Поражающие факторы ядерного оружия.

Ударная волна является основным поражающим фактором ядер­ного взрыва. Большинство разрушений и повреждений зданий, со­оружений и оборудования объектов, а также поражений людей обусловлено, как правило, воздействием ударной волны.

В зависимости от того, в какой среде распространяется волна, ее называют соответственно воздушной ударной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной в грунте.

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

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

Как только ударная волна спустя некоторое время после взрыва дос­тигает определенной точки пространства, мгновенно в этой точке повышаются давление и температура, воздух начинает распрост­раняться в направлении ударной волны. Через некоторое время давление снижается и через время после подхода фронта удар­ной волны становится равным атмосферному. Дальнейшее умень­шение давления приводит к разряжению. В это время воздух начи­нает двигаться в сторону взрыва. Как только действие пониженного давления закончится, прекратится и движение воздуха.

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

Избыточное давление во фронте ударной волны ЛРФ - это разни­ца между максимальным давлением воздуха во фронте ударной вол­ны Рф и атмосферным давлением РО, которая является основной ха­рактеристикой воздушной ударной волны, т.к. определяет скачок давления, который происходит практически мгновенно при подхо­де волны к месту регистрации давления. Единицей физической ве­личины АРФ является паскаль (Па) или кгс/см² (1 кгс/см²=10⁵ Па).

Скоростной напор РСК - это динамические нагрузки, создавае­мые потоками воздуха. Скоростной напор зависит от плотности воздушных масс и связан с избыточным давлением ударной вол­ны. Разрушительное действие скоростного напора заметно сказы­вается в местах с избыточным давлением более 50 КПа, где ско­рость перемещения воздуха более 100 м/с.

Время действия ударной волны t_ув - это время действия избы­точного давления, величина которого зависит от мощности взры­ва и измеряется в секундах.

Различные разрушения зданий и сооружений, вызываемые дей­ствием воздушной ударной волны, определяются, в основном, зна­чениями Рф и t_ув. Степень воздействия избыточного давления и скоростного напора в повреждении или разрушении объектов за­висит от размеров, конструкции объекта и степени его связи с зем­ной поверхностью.

Поражения людей вызываются как прямым действием ударной волны, так и косвенным (летящими обломками зданий, деревьями и др.). Характер и степень поражения людей зависят от избыточ­ного давления в подошедшей волне, положения в этот момент че­ловека и степени его защиты. Полученные при этом травмы при­нято делить на легкие (ΔРф=0,2-0,4 кгс/см²), средние (ΔРф=0,5 кгс/см²) и тяжёлые ( ΔРф>0,5 кгс/см²). При давлении свыше 1 кгс/см² трав­мы могут быть крайне тяжелыми и смертельными.

Основной способ защиты людей и техники от ударной волны – изоляция от ее действия в естественных и искусственных укрытиях и убежищах (канавах, оврагах, лощинах, щелях, траншеях, кюветах, погребах, защитных сооружениях).

Световое излучение

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

Энергия светового излучения поглощается поверхностями ос­вещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева зависит от многих факторов и может приводить к обугливанию, оплавлению и воспламенению поверхностей объектов.

Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров материалов ядерного боеприпаса и воздуха, а при наземных взры­вах - и испарившегося грунта.

На долю светового излучения приходится 30-40 % всей энергии ядерного взрыва. На открытой местности световое излучение об­ладает наибольшим радиусом действия по сравнению с ударной волной и приникающей радиацией.

Основным параметром, характеризующим поражающее дей­ствие светового излучения, является световой импульс - количе­ство световой энергии, падающей на 1 см² освещаемой поверхнос­ти, перпендикулярной к направлению излучения, за все время свечения области взрыва (огненного шара). Световой импульс из­меряется в Дж/м² или в кал/см² (внесистемная единица), 1 кал/см²= 42 Дж/м².

Световой импульс в данной точке прямо пропорционален мощ­ности ядерного взрыва и обратно пропорционален квадрату рас­стояния до центра взрыва. На световой импульс влияют также вид ядерного взрыва, 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 излучается не вся поверхность сферы ог­ненного шара, а лишь полусферы, хотя и большего радиуса.

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

Поражение людей световым излучением выражается в появле­нии ожогов различных степеней открытых и защищенных одеж­дой участков кожи, а также в поражении глаз. Ожоги могут возни­кать как непосредственно от излучения, так и от пламени, возникшего при возгорании от светового излучения различных материалов.

Световое излучение в первую очередь воздействует на откры­тые участки тела (кисти рук, шею, лицо) и на глаза. Различают че­тыре степени ожогов: первой степени (поверхностное поражение кожи, ее покраснение); второй степени (образование пузырей); тре­тьей степени (омертвение глубоких слоев кожи); четвертой степени (обугливание кожи, подкожной клетчатки, а иногда и более глу­боких тканей).

Степень воздействия светового излучения на здания, сооруже­ния, технику и т.д. зависит от свойств их конструктивных материа­лов. Оплавление, обугливание и воспламенение материалов могут привести к возникновению пожаров.