Гражданская Оборона Ядерное Оружие (ещё)

Краткая характеристика поражающих факторов ядерного оружия и их воздействие на людей и объекты

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.
Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются:
• воздушная ударная волна (50%);
• световое излучение (35%);
• проникающая радиация (4%);
• радиоактивное заражение (10%);
• электромагнитный импульс (1%).
Воздушная ударная волна
Зона сжатого воздуха, распространяющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва. Основные параметры ударной волны, определяющие ее поражающее действие:
• избыточное давление во фронте ударной волны, ΔРф, Па (кгс/см2);
• скоростной напор, ΔРск, Па (кгс/см2).
Скоростной напор ΔРск - это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, движущимся за фронтом ударной волны. Метательное действие скоростного напора воздуха заметно сказывается в зоне с избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с. При давлениях менее 50 кПа влияние ΔРск быстро падает.
время действия ударной волны (с) (при q=20 кт - = 0,6 с, при q=1 Мт - = 3 с).
При воздействии на людей ударная волна вызывает различные по степени тяжести поражения (травмы):
• прямые - от избыточного давления и скоростного напора;
• косвенные - от ударов обломками ограждающих, кровь из носа и ушей);
• тяжелые при ΔРф ≥ 60 кПа (тяжелые контузии, повреждения слуха и внутренних органов, потеря сознания, переломы);
• смертельные при ΔРф ≥ 100 кПа.
Характер разрушений промышленных зданий в зависимости от нагрузки, создаваемой ударной волной:
• полные разрушения при ΔРф ≥ 50 кПа (разрушение всех элементов конструкции зданий);
• сильные разрушения при ΔРф ≥ 30-50 кПа (обрушение 50% конструкций зданий);
• средние разрушения при ΔРф = 20-30 кПа (трещины в несущих элементах конструкций, обрушение отдельных участков стен);
• слабые разрушения при ΔРф ≥ 10-20 кПа (повреждения окон, дверей, легких перегородок).
Световое излучение.
Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.
Световое излучение ЯВ поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.
Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (Uсв). При воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела.
Uсв - это количество световой энергии, падающей на 1 м2 площади, перпендикулярной к направлению излучения за все время свечения огненного шара. Единица измерения Uсв - Дж/м2; 1 кал/см2 = 40 кДж/м2.
Величина Uсв зависит от интенсивности и продолжительности излучения. Продолжительность в свою очередь зависит от мощности боеприпаса:
при
q = 20 кт - 3 с;
q = 1 Мт - 10 с;
q = 10 Мт - 23 с.
На величину Uсв также влияют вид взрыва и прозрачность атмосферы. При = 80-160 кДж/м2 (покраснение, припухлость кожных покровов); воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела:
• 1 степени при Uсв
• 2 степени при Uсв = 160-400 кДж/м2 (образование пузырей);
• 3 степени при Uсв = 400-600 кДж/м2 (омертвление кожи и мышечных тканей);
• 4 степени при Uсв ≥ 600 кДж/м2 (обугливание кожи, тканей, возможна как временная, так и полная потеря зрения и т.д.).
Большую опасность для людей в очаге ядерного поражения представляют пожары. В Хиросиме и Нагасаки ожоги от пожаров составили 70÷80%. 6 августа 1945 г. в Хиросиме огневой шторм продолжался 6 ч, сгорело около 60 тысяч домов, высота пламени достигала 7 км, скорость ветра в зоне огневого шторма - VВ = 50÷60 км/ч.
Распределение пожаров в зонах разрушений ОП:
• в зоне полных разрушений (ΔРф ≥ 50 кПа) - наблюдается тление в
завалах;
• в зонах сильных и средних разрушений (ΔРф = 50-20 кПа) - сплошные пожары, горит ≈ 90% зданий;
• в зоне слабых разрушений (ΔРф = 20-10 кПа) - отдельные пожары, горит одно или несколько зданий.
При тепловом воздействии на материалы световое излучение вызывает их воспламенение, обугливание и оплавление, что приводит к выходу из строя оборудования и технических средств.
Проникающая радиация
Поток γ- и нейтронных излучений в окружающую среду из зоны ЯВ в течение первых 15-20 с после взрыва, радиус 3÷5 км. γ-излучение составляет основную часть проникающей радиации. Нейтронное (n) излучение имеет место лишь в момент взрыва и после взрыва до 10 с.
В практической дозиметрии основным параметром, характеризующим поражающее действие на людей проникающей радиации, является доза излучения.
Проникающая радиация, распространяясь в среде, ионизирует ее атомы, а при прохождении через живую ткань - атомы и молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушению нормального обмена веществ, изменению характера жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма или к генетическим (наследственным) изменениям. В результате такого воздействия возникает лучевая болезнь.
При однократном внешнем общем облучении человека в зависимости от поглощенной дозы излучения (Дп) различают 4 степени лучевой болезни.
Степень лучевой болезни Дп (рад; Р) Характер протекания процессов после облучения
1 степень (легкая) 100-200 Скрытый период 3-6 недель, затем слабость, тошнота, повышение температуры, работоспособность сохраняется.
2 степень (средняя) 200-400 2-3 дня тошнота и рвота, затем скрытый период 15-20 суток, выздоровление через 2-3 месяца.
3 степень (тяжелая) 400-600 Скрытый период 5-10 суток, протекает тяжело, выздоровление через 3-6 месяцев.
4 степень (крайне тяжелая) ≥ 600 Наиболее опасна, может привести к смертельному исходу.

Радиоактивное заражение (РЗ)
На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются: осколки (продукты) деления ядерного взрывчатого вещества, наведенная активность в грунте и других материалах, не разделившаяся часть ядерного заряда. Зоны радиоактивного заражения, выделяемые в очаге ядерного поражения

Параметры характеризующие зоны РЗ Зона чрезвычайно опасного заражения, Г Зона опасного заражения, В Зона сильного заражения, Б Зона умеренного заражения, А
Д ∞, (Р) 4000 1200 400 40
Р1, (Р/ч) 800 240 80 8
Р10, (Р/ч) 50 15 5 0,5

в результате распада радиоактивных веществ уровни радиации уменьшаются по принципу "7 - 10", т.е. с увеличением времени в 7 раз они уменьшаются в 10 раз, и наиболее интенсивный спад уровней наблюдается в первые двое суток.
Радиоактивно зараженная местность может вызвать поражение людей как за счет внешнего γ- излучения от осколков деления, так и от попадания радиоактивных продуктов α,β - излучения на кожные покровы и внутрь организма человека.
Допустимые дозы внешнего облучения людей для военного времени:
• однократное облучение (до 4-х суток) 50 Р;
• в течение 30 суток 100 Р;
• в течение 3-х месяцев 200 Р;
• до 1 года 300 Р.
Электромагнитный импульс (ЭМИ)
Неоднородное электромагнитное излучение в виде мощного короткого импульса (с длиной волны от 1 до 1000м), которое сопровождает ядерный взрыв и поражает электрические, электронные системы и аппаратуру на значительных расстояниях. Источник ЭМИ - это процесс взаимодействия γ-квантов с атомами среды. Поражающим параметром ЭМИ является мгновенное нарастание (и спад) напряженности электрического и магнитного полей под действием мгновенного γ-импульса (несколько миллисекунд). Например, при низком воздушном взрыве N = 1 Мт ЭМИ с поражающими величинами напряженности полей распространяется на площади с радиусом до 32 км, а при N = 10 Мт - до 115 км.
"Приемники" ЭМИ: линии связи и электропередачи, опоры ЛЭП, мачты, антенны, металлические крыши и др. металлические конструкции. В них под действием ЭМИ возникает импульс электрического тока и появляется разность потенциалов относительно Земли. Под действием этих напряжений происходит: пробой изоляции, повреждение входных элементов аппаратуры, выжигание элементов электросхем, короткие замыкания, искажения магнитных записей и стирание "памяти" ЭВМ.
При проектировании систем и аппаратуры необходимо разрабатывать защиту от ЭМИ. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками.
Перспективы развития ЯО:
Рассматривая проблемы развития ядерного оружия, следует иметь в виду, что США, Россия и другие ядерные государства ведут разработки и создание ядерного оружия третьего поколения, или ядерного оружия направленной энергии, в котором значительная часть энергии взрыва перераспределяется и усиливается в пользу одного из поражающих факторов, а именно:
нейтронное оружие - основной поражающий фактор проникающая радиация с преобладанием быстрых нейтронов;
тектоническое, или геофизическое оружие - основной поражающий фактор ударная сейсмическая волна;
"кобальтовая бомба" - основной поражающий фактор радиоактивное заражение местности радиоактивным кобальтом;
заряд "Супер ЭМИ" - основной поражающий фактор усиленный электромагнитный импульс;
радиологическое оружие - поражающим фактором являются специально приготовленные радиоактивные рецептуры для поражения людей, местности, воздуха, воды, боевой техники и других военных и гражданских объектов и т.п.