражением и облучением людей. Находясь на заражённой местности, люди подвергаются облучению гамма-лучами и заражению осевшими на одежду и кожные покровы радиоактивными веществами (наружное заражение).

Кроме того, вместе с воздухом и пищей радиоактивные вещества проникают внутрь (внутреннее заражение) организма.

Заражение человека радиоактивными веществами, а также длительное нахождение на заражённой местности ведёт к облучению, которое может вызвать лучевую болезнь.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению, образуются два участка: район взрыва и след облака. Граница зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности можно охарактеризовать, как мощностью дозы излучения на определённое время после взрыва, так и дозой до полного распада радиоактивных веществ.

Форма следа на земле зависит от ветра. На равнинной местности при постоянном ветре след имеет форму эллипса.

По степени опасности заражённую местность по следу облака взрыва принято делить на следующие 4 зоны: зона «А» (внешняя граница, наносится синим цветом) — умеренного заражения; зона «Б» (зелёный) -сильного заражения зона «В» (красный) — опасного заражения; зона «Г» (чёрный) — чрезвычайно опасного заражения, Максимальная степень заражения — на оси следа Уровни радиации на внешних границах этих зон через час после взрыва составляют соответственно 8, 80, 240, 800 рад/час, а дозы излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешних границах зон соответственно 40, 400,1200,4000 рад.

Объём воздушного пространства, в котором происходит осаждение радиоактивных частиц из облака взрыва и верхней части пылевого столба принято называть шлейфом облака.

Электромагнитный импульс. Ядерные взрывы в атмосфере и более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 метров и более. Эти поля ввиду их кратковременного (десятки миллисекунд) существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Основной причиной генерации ЭМИ длительностью менее 1 сек. считают взаимодействие гамма-квантов и нейтронов с воздушной смесью во фронте ударной волны и вокруг него.

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяжённости, расположенных в воздухе, земле, на различных объектах.

ЭМИ наводятся токи силой до нескольких тысяч ампер и напряжением 10−15 тысяч вольт в линиях проводной связи, сигнализации и электроснабжения, расположенных на удалении 50−300 км от района взрыва; коротковолновая радиосвязь может исчезнуть на 3−5 часов.

Поражающее действие ЭМИ проявляется прежде всего по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, в которой наводятся токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления, газоразрядные, вакуумные приборы. Если ядерные взрывы произойдут вблизи линий энергоснабжения, связи, имеющих большую протяжённость, то наведённые в них напряжения могут распространиться по проводам на многие километры и вызывать повреждения аппаратуры и поражение людей.

Нейтронное оружие. Разновидностью ядерного оружия является нейтронный боеприпас. Это тактическое ядерное оружие в виде малогабаритного термоядерного заряда мощностью не более 10 тысяч тонн, у которого при взрыве на образование проникающей радиации будет расходоваться несколько десятков процентов энергии за счет уменьшения её расхода на другие поражающие факторы.

Нейтронная составляющая проникающей радиации будет оказывать основное поражающее воздействие на людей. Почти полностью отсутствуют радиоактивные осадки.

Таким образом, поскольку ядерное оружие оказывает весьма разностороннее воздействие на человека и окружающую среду (физическое, термическое, радиационное и др.), то защита человека, объектов и Среды является сложной задачей, включающей огромный комплекс мероприятий, о которых речь пойдёт на других занятиях.