Поражающие факторы ядерного оружия, и их краткая характеристика.

Особенности поражающего действия ядерного взрыва и главный поражающий фактор определяются не только типом ядерного боеприпаса, но и мощностью взрыва, видом взрыва и характером объекта поражения (цели). Все эти факторы учитываются при оценке эффективности ядерного удара и разработке содержания мероприятий по защите войск и объектов от ядерного оружия.

При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температура и давление вызывают мощную ударную волну.

Наряду с ударной волной и световым излучением взрыв ядерного боеприпаса сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и g-квантов. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов – осколков деления. По пути движения этого облака радиоактивные продукты из него выпадают, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, объектов и воздуха.

Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающих под воздействием ионизированных излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса (ЭМИ).

Поражающие факторы ядерного взрыва:

1) ударная волна;

2) световое излучение;

3) проникающая радиация;

4) радиоактивное излучение;

5) электромагнитный импульс (ЭМИ).

1) Ударная волнаядерного взрыва – один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна – воздухе, воде или грунте, - ее называют соответственно воздушной волной, ударной волной (в воде) и сейсмовзрывной волной (в грунте).

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

Основными параметрами ударной волны являются избыточное давление во фронте волны, время действия и ее скоростной напор.

2) Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной области спектра.

Источником светового излучения является святящаяся область взрыва, состоящего из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и частиц грунта, поднятых взрывом с земной поверхности. Форма светящейся области при воздушном взрыве имеет вид шара; при наземных взрывах она близка к полусфере; при низких воздушных взрывах шаровая форма деформируется отраженной от земли ударной волной. Размеры светящейся области пропорциональны мощности взрыва.

Световое излучение при ядерном взрыве делится всего несколько секунд. Длительность свечения зависит от мощности ядерного взрыва. Чем больше мощность взрыва, тем длительнее свечение. Температура светящейся области от 2000 до 3000⁰С. Для сравнения укажем, что температура поверхностных слоев Солнца составляет 6000⁰С.

Основным параметром, характеризующим световое излучение на различных расстояниях от центра ядерного взрыва, является световой импульс. Световым импульсом называется количество световой энергии, падающей на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения за все время свечения источника. Световой импульс измеряется в калориях на 1 квадратный сантиметр (кал/см²).

Световое излучение в первую очередь воздействует на открытые участки тела – кисти рук, лицо, шею, а также глаза, вызывая ожоги.

Различают четыре степени ожогов:

- ожог первой степени – представляет собой поверхностное поражение кожи, внешне проявляющееся в ее покраснении;

- ожог второй степени – характеризуется образованием пузырей;

- ожог третьей степени – вызывает омертвение глубоких слоев кожи;

- ожог четвертой степени – обугливается кожа и подкожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани.

3) Проникающая радиация представляет собой поток g-излучения и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны и облака ядерного взрыва.

g-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояние от 2,5 до 3 км.

Продолжительность действия проникающей радиации составляет всего несколько секунд, но тем не менее она способна нанести личному составу тяжелые поражения, особенно если он открыто расположен.

g-лучи и нейтроны, распространяясь в любой среде, ионизируют ее атомы. В результате ионизации атомов, входящих в состав живых тканей, нарушаются различные жизненные процессы в организме, что приводит к лучевой болезни.

Кроме того, проникающая радиация может вызвать потемнение стекла, засвечивание светочувствительных фотоматериалов и выводить из строя радиоэлектронную аппаратуру, особенно содержащую полупроводниковые элементы.

Поражающее воздействие проникающей радиации на личный состав и на состояние его боеспособности зависит от дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва.

Поражающее действие проникающей радиации характеризуется дозой излучения.

Различают экспозиционную дозу и поглощённую дозу.

Экспозиционная доза ранее измерялась внесистемными единицами – рентгенами (Р). Один рентген – это такая доза рентгеновского или g-излучения, которая создаёт в одном кубическом сантиметре воздуха 2,1 10⁹ пар ионов. В новой системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в Кулонах на килограмм (1 Р=2,58 10^-4 Кл/кг).

Поглощённая доза измеряется в радианах (1 Рад= 0,01 Дж/кг= 100 эрг/г поглощённой энергии в ткани). Единицей измерения поглощённой дозы в системе СИ является Грей (1 Гр=1 Дж/кг=100 Рад). Поглощенная доза более точно определяет воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани организма, имеющие различный атомный состав и плотность.

В зависимости от дозы излучений различают четыре степени лучевой болезни:

1) Лучевая болезнь первой степени (легкая) возникает при суммарной дозе излучения 150-250 Рад. Скрытый период продолжается 2-3 недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков. Лучевая болезнь первой степени излечима.

2) Лучевая болезнь второй степени (средняя) возникает при суммарной дозе излучения 250-400 Рад. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены более ярко. При активном лечении выздоровление наступает через 1,5-2 месяца.

3) Лучевая болезнь третьей степени (тяжелая), наступает при дозе излучения 400-700 Рад. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6-8 месяцев.

4) Лучевая болезнь четвертой степени (крайне тяжелая), наступает при дозе облучения свыше 700 Рад, которая является наиболее опасной. При дозах, превышающих 500 Рад личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

4) Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.

Основным источником радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются радиоактивные продукты ядерной радиации – осколки деления ядер урана и плутония. Распад осколков сопровождается испусканием гамма-лучей и бета-частиц.

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.

Наиболее сильное заражение местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака. В свою очередь в районе взрыва различают наветренную и подветренную стороны.

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны:

1. зона А – умеренного заражения. Дозы излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны Д_¥=40 Рад, на внутренней границе Д_¥=400 Рад. Ее площадь составляет 70-80% площади всего следа.

2. зона Б – сильного заражения. Дозы излучения на границах Д_¥=400 Рад и Д_¥=1200 Рад. На долю этой зоны приходится примерно 10% площади радиоактивного следа.

3. зона В – опасного заражения. Дозы излучения на ее внешней границе за период полного распада радиоактивных веществ Д_¥=1200 Рад, а на внутренней границе Д_¥=4000 Рад. Эта зона занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва.

4. зона Г – чрезвычайно опасного заражения. Дозы излучения на ее внешней границе за период полного распада радиоактивных веществ Д_¥=4000 Рад, а в середине зоны Д_¥=7000 Рад.

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляют соответственно 8; 80; 240 и 800 Рад/ч, а через 10 часов – 0,5; 5; 15 и 50 Рад/ч. Со временем уровни радиации на местности снижаются ориентировочно в 10 раз через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7 часов после взрыва мощность дозы уменьшается в 10 раз, а через 49 часов – в 100 раз.

5) Электромагнитный импульс (ЭМИ). 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.

При наземном или низком воздушном взрыве g-кванты, испускаемые из зоны протекания ядерных взрывов, выбивают из атомов воздуха быстрые электроны, которые летят в направлении движения g-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 ЭМИ.

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

При высотном ядерном взрыве (высота более 10 км) могут возникать поля ЭМИ в зоне взрыва и на высотах 20-40 км от поверхности.

Поражающее действие ЭМИ проявляется прежде всего по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, находящейся на вооружении, военной технике и других объектах.

Если ядерные взрывы произойдут вблизи линий энергоснабжения, связи, имеющих большую протяженность, то наведенные в них напряжения могут распространяться по проводам на многие километры и вызывать повреждение аппаратуры и поражение личного состава, находящегося на безопасном удалении по отношению к другим поражающим факторам ядерного взрыва.

ЭМИ представляет опасность и при наличии прочных сооружений (укрытых командных пунктов, ракетных стартовых комплексов), которые рассчитаны на устойчивость к воздействию ударных волн наземного ядерного взрыва, произведенного на расстоянии несколько сот метров. Сильные электромагнитные поля могут повредить электрические цепи и нарушить работу неэкранированного электронного и электротехнического оборудования, так что потребуется время для его восстановления.

Высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях.

Защита от ядерного оружия является одним из важнейших видов боевого обеспечения. Она организуется и осуществляется с целью не допустить поражение войск ядерным оружием, сохранить их боеспособность и обеспечить успешное выполнение поставленной задачи. Это достигается:

- ведением разведки средств ядерного нападения;

- использованием средств индивидуальной защиты, защитных свойств техники, местности, инженерных сооружений;

- искусными действиями на заражённой местности;

- проведением контроля радиоактивного облучения, санитарно- гигиенических мероприятий;

- своевременной ликвидацией последствий применения противником оружия массового поражения;

Основные способы защиты от ядерного оружия:

- разведка и уничтожение пусковых установок с ядерными боеголовками;

- радиационная разведка районов взрыва ядерных боеприпасов;

- оповещение войск об опасности ядерного нападения противника;

- рассредоточение и маскировка войск;

- инженерное оборудование районов расположения войск;

- ликвидация последствий применений ядерного оружия.