Последствия применения ядерного оружия

Ядерный взрыв - процесс деления тяжелых ядер. Для того чтобы произошла реакция, необходимо как минимум 10 кг высокообогащенного плутония. В естественных условиях это вещество не встречается. Данное вещество получается в результате реакций, производимых в ядерных реакторах. Естественный уран содержит приблизительно 0,7 процентов изотопа U-235, остальное - уран 238. Для осуществления реакции необходимо, чтобы в веществе содержалось не менее 90 процентов урана 235.

В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов, по которым планируются ядерные удары, а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

- воздушный (высокий и низкий)

- наземный (надводный)

- подземный (подводный)

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:

- ударная волна

- световое излучение

- проникающая радиация

- радиоактивное заражение местности

- электромагнитный импульс

Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим фактором ядерного взрыва. Она действует продолжительное время и обладает большой разрушительной силой. Ударная волна ядерного взрыва может на значительном расстоянии от центра взрыва наносить поражения людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику.

Ударная волна представляет собой область сильного сжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте ударной волны; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука, но с увеличением расстояния от места взрыва резко падает. За первые 2 сек ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек − 2000 м, за 8 сек − около 3000 м. Это служит обоснованием норматива № 5 ЗОМП "Действия при вспышке ядерного взрыва": отлично − 2 сек, хорошо − 3 сек, удовлетворительно − 4 сек.

Поражающее действие ударной волны на людей и разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства, прежде всего, определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в ее фронте.

Незащищенные люди могут, кроме того, поражаться летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий, падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники, комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери войск могут оказаться большими, чем от непосредственного действия ударной волны.

Ударная волна способна наносить поражения и в закрытых помещениях, проникая туда через щели и отверстия. Поражения, наносимые ударной волной, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха, общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей.

Поражение средней тяжести характеризуются кратковременной потерей сознания с последующими тяжёлыми головными болями, нарушениями памяти, повреждением органов слуха, кровотечением из носа и ушей, вывихами конечностей.

Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости, сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей.

Степень поражения ударной волной зависит, прежде всего, от мощности и вида ядерного взрыва. При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние − до 2 км, тяжелые − до 1,5 км от эпицентра взрыва. С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном − в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе.

Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

От воздействия ударной волны защищают убежища, в большой степени ослабляют её воздействие укрытия. На значительном расстоянии от места взрыва защитой могут служить складки местности и местные предметы.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение.

Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Она состоит из нагретых до высокой температуры паров веществ ядерного боеприпаса, воздуха, а при наземных взрывах − и частиц грунта. Размеры светящейся области и время её свечения зависят от мощности, а форма − от вида взрыва. Световое излучение распространяется со скоростью около 300 тыс. км/ч, т.е. практически мгновенно. Время действия светового излучения для ядерных взрывов сверхмалой мощности составляет около 0,2 с, малой мощности 1-2 с, средней мощности 2-5 с, крупной мощности 5-10 с и сверхкрупной мощности 20-40 с. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца.

Распространение светового излучения в большей степени зависит от прозрачности атмосферы. В дождливую, снежную погоду, при сильном тумане, в запылённом (задымлённом) воздухе действие светового излучения значительно слабее.

Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую, что приводит к разогреву поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным, что возможно обугливание или воспламенение горючего материала и растрескивание или оплавление негорючего, что может приводить к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерного взрыва эквивалентно массированному применению зажигательного оружия.

Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги. В первую очередь ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения.

Ожоги, вызываемые световым излучением, не отличаются от обычных, вызываемых огнем или кипятком, они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса.

При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности.

В зависимости от воспринятого светового импульса ожоги делятся на четыре степени.

Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи: покраснении, припухлости, болезненности и отёки.

При ожогах второй степени на коже появляются пузыри.

При ожогах третьей степени наблюдается омертвление кожи и образование язв.

При четвёртой степени - обугливание кожи.

При воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2 км от центра взрыва; при взрыве заряда мощностью 1 Мгт это расстояние увеличится до 22,4 км. Ожоги второй степени проявляются на расстояниях 2,9 и 4,4 км и ожоги третьей степени - на расстояниях 2,4 и 12,8 км соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1 Мгт.

Вспышка ядерного взрыва служит первым сигналом для принятия мер защиты. Любая непрозрачная преграда, любой объект создающий тень, может служить защитой от светового излучения.

От воздействия светового излучения защищают убежища и укрытия, а также складки местности.

Проникающая радиация представляет собой невидимый поток гамма - лучей и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Время действия гамма-лучей до 10 - 15 с, нейтронов − доли секунды. Гамма-лучи и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров и даже на расстояния до 2 - 3 км. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма-лучей и нейтронов, проходящее через единицу поверхности, уменьшается.

При подземном и подводном ядерных взрывах действие проникающей радиации распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма лучей водой.

Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом (1000 тонн и менее) наоборот, зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением.

Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма лучей и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Проходя через живую ткань, гамма-лучи и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.

Для оценки ионизации атомов среды, а следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации), единицей измерения которой является рентген (Р). Доза поглощения радиации измеряется в радах (рад). Соотношение между рентгеном и радом зависит от материала среды (для биологической ткани 1 Р = 0,93 рад). Дозе радиации 1 Р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.

В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни.

Первая возникает при получении человеком дозы от 100 до 250 Р. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу, обычно не выходит из строя.

Вторая степень лучевой болезни развивается при получении дозы 250-400 Р; в этом случае признаки поражения - головная боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство - проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. В большинстве случаев лучевая болезнь второй степени заканчивается выздоровлением поражённых через 1,5 - 2 месяца.

Третья степень лучевой болезни возникает при дозе 400 - 700 Р; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением, жаждой, рвотой, поносом, часто с кровью, кровоизлияниями во внутренние органы, изменениями в составе крови и другими недомоганиями. Выздоровление может наступить через несколько месяцев при своевременном и эффективном лечении. Нередко приводит к смертельному исходу.

Четвёртая степень возникает при дозах радиации выше 700 Р и приводит к смертельному исходу.

При дозах 1000 Р и более развивается молниеносная форма лучевой болезни, при которой личный состав быстро теряет боеспособность и погибает через несколько дней.

Допустимые дозы облучения людей:

- однократная - 50 Р;

- многократная;

- в течение 10 суток - 100 Р;

- в течение 3 месяцев - 200 Р;

- в течение года - 300 Р.

Защитой от проникающей радиации являются убежища. Ослабляют воздействие проникающей радиации на человека укрытия, складки местности и местные предметы.

Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловлено выпадением радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва и образованием наведённой радиоактивности в грунте вследствие воздействия нейтронного потока.

При выпадении радиоактивной пыли на местности образуются зоны заражения, пребывание в которых может представлять опасность для жизни и здоровья людей. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, если через час после взрыва уровень радиации составит 1100 Р/ч, то через 7 часов он будет равен примерно 10 Р/ч, а через 49 часов 1 Р/ч.

При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, бетаактивны, распад многих из них сопровождается гамма-излучением. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов, сравнительно невелики: от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к его эпицентру. Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном облаке, которое образуется после взрыва. Высота поднятия облака для боеприпаса мощностью 10 кт равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 Мгт она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину нескольких десятков километров. Поражения в результате внутреннего облучения появляются в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм. На вооружение, боевую технику и инженерные сооружения радиоактивные вещества не оказывают вредного воздействия.

Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 100 м и более. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Поражающее действие Эми обусловлено возникновением напряжений и током в проводниках различной протяженности расположенных в воздухе, земле, на технике и других объектах.

Под действием ЭМИ в аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызывать пробои изоляции, повреждения полупроводниковых приборов и других элементов радиотехнических устройств.

Если ядерные взрывы произойдут вблизи линий энергоснабжения и связи, имеющих большую протяженность, то наведенные в них напряжения могут по проводам распространяться на значительные расстояния, вызывая при этом повреждения радиоаппаратуры и находящихся вблизи нее людей.