2. Основная часть
2.1 Ядерное оружие
Ядерное оружие (устаревшее: атомное оружие) — оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, источником которой являются реакция деления тяжелых ядер (например, урана-233 или урана-235, плутония-239), либо термоядерная реакция синтеза ядер гелия из более легких элементов (дейтерия, трития).
Очагом ядерного поражения называется территория, подвергшаяся непосредственному воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. Он характеризуется массовыми разрушениями зданий, сооружений, завалами, авариями в сетях коммунально-энергетического хозяйства, пожарами, радиоактивным заражением и значительными потерями среди населения.
Размеры очага тем больше, чем мощнее ядерный взрыв. Характер разрушений в очаге зависит также от прочности конструкций зданий и сооружений, их этажности и плотности застройки. За внешнюю границу очага ядерного поражения принимают условную линию на хместности, проведенную на таком расстоянии от эпицентра (центра) взрыва, где величина избыточного давления ударной волны равна 10 кПа.
Очаг ядерного поражения условно делят на зоны — участки с примерно одинаковыми по характеру разрушениями.
Зона полных разрушении — это территория, подвергшаяся воздействию ударной волны с избыточным давлением (на внешней границе) свыше 50 кПа. В зоне полностью разрушаются все здания и сооружения, а также противорадиационные укрытия и часть убежищ, образуются сплошные завалы, повреждается коммунально-энергетическая сеть.
Зона сильных разрушений — с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа. В этой зоне наземные здания и сооружения получат сильные разрушения, образуются местные завалы, возникнут сплошные и массовые пожары. Большинство убежищ сохранится, у отдельных убежищ будут завалены входы и выходы. Люди в них могут получить поражения только из-за нарушения герметизации убежищ, их затопления или загазованности.
Зона средних разрушений — с избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. В ней здания и сооружения получат средние разрушения. Убежища и укрытия подвального типа сохранятся. От светового излучения возникнут сплошные пожары.
Зона слабых разрушений — с избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. Здания получат небольшие разрушения. От светового излучения возникнут отдельные очаги пожаров.
Зона радиоактивного заражения — это территория, подвергшаяся заражению радиоактивными веществами в результате их выпадения после наземных (подземных) и низких воздушных ядерных взрывов.
Поражающее действие радиоактивных веществ обусловливается в основном гамма-излучениями. Вредное воздействие ионизирующих излучений оценивается дозой излучения (дозой облучения; Д), то есть энергией этих лучей, поглощенной в единице объема облучаемого вещества. Эта энергия измеряется в существующих дозиметрических приборах в рентгенах (Р). Рентген — это такая доза гамма-излучения, которая создает в 1 см3 сухого воздуха (при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст.) 2,083 млрд пар ионов.
Обычно дозу облучения определяют за какой-либо промежуток времени, называемый временем облучения (время пребывания людей на зараженной местности).
Для оценки интенсивности гамма-излучения, испускаемого радиоактивными веществами на зараженной местности, введено понятие «мощность дозы излучения» (уровень радиации). Мощность дозы измеряют в рентгенах в час (Р/ч), небольшие мощности дозы — в миллирентгенах в час (мР/ч).
Постепенно мощности дозы излучений (уровни радиации) снижаются. Так, мощности дозы (уровни радиации), замеренные через 1 час после наземного ядерного взрыва, через 2 часа уменьшатся вдвое, спустя 3 часа — в 4 раза, через 7 часов — в 10 раз, а через 49 часов — в 100 раз.
Степень радиоактивного заражения и размеры зараженного участка радиоактивного следа при ядерном взрыве зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, а также от характера местности и грунта. Размеры радиоактивного следа условно делят на зоны:
Зона опасного заражения. На внешней границе зоны доза радиации (с момента выпадения радиоактивных веществ из облака на местность до полного их распада) равна 1200 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва — 240 Р/ч.
Зона сильного заражения. На внешней границе зоны доза радиации — 400 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва — 80 Р/ч.
Зона умеренного заражения. На внешней границе зоны доза радиации — 40 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва — 8 Р/ч.
В результате воздействия ионизирующих излучений, так же как и при воздействии проникающей радиации, у людей возникает лучевая болезнь. Доза 100-200 Р вызывает лучевую болезнь первой степени, доза 200-400 Р — лучевую болезнь второй степени, доза 400-600 Р — лучевую болезнь третьей степени, доза свыше 600 Р — лучевую болезнь четвертой степени.
Доза однократного облучения в течение четырех суток до 50 Р, как и многократного облучения до 100 Р за 10-30 дней, не вызывает внешних признаков заболевания и считается безопасной.
Ядерное оружие включает различные боеприпасы (боеголовки ракет, авиабомбы, арт-снаряды, мины и фугасы, снаряженные ядерными зарядами), средства доставки их к цели (ракеты, торпеды, артиллерия, самолеты), а также средства управления, обеспечивающие попадание боеприпасов в цель. Боеприпасы, в зависимости от соотношения реакций деление — синтез, подразделяются на ядерные (только деление), термоядерные (преимущественно деление), нейтронные (преимущественно синтез). Мощность их оценивается тротиловым эквивалентом, который может составлять от нескольких десятков тонн до нескольких десятков миллионов тонн тротила.
Основными поражающими факторами ядерного оружия являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация (гамма-нейтронное излучение) и радиоактивное загрязнение местности продуктами ядерного взрыва (ПЯВ). Ядерные взрывы могут быть воздушными, высотными, наземными, подземными, надводными и подводными. При воздушном взрыве (высота менее 30 тыс. метров над уровнем моря) на ударную волну приходится около 50% энергии, на световое излучение — 35%, на гамма-нейтронное излучение —5% и на радиоактивное загрязнение местности ПЯВ — 10%. С увеличением высоты взрыва, по мере уменьшения плотности атмосферы, количество энергии, расходуемой на световое излучение, возрастает, а на ударную волну — снижается. Высотный ядерный взрыв (свыше 30 км над уровнем моря) создает повышенную ионизацию верхних слоев атмосферы. При наземном и, особенно, подземном взрыве существенно увеличивается доля энергии, приходящейся на ударную волну.
В момент воздушного ядерного взрыва образуется светящаяся область сферической формы — огненный шар, который быстро увеличивается в размере и поднимается вверх. Одновременно восходящими потоками воздуха с земли поднимается большое количество пыли и других твердых частиц, распространяющихся в направлении движения огненного шара. Спустя примерно 1 мин огненный шар охлаждается, наступает конденсация газов и образуется облако грибовидной формы.
При наземном ядерном взрыве на поверхности земли возникает светящаяся полусфера. В область взрыва вовлекаются тысячи тонн расплавленного или испарившегося грунта, в результате чего возникает огромная воронка и формируется мощное грибовидное облако. Основное отличие наземного ядерного взрыва от воздушного заключается в том, что при нем радиоактивное облако содержит значительно большее количество частиц грунта, преимущественно крупных. Это предопределяет выпадение радиоактивных осадков. При воздушных взрывах они разносятся воздушными потоками по различным регионам Земли, а при наземных, кроме того, выпадают и в непосредственной близости от центра взрыва, образуя след радиоактивного облака.
При подземном ядерном взрыве выделяющаяся энергия поглощается грунтом, генерируя сейсмовзрывные волны. Подводный ядерный взрыв характеризуется возникновением гигантского пузыря, раскаленных и сильно сжатых газов, водяного купола, увенчанного радиоактивным облаком, базисной и гравитационной волн.
Ударная волна — основной поражающий фактор ядерного взрыва, так как большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, се воздействием. Источник ее возникновения — сильное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения миллиардов атмосфер. Образовавшаяся при взрыве область сильного сжатия окружающих слоев воздуха, расширяясь, передает давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те в свою очередь воздействуют на следующие слои. В результате в воздухе со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва распространяется зона высокого давления. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.
Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на ней.
Поражающее действие ударной волны характеризуется величиной избыточного давления. Избыточное давление — это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны. Оно измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/м2). Эта единица давления называется Паскалем (Па). При избыточном давлении 20-40 кПа незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие ударной волны с избыточным давлением 40-60 к Па приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей. Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении свыше 60 кПа и характеризуются сильными контузиями всего организма, переломами конечностей, поражением внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.
Скорость движения и расстояние, на которое распространяется ударная волна, зависят от мощности ядерного взрыва; с увеличением расстояния от места взрыва скорость быстро падает. Так, при взрыве боеприпаса мощностью 20 кт ударная волна проходит 1 км за 2 секунды, 2 км за 5 секунд, 3 км за 8 секунд. За это время человек после вспышки может укрыться и тем самым избежать поражения ударной волной.
Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. Его источник — светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 секунд. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов объектов.
Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад.
Проникающая радиация — это поток гамма-лучей и нейтронов. Она длится 10-15 секунд. Проходя через живую ткань, гамма-излучение ионизирует молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни.
В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается интенсивность излучения. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, то есть такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в два раза. Например, в два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон — 10 см, грунт — 14 см, древесина — 30 см.
Открытые и особенно перекрытые щели уменьшают воздействие проникающей радиации, а убежища и противорадиационные укрытия практически полностью защищают от нее.
Основными источниками радиоактивного заражения являются продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас, и на некоторые элементы, входящие в состав грунта в районе взрыва.
При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается земли. Внутрь ее затягиваются массы испаряющегося грунта, которые поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твердых частицах. Образуется радиоактивное облако. Оно поднимается на многокилометровую высоту, а затем со скоростью 25-100 км/ч движется по ветру. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения (след), длина которой может достигать нескольких сот километров. При этом заражаются местность, здания, сооружения, посевы, водоемы и т. п., а также воздух.
Наибольшую опасность радиоактивные вещества представляют в первые часы после выпадения, так как их активность в этот период наивысшая.
Электромагнитный импульс — это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма-излучения ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образования в этой среде потока электронов и положительных ионов. Он может вызвать повреждение радиоэлектронной аппаратуры, нарушение работы радио- и радиоэлектронных средств.
Наиболее надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. В поле следует укрываться за прочными местными предметами, обратными скатами высот, в складках местности.
При действиях в зонах заражения для защиты органов дыхания, глаз, и открытых участков тела от радиоактивных веществ используются средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки), а также средства защиты кожи.
Основу нейтронных боеприпасов составляют термоядерные заряды, в которых используются ядерные реакции деления и синтеза. Взрыв такого боеприпаса оказывает поражающее воздействие, прежде всего, на людей за счет мощного потока проникающей радиации.
При взрыве нейтронного боеприпаса площадь зоны поражения проникающей радиацией превосходит площадь зоны поражения ударной волной в несколько раз. В этой зоне техника и сооружения могут оставаться невредимыми, а люди получат смертельные поражения.