Поражающие факторы ядерного оружия

Ядерным оружием называется оружие, поражающее действие которого основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при ядерном взрыве. Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые головные части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины), снаряженные ядерными зарядными устройствами, средства управления ими и доставки их к цели.

Основной частью ядерного боеприпаса является ядерный заряд, содержащий ядерное взрывчатое вещество (ЯВВ) – уран‑235 или плутоний‑239. Цепная ядерная реакция может развиваться только при наличии критической массы делящегося вещества. До взрыва ЯВВ в одном боеприпасе должно быть разделено на отдельные части, каждая из которых по массе должна быть меньше критической.

Мощность ядерного взрыва принято характеризовать тротиловым эквивалентом.

Центром ядерного взрыва называется точка, в которой происходит вспышка ядерной реакции. По положению центра относительно земли или воды различают ядерные взрывы: космические, высотные, воздушные, наземные, подземные, надводные, подводные.

Воздушным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный в воздухе на такой высоте, при которой огненный шар не касается поверхности земли. Он сопровождается кратковременной ослепительной вспышкой, видимый даже в солнечный день на расстоянии сотен километров. Воздушный ядерный взрыв используется для разрушения зданий, сооружений и поражения людей. Он вызывает поражение ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Радиоактивное заражение местности при воздушном взрыве практически отсутствует, так как радиоактивные продукты взрыва поднимаются вместе с огненным шаром на очень большую высоту, не смешиваясь с частицами грунта.

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или на такой высоте от нее, когда светящаяся область касается грунта и имеет, как правило, форму усеченной сферы. Увеличиваясь в размерах и остывая, огненный шар отрывается от земли, темнеет и превращается в клубящееся облако, которое увлекая за собой столб пыли, через несколько минут приобретает характерную грибовидную форму. При наземном ядерном взрыве в воздух поднимается большое количество грунта. Наземный взрыв применяется для разрушения прочных наземных сооружений.

Надводным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности воды или на высоте, при которой светящаяся область касается поверхности воды. Применяется для поражения надводных плавсредств. Поражающими факторами при надводном взрыве являются воздушная волна и волны, образующиеся на поверхности воды. Действие светового излучения и проникающей радиации значительно ослабляется в результате экранирующего действия большой массы водяного пара.

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, сильно заражая воду и местность в районе взрыва и по направлению движения облака.

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный ниже поверхности земли. При подземном взрыве огромное количество грунта выбрасывается на высоту нескольких километров, а в месте взрыва образуется глубокая воронка, размеры которой больше, чем при наземном взрыве. Подземные взрывы используются для поражения заглубленных сооружений. Основным поражающим фактором подземного ядерного взрыва является волна сжатия, распространяющаяся в грунте. Подземный взрыв вызывает сильное заражение местности в районе взрыва и по следу движения облака.

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный под водой на глубине, которая колеблется в широких пределах. При подводном ядерном взрыве поднимается полый водяной столб с большим облаком в верхней части. Диаметр водяного столба достигает нескольких сотен метров, а высота - нескольких километров и зависят от мощности и глубины взрыва. Основным поражающим фактором подводного взрыва является ударная волна в воде, скорость распространения которой равна скорости распространения звука в воде, т.е. примерно 1500 м/сек. Ударная волна в воде разрушает подводные части кораблей и различных гидротехнических сооружений. Световое излучение и проникающая радиация поглощаются толщей воды и водяными парами. Подводный взрыв вызывает сильное радиоактивное заражение воды. При взрыве вблизи от берега зараженная вода выбрасывается базисной волной на побережье, затопляет его и вызывает сильное заражение объектов, расположенных на берегу.

Одной из разновидностей ядерного оружия является нейтронный боеприпас. Это малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс. т, у которого основная доля энергии выделяется за счет реакций синтеза дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакции синтеза. Нейтронная составляющая при проникающей радиации такого малого по мощности ядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее действие на людей.

При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии. Температура повышается до нескольких миллионов градусов, а давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температура и давление вызывают световое излучение и мощную ударную волну. Наряду с этим взрыв ядерного боеприпаса сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и гамма‑квантов. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов – осколков деления ядерного взрывчатого вещества, которые выпадают по пути движения облака, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, воздуха и объектов. Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающее под действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса.

Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:

1) ударная волна – 50% энергии взрыва;

2) световое излучение – 30–35% энергии взрыва;

3) проникающая радиация – 8–10% энергии взрыва;

4) радиоактивное заражение – 3–5% энергии взрыва;

5) электромагнитный импульс – 0,5–1% энергии взрыва.

Ударная волна ядерного взрыва – один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна – в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно воздушной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной (в грунте). Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Ударная волна вызывает у человека открытые и закрытые травмы различной степени тяжести. Большую опасность для человека представляет и косвенное воздействие ударной волны. Разрушая здания, убежища и укрытия, она может послужить причиной тяжелых травм. Основной способ защиты людей и техники от поражения ударной волны заключается в изоляции их от действия избыточного давления и скоростного напора. Для этого используются укрытия и убежища различного типа и складки местности.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение, включающее видимую ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра. Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева может быть такой, что поверхность объекта обуглится, оплавится или воспламенится. Световое излучение может вызывать ожоги открытых участков тела человека, а в темное время суток – временное ослепление. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах – и испарившегося грунта. Размеры светящейся области и время ее свечения зависят от мощности, а форма – от вида взрыва.

Степень воздействия светового излучения на различные здания, сооружения, технику зависит от свойств их конструкционных материалов. Оплавление, обугливание, воспламенение материалов в одном месте могут привести к распространению огня, массовым пожарам.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов, поскольку любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой.

Проникающая радиация представляет собой поток гамма‑излучения и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гамма‑излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам. Общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояние до 2,5–3 км. Проходя через биологическую ткань, гамма– и нейтронное излучения ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению специфического заболевания – лучевой болезни.

Источником проникающей радиации являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад осколков деления.

Поражающее действие проникающей радиации на людей вызывается облучением, которое оказывает вредное биологическое действие на живые клетки организма. Проходя через живую ткань проникающая радиация ионизирует атомы и молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушению деятельности клеток, отдельных органов и систем организма. Поражающее действие проникающей радиации зависит от величины дозы облучения и времени, в течение которого эта доза получена. Доза, полученная за короткий промежуток времени, вызывает более сильное поражение, чем доза, равная по величине, но полученная за большее время. Это объясняется тем, что организм с течением времени способен восстанавливать часть пораженных радиацией клеток. Скорость восстановления определяется периодом полувосстановления, равным для людей 28-30 суток. Доза радиоактивного облучения, полученная за первые четверо суток с момента облучения, называется однократной, а за больший период времени - многократной. На военное время доза радиации, не приводящая к снижению работоспособности и боеспособности личного состава формирований принята: однократная (в течение первых четырех суток) 50 Р, многократная в течение первых 10-30 суток – 100 Р, в течение трех месяцев – 200 Р, в течение года – 300 Р.