Ядерна зброя

Тема 4. Ядерна зброя.

Ядерною називається зброя, вражаюча дія якої обумовлена енергією, що виділяється при ядерних реакціях розподілу й синтезу. Вона є самим потужним видом зброї масового ураження (ЗМУ). Потужність ядерних боєприпасів характеризується тротиловим еквівалентом у т (тонах), енергія вибуху якого еквівалентна енергії вибуху даних ядерних боєприпасів. По потужності ядерні боєприпаси підрозділяються на надмалі (менш 1 тис. т.), малі (1-10 тис. т.), середні (10-100 тис. т.), великі (100-1 млн. т.), надкрупніші (більш 106 т.)

Ядерні вибухи бувають: підземні (підводні), наземні, повітряні й висотні.

Вражаючими факторами ядерного вибуху є: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне забруднення місцевості й електромагнітний імпульс.

Ударна хвиля (УХ)

Повітряною ударною хвилею називається область різкого стиску повітря, що поширюється на всі боки від центра вибуху з надзвуковою швидкістю. Передню границю хвилі, що характеризується різким стрибком тиску, називають фронтом ударної хвилі. Ударна хвиля вражає людей, будинки, спорудження й бойову техніку.

Основні параметри УХ: Рф = Рмах – Ро, де

Рф - надлишковий тиск у фронті хвилі і є різницею між максимальним тиском Рмах у фронті УХ і нормальним атмосферним тиском Ро перед цим фронтом і сприймається людиною як удар;

Швидкісний напір повітря, що спричиняється метальну дію УХ, може відкинути людини на значну відстань і заподіяти йому при ударі об землю або надати різні ушкодження.

Прямі ураження, що виникають під дією УХ, підрозділяються на:

- легкі при Рф = 20 - 40 кПа (легка контузія, тимчасова втрата слуху, забиті місця, вивихи);

- середні при Рф = 40 - 60 кПа (травми головного мозку із втратою свідомості, ушкодження органів слуху, носова й вушна кровотечі, переломи й вивихи кінцівок);

- важкі при Рф = 60 - 100 кПа й украй важкі при Рф > 100 кПа (травми мозку із тривалою втратою свідомості, ушкодження внутрішніх органів, складні переломи кінцівок).

Непрямий вплив УХ полягає в ураженні людей уламками, що летять, будинків і споруджень, каменями, деревами, битим склом та іншими предметами). Під дією навантажень, створюваних УХ, будинки й спорудження можуть піддаватися наступним руйнуванням: повним (Рф > 40 кПа), сильним (Рф = 20 - 40 кПа), середнім (Рф = 10 - 20 кПа) і слабким (Рф < 10 кПа).

Надійний захист від УХ: сховища, протирадіаційні укриття, підземні приміщення, рельєф місцевості.

Світлове випромінювання (СВ)

Світлове випромінювання - це електромагнітне випромінювання, що включає в себе ультрафіолетову, видиму й інфра-червону області спектра. Джерелом СВ є світна область вибуху. Час дії СВ й розміри світної зони залежать від потужності ядерного вибуху q = 1 тис.т. t = 1с., q = 1млн. т. t = 10 с.

СВ ядерного вибуху вражає людей, впливає на будинки, спорудження, техніку й ліси, викликаючи пожежі. На відкритій місцевості СВ має більший радіус дії у порівнянні з УХ і проникаючою радіацією. Основним параметром, що визначає вражаючу дію СВ, є світловий імпульс (Uсв) - кількість прямої світлової енергії, що падає на 1м2 поверхні, перпендикулярної напрямку поширення СВ, за час світіння.

СВ, впливаючи на людей, викликає опіки відкритих і захищених одягом ділянок тіла, око й тимчасове осліплення. Залежно від величини СВ розрізняють опіки чотирьох ступенів:

I характеризується почервонінням шкіри III викликає омертвляння глибоких шарів шкіри

II утворення міхурів, наповнених рідиною IV обвуглювання шкіри, підшкірної клітковини або більш глибоких тканин

Тяжкість ураження людей СВ залежить не тільки від ступеня опіку, але й від його місця й площі обпалених ділянок шкіри. Люди стають не працездатними при опіках II і III ступеня відкритих ділянок тіла (обличчя, шия, руки) або під одягом при опіках II ступеня на площі не менш 3% поверхні тіла (близько 500 см2). Ступінь вражаючої дії СВ різко знижується за умов своєчасного оповіщення людей, використання ними захисних споруджень, природних укриттів (складок місцевості) і строгого виконання протипожежних заходів.

Проникаюча радіація (ПР)

Проникаючою радіацією ядерного вибуху називають потік -випромінювання й нейтронів, що випускається із зони й хмари ядерного вибуху. Джерелами ПР є ядерні реакції, що протікають у боєприпасах у момент вибуху, і радіоактивний розпад осколків (продуктів) розподілу в хмарі вибуху. Час дії ПР на наземні об'єкти становить 15-25 с. і визначається часом підйому хмари вибуху на таку висоту (2-3 км), при якій -нейтронне випромінювання, поглинаючись товщею повітря, практично не досягає поверхні землі.

Основним параметром, що характеризує вражаючу дію ПР, є доза випромінювання D.

ПР, поширюючись у середовищі, іонізує її атоми, а при проходженні через живу тканину - атоми й молекули, що входять до складу кліток. Це приводить до порушення обміну речовин, зміні характеру життєдіяльності кліток, окремих органів і систем організму. У результаті такого впливу виникає променева хвороба:

I (легка) ступінь виникає при сумарній дозі випромінювання 100-200 радий. Схований період триває 3-5 тижнів, після чого з'являються нездужання, загальна слабість, нудота, запаморочення, підвищення температури. Після видужання працездатність людей, як правило, зберігається.

II (середня) ступінь виникає при сумарній дозі випромінювання 200-400 радий. У перші 2-3 доби спостерігається бурхлива первинна реакція організму (нудота й блювота). Потім наступає схований період, що триває 15-20 доби. Ознаки захворювання вже виражені більш яскраво. Видужання при активному лікуванні наступає через 2-3 місяця.

III (важка) ступінь наступає при 400-600 рад. Первинна реакція різко виражена. Схований період становить 5-10 сут. Біль протікає інтенсивно й важко. У випадку успішного результату видужання може наступити через 3-6 місяців.

IV (украй важка) ступінь, що наступає при дозі понад 600 радий., як правило приводить до смертельного результату.

Навіть невеликі дози випромінювання знижують опірність організму до інфекції, приводять до кисневого голодування тканин, погіршенню процесу згортання крові.

Надійним захистом від ПР ядерного вибуху є захисні спорудження ЦО. При проходженні через різні матеріали потік -квантів і нейтронів послабляється. Здатність матеріалів послабляти - і нейтронне випромінювання прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто товщиною матеріалу, що зменшує дозу випромінювання в 2 рази. При дозах ПР у кілька рад. засвічуються фотоматеріали, що перебувають у світлонепроникних упакуваннях, а при дозах у сотні рад. виходить із ладу напівпровідникова радіоелектронна апаратура, темніють скла оптичних приладів.

Різновидом ядерної зброї є нейтронне. Особливість вражаючої дії нейтронної зброї пов'язана з підвищеним виходом проникаючої радіації, у якій переважає нейтронне випромінювання високих енергій, які, проходячи через матеріали конструкцій техніки й споруджень, а також через ґрунт у районі вибуху викликає появу в них наведеної радіоактивності. Наведена радіоактивність у техніку на протязі багатьох годин після вибуху може з'явиться причиною опромінення людей, що її обслуговують.

Захист від ПР нейтронних боєприпасів становить певні труднощі, бо ті матеріали, які краще послабляють нейтронний потік, гірше захищають від -випромінювання, і навпаки. Для захисту від ПР нейтронних боєприпасів необхідно комбінувати водомісткі речовини й матеріали з підвищеною густиною.

Радіоактивне зараження

Джерелами радіоактивного зараження при ядерному вибуху є:

- осколки (продукти) розподілу ядерної вибухової речовини, що випадають із хмари вибуху, які являють собою первісну суміш близько 80 ізотопів 35 хімічних елементів табл. Д. І. Менделєєва. Ці ізотопи нестабільні й перетерплюють -розпад з випущенням -квантов.

- наведена активність у ґрунті й ін. матеріалах обумовлена утворенням під дією нейтронів ряду радіоактивних ізотопів, таких, як алюміній-28, натрій-24, марганець-56.

- частина, що не розділилася, ядерного заряду являє собою активні ізотопи плутонію-239, урану-235 і урану-238.

При вибуху ядерних боєприпасів радіоактивні продукти піднімаються разом із хмарою вибуху, перемішуються з частками ґрунту й під дією висотних вітрів переміщуються на більші відстані. У міру переміщення хмари вони випадають, заражаючи місцевість і створюючи так званий слід радіоактивної хмари. Слід радіоактивної хмари на рівнинній місцевості при не змінному напрямку й швидкості вітру має форму витягнутого еліпса й умовно ділиться на 4 зони. Границі зон зараження прийнято характеризувати дозою -випромінювання, одержуваної за годину від моменту утворення сліду до повного розпаду радіоактивних речовин, D, або рівнем радіації через годину після вибуху Р1.

Зона

А

Б

В

Г

Зараження

Р1 рад./година

D = 5 Р1, рад.

помірний

8

40

сильне

80

400

небезпечне

240

1 200

надзв.небезпечне

800

4 000

Місцевість вважається зараженою й потрібно застосовувати засоби захисту, якщо рівень радіації, обмірюваної на висоті 0,7 - 1 метр від поверхні землі, становить 0,5 рад./год й більше.

При ядерному вибуху радіоактивними речовинами заражаються не тільки місцевість, але й предмети, що перебувають на ній, техніка, майно й одяг людей, а також приземный шар повітря, вода й продукти харчування. Зараження може бути первинним (під час випадання радіоактивної речовини із хмари вибуху) і вторинним (при русі техніки по ґрунтових дорогах у результаті пилоутворення). Радіоактивне зараження місцевості може викликати ураження людей, що перебувають на ній, як за рахунок зовнішнього випромінювання осколків розподілу, так і влучення радіоактивних продуктів на шкірний покрив і усередину організму людини. У результаті зовнішнього -випромінювання розвивається променева хвороба, клінічна картина якої та ж, що й при впливі на організм -нейтронного випромінювання ПР ядерного вибуху.

Потрапляння радіоактивної речовини усередину організму може відбуватися як інгаляційним шляхом при знаходженьні на місцевості в період формування сліду або після його утворення, так і при вживанні радіоактивно заражених харчових продуктів.

Ураження шкіри і випромінюванням радіоактивної речовини розвивається внаслідок контактної дії випромінювання при влученні продуктів ядерного вибуху безпосередньо на шкіру й слизуваті оболонки людини. Одяг повністю захищає від -випромінювання й на 25-60% від -випромінювання. Санітарна обробка шкіри, проведена через годину після зараження, запобігає ураженню від контактного опромінення продуктами вибуху. Для зменшення ступеню зараження техніки й інші об'єкти до безпечних величин здійснюється спеціальна їхня обробка.

Надійним захистом від радіаційного зараження є захисні спорудження (сховища, протирадіаційні укриття, перекриті щілини, підвальні приміщення), засоби індивідуального захисту (протигази, респіратори, протипилові тканеві маски, ватно-марлеві пов'язки й звичайний одяг).

Електромагнітний імпульс (ЕМІ)

При ядерних вибухах в атмосфері виникають потужні електромагнітні поля з довжинами хвиль від 1 до 1 000 метрів і більше. У силу короткочасності існування таких полів їх прийнято називати ЕМІ. Вражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням електричних напруг і струмів у проводах і кабелях повітряних і підземних ліній електропередач, зв'язку, в антенах радіостанцій. Напруженість електромагнітних полів залежить від потужності, висоти й відстані до вибуху. Найбільше ураження досягається при наземному й низькому повітряному вибуху.

Захист від ЕМІ досягається екрануванням ліній енергопостачання й керування, а також апаратури. Всі зовнішні лінії повинні бути двупровідними, добре ізольованими від землі, з розрядниками й плавкими вставками.

При ядерних вибухах зроблених у містах або поблизу об'єктів народного господарства, можуть виникнути вторинні вражаючі фактори:

- вибухи (при руйнуванні ємностей і комунікацій із природним газом);

- пожежі (при ушкодженні опалювальних систем, електропроводки, ємностей і трубопроводів з легкозапальними рідинами);

- затоплення місцевості (при руйнуванні гідротехнічних споруджень);

- зараження атмосфери (при руйнуванні АЕС, ємностей і комунікацій із сильнодіючими отруйними речовинами)

Ядерна зброя