Излучения ядерного взрыва. Ядерный взрыв — самое страшное открытие человечества Дать определение световому излучению ядерного взрыва

Световое излучение ядерного взрыва

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, включающее ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

Источником светового излучения является светящаяся область. Распространяется световое излучение в основном прямолинейно со скоростью 300 тыс. м/сек. На его долю приходится примерно 35% энергии ядерного взрыва.

Основной характеристикой светового излучения является световой импульс. Световой импульс – это количество энергии, падающей за время излучения на единицу площади неподвижной не экранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению излучения. В системе СИ световой импульс измеряется в дж/м2. Внесистемная единица измерения – кал/см2 (1 кал/см2 = 4,2 104 дж/м2). Значение светового импульса зависит от мощности ядерного взрыва, расстояния до взрыва, формы светящейся области и состояния атмосферы. Он уменьшается с увеличением расстояния от центра взрыва. Значительное ослабление светового излучения вызывают задымленный воздух, облачность, расположенная на пути его распространения, туман, падающий снег, дождь. Так, густой туман может уменьшить радиус зон поражения в 3 - 5 раз.

Время существования светящейся области зависит от мощности ядерного взрыва и примерно равно для боеприпасов:

• сверхмалого калибра – десятые доли секунды;
• малого - 1-2 с;
• среднего - 2-5 с;
• крупного - 5-10 с;
• сверхкрупного - 10 с.

Поражающее действие светового излучения наземного ядерного взрыва примерно на 40% меньше поражающего действия светового излучения воздушного ядерного взрыва.

Поглощенная часть энергии светового излучения превращается в тепло, вызывая нагрев облучаемого объекта, что приводит к обугливанию или плавлению материалов. Оценка воздействия светового излучения на людей производится по четырем степеням ожогов и термических поражений кожи.

1 степень - появление болезненной красноты и отечности кожи;

2 степень – образованием пузырей;

3 степень – омертвением кожи;

4 степень – обугливанием кожи.

Радиусы смертельных и легких поражений открыто расположенного л/с от воздействия светового излучения, км

Личный состав может получить ожоги не только при прямом воздействии светового излучения, но и при косвенном, например, при пожарах, возникающих после ядерного взрыва. Степень ожогов зависит не только от расстояния, на котором находится личный состав от центра взрыва, но и от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Например, черное сукно поглощает 99% падающей световой энергии, а белая ткань только 25%.

При непосредственном наблюдении ядерного взрыва с небольшого расстояния могут возникнуть повреждения сетчатки глаз, ожоги глазного дна. При значительном удалении от места взрыва световое излучение вызывает временную потерю зрения, ожоги роговицы и слизистой оболочки глаз.

Воздействие светового излучения на глаза вызывает временное ослепление – днем на 1-5 мин, ночью до 30 мин., а в более тяжелых случаях может привести к потере зрения. Особенно массовый характер временное ослепление будет иметь ночью и в сумерках. Временное ослепление проходит быстро, не оставляет последствий, и медицинская помощь обычно не требуется. При ожогах роговицы и слизистой оболочки наблюдаются слезотечение, резкая светобоязнь и боли, проходящие через несколько дней. Для защиты глаз следует использовать специальные очки ОПФ или ОФ.

Расстояние от эпицентра взрыва, на которых наступает временное ослепление личного состава ночью, км

Примечание. В числителе приведено расстояние для воздушного взрыва, в знаменателе для наземного взрыва

Ожоги глазного дна (при прямом взгляде на взрыв) возможны на расстояниях, превышающих радиусы зон ожогов кожи. Временное ослепление возникает обычно ночью и в сумерки и не зависит от направления взгляда в момент взрыва и будет носить массовый характер. Днем оно возникает лишь при взгляде на взрыв.

Наблюдение через приборы ночного видения исключает ослепление, однако оно возможно через приборы дневного видения; поэтому их на ночное время следует закрывать специальными шторками.

Надводные корабли и особенно подводные лодки весьма устойчивы к воздействию светового излучения. Однако при организации защиты следует предусматривать возможность возникновения пожара от возгорания чехлов, деревянных настилов, краски и т.п. Большое значение имеют проводимые профилактические противопожарные мероприятия на кораблях и объектах флота.

Значительно ослабляют световое излучение складки местности, лиственные леса, инженерные сооружения. По времени световое излучение воздействует на объекты раньше, чем ударная волна. При одинаковых расстояниях объектов от центра взрыва степень воздействия светового излучения на них при воздушном взрыве примерно в 1,5 - 2 раза больше, чем при наземном. При подземном и подводном взрывах световое излучение как поражающий фактор практического значения не имеет. Своевременное принятие мер защиты уменьшает возможность поражения личного состава световым излучением.

Действие светового излучения продолжается от десятых долей секунды при взрывах боеприпасов сверхмалой мощности до десятков секунд при взрывах мощностью более 1 млн. т. Поэтому если после вспышки взрыва человек успеет занять укрытие в течение, например 2 с, то время воздействия на него светового излучения при взрыве ядерного боеприпаса крупного калибра будет сокращено в несколько раз, что значительно уменьшит или полностью исключит поражение. К защитным мероприятиям, препятствующим возникновению массовых пожаров, возникающих в результате воздействия светового излучения на различные горючие материалы, относятся такие, как расчистка районов расположения войск от легковоспламеняющихся материалов, обмазка горючих объектов глиной, известью, применение огнестойких, хорошо отражающих световое излучение чехлов, тентов, штор и т. п.

Взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изогона гелия. При термоядерных реакциях выделяется энергии в 5 раз больше, чем при реакциях деления (при одной и той же массе ядер).

Ядерное оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.

В зависимости от способа получения ядерной энергии боеприпасы подразделяют на ядерные (на реакциях деления), термоядерные (на реакциях синтеза), комбинированные (в которых энергия получается по схеме «деление — синтез — деление»). Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом, т. с. массой взрывчатого вещества тротила, при взрыве которою выделяется такое количество энергии, как при взрыве данного ядерного босирипаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах (кт), мегатоннах (Мт).

На реакциях деления конструируются боеприпасы мощностью до 100 кт, на реакциях синтеза — от 100 до 1000 кт (1 Мт). Комбинированные боеприпасы могут быть мощностью более 1 Мт. По мощности ядерные боеприпасы делят на сверхмалые (до 1 кг), малые (1 -10 кт), средние (10-100 кт) и сверхкрупные (более 1 Мт).

В зависимости от целей применения ядерного оружия ядерные взрывы могут быть высотными (выше 10 км), воздушными (не выше 10 км), наземными (надводными), подземными (подводными).

Поражающие факторы ядерного взрыва

Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение ядерного взрыва, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Ударная волна

Ударная волна (УВ) — область резко сжатого воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до высокой температуры (несколько десятков тысяч градусов). Этот слой сжатого воздуха представляет ударную волну. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. За фронтом УВ следует область разряжения, где давление ниже атмосферного. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВ в несколько раз превышает скорость звука. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает. На больших расстояниях ее скорость приближается к скорости распространения звука в воздухе.

Ударная волна боеприпаса средней мощности проходит: первый километр за 1,4 с; второй — за 4 с; пятый — за 12 с.

Поражающее воздействие УВ на людей, технику, здания и сооружения характеризуется: скоростным напором; избыточным давлением во фронте движения УВ и временем ее воздействия на объект (фаза сжатия).

Воздействие УВ на людей может быть непосредственным и косвенным. При непосредственном воздействии причиной травм является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается как резкий удар, ведущий к переломам, повреждению внутренних органов, разрыву кровеносных сосудов. При косвенном воздействии люди поражаются летящими обломками зданий и сооружений, камнями, деревьями, битым стеклом и другими предметами. Косвенное воздействие достигает 80 % от всех поражений.

При избыточном давлении 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см 2) незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие УВ с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, поражения внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.

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 местности.

Для защиты от воздействия УВ следует использовать: траншеи, щели и окопы, снижающие се действие в 1,5-2 раза; блиндажи — в 2-3 раза; убежища — в 3-5 раз; подвалы домов (зданий); рельеф местности (лес, овраги, лощины и т. д.).

Световое излучение

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 с. 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. В момент образования светящейся области температура на ее поверхности достигает десятков тысяч градусов. Основным поражающим фактором светового излучения является световой импульс.

Световой импульс — количество энергии в калориях, падающей на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения, за все время свечения.

Ослабление светового излучения возможно вследствие экранирования его атмосферной облачностью, неровностями местности, растительностью и местными предметами, снегопадом или дымом. Так, густой лее ослабляет световой импульс в А-9 раз, редкий — в 2-4 раза, а дымовые (аэрозольные) завесы — в 10 раз.

Для защиты населения от световою излучения необходимо использовать защитные сооружения, подвалы домов и зданий, защитные свойства местности. Любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги.

Проникающая радиация

Проникающая радиация — ноток гамма-лучей и нейтронов, излучаемых из зоны ядерного взрыва. Время ее действия составляет 10-15 с, дальность — 2-3 км от центра взрыва.

При обычных ядерных взрывах нейтроны составляют примерно 30 %, при взрыве нейтронных боеприпасов — 70-80 % от у-излучения.

Поражающее действие проникающей радиации основано на ионизации клеток (молекул) живого организма, приводящей к гибели. Нейтроны, кроме того, взаимодействуют с ядрами атомов некоторых материалов и могут вызвать в металлах и технике наведенную активность.

Основным параметром, характеризующим проникающую радиацию, является: для у-излучений — доза и мощность дозы излучения, а для нейтронов — поток и плотность потока.

Допустимые дозы облучения населения в военное время: однократная — в течение 4 суток 50 Р; многократная — в течение 10-30 суток 100 Р; в течение квартала — 200 Р; в течение года — 300 Р.

В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается интенсивность излучения. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. с. такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в 2 раза. Например, в 2 раза ослабляют интенсивность у-лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон — 10 см, грунт — 14 см, дерево — 30 см.

В качестве защиты от проникающей радиации используются защитные сооружения , которые ослабляют ее воздействие от 200 до 5000 раз. Слой фунта в 1,5 м защищает от проникающей радиации практически полностью.

Радиоактивное загрязнение (заражение)

Радиоактивное загрязнение воздуха, местности, акватории и расположенных на них объектов происходит в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.

При температуре примерно 1700 °С свечение светящейся области ядерного взрыва прекращается и она превращается в темное облако, к которому поднимается пылевой столб (поэтому облако имеет грибовидную форму). Это облако движется по направлению ветра, и из него выпадают РВ.

Источниками РВ в облаке являются продукты деления ядерного горючего (урана, плутония), непрореагировавшая часть ядерного горючего и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате действия нейтронов на грунт (наведенная активность). Эти РВ, находясь на загрязненных объектах, распадаются, испуская ионизирующие излучения, которые фактически и являются поражающим фактором.

Параметрами радиоактивного загрязнения являются доза облучения (по воздействию на людей) и мощность дозы излучения — уровень радиации (по степени загрязнения местности и различных объектов). Эти параметры являются количественной характеристикой поражающих факторов: радиоактивного загрязнения при аварии с выбросом РВ, а также радиоактивною загрязнения и проникающей радиации при ядерном взрыве.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака.

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны (рис. 1):

Зона А — зона умеренного заражения. Характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны 40 рад и на внутренней — 400 рад. Площадь зоны А составляет 70-80 % площади всего следа.

Зона Б — зона сильного заражения. Дозы излучения на границах равны соответственно 400 рад и 1200 рад. Площадь зоны Б — примерно 10 % площади радиоактивною следа.

Зона В — зона опасного заражения. Характеризуется дозами излучения на границах 1200 рад и 4000 рад.

Зона Г — зона чрезвычайно опасного заражения. Дозы на границах 4000 рад и 7000 рад.

Рис. 1. Схема радиоактивного загрязнения местности в районе ядерного взрыва и по следу движения облака

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляет соответственно 8, 80, 240, 800 рад/ч.

Большая часть радиоактивных осадков, вызывающая радиоактивное заражение местности, выпадает из облака за 10-20 ч после ядерного взрыва.

Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс (ЭМИ) — это совокупность электрических и магнитных полей, возникающих в результате ионизации атомов среды под воздействием гамма-излучения. Продолжительность его действия составляет несколько миллисекунд.

Основными параметрами ЭМИ являются наводимые в проводах и кабельных линиях токи и напряжения, которые могут приводить к повреждению и выводу из строя радиоэлектронной аппаратуры, а иногда и к повреждению работающих с аппаратурой людей.

При наземном и воздушном взрывах поражающее действие электромагнитного импульса наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра ядерного взрыва.

Наиболее эффективной защитой от электромагнитного импульса является экранирование линий энергоснабжения и управления, а также радио- и электроаппаратуры.

Обстановка, складывающаяся при применении ядерного оружия в очагах поражения.

Очаг ядерного поражения — это территория, в пределах которой в результате применения ядерного оружия произошли массовые поражения и гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений, коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, транспортных коммуникаций и других объектов.

Зоны очага ядерного взрыва

Для определения характера возможных разрушений, объема и условий проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.

Зона полных разрушений имеет па границе избыточное давление на фронте ударной волны 50 кПа и характеризуется массовыми безвозвратными потерями среди незащищенного населения (до 100 %), полными разрушениями зданий и сооружений, разрушениями и повреждениями коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, а также части убежищ гражданской обороны, образованием сплошных завалов в населенных пунктах. Лес полностью уничтожается.

Зона сильных разрушений с избыточным давлением на фронте ударной волны от 30 до 50 кПа характеризуется: массовыми безвозвратными потерями (до 90 %) среди незащищенного населения, полными и сильными разрушениями зданий и сооружений, повреждением коммунально- энергетических и технологических сетей и линий, образованием местных и сплошных завалов в населенных пунктах и лесах, сохранением убежищ и большинства противорадиационных укрытий подвального типа.

Зона средних разрушений с избыточным давлением от 20 до 30 кПа характеризуется безвозвратными потерями среди населения (до 20 %), средними и сильными разрушениями зданий и сооружений, образованием местных и очаговых завалов, сплошных пожаров, сохранением коммунально-энергетических сетей, убежищ и большинства противорадиационных укрытий.

Зона слабых разрушений с избыточным давлением от 10 до 20 кПа характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.

Очаг поражения но количеству погибших и пораженных может быть соизмерим или превосходить очаг поражения при землетрясении. Так, при бомбежке (мощность бомбы до 20 кт) города Хиросима 6 августа 1945 г. его большая часть (60 %) была разрушена, а число погибших составило до 140 000 чел.

Персонал объектов экономики и население, попадающие в зоны радиоактивного заражения, подвергаются воздействию ионизирующих излучений, что вызывает лучевую болезнь. Тяжесть болезни зависит от полученной дозы излучения (облучения). Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы излучения приведена в табл. 2.

Таблица 2. Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы облучения

В условиях военных действий с применением ядерного оружия в зонах радиоактивного заражения могут оказаться обширные территории, а облучение людей — принять массовый характер. Для исключения переоблучения персонала объектов и населения в таких условиях и для повышения устойчивости функционирования объектов народного хозяйства в условиях радиоактивного заражения па военное время устанавливают допустимые дозы облучения. Они составляют:

• при однократном облучении (до 4 суток) — 50 рад;
• многократном облучении: а) до 30 суток — 100 рад; б) 90 суток — 200 рад;
• систематическом облучении (в течение года) 300 рад.

Вызванные применением ядерного оружия, наиболее сложные. Для их ликвидации необходимы несоизмеримо большие силы и средства, чем при ликвидации ЧС мирного времени.

2.2 Световое излучение ядерного взрыва

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, состоящей из ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей.

Источником светового излучения являемся светящаяся область ядерного взрыва, образовавшаяся в результате нагрева до высоких температур окружающего центр взрыва воздуха. Температура на поверхности светящейся области в начальный момент достигает сотен тысяч градусов. Но мере расширения светящейся области и теплоотдачи в окружающую среду температура на её поверхности понижается.

Световое излучение, как и любые другие электромагнитные волны, распространяется в пространстве со скоростью почти300.000 км/с и длится в зависимости от мощности взрыва от одной до нескольких секунд.

Основным параметром светового излучения является световой импульс U, т.е. количество энергии светового излучения, которое приходится на I см 2 облучаемой поверхности, перпендикулярной направлению излучения, за все время свечения.

В атмосфере лучистая энергия всегда ослабляется из-за рассеивания и поглощения света частицами пыли, дыма, каплями влаги (туман, дождь, снег). Степень прозрачности атмосферы принято оценивать коэффициентом К, характеризующим степень ослабления светового потока. Считается, что в крупных промышленных городах степень прозрачности атмосферы можно охарактеризовать видимостью в 10-20 км;

в пригородных районах - 30-40 км; в районах сельской местности - 60-80 км.

Световое излучение, падающее на объект, частично поглощается, частично отражается, а если объект пропускает излучение, то частично проходит сквозь него. Стекло, например, пропускает более 90% энергии светового излучения. Поглощенная световая энергия преобразуется в тепловую, вызывает нагрев, воспламенение или разрушение объекта.

Степень ослабления светового излучения зависит от прозрачности атмосферы, т.е. чистоты воздуха. Поэтому, одни и те же значения световых импульсов при чистом воздухе будут наблюдаться на больших расстояниях, чем при наличии дымки, запыленном воздухе, тумане.

Поражающее действие светового излучения на людей и различные объекты обусловлена нагревом облучаемых поверхностей, приводящих к ожогам кожи человека и поражений глаз, воспламенению или обугливанию горючих материалов, деформациям, оплавлению и структурным изменениям негорючих материалов.

Световое излучение при непосредственном воздействии на людей может вызывать ожоги открытых и защищенных одеждой участков тела, а также поражение органа зрения. Кроме того ожоги могут возникать в результате поваров и действия горючего воздуха в ударной волне.

Световое излучение, в первую очередь, воздействует на открытые участки тела - кисти рук, лицо, тело, а также на глаза. Различают четыре степени ожогов: ожог первой степени представляет собой поверхностное поражение кожи, внешне проявляющиеся в её покраснении; ожог второй степени характеризуется образованием пузырей; ожог третьей степени вызывает омертвление глубоких слоев кожи; при ожоге четвертой степени обугливается кожа и подкожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани.

Таблица 5. Величины световых импульсов, соответствующие ожогам кожи различной степени, Кал/см 2

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

Эффективным способом защиты личного состава от светового излучения является быстрое залегание за какою-либо преграду. Если при вспышке взрыва ядерного боеприпаса крупного калибра человек успеет занять укрытие в течении 1-2 с, то время действия на него светового излучения будет уменьшено в несколько раз, что значительно снизит вероятность поражения.

При угрозе применения ядерного оружия экипажи танка, БМП, БТР должны закрыть люки, а внешние приборы наблюдения должны иметь автоматические устройства, закрывающие их при ядерном взрыве.

Военная техника и другие наземные объекты в результате воздействия светового излучения могут быть уничтожены или повреждены пожарами. А в приборах ночного видения могут выходить из строя электронно-оптические преобразователи. Световое излучение приводит к возникновению пожаров в лесу и населенных пунктах.

В качестве дополнительных мер защиты от поражающего действия светового излучения рекомендуется следующее;

использование экранирующих свойств оврагов, местных предметов;

постановка дымовых завес для поглощения энергии светового излучения;

повышение отражательной способности материалов (побелка мелом, покрытие красками светлых тонов);

повышение стойкости к воздействию светового излучения (обмазка глиной, обсыпка грунтом, снегом, пропитка тканей огнестойкими составами);

проведение противопожарных мероприятий (удаление сухой травы и других горючих материалов, вырубка просек и огнезащитных полос);

использование в темное время суток средств защиты глаз от временного ослепления (очков, световых затворов и др.).

Проникающая радиация ядерного взрыва.

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток гамма лучей и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва.

Поражающее действие на организм человека оказывают только свободные нейтроны, т.е. те, которые не входят в состав ядер атомов. При ядерном взрыве они образуются в процессе цепной реакции деления ядер урана или плутония (мгновенные нейтроны) и при радиоактивной распаде осколков их деления (запаздывающие нейтроны).

Суммарное время действия основной части нейтронов в районе ядерного взрыва равно примерно одной секунде, а скорость их распространения от зоны ядерного взрыва десятки и сотни тысяч километров в секунду, но меньше, чем скорость света.

Основным источником потока гамма-излучения при ядерном взрыве является реакция деления ядер вещества заряда, радиоактивный распад осколков деления и реакция захвата нейтронов ядрами атомов среды.

Время действия проникающей радиации на наземные объекты зависит от мощности боеприпаса и может составить 15-25 с с момента взрыва.

Радиоактивные осколки деления ядер находятся в начале в светящейся области, а затем в облаке взрыва. Вследствие подъема этого облака, расстояния от него до земной поверхности быстро увеличивается, а суммарная активность осколков деления вследствие их радиоактивного распада снижается. Поэтому происходит быстрое ослабление потока гамма лучей, достигающих земной поверхности и действие гамма-излучения на земные объекты через указанное время (15-25 с) после взрыва практически прекращается.

Гамма лучи и нейтроны, распространяясь в среде, ионизируют ее атомы, что сопровождается расходом энергии гамма квантов и нейтронов. Количество энергии, теряемой гамма квантами и нейтронами на ионизацию единицы массы среды, характеризует ионизирующую способность, а следовательно, и поражающее действие проникающей радиации.

Гамма - и нейтронное излучения, так же как и альфа - и бета-излучения, различаются по своему характеру, однако общим для них является то, что они могут ионизировать атомы той среды, в которой они распространяются.

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 000 км/с. Альфа-частицей называется ядро гелия, состоящее из двух нейтронов и двух протонов. Каждая альфа-частица несет с собой определенную энергию. Из-за относительно малой скорости и значительного заряда альфа-частицы взаимодействуют с веществом наиболее эффективно, т.е. обладают большой ионизирующей способностью, вследствие чего их проникающая способность незначительна. Лист бумаги полностью задерживает альфа-частицы. Надежной защитой от альфа-частиц при внешнем облучении является одежда человека.

Бета-излучение представляет собой поток бета-частиц. Бета-час-тицей называется излученный электрон или позитрон. Бета-частицы в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света. Их заряд меньше, а скорость больше, чем альфа-частиц. Поэтому бета-частицы обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью, чем альфа-частицы. Одежда человека поглощает до 50% бета-частиц. Следует отметить, что бета-частицы почти полностью поглощаются оконными или автомобильными стеклами и металлическими экранами толщиной в несколько миллиметров.

Поскольку альфа - и бета-излучения обладают малой проникающей, но большой ионизирующей способностью, то наиболее опасно их действие при попадании внутрь организма или непосредственно на кожу (особенно на глаза) веществ их испускающих.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. По своей природе гамма-излучение подобно рентгеновскому, но обладает значительно большей энергией (меньшей длиной волны), испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света (300 000 км/с). Гамма-кванты не имеют электрического заряда, поэтому ионизирующая способность гамма-излучения значительно меньше, чем у бета-частиц и тем более у альфа-частиц (в сотни раз меньше, чем у бета - и в десятки тысяч, чем у альфа-частиц). Зато гамма-излучение обладает наибольшей проникающей способностью и является важнейшим фактором поражающего действия радиоактивных излучений.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтронов. Скорость нейтронов может достигать 20 000 км/с. Так как нейтроны не имеют электрического заряда, они легко проникают в ядра атомов и захватываются ими. Нейтронное излучение оказывает сильное поражающее действие при внешнем облучении.

Сущность ионизации заключается в том, что под воздействием радиоактивных излучений электрически нейтральные в нормальных условиях атомы и молекулы вещества распадаются на пары положительно и отрицательно заряженных частиц-ионов. Ионизация вещества сопровождается изменением его основных физико-химических свойств, в биологической ткани - нарушением ее жизнедеятельности. И то и другое при определенных условиях может нарушить работу отдельных элементов, приборов и систем производственного оборудования, а также вызвать поражение жизненно важных органов, что в конечном итоге повлияет на жизнедеятельность.

Степень ионизации среды проникающей радиацией характеризуется дозой радиации. Различают экспозиционную и поглощенную дозы радиации.

Экспозиционная доза выражает степень ионизации среды через суммарный электрический заряд ионов (каждого знака), образующихся в единице массы вещества в результате радиоактивного облучения. В настоящее время экспозиционную дозу рентгеновского и гамма-излучения принято измерять в рентгенах.

Рентген (Р) - такая доза рентгеновского и гамма излучения, при которой в 1 см 3 сухого воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. образуется 2,08 млрд. пар ионов с суммарным зарядом каждого знака в I электрическую единицу электричества

(1Р=2,5810 -4 Кл/кг; I Кл/кг=3880 Р).

Поглощенная доза выражает степень ионизации среды через величину энергии, теряемой излучением в единице массы вещества на его ионизацию. В настоящее время в качестве единиц измерения поглощенной дозы распространения РАД и БЭР.

I РАД - это доза излучения, поглощение которой сопровождается выделением 100 эрг энергии в 1г вещества. I РАД=1,18Р или 1Р = 0.83 РАД.

При одной и той же поглощенной дозе различные виды излучений отличаются своим биологическим воздействием на живые организмы. Поэтому для оценки биологических последствий воздействия дозы различных излучений (в частности, нейтронов) используются специальная единица измерения - биологический эквивалент рентгена - БЭР.

I бэр - это такая доза излучения" биологическое действие которой эквивалентно воздействию IР гамма лучей.

Отношение части дозы радиации D, накапливаемой за бесконечно малый промежуток времени t, к величине этого промежутка называется мощностью дозы проникающей радиации

Р=D/t, (Р/с).

В результате ионизации атомов, входящих в состав человеческого организма, разрушаются химические связи в молекулах, что приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности клеток организма, его тканей и органов, а при значительных дозах облучения - к специфическому заболеванию, называемому лучевой болезнью.

Степень тяжести поражения людей проникающей радиацией определяется величиной суммарной дозы, полученной организмом, характером облучения и его продолжительностью.

При больших дозах однократного облучения выход из строя личного состава может последовать немедленно после получения дозы, а в случае облучения небольшими дозами однократно в течение длительного времени выход из строя может наступить не сразу.

Существуют допустимые дозы облучения, при которых изменений в организме, приводящих к снижению боеспособности личного состава, как правило, не наблюдается:

По тяжести заболевания различают следующие степени лучевой болезни:

лучевая болезнь 1-й степени (легкая) развивается при дозах облучения 100-250 р. Наблюдается общая слабость, повышенная утомляемость, головокружение, тошнота, которые исчезают через несколько дней. Исход заболевания всегда благоприятный и при отсутствии других поражений (травм, ожогов) боеспособность после выздоровления сохраняется у большинства пораженных;

лучевая болезнь 2-й степени (средней тяжести) возникает при суммарной дозе излучения 250-400 р. Характеризуется признаками лучевой болезни Ш степени, но выраженными менее резко. Заболевание заканчивается выздоровлением при активном лечении через 1,5 - 2 месяца;

Лучевая болезнь 3-й степени (тяжелая) наступает при дозе400-600 р. Наблюдается сильная головная боль, повышение температура тела, слабость, резкое снижение аппетита, жажда, желудочно-кишечные расстройства, кровоизлияния. Выздоровление возможно при условии своевременного и эффективного лечения через 6-8 месяцев;

лучевая болезнь 4-Й степени (крайне тяжелая) наступает при дозе свыше 600 р. и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом.

При дозах, превышающих 5000 р., личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

Выход из строя личного состава от действия проникающей радиации определяется поражениями средней тяжести, поскольку легкие поражения, как правило, не выводят личный состав из строя в первые сутки.

Таблица 6. Расстояния, на которых наблюдается выход из строя открыто расположенного личного состава от действия проникающей радиации, км

Проникающая радиация, как правило, каких-либо повреждений боевой технике не причиняют. Лишь значительные дозы - излучения вызывают потемнение обычного стекла, а действия мощного потока нейтронов может вывести из строя полупроводниковые приборы. В боевой технике и вооружении под действием нейтронов может образоваться наведённая активность, которая оказывает влияние на боеспособность экипажей и личный состав ремонтно-эвакуационных подразделений.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучения и нейтроны. При решении вопросов защиты следует учитывать, что гамма-излучение сильнее всего ослабляется тяжёлыми материалами, имеющими высокую электронную плотность (свинец, бетон, сталь), а поток нейтронов - легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен).

Способность каждого материала ослаблять проникающую радиацию характеризуется величинами слоев половинного ослабления доз гамма лучей и нейтронов 0-л. _ Под слоем половинного ослабления понимается толщина плоской преграды, которая ослабляет дозу радиации в два раза.

Аварийно-спасательные работы в условиях тушения пожаров

Последствия пожаров обусловлены действием их поражающих факторов...

Основным поражающим действием взрывчатых веществ является ударная волна. Поэтому для определения поражающего действия взрывчатого вещества необходимо рассчитать избыточное давление взрыва Дp...

Анализ влияния антропогенных факторов на устойчивость территории

В состав резервуарного парка входят четыре резервуара, объем каждого из которых составляет 100 000. Резервуары стальные, вертикальные, цилиндрической формы, со стационарной крышей. Мы принимаем...

Електромагнітний імпульс ядерного вибуху та захист від нього радіоелектронних засобів

Вплив на людей, тварин і апаратуру. ЕМІ безпосередньої дії на людину не надає. Приймачі енергії ЕМІ - всі проводять електричний струм тіла: всі повітряні і підземні лінії звязку, лінії управління, сигналізації і так далі...

Оружие 3-го поколения

Как известно, к ядерному оружию первого поколения, его нередко называют атомным, относят боевые заряды, основанные на использовании энергии деления ядер урана-235 или плутония-239...

Поражающие факторы ядерного оружия

Световое излучение - это поток лучистой энергии (ультрафиолетовые и инфракрасные лучи). Источником светового излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров и воздуха...

Современные средства поражения с обычными боеприпасами, их характеристика

Боеприпасы объемного взрыва иногда называют “вакуумными бомбами”. В качестве боевого заряда в них используется жидкое углеводородное топливо: окись этилена или пропилена, метан...

Эволюция оружия

В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что при делении ядра урана возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество...

Ядерна зброя

До самих потужніх засобів масового ураження відноситься ядерна зброя. Воно складається з ядерних боєприпасів (бойові частини ракет і торпед, ядерні бомби, артснаряди, міни та ін.), засобів доставки їх до мети (носіїв) і засобів керування...

Ядерна зброя

Вогнищем ядерного ураження називається територія, в межах якої у результаті впливу ядерної зброї відбулися масові ураження людей, сільськогосподарських тварин і рослин, руйнування й пошкодження будинків і споруд...

В процессе ядерного (термоядерного) взрыва образуется поражающие факторы, ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и объектов, а также электромагнитный импульс...

Ядерное оружие и его поражающее действие

Воздушной ударной волной называется резкое сжатие воздуха, распространяющееся в атмосфере со сверхзвуковой скоростью. Она является основным фактором, вызывающим разрушения и повреждения вооружения, боевой техники...

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства...

Ядерное оружие: история создания, устройство и поражающие факторы

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Источником светового излучения является светящаяся область...

Ядерный взрыв, его поражающие факторы

Световое излучение -- это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра...

Ядерный взрыв сопровождается выделением огромного количества энергии, поэтому по разрушающему и поражающему действию он в сотни и тысячи раз может превосходить взрывы самых крупных авиационных бомб, снаряжённых обычными взрывчатыми веществами.

Поражение войск ядерным оружием происходит на больших площадях и носит массовый характер. Ядерное оружие позволяет в короткие сроки наносить противнику крупные потери в живой силе и боевой технике, разрушать сооружения и другие объекты.

Поражающими факторами ядерного взрыва являются:

1. Ударная волна;
2. Световое излучение;
3. Проникающая радиация;
4. Электромагнитный импульс (ЭМИ);
5. Радиоактивное заражение.

Ударная волна ядерного взрыва – один из его основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна – в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно: воздушной, подводной, сейсмовзрывной.

Воздушной ударной волной называют область резкого сжатия воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Обладая большим запасом энергии, ударная волна ядерного взрыва способна наносить поражения людям, разрушать различные сооружения, вооружение и военную технику и другие объекты на значительных расстояниях от места взрыва.

При наземном взрыве фронт ударной волны представляет собой полусферу, при воздушном взрыве в первый момент – сферу, затем полусферу. Кроме того, при наземном и воздушном взрыве часть энергии расходуется на образование сейсмовзрывных волн в грунте, а также на испарение грунта и образование воронки.

Для объектов большой прочности, например, убежищ тяжелого типа, радиус зоны разрушающего действия ударной волны будет наибольшим при наземном взрыве. Для таких малопрочных объектов, как жилые здания, наибольшим радиус разрушения будет при воздушном взрыве.

Поражение людей воздушной ударной волной может возникать в результате непосредственного и косвенного воздействия (летящими обломками сооружений, падающими деревьями, осколками стекла, камнями грунтом).

В зоне, где избыточное давление во фронте ударной волны превышает 1 кгс/см 2 , имеют место крайне тяжелые и смертельные поражения открыто расположенного личного состава, в зоне с давлением 0,6…1 кгс/см 2 – тяжелые поражения, при 0,4…0,5 кгс/см 2 – поражения средней тяжести и при 0,2…0,4 кгс/см 2 – легкие поражения.

Радиусы зон поражения личного состава в положении лежа в значительно меньше, чем в положении стоя. При расположении людей в траншеях, щелях радиусы зон поражения уменьшаются примерно в 1,5 — 2 раза.

Лучшими защитными свойствами обладают закрытые помещения подземного и котлованного типа (блиндажи, убежища), уменьшая радиус поражения ударной волной не менее, чем в 3 – 5 раз.

Таким образом, надежной защитой личного состава от ударной волны являются инженерные сооружения.

Ударная волна выводит из строя и вооружение. Так, слабые повреждения ЗУР наблюдаются при избыточном давлении ударной волны 0,25 – 0,3 кгс/см 2 . При слабых повреждениях у ракет происходит местное обжатие корпуса, могут выйти из строя отдельные приборы и агрегаты. К примеру, при взрыве боеприпаса мощностью 1 Мт ракеты выходят из строя на расстоянии 5…6 км, автомобили и подобная им техника – 4…5 км.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, включающее ультрафиолетовую (0,01 — 0,38 мк), видимую (0,38 — 0,77 мк) и инфракрасную (0,77-340 мк) области спектра.

Источником светового излучения является светящаяся область ядерного взрыва, температура которой вначале достигает нескольких десятков миллионов градусов, а затем остывает и в своем развитии проходит три фазы: начальную, первую и вторую.

В зависимости от мощности взрыва длительность начальной фазы светящейся области составляет доли миллисекунды, первой – от нескольких миллисекунд до десятков и сотен миллисекунд, а второй – от десятых долей секунды до десятков секунд. За время существования светящейся области температура внутри ее изменяется от миллионов до нескольких тысяч градусов. Основная доля энергии светового излучения (до 90%) приходится на вторую фазу. Время существования светящейся области возрастает с увеличением мощности взрыва. При взрывах боеприпасов сверхмалого калибра (до 1 кт) свечение продолжается десятые доли секунды; малого (от 1 до 10 кт) – 1 … 2 с; среднего (от 10 до 100 кт) – 2…5 с; крупного (от 100 кт до 1 Мт) – 5 … 10 с; сверхкрупного (свыше 1 Мт) – несколько десятков секунд. Размеры светящейся области также возрастают с увеличением мощности взрыва. При взрывах боеприпасов сверхмалого калибра максимальный диаметр светящейся области составляет – 20 … 200 м, малого – 200 … 500, среднего – 500 … 1000 м, крупного – 1000 … 2000 м и сверхкрупного – несколько километров.

Основным параметром, определяющим поражающую способность светового излучения ядерного взрыва, является световой импульс.

Световой импульс – количество энергии светового излучения, падающей за все время излучения на единицу площади неподвижной неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения. Световой импульс измеряется в джоулях на квадратный метр (Дж/м 2) или в калориях на квадратный сантиметр (кал/см 2); 1 кал/см 2 4,2*10 4 Дж/м 2 .

Световой импульс уменьшается с увеличением расстояния до эпицентра взрыва и зависит от вида взрыва и состояния атмосферы.

Поражение людей световым излучением выражается в появлении ожогов различных степеней открытых и защищенных обмундированием участков кожи, а также в поражении глаз. Например, при взрыве мощностью 1 Мт (U = 9 кал/см 2) поражаются открытые участки кожи человека, вызывая ожог 2-ой степени.

Под воздействием светового излучения возможно возгорание различных материалов и возникновение пожаров. Световое излучение в значительной степени ослабляется облачностью, зданиями населенных пунктов, лесом. Однако, в последних случаях поражение личного состава может быть вызвано за счет образования обширных зон пожаров.

Надежной защитой от светового излучения личного состава и боевой техники являются подземные инженерные сооружения (блиндажи, убежища, перекрытые щели, котлованы, капониры).

Защита от светового излучения в подразделениях включает выполнение следующих мероприятий:

повышение коэффициента отражения светового излучения поверхностью объекта (применение материалов, красок, обмазок светлых тонов, различных металлических отражателей);

повышение стойкости и защитных свойств объектов к действию светового излучения (применение увлажнения, снежных обсыпок, использование огнестойких материалов, покрытие глиной и известью, пропиткой чехлов и тентов огнестойкими составами);

проведение противопожарных мероприятий (расчистка районов расположения личного состава и боевой техники от легко воспламеняющихся материалов, подготовка сил и средств для тушения пожаров);

использование индивидуальных средств защиты, таких как общевойсковой комплексный защитный костюм (ОКЗК), общевойсковой защитный комплект (ОЗК), импрегнированное обмундирование, защитные очки и т.п.

Таким образом, ударная волна и световое излучение ядерного взрыва являются его основными поражающими факторами. Своевременное и умелое использование простейших укрытий, рельефа местности, инженерных фортификационных сооружений, индивидуальных средств защиты, профилактических мероприятий позволит ослабить, а в ряде случаев исключить воздействие ударной волны и светового излучения на личный состав, вооружение и военную технику.

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток γ- излучения и нейтронов. Нейтронное и γ-излучение различны по своим физическим свойствам, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5 – 3 км. Проходя через биологическую ткань, γ -кванты и нейтроны 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 заболевания – лучевой болезни. Схема распространения гамма-излучения ядерного взрыва показана на рисунке 1.

Рис. 1. Схема распространения гамма-излучения ядерного взрыва

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 характеризуется дозой излучения, т.е. количеством энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды, измеряемой в радах (рад ).

Нейтроны и γ-излучение ядерного взрыва действуют на любой объект практически одновременно. Поэтому общее поражающее действие проникающей радиации определяется суммированием доз γ-излучения и нейтроно, где:

• суммарная доза излучения, рад;
• доза γ- излучения, рад;
• доза нейтронов, рад (ноль у символов доз показывает, что они определяются перед защитной преградой).

Доза излучения зависит от типа ядерного заряда, мощности и вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва.

Проникающая радиация является одним из основных поражающих факторов при взрывах нейтронных боеприпасов и боеприпасов деления сверхмалой и малой мощности. Для взрывов большой мощности радиус поражения проникающей радиацией значительно меньше радиусов поражения ударной волной и световым излучением. Особо важное значение проникающая радиация приобретает в случае взрывов нейтронных боеприпасов, когда основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами.

Поражающее воздействие проникающей радиации на личный состав и на состояние его боеспособности зависит от полученной дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва, что вызывает лучевую болезнь. В зависимости от полученной дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь I степени (легкая) возникает при суммарной дозе излучения 150 – 250 рад. Скрытый период продолжается 2 – 3 недели, после чего появляется недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание лейкоцитов и тромбоцитов. Лучевая болезнь I степени излечивается в течение 1,5 – 2 месяцев в стационаре.

Лучевая болезнь II степени (средняя) возникает при суммарной дозе излучения 250 – 400 рад. Скрытый период длится около 2 – 3 недель, затем признаки заболевания выражаются более ярко: наблюдается выпадение волос, меняется состав крови. При активном лечении наступает выздоровление через 2 — 2,5 месяца.

Лучевая болезнь III степени (тяжелая) наступает при дозе излучения 400 – 700 рад. Скрытый период составляет от несколько часов до 3 недель.

Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6 – 8 месяцев, но остаточные явления наблюдаются значительно дольше.

Лучевая болезнь IV степени (крайне тяжелая) наступает при дозе излучения свыше 700 рад, которая является наиболее опасной. Смерть наступает через 5 – 12 дней, а при дозах, превышающих 5000 рад, личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

Тяжесть поражения в известной мере зависит от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей радиации. Сначала человек теряет физическую работоспособность, а затем – умственную.

При больших дозах излучения и потоках быстрых нейтронов утрачивают работоспособность комплектующие элементы систем радиоэлектроники. При дозах более 2000 рад стекла оптических приборов темнеют, окрашиваясь в фиолетово – бурый цвет, что снижает или полностью исключает возможность их использования для наблюдения. Дозы излучения 2 – 3 рад приводят в негодность фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие γ-излучение и нейтроны. При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в механизмах взаимодействия γ-излучения и нейтронов со средой, что определяет выбор защитных материалов. Излучение сильнее всего ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую электронную плотность (свинец, сталь, бетон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен).

В подвижных объектах для защиты от проникающей радиации необходима комбинированная защита, состоящая из легких водородосодержащих веществ и материалов с высокой плотностью. Средний танк, например, без специальных противорадиационных экранов имеет кратность ослабления проникающей радиации равную примерно 4, что недостаточно для обеспечения надежной защиты экипажа. Поэтому вопросы защиты личного состава должны решаться выполнением комплекса различных мероприятий.

Наибольшей кратностью ослабления от проникающей радиации обладают фортификационные сооружения (перекрытые траншеи – до 100, убежища – до 1500).

В качестве средств, ослабляющих действие ионизирующих излучений на организм человека, могут быть использованы различные противорадиационные препараты (радиопротекторы).

Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, земле, на вооружении и военной технике и других объектах.

Основной причиной генерации ЭМИ длительностью менее 1с считают взаимодействие γ-квантов и нейтронов с газом во фронте ударной волны и вокруг него. Важное значение имеет также возникновение асимметрии в распределении пространственных электрических зарядов, связанных с особенностями распространения излучения и образования электронов.

При наземном или низком воздушном взрыве γ-кванты, испускаемые из зоны протекания ядерных реакций, выбивают из атомов воздуха быстрые электроны, которые летят в направлении движения квантов со скоростью, близкой к скорости света, а положительные ионы (остатки атомов) остаются на месте. В результате такого разделения электрических зарядов в пространстве образуются элементарные и результирующие электрические и магнитные поля, которые и представляют собой ЭМИ.

При наземном и низком воздушном взрывах поражающее воздействие ЭМИ наблюдается на расстоянии порядка нескольких километров от центра взрыва.

При высотном ядерном взрыве (Н > 10 км) могут возникать поля ЭМИ в зоне взрыва и на высотах 20 – 40 км от поверхности земли. ЭМИ в зоне такого взрыва возникает за счет быстрых электронов, которые образуются в результате взаимодействия квантов ядерного взрыва с материалом оболочки боеприпаса и рентгеновского излучения с атомами окружающего разреженного воздушного пространства.

Испускаемое из зоны взрыва излучение в направлении поверхности земли начинает поглощаться в более плотных слоях атмосферы на высотах 20 – 40 км, выбивая из атомов воздуха быстрые электроны. В результате разделения и перемещения положительных и отрицательных зарядов в этой области и в зоне взрыва, а также при взаимодействии зарядов с геомагнитным полем земли возникает электромагнитное излучение, которое достигает поверхности земли в зоне радиусом до нескольких сот километров. Продолжительность ЭМИ – несколько десятых долей секунды.

Поражающее действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, находящейся на вооружении и военной технике и других объектах. Под действием ЭМИ в указанной аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств.

Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления. Когда амплитуда ЭМИ не слишком большая, то возможно срабатывание средств защиты (плавких вставок, грозоразрядников) и нарушение работоспособности линий.

Кроме того, высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях.

Защита от ЭМИ достигается экранированием как линий энергоснабжения и управления, так и собственно аппаратуры, а также созданием такой элементной базы радиотехнических средств, которая устойчива к воздействию ЭМИ. Все наружные линии, например, должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками. Для защиты чувствительного электронного оборудования целесообразно использовать разрядники с небольшим порогом зажигания. Важное значение имеют правильная эксплуатация линий, контроль исправности средств защиты, а также организация обслуживания линий в процессе эксплуатации.

Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва при его перемещении под воздействием ветра.

Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него. В отличие от других поражающих факторов, действие которых проявляется в течение относительно короткого времени после ядерного взрыва, радиоактивное заражение местности может быть опасным на протяжении нескольких лет и десятков лет после взрыва.

Наиболее сильное заражение местности происходит от наземных ядерных взрывов, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Сами радиоактивные вещества и испускаемые ими ионизирующие излучения не имеют цвета, запаха, а скорость их распада не может быть измерена какими – либо физическими или химическими методами.

Зараженную местность по пути движения облака, где выпадают радиоактивные частицы диаметром более 30 – 50 мкм, принято называть ближним следом заражения. На больших расстояниях – дальний след – небольшое заражение местности, которое в течение длительного времени не влияет на боеспособность личного состава. Схема формирования следа радиоактивного облака наземного ядерного взрыва представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Схема формирования следа радиоактивного облака наземного ядерного взрыва

Источниками радиоактивного заражения при ядерном взрыве являются:

• продукты деления (осколки деления) ядерных взрывчатых веществ;
• радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и др. материалах под воздействием нейтронов – наведенная активность;
• не разделившаяся часть ядерного заряда.

При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается поверхности земли и образуется воронка выброса. Значительное количество грунта, попавшего в светящуюся область, плавится, испаряется и перемешивается с радиоактивными веществами.

По мере остывания светящейся области и ее подъема пары конденсируются, образуя радиоактивные частицы разных размеров. Сильный прогрев грунта и приземного слоя воздуха способствует образованию в районе взрыва восходящих потоков воздуха, которые формируют пылевой столб («ножку» облака). Когда плотность воздуха в облаке взрыва станет равной плотности окружающего воздуха, подъем облака прекращается. При этом, в среднем за 7 – 10 мин. облако достигает максимальной высоты подъема, которую иногда называют высотой стабилизации облака.

Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для личного состава можно характеризовать как мощностью дозы излучения (уровнем радиации) на определенное время после взрыва, так и дозой до полного распада радиоактивных веществ.

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на 4 зоны.

Зона А (умеренного заражения), площадь которой составляет 70 – 80% площади всего следа.

Зона Б (сильного заражения). Дозы излучения на внешней границе этой зоны Д внешн = 400 рад, а на внутренней — Д внутр. = 1200 рад. На долю этой зоны приходится примерно 10% площади радиоактивного следа.

Зона В (опасного заражения). Дозы излучения на ее внешней границе Д внешн = 1200 рад, а на внутренней — Д внутр = 4000 рад. Эта зона занимает примерно 8 – 10% площади следа облака взрыва.

Зона Г (чрезвычайно опасного заражения). Дозы излучения на ее внешней границе более 4000 рад.

На рисунке 3 показана схема нанесения прогнозируемых зон заражения при одиночном наземном ядерном взрыве. Синим цветом наносится зона Г, зеленым – Б, коричневым – В, черным – Г.

Рис. 3. Схема нанесения прогнозируемых зон заражения при одиночном ядерном взрыве

Потери людей, вызванные действием поражающих факторов ядерного взрыва, принято делить на безвозвратные исанитарные.

К безвозвратным потерям относят погибших до оказания медицинской помощи, а к санитарным – пораженных, поступивших для лечения в медицинские подразделения и учреждения.

По своей природе световое излучение ядерного взрыва -- совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения -- светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Температура светящейся области в течение некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум 8000 -- 10000 и минимум 1800 °С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт световое излучение продолжается 3 с, термоядерного заряда 1Мт -- 10с. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. Единица светового импульса -- джоуль на квадратный метр (Дж/м 2) или калория на квадратный сантиметр (кал/см 2).

1 Дж/м 2 =23,9* 10-6кал/см 2 ; 1 кДж/ м 2 = 0,0239 кал/см 2 ; 1 кал/см 2 = 40 кДж/м 2 . Световой импульс зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва и ослабления светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздействия дыма, пыли, растительности, неровностей местности и т.д.

При наземных и надводных взрывах световой импульс на тех же расстояниях меньше, чем при воздушных взрывах такой же мощности. Это объясняется тем, что световой импульс излучает полусфера, хотя и большего диаметра, чем при воздушном взрыве. Что касается распространения светового излучения, то большое значение имеют другие факторы. Во-первых, часть светового излучения поглощается слоями водяных паров и пыли непосредственно в районе взрыва. Во-вторых, большая часть световых лучей прежде, чем достичь объекта на поверхности земли, должна будет пройти воздушные слои, расположенные близко к земной поверхности. В этих наиболее насыщенных слоях атмосферы происходит значительное поглощение светового излучения молекулами водяных паров и двуокиси углерода; рассеяние в результате наличия в воздухе различных частиц здесь также гораздо большее. Кроме того, необходимо учитывать рельеф местности. Количество световой энергии, достигающей объекта, находящегося на определенном расстоянии от наземного взрыва, может составлять для малых расстояний порядка трех четвертей, а на больших--половину импульса при воздушном взрыве такой же мощности.

При подземных или подводных взрывах поглощается почти все световое излучение.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучаемые исключительно сильно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большими толщами разреженного воздуха. Поэтому температура огненного шара (значительно больших размеров, чем при воздушном взрыве) ниже. Для высот порядка 30--100 км на световой импульс расходуется около 25-- 35 % всей энергии взрыва.

Обычно для целей расчета пользуются табличными данными зависимостей световых импульсов от мощности и вида взрыва и расстояния от центра (эпицентра) взрыва. Эти данные приведены для очень прозрачного воздуха с учетом возможности рассеяния и поглощения атмосферой энергии светового излучения.

При оценке светового импульса необходимо учитывать возможность воздействия отраженных лучей. Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, высохшая трава, бетонное покрытие и др.), то прямое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным. Суммарный световой импульс при воздушном взрыве может быть больше прямого в 1,5 -- 2 раза. Если взрыв происходит между облаками и землей, то световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, закрытые от прямого излучения.

Световой импульс, отраженный от облаков, может достигать половины прямого импульса.

Воздействие светового излучения на людей и сельскохозяйственных животных. Световое излучение ядерною взрыва при непосредственном воздействии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.

Независимо от причин возникновения, ожоги разделяют по тяжести поражения организма.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами первой и второй степеней, достигающими даже 50--60 % поверхности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу. Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у животных -- на участках тела, покрытых коротким и редким волосом. Импульсы светового излучения, необходимые для поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или прозрачную, особенно одежду из синтетических материалов.

Большую опасность для людей и сельскохозяйственных животных представляют пожары, возникающие на объектах народного хозяйства в результате воздействия светового излучения и ударной волны. По данным иностранной печати, в городах Хиросима и Нагасаки примерно 50 % всех смертельных случаев было вызвано ожогами; из них 20 -- 30 % -- непосредственно световым излучением и 70 -- 80 % -- ожогами от пожаров.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления -- под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2 -- 5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, -- до 30 мин и более. Более тяжелое (необратимое) поражение -- ожог глазного дна -- возникает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва. Такие необратимые поражения возникают в результате концентрированного (фокусируемого хрусталиком глаза) на сетчатку глаза прямо падающего потока световой энергии в количестве, достаточном для ожога тканей. Концентрация энергии, достаточной для ожога сетчатой оболочки, может произойти и на таких расстояниях от места взрыва, на которых интенсивность светового излучения мала и не вызывает ожогов кожи. В США при испытательном взрыве мощностью около 20 кт отметили случаи ожога сетчатки на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва, на расстоянии, где прямой световой импульс составлял примерно 6 кДж/м 2 (0,15 кал/см 2). При закрытых глазах временное ослепление и ожоги глазного дна исключаются.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и т. п., можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излучения. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия.

Тепловое воздействие на материалы. Энергия светового импульса, падая на поверхность предмета, частично отражается его поверхностью, поглощается им и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) поражения элементов объекта зависит как от светового импульса и времени его действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопроводности, толщины, цвета, характера обработки материалов, расположения поверхности к падающему световому излучению, -- всего, что будет определять степень поглощения световой энергии ядерного взрыва.

Световой импульс и время высвечивания светового излучения зависят от мощности ядерного взрыва. При продолжительном действии светового излучения происходит больший отток тепла от освещенной поверхности в глубь материала, следовательно, для нагрева ее до той же температуры, что и при кратковременном освещении, требуется большее количество световой энергии. Поэтому, чем выше тротиловый эквивалент, тем больший световой импульс требуется для воспламенения материала. И, наоборот, равные световые импульсы могут вызвать большие поражения при меньших мощностях взрывов, так как время их высвечивания меньше (наблюдаются на меньших расстояниях), чем при взрывах большой мощности.

Тепловое воздействие проявляется тем сильнее в поверхностных слоях материала, чем они тоньше, менее прозрачны, менее теплопроводны, чем меньше их сечение и меньше удельный вес. Однако, если световая поверхность материала быстро темнеет в начальный период действия светового излучения, то остальную часть световой энергии она поглощает в большем количестве, как и материал темного цвета. Если же под действием излучения на поверхности материала образуется большое количество дыма, то его экранирующее действие ослабляет общее воздействие излучения.

К материалам и предметам, способным легко воспламеняться от светового излучения, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, сухие листья, стружка, резина и резиновые изделия, пиломатериалы, деревянные постройки.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Наименьшее избыточное давление, при котором могут возникнуть пожары от вторичных причин, -- 10 кПа (0,1 кгс/см 2). Возгорание материалов может наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см 2) и более. Эти импульсы светового излучения в ясный солнечный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа. Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную солнечную погоду деревянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранспорт -- до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу -- до 17 км. Тогда, как действие избыточного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на расстоянии 11 км. Большое влияние на возникновение пожаров оказывает наличие горючих материалов на территории объекта и внутри зданий и сооружений. Световые лучи на близких расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли; на больших расстояниях -- практически параллельно поверхности земли. В этом случае световое излучение проникает через застекленные проемы в помещения и может воспламенять горючие материалы, изделия и оборудование в цехах предприятий большинство сортов хозяйственных тканей, резины и резиновых изделий загорается при световом импульсе 250--420 кДж/м 2 (6--10 кал/см 2).

Распространение пожаров на объектах народного хозяйства зависит от огнестойкости материалов, из которых возведены здания и сооружения, изготовлено оборудование и другие элементы объекта; степени пожарной опасности технологических процессов, сырья и готовой продукции; плотности и характера застройки.

С точки зрения производства спасательных работ пожары классифицируют по трем зонам: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона горения и тления в завалах. Зона пожаров представляет территорию, в пределах которой в результате воздействия оружия массового поражения и других средств нападения противника или стихийного бедствия возникли пожары.

Зоны отдельных пожаров представляют собой районы, участки застройки, на территории которых пожары возникают в отдельных зданиях, сооружениях. Маневр формирования между отдельными пожарами без средств тепловой защиты возможен.

Зона сплошных пожаров -- территория, на которой горит большинство сохранившихся зданий. Через эту территорию невозможен проход или нахождение на ней формирований без средств защиты от теплового излучения или проведения специальных противопожарных мероприятий по локализации или тушению пожара.

Зона горения и тления в завалах представляет собой территорию, на которой горят разрушенные здания и сооружения I, II и III степени огнестойкости. Она характеризуется сильным задымлением: выделением окиси углерода и других токсичных газов и продолжительным (до нескольких суток) горением в завалах. Сплошные пожары могут развиться в огневой шторм, представляющий собой особую форму пожара. Огневой шторм характеризуется мощными восходящими вверх потоками продуктов сгорания и нагретого воздуха, создающими условия для ураганного ветра, дующего со всех сторон к центру горящего района со скоростью 50--60 км/ч и более. Образование огненных штормов возможно на участках с плотностью застройки зданиями и сооружениями III, IV и V степени огнестойкости не менее 20 %. Последствием воспламеняющего действия светового излучения могут быть обширные лесные пожары. Возникновение и развитие пожаров в лесу зависит от времени года, метеорологических условий и рельефа местности. Сухая погода, сильный ветер и ровная местность способствуют распространению пожара. Лиственный лес летом, когда деревья имеют зеленые листья, загорается не так быстро и горит с меньшей интенсивностью, чем хвойный. Осенью световое излучение ослабляется кронами меньше, а наличие сухих опавших листьев и сухой травы способствует возникновению и распространению низовых пожаров. В зимних условиях возможность возникновения пожаров уменьшается в связи с наличием снежного покрова.