Ядерное оружие.

Ядерным оружием (ЯО) называются боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях.

Ядерное оружие является самым мощным оружием массового пора­жения. Его поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электро­магнитный импульс.

Поражающие действия ядерного взрыва зависят от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда.

Мощность ядерного боеприпаса принято характеризовать тротиловым эквивалентом - массой обычного взрывчатого вещества (тротила), энер­гия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного ядерного бое­припаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах или мегатоннах (т, кт, Мт).

В зависимости от типа ядерного заряда и характера происходящих взрывных реакций различают два основных вида ядерных боеприпасов: атомные (ядерные) и термоядерные.

В атомных боеприпасах энергия взрыва получается в ре­зультате цепной реакции деления тяжелых ядер атомов вещества заряда - ядерного взрывчатого вещества (ЯВВ).

В качестве ядерного заряда в атомных боеприпасах используются плутоний-239, уран-235 и уран-233. Деление атомных ядер радиоактивных химических элементов может происходить самопроизвольно или при воз­действии на них различных элементарных частиц.

В ядерных боеприпасах ядра атомов вещества заряда делятся при помощи нейтронов, которые сравнительно легко проникают в ядро ато­мов, и, поскольку они нейтральны, им не приходится преодолевать элект­рические силы отталкивания.

При определенной массе заряда (больше его критического значения) протекает цепная ядерная реакция деления атомных ядер в миллионные доли секунды, сопровождающаяся выделением огромного количества энергии.

Критическая масса - это такое количество ядерного вещества, находящегося в определенных условиях, в котором протекает самоподдер­живающаяся реакция деления атомных ядер. Когда число последующих делений значительно превышает число предыдущих делений, реакция протекает лавинообразно в миллион­ные доли секунды и представляет собой ядерный взрыв.

Основными частями ядерного боеприпаса являются: ядерное заряд­ное устройство (ядерный заряд), блок подрыва с предохранителями и источниками питания и корпус боеприпаса.

Есть два способа осуществления ядерного взрыва. Первый из них состоит в том, что до взрыва ядерное вещество заряда в боеприпасе разделено на отдельные части (куски), каждая из которых имеет массу мень­ше критической и, следовательно, нет условий для протекания ядерной реакции. Для взрыва необходимо быстро соединить отдельные части за­ряда в один кусок, размеры и масса которого больше критической. Для соединения двух кусков заряда можно использовать выстрел одной части заряда в другую его часть, закрепленную в противоположном конце прочного металлического цилиндра, напоминающего орудийный ствол. Реакция деления инициируется от специального источника нейтронов. Такие заряды называют зарядами «пушечного» типа (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Ядерный заряд деления «пушечного» типа;

а - до взрыва; б - после взрыва ВВ; 1 - детонатор; 2 - заряд ВВ; 3 - отра­жатель нейтронов; 4 - ЯВВ; 5 - источник нейтронов; 6 - корпус ядерного заряда

Второй способ предполагает сильное обжатие подкритической массы ядерного вещества, что повышает плотность вещества заряда и переводит систему в надкритическое состояние, так как критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности вещества. Необхо­димое для этого обжатие можно получить с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества, окружающего со всех сторон сферический ядер­ный заряд, в котором развивается цепная реакция деления. Такие заряды называют имплозивными (рис, 5.18).

Рис. 5.18. Ядерный заряд деле­ния имплозивного типа: а — до взрыва ВВ плотность ЯВВ нормальная, масса его мень­ше критической; б - в момент взрыва ВВ плотность ЯВВ выше нормальной, масса больше кри­тической; 1 — детонатор; 2 — за­ряд ВВ; 3 — отражатель нейтро­нов; 4 — ЯВВ; 5 — источник нейтронов; 6 — корпус ядерного заряда

В термоядерных боеприпасах используются ядерные реакции синтеза (соединения) атомных ядер легких элементов дейтерия и трития. Условия для протекания реакции синтеза могут возникнуть при температуре в десятки миллионов градусов. Поскольку такую тем­пературу удалось получить пока лишь в зоне цепной ядерной реакции, в качестве запального (инициирующего) устройства в термоядерных бое­припасах используются ядерные заряды деления.

Термоядерная реакция сопровождается выделением нейтронов, об­ладающих очень большой энергией,— быстрых нейтронов. Такие нейтро­ны могут вызвать деление ядер урана-238, что позволяет создать заряды, в которых реакция синтеза используется как мощный источник быстрых нейтронов, обусловливающих деление большого числа ядер урана-238, из которого выполняется корпус заряда. В таких зарядах основная доля энергии образуется делением урана-238 - самого распространенного и дешевого ядерного вещества.

Ядерные заряды, энергия взрыва которых освобождается в резуль­тате трех ядерных реакций — реакции деления ядер урана или плутония в атомном заряде, реакции синтеза легких элементов термоядерного за­ряда и реакции деления ядер урана-238 быстрыми нейтронами, образующимися при реакции синтеза,- называют комби­нированными зарядами или термоядерными заря­дами типа «деление - синтез - деление» (трехфаз­ные).

Следует подчеркнуть, что если мощность бое­припасов, в которых используется реакция деле­ния тяжелых ядер, ограничена определенной вели­чиной (порядка 100 кт), то применение реакции синтеза в термоядерных и комбинированных зарядах позволяет создать оружие практически с неограниченной мощностью. Принципиальная схе­ма устройства термоядерного боеприпаса (водородной бомбы) приведена на рис. 5.19.

Рис. 5.19. Схема устройства термоядерного заряда типа «деление — синтез» (водородная бомба):

1 — ядерный детонатор (заряд деления); 2 — заряд для реакции синтеза (дейтерид лития); 3 — корпус термо­ядерного заряда

Виды ядерных взрывов.

Взрывы ядерных боеприпасов могут производиться в воздухе на различной высоте, на поверхности земли (воды), а также под землей (водой).

В зависимости от этого ядерные взрывы принято разделять на следующие
виды: высотный, воздушный, наземный, надводный, подземный и подводный (рис. 5.20).

Вид взрыва ядерного боеприпаса определяется задачами применения ядерного оружия, свойствами объектов поражения, их защищенностью, а также характеристиками носителя ядерного оружия.

Точка, в которой происходит вспышка или находится центр огнен­ного шара, называется центром ядерного взрыва. Проекция центра взрыва на землю называется эпицентром ядерного взрыва.

Высотным взрывом называется взрыв выше границы тропосферы.
Наименьшая высота высотного взрыва условно принимается 10 км. Высотный взрыв применяется для поражения в полете воздушных и космических целей (самолетов, крылатых ракет, головных частей баллистических ракет и других летательных аппаратов). Наземные объекты, защитные сооружения, оборудование и техника при высотном взрыве существенных разрушений, как правило, не получают.

Воздушным называется взрыв, при котором светящаяся область не касается поверхности земли и имеет форму сферы. Высота воздушных взрывов в зависимости от мощности ядерных боеприпасов может коле­баться от сотен метров до нескольких километров.

Воздушный взрыв сопровождается яркой вспышкой, вслед за кото­рой образуется быстро увеличивающийся в размерах и поднимающийся вверх огненный шар. Через несколько секунд он превращается в клубя­щееся темно-бурое облако. В это время к облаку с земли поднимается столб пыли, который принимает грибовидную форму (рис. 5.20, б). Макси­мальной высоты облако достигает через 10-15 мин после взрыва, а высота подъема верхней кромки облака в зависимости от мощности боеприпаса может достигать 5-30 км. Затем облако утрачивает свою форму и, двигаясь по направлению ветра, рассеивается.

Минимальная высота Н, м, воздушного взрыва определяется из усло­вия

(q - мощность взрыва, кт). Различают два основных вида воздушных

Рис. 5.20. Виды взрывов ядерных боеприпасов;

а – высотный; б – воздушный; в – наземный; г – надводный; д – подземный; е – подводный.

При высоком воздушном взрыве поднимающийся с земли столб пыли не соединяется с облаком взрыва.

Воздушный ядерный взрыв применяется для разрушения наземных объектов и поражения людей. Он вызывает поражение ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Радиоактивное зара­жение при воздушном ядерном взрыве практически отсутствует, так как радиоактивные продукты взрыва поднимаются вместе с огненным шаром, не смешиваясь с частицами грунта.

Наземный ядерный взрыв - взрыв на поверхности земли или на та­кой высоте от нее, когда светящаяся область касается поверхности земли и имеет, как правило, форму полусферы. Если наземный взрыв осуществ­ляется непосредственно на поверхности земли или на некоторой высоте ( ), в грунте образуется воронка, в облако взрыва вовле­кается огромное количество грунта, который придает ему темную окраску и обусловливает сильное радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и в направлении движения радиоактивного облака.

Радиус поражения ударной волной, световым излучением и прони­кающей радиацией при наземном взрыве несколько меньше, чем при воз­душном, но разрушения более значительны. Наземный взрыв применя­ется для поражения объектов, состоящих из сооружений большой проч­ности, и для сильного радиоактивного заражения местности.

Подземный взрыв - взрыв, произведенный под землей. При подзем­ном ядерном взрыве с выбросом грунта облако не имеет характерной грибовидной формы. На месте взрыва образуется большая воронка, раз­меры которой больше, чем при наземном взрыве, и зависят от мощности заряда, глубины взрыва и типа грунта. Основным поражающим факто­ром подземного ядерного взрыва является волна сжатия, распространя­ющаяся в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе, в грунте возни­кают продольные и поперечные сейсмические волны, а ударная волна не имеет ярко выраженного фронта.

Скорость распространения сейсмических волн в грунте зависит от состава грунта и может составлять 5-10 км/с. Разрушения подземных сооружении в результате действия волны сжатия в грунте подобны разру­шениям от местного землетрясения.

Световое излучение и проникающая радиация поглощаются грунтом. Образуется сильное радиоактивное заражение в районе взрыва и по на­правлению движения облака.

Надводный взрыв - взрыв на поверхности воды или на такой высоте, при которой светящаяся область касается поверхности воды.

Под действием ударной волны поднимается столб воды, а на ее по­верхности в эпицентре взрыва образуется впадина, заполнение которой сопровождается расходящимися концентрическими волнами.

В облако взрыва вовлекается большое количество воды и пара, обра­зовавшегося под действием светового излучения. После остывания обла­ка пар конденсируется и капли воды выпадают в виде радиоактивного дождя, вызывая сильное радиоактивное заражение прибрежной полосы местности и объектов, находящихся на суше и в акватории.

Основными поражающими факторами надводного ядерного взрыва являются воздушная ударная волна и волны, образующиеся на поверх­ности воды. Действия светового излучения и проникающей радиации значительно ослабляются в результате экранирующего действия большой массы водяного пара.

Подводный взрыв - взрыв, произведенный под водой на глубине, которая может колебаться в больших пределах. При взрыве выбрасыва­ется столб воды с грибовидным облаком, который называется взрывным султаном. Диаметр водяного столба достигает нескольких сотен метров, а высота - нескольких километров в зависимости от мощности боеприпаса и глубины взрыва. При оседании водяного столба у его основания образу­ется вихревое кольцо радиоактивного тумана из капель и водяных брызг - так называемая базисная волна.

В дальнейшем из взрывного султана и базисной волны образуются во­дяные облака, из которых выпадает радиоактивный дождь.

Основным поражающим фактором подводного взрыва является ударная волна в воде, скорость распространения которой равна скорости распространения звука в воде, т. е. примерно 1500 м/с. Световое излучение и проникающая радиация при подводном, взрыве поглощаются толщей воды и водяными парами.

Поражающие факторы ядерного взрыва. В зависимости от того, в какой среде распространяется волна - в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно воздушной удар­ной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной в грунте.

Воздушная ударная волна представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва со сверх­звуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом.

Ударная волна имеет фазу сжатия и фазу разрежения. В фазе сжатия ударной волны давление выше атмосферного, а вфазе разрежения - ниже. Наибольшее давление воздуха наблюдается на внешней границе фазы сжатия - во фронте волны.

Основными параметрами ударной волны, определяю­щими ее поражающее действие, являются: избыточное давление, скоростной напор и время действия ударной волны.

Избыточное давление во фронте ударной волны - это разница между максимальным давлением воздуха во фронте ударной волны и атмосферным давлением.

Избыточное давление в данной точке зависит от расстояния до центра взрыва и мощности ядерного боеприпаса, измеряемой тротиловым экви­валентом в тоннах, килотоннах или мегатоннах.

Одновременно с прохождением ударной волны происходит перемеще­ние воздуха с большой скоростью. Причем в фазе сжатия воздух движется от центра взрыва, а в фазе разрежения - к центру..

Скоростной напор - это динамические нагрузки, создаваемые потоками воздуха.

Скоростной напор зависит от плотности воздуха, скорости воздуш­ных масс и связан с избыточным давлением ударной волны.

Разрушающее (метательное) действие скоростного напора заметно сказывается в местах с избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромаг­нитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Источником светового излучения является светящаяся область (огнен­ный шар), состоящая из раскаленных продуктов взрыва и воздуха. Из этой области излучается огромное количество лучистой энергии в чрез­вычайно короткий промежуток времени, вследствие чего происходят быст­рый нагрев облучаемых предметов, обугливание или воспламенение горю­чих материалов и ожог живых тканей.

На долю светового излучения приходится 30-40 % всей энергии атомного или термоядерного взрыва. На открытой местности световое излучение обладает большим радиусом действия по сравнению с удар­ной волной и проникающей радиацией.

Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс. Световой импульс - это количество световой энергии, падающей на 1 м² освещае­мой поверхности, перпендикулярной к направлению излучения, за все время свечения области взрыва (огненного шара).

Продолжительность светового импульса, зависит от мощности боеприпаса. Световой импульс в данной точке прямо пропорционален мощности ядерного взрыва и обратно пропорционален квадрату расстояния до цент­ра взрыва. На световой импульс также влияют вид ядерного взрыва; состояние (прозрачность) атмосферы и другие факторы.

При наземных взрывах световой импульс на поверхности земли при тех же расстояниях примерно на 40 % меньше, чем при воздушных взры­вах такой же мощности. Объясняется это тем, что в горизонтальном на­правлении излучает не вся поверхность сферы огненного шара, а лишь полусферы, хотя и большего радиуса.

Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, асфальт, бетон и др.), то суммарный световой импульс (прямой и отра­женный) при воздушном взрыве может быть больше прямого в 1,5— 2 раза.

В атмосфере лучистая энергия всегда ослабляется из-за рассеивания и поглощения света частицами пыли, дыма, каплями влаги (туман, дождь, снег). Световое излучение, падающее на объект, частично поглощается, частично отражается, а если объект пропускает излучение, то частично проходит сквозь него. Стекло, например, пропускает более 90 % энергии светового излучения. Поглощенная световая энергия преобразуется в тепловую, вызывает нагрев, воспламенение или разрушение объекта.

Проникающая радиация.Ядерный взрыв сопровождается сильными ионизирующими излучениями, возникающими при радиоактивном рас­паде ядер атомов. Ионизирующее излучение, образующееся непосредст­венно при ядерном взрыве, называется проникающей радиацией.

Проникающая радиация представляет собой гамма- и нейтронное излучения из зоны ядерного взрыва. Источниками проникающей радиа­ции являются цепная реакция и распад радиоактивных продуктов, обра­зовавшихся в результате ядерной реакции. Время действия проникаю­щей радиации на наземные объекты зависит от мощности боеприпаса и может составить 15—25 с с момента взрыва. Гамма- и нейтронное излучения, так же как альфа- и бета-излучения, различаются по своему харак­теру, однако общим для них является то, что они могут ионизировать атомы той среды, в которой они распространяются.

Сущность ионизации заключается в том, что под воздействием ионизи­рующих излучений электрически нейтральные в нормальных условиях атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно, и отрицательно заряженных частиц-ионов. Ионизация вещества сопровожда­ется изменением его основных физико-химических свойств, в биологической ткани — нарушением ее жизнедеятельности. И то и другое при опре­деленных условиях может нарушить работу отдельных элементов, прибо­ров и систем производственного оборудования, а также вызвать пора­жение персоналу, что в конечном итоге повлияет на деятельность пред­приятия.

Радиоактивное заражение — это заражение поверхности земли, ат­мосферы, водоемов и различных предметов радиоактивными веществами, выпавшими из облака ядерного взрыва.

Радиоактивное заражение как поражающий фактор при наземном ядерном взрыве отличается масштабностью, продолжительностью воздей­ствия, скрытостью поражающего действия, снижением степени воздей­ствия со временем.

Источниками радиоактивного заражения являются: продукты цепной ядерной реакции деления; непрореагировавшая часть ядерного заряда; наведенная радиоактивность в грунте под воздействием нейтронов.

Радиоактивные вещества, распадаясь, излучают, главным образом, бета-частицы и гамма-кванты, превращаясь в устойчивые (нерадиоактив­ные) вещества. В отличие от проникающей радиации радиоактивное за­ражение действует в течение продолжительного времени (несколько су­ток, недель и т. д.).

Каждый радиоизотоп "(радионуклид) распадается со своей скоростью: в единицу времени распадается определенная часть ядер атомов от их общего числа. Наибольшую опасность для людей представляют вещества, укото­рых период полураспада от нескольких суток до нескольких лет.

Следует подчеркнуть, что активность непосредственно не характери­зует ионизирующего, а значит, и поражающего действия излучений. Поражающее действие ионизирующих излучений характеризуется погло­щенной дозой излучений.

Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, рельефа мест­ности, типа грунта и растительности. Наиболее сильное заражение возни­кает при наземных и неглубоких подземных взрывах, в результате кото­рых образуется мощное облако из радиоактивных продуктов. Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает радиоак­тивное заражение местности, выпадает из облака за 10... 20 ч после ядер­ного взрыва. К этому моменту и заканчивается формирование радиоак­тивного следа облака. Однако на том или ином участке местности, над которым проходит радиоактивное облако, выпадение радиоактивных осадков продолжается от нескольких минут до 2 ч и более.

В районе взрыва и в ближайшей к нему зоне на следе облака радиоак­тивное заражение местности обусловливается, главным образом, выпа­дением крупных радиоактивных частиц из пылевого столба. Поэтому формирование следа на небольших расстояниях от места взрыва продолжается всего лишь несколько минут, но по мере удаления облака от центра (эпицентра) взрыва время выпадения радиоактивных частиц на местность увеличивается. Во всех случаях продолжительность выпадения радиоактивных осадков в той или иной точке следа зависит от мощности ядерного взрыва и скорости ветра. Чем больше скорость ветра, тем меньше продолжительность выпадения радиоактивных осадков,

Степень заражения местности радиоактивными веществами характе­ризуется мощностью дозы (уровнем радиации).

Степень заражения на следе облака ядерного взрыва неодинакова.
Она постепенно уменьшается по мере удаления от центра взрыва и к боковым границам от оси следа. По степени опасности для людей и животных на следе облака выделяют несколько зон радиоактивного заражения.

Зона умеренного заражения — уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва 8 Р/ч; доза излучений за время полного распада радиоактивных веществ в границах зоны 40—400 Р. На долю этой зоны приходится 78—80% площади всего радиоактивного следа.

Зона сильного заражения — уровень радиации на внеш­ней границе зоны на 1 ч после взрыва 80 Р/ч; доза излучений за время полного распада 400—1200 Р. Эта зона занимает 10—12 % площади радио­активного следа.

Зона опасного заражения — уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва 240 Р/ч; доза излучений за время пол­ного распада в зоне 1200—4000 Р. На долю зоны В приходится 8—10 % площади радиоактивного следа.

Зона чрезвычайно опасного заражения — уровень радиации на внешней границе зоны на 1 ч после взрыва составляет 800 Р/ч; доза излучений на ее внешней границе за время полного распада 4000 Р, а в середине зоны 10 000 Р.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является спад уровня радиации со временем вследствие распада ^радиоактивных веществ. Ниже приведены значения уровня радиации на разное время после взрыва (для удобства принято, что уровень радиации через 1 ч после взрыва составляет 100 %):

Время после взрыва, ч 0,5 1 2 3 4 5 6 7 10 12 24 48

Остаточный уровень 240 100 44 27 19 15 12 10 7 5 2 1

радиации, %

Из закона спада вытекает следующее правило определения уровня радиации: при семикратном увеличении времени после взрыва уровень радиации уменьшается в 10 раз, т.е. составит 10 %, через 49 ч или около 2 сут. — 1 % и т. д.

Электромагнитный импульс (ЭМИ). Ядерный взрыв сопровождается элект­ромагнитным излучением в виде мощного короткого импульса, поражаю­щего главным образом электрическую и электронную аппаратуру.

По природе ЭМИ в первом приближе­нии можно сравнить с электромагнитным полем близкой молнии, созда­ющим помехи для радиоприемников. Возникает ЭМИ в основном в ре­зультате взаимодействия гамма-излучения, образующегося во время взры­ва, с атомами окружающей среды.

Район, где гамма-излучение взаимодействует с атмосферой, называ­ется районом источника ЭМИ. Плотная атмосфера вблизи земной поверх­ности ограничивает область распространения гамма-квантов (средняя длина свободного пробега составляет сотни метров). Поэтому при назем­ном взрыве район источника занимает площадь всего в несколько квад­ратных километров и примерно совпадает с районом, где воздействуют дру­гие поражающие факторы ядерного взрыва.

При высотном ядерном взрыве гамма-кванты могут пройти сотни километров до взаимодействия с молекулами воздуха и вследствие его раз­реженности проникнуть глубоко в атмосферу. Поэтому размеры района источника ЭМИ получаются большими. Так, при высотном взрыве мощ­ного боеприпаса может образоваться район источника ЭМИ диаметром до 1600 км и толщиной около 20 км, нижняя граница которого пройдет на высоте около 18 км .

Большие размеры района источника при высотном взрыве порождают интенсивный ЭМИ, направленный вниз, над значительной частью земной поверхности. Поэтому очень большой район может оказаться в условиях сильного воздействия ЭМИ, где другие поражающие факторы ядерного взрыва практически не действуют.

Таким образом, при высотных ядерных взрывах объекты, находя­щиеся и за пределами очага ядерного поражения, могут подвергнуться сильному воздействию ЭМИ.

Основными параметрами ЭМИ, определяющими по­ражающее действие, являются характер изменения напряженности элект­рического и магнитного полей во времени - форма импульса и максималь­ная напряженность поля — амплитуда импульса.

Характеристика очага ядерного поражения.Приядерном взрыве на местности образуется очаг ядерного поражения - территория, в пределах которой в результате ядер­ных ударов произошли массовые поражения людей, сельскохозяйствен­ных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и соору­жений.

Граница очага ядерного поражения проходит через точки на мест­ности, где избыточное давление во фронте ударной волны составляет 10 кПа.

В зависимости от характера разрушений и объема спасательных ра­бот очаг ядерного поражения делится на зоны.

Для оценки характера разрушений, объема и условий проведения предстоящих спасательных и неотложных аварийно-восстановительных ра­бот в очаге ядерного поражения принято выделять четыре зоны (полных, сильных, средних и слабых разрушений), как показано на рис. 5.21.

Зона полных разрушений характеризуется избыточным давлением во фронте воздушной ударной волны 50 кПа и выше. В этой зоне полнос­тью разрушаются жилые и промышленные здания и сооружения, а также противорадиационные укрытия и часть убежищ, находящихся в районе эпицентра взрыва. Образуются сплошные завалы. Разрушаются или по­вреждаются подземные коммунально-энергетические сети. Воспламенив­шиеся от светового излучения горящие конструкции разбрасываются и засыпаются обломками разрушившихся зданий, вызывая сильное задым­ление.

Рис. 5.21.Зоны разрушений ирадиоактивного заражения в очаге ядерного пора­жения:

I- зона слабых разрушений; II - зона средних разрушений? Ill- зона силь­ных разрушений; IV — зона полных разрушений; 1 —зоны радиоактивного заражения (А — умеренного, Б — сильного, В — опасного, Г — чрезвычайно опасного); 2 — направление ветра; R — радиус очага ядерного пора­жения

Зона сильных разрушений характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа. В этой зоне сильно разрушают­ся промышленные здания и полностью жилые здания. Убежища и комму­нально-энергетические сети, как правило, сохраняются. В результате разрушения зданий образуются местные и сплошные завалы. От свето­вого излучения возникают сплошные пожары.

3онa средних разрушений образуется при избыточном давлении во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. В пределах этой зоны здания и сооружения получают средние разрушения, деревянные постройки пол­ностью разрушаются, образуются отдельные завалы и сплошные пожары.

Зона слабых разрушений характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. В этой зоне здания и вооруже­ния получают слабые разрушения, образуются отдельные пожары.

Радиусы зон очага ядерного поражения зависят от мощности взрыва, вида взрыва, характера застройки, рельефа местности и других факто­ров. В очаге ядерного поражения выделяются три основные зоны пожаров: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона пожаров в завалах .

Зона отдельных пожаров охватывает район, в котором пожары воз­никают в отдельных зданиях и сооружениях. Пожары по району рассре­доточены. Зона отдельных пожаров характеризуется такими световыми импульсами: на внешней границе 100—200 кДж/м², на внутренней — 400—600 кДж/м² в зависимости от мощности ядерного взрыва (нижние границы соответствуют мощности до 100 кт, верхние — 1000 кт и более). Для воздушных взрывов зона занимает часть территории зоны слабых разрушений и распространяется за пределы очага ядерного поражения. В этой зоне имеется возможность быстрой организации тушения заго­раний и пожаров в первые 20 мин после ядерного взрыва.

Зона сплошных пожаров — территория, где под воздействием свето­вого импульса возникают пожары более чем в 50 % зданий и сооружений и в течение 1...2 ч огонь распространяется на подавляющее большинство зданий, расположенных в данном районе, и образуется сплошной пожар, при котором огнем охвачено более 90 % зданий. Возможен огненный шторм. Зона сплошных пожаров характеризуется световыми импульсами 400...600 кДж/м² и более. Она охватывает большую часть территории зоны сильных разрушений, всю зону средних и часть зоны слабых разру­шений очага ядерного поражения.

В зоне сплошного пожара невозможен проход или нахождение фор­мирований ГО без проведения специальных противопожарных меропри­ятий по локализации или тушению пожара. Превращение отдельных пожаров, в сплошные зависит, главным образом, от степени огнестойкости зданий и сооружений, категории пожарной опасности производства, а также плотности застройки.

Быстрое распространение пожара возможно при следующих сочетаниях степени огнестойкости зданий и сооружений с плотностью застрой­ки: для зданий IV и V степени огнестойкости плотность застройки 10...20 % и более; для зданий III степени — 20...30 % и более; для зданий I и II степени — более 30 %.

На скорость развития пожаров оказывают влияние также пожаро­опасные производства категорий А и Б. Наличие таких производств приводит к возможности возникновения сплошных пожаров при мень­ших плотностях застройки.

Огненный шторм — это особый вид сплошного пожара на значитель­ной территории (1,5...2 км²). Столб огня поднимается на высоту 5 км, возникает ураганный ветер, направленный к центру пожара.

Образование огненного шторма возможно: при наличии сплошной застройки или растекании горючих жидкостей на площади свыше 100 га; при отсутствии ветра или слабом ветре не более 5 м/с и относительной влажности воздуха менее 30 %; при наличии сгораемых материалов в пересчете на древесину порядка 200 кг/м², что возможно в районах заст­ройки одноэтажными зданиями IV и V степени огнестойкости при плот­ности застройки свыше 20 % и двухэтажными при плотности застройки свыше 10 %, а также в районе застройки одно- и двухэтажными зданиями III степени огнестойкости при плотности застройки 30 % и более и трех- и пятиэтажными при плотности застройки свыше 20%.

В районах застройки зданиями I и II степени огнестойкости огненный шторм практически исключается.

Ударная волна не может потушить пожары, возникшие от светового излучения. При ядерном взрыве зоны отдельных и сплошных пожаров находятся в пределах избыточных давлений ударной волны от 2 до 50 кПа. В этом диапазоне давлений скорость движения воздуха в ударной волне 20—100 м/с оказывается недостаточной для отрыва пламени (отрыв пла­мени наблюдается при скорости воздуха более 150 м/с).

Зона пожаров в завалах распространяется на территорию части зоны сильных и всей зоны полных разрушений очага ядерного поражения. Для этой зоны характерно сильное задымление и продолжительное (до не­скольких суток) горение в завалах, интенсивное выделение продуктов не­полного сгорания и токсических веществ.

В зонах задымления возникает опасность отравления людей как на­ходящихся в убежищах, так и участвующих в спасательных и неотлож­ных аварийно-восстановительных работах на территории объектов и жи­лых кварталов. Причиной гибели людей может быть общее повышение температуры дыма. Вдыхание продуктов сгорания, нагретых до 60°С, даже при весьма небольшом содержании окиси углерода, как правило, приводит к смертельным случаям.

Возможная пожарная обстановка в районах городской и производст­венной застройки в зависимости от степени огнестойкости зданий, кате­горий пожарной опасности производства и степени разрушений (избыточ­ного давления во фронте ударной волны ядерного взрыва) приведена в табл. 5.9.

Таблица 5.9.