1 Радиоактивное заражение

Радиоактивное заражение — один из основных поражающих факторов ядерного взрыва. Оно воз­никает как результат выпадения радиоактивных веществ из об­лака взрыва или образования их вследствие распада возникаю­щих при взрыве радиоактивных элементов.

Особенности радиоактивного заражения:

• большая площадь поражения (десятки тысяч квадратных километров);

• продолжительность сохраняющегося поражающего действия (до месяцев);

• необходимость применения специальной аппаратуры для обнаружения радиации;

• динамичный характер действия из-за постоянного распада радиоактивных веществ.

Источники радиоактивности

• Продукты деления вещества, составляющего ядерное горю­чее. Процесс радиоактивного распада сопровождается продолжи­тельным - и β-излучением с высоким уровнем энергии.

• Наведенная радиоактивность, возникающая в результате воздействия нейтронного потока ядерного взрыва на химические элементы, входящие в грунт, сооружения и различные конструк­ции. В результате образуются радиоактивные изотопы кремния, натрия, марганца, алюминия, железа и других химических элементов. Эти изотопы, как правило, обладают β- и -радиоактивностью.

• Разделившаяся часть атомов ядерного заряда (коэффициент использования ядерного заряда непосредственно для взрыва со­ставляет не более 10%). Эта часть заряда в основном излучает альфа частицы и незначительную часть гамма лучей с низкой энергией.

Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от мощности и вида ядерного взрыва, особенности кон­струкции заряда, характера местности, где он был произведен ме­теорологических условий и времени, прошедшего с момента взрыва.

При воздушном взрыве

• Огненный шар не касается поверхности земли. Основная масса радиоактивных продуктов уходит в стратосферу и лишь не­ большая часть остается в тропосфере. Поскольку радиоактивные частицы небольшие и малы по весу, то они долго «висят» в воз­духе и ветром разносятся на большие расстояния, где и выпадают в виде осадков.

При наземном взрыве

• Огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, часть грунта испаряется и захватывает­ся огненным шаром. Образуется радиоактивное облако, высота подъема которого и скорость перемещения зависят от мощности взрыва и метеорологических условий. В среднем за 7—10 мин облако достигает своей максимальной высоты и образует грибовидную форму. Затем облако перемещается.

Основная часть вредных радиоактивных осадков, загряз­няющих местность, выпадает из облака в течение 10—20 ч после взрыва. Форма следа от радиоактивного облака зависит от направле­ния и скорости ветра.

Виды радиоактивного воздействия источников заражения ме­стности

• α-излучение — поток положительно заряженных час­тиц (ядер атомов гелия), движущийся со скоростью 20 000 м/с. Имеет малую проникающую способность. В воздухе α- ас­тица пролетает 4—8 см, в живых тканях — 0,05 мм. Полностью поглощается индивидуальными средствами защиты. α-час­тицы опасны при проникновении внутрь организма.

• β-излучение — поток отрицательно заряженных частиц (электронов), движется со скоростью 200 000—300 000 км/с. Длина пробега в воздухе достигает 20 м. На теле человека могут вызвать β-ожог. От β-излучения люди защищаются в по­мещении. Индивидуальные средства защиты также резко ослаб­ляют их воздействие.

• -излучение — коротковолновое электромагнитное из­лучение. По своим действиям подобно рентгеновским лучам, но обладает более мощной энергией. Распространяется со скоростью света. -излучение пронизывает воздух на сотни метров и проникают через значительные толщи материалов. Индивидуаль­ные средства защиты от -излучения не защищают, опасны при внешнем облучении.

Степень воздействия определяется до­зой облучения, т.е. количеством -квантов, поглощенных единицей объема облучаемой среды. За единицу дозы -излу­чения принят рентген. Рентген — это такая доза -облучения, при которой в 1 см³ воздуха (при t = 0°С и давлении 760 мм ртутного столба) образуется 2,08 · 10⁹ пар ионов, Р = 2,58 · 10^-4 Кл/кг. На создание такого количества ионов необ­ходимо затратить количество энергии, равное 8,8 мДж/кг (88 эрг/г).

Энергетической характеристикой взрыва ядерного заряда является так называемый тротиловый эквивалент. Выделяемая в результате ядерного взрыва энергия условно измеряется в килотоннах (кт) или мегатоннах (Мт), что означает соответствующее количество тротила, которое при подрыве выделяет столько же энергии. Например, ядерный взрыв урана-235 при полном деле­нии всех ядер эквивалентен по количеству выделившейся энер­гии взрыву 20 000 т тротила (табл. 1).

По величине тротилового эквивалента ядерные боеприпасы подразделяются на пять групп:

1. сверхмалые — до 1 кт;

2. малые — от 1 до 10 кт;

3. средние — от 10 до 100 кт;

1. крупные — от 100 кт до 1 Мт;

4. сверхкрупные — свыше 1 Мт.

Таблица 1 – Тротиловый эквивалент 1 кг массы ядерного материала

Ядерный материал	Тротиловый эквивалент, кт
235U	20
235U, 239U, 239Pu	20
Дейтерид лития	52
Дейтерий и тритий	84

Таблица 2 – Классификация ядерных взрывов

Вид взрыва и область применения	Основные поражающие факторы
Высотный (выше границы тропо­сферы Земли) Применение: поражение воздушных целей и создание помех радиотехническим средствам	Воздушная ударная волна (при высоте менее 3) км), проникающая радиация, световое излучение (на высоте 30 — 60 км), рентгеновское излучение, газо­вый поток (разлетающиеся продукты взрыва), электромагнитный импульс (ЭМИ), ионизация атмосферы (при вы­соте более 60 км). Распределение энергии ядерного взрыва зависит от высоты взрыва
Воздушный (ниже 10 км) Применение: поражение наземных и воздушных целей	Воздушная ударная волна, проникающая радиация, световое излучение, электромагнитный импульс
Наземный (поверхности земли контактный или на высоте) Применение: поражение подземных и прочных наземных целей	Воздушная ударная волна, проникающая радиация, световое излучение, ЭМИ, радиоактивное заражение местности, сейсмовзрывные волны в грунте. Область взрыва — образование воронки и облака радиоактивной пыли
Надводный (на поверхности воды — контактный или на высоте) Применение: поражение надводный целей и береговых сооружений	Воздушная и подводная ударные волны, световое излучение, проникающая ра­диация, ЭМИ. Радиоактивное заражение акватории и береговой зоны
Подводный Применение: поражение подводных и надводных целей, гидротехнических сооружений	Подводная и воздушная и ударные вол­ны, гравитационные волны и волны сейсмического происхождения в воде. Радиоактивное заражение акватории, участков побережья и береговых объектов
Подземный с выбросом или без выброса грунта (камуфлетный взрыв) Применение: поражение особо прочных заглубленных со­оружений и создание заграждений, а также в мирных целях при со­оружении шахт, каналов, подзем­ных емкостей	Мощные сейсмовзрывные волны в грун­те. Взрыв с выбросом грунта сопровож­дается также образованием воздушной ударной волны и сильным радиоактив­ным заражением местности

Большая часть внутриядерной энергии выделяется в виде ки­нетической энергии продуктов ядерной реакции деления или син­теза, нейтронного и гамма излучения. Температура и давление в зоне реакции достигают десятков миллионов градусов и миллиар­да атмосфер.