Поражающие факторы ядерного оружия

При ядерном взрыве на организм человека могут воздействовать спе­цифические (первичные) поражающие факторы: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное загрязнение местности, электромагнитное излучение.

1) Ударная волна представляет собой, область резкого сжатия и нагретого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Источником возникновения ударной волны является высокое давление в центре взрыва.

Воздушная ударная волна ядерного взрыва вызывает поражения людей как в результате прямого действия за счет избыточного давления и скоростного напора, так и косвенно – вторичными снарядами, за счет травмирующего действия летящих обломков зданий, сооружений, осколков стекла и т.п. Все эти поражения вызывают, в основном, механические повреждения.

Ударная волна оказывает свое разрушающее воздействие на здания, сооружения, транспорт, энергетические сети. Общую оценку разрушений, вызванных ударной волной ядерного взрыва, принято давать по степени тяжести разрушений. Для большинства элементов объекта, как правило, рассматриваются три степени: слабое, среднее и сильное разрушение. Для жилых и промышленных зданий берется обычно четвертая степень – полное разрушение.

Таблица 2

Характеристика травм в зависимости от величины

избыточного давления во фронте ударной волны

Избыточное давление	Характер травм	Степень тяжести
0,2-0,4 кгс/см2 20-40 кПа	Головокружение, головная боль, тошнота, рвота и др. симптомы легкой контузии. Разрыв барабанной перепонки, кровотечение из носа	Легкая
0,4-0,6 кгс/см2 40-60 кПа	Кратковременная потеря сознания, памяти, адинамия, расстройство речи и др. проявления контузии. Кровотечение из носа и ушей. Переломы, вывихи, ушибы	Средней тяжести
0,6-1,0 кгс/см2 60-100 кПа	Разрывы внутренних органов, переломы конечностей, шок, повреждение среднего уха. Симптомы контузии с травматической энцефалопатией. Длительная потеря сознания. Нарушение глотания. Расстройство дыхания, падения АД. Разрыв мелких сосудов, альвеол, бронхиол. Кровоподтеки на стороне, обращенной к взрыву	Тяжелая
более 1,0 кгс/см2 более 100 кПа	Разрывы грудной и брюшной стенок с размозжением внутренних органов. Множественные переломы костей. Отрывы конечностей. Тяжелый шок. Тяжелая контузия	Смертельная

При слабом разрушении, как правило, объект не выходит из строя; его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного (текущего) ремонта. Средним разрушением обычно называют разрушение главным образом второстепенных элементов объекта. Основные элементы могут деформироваться и повреждаться частично. Сильное разрушение объекта характеризуется сильной деформацией или разрушением его основных элементов, в результате чего объект выходит из строя и не может быть восстановлен.

Защитой от ударной волны для человека являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.

2) Световое излучение ядерного взрыва представляет поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовое, инфракрасное и видимое излучение. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва – нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. Действие светового излучения в зависимости от мощности ядерного взрыва может длиться от долей до нескольких десятков секунд.

В зависимости от мощности ядерного взрыва радиус действия светового излучения очень варьирует. При мощности ядерного заряда в 1 килотонну радиус действия менее 2 км; в 100 кт – 15 км; более 1 мт – 25-30 км.

Поражения людей световым импульсом вызывают появление термических ожогов кожных покровов и органа зрения, которые могут приводить к ослеплению пораженных. Термические поражения могут быть обусловлены как непосредственно световым импульсом ядерного взрыва, так и пламенем при возгорании одежды и возникших в очаге пожаров.

Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.

Защитой от воздействия светового излучения служит произвольная непрозрачная преграда. В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности (задымленности) воздействие светового излучения также снижается.

3) Проникающая радиация представляет собой гамма-излучение (g-излучение) и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва в течение единиц или десятков секунд. Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой.

Длина пробега в воздухе гамма-лучей до 4 км. Это излучение обладает высокой проникающей способностью, но ионизирующая способность этого излучения низкая. Длина пробега нейтронов в воздухе зависит от энергии частиц, для быстрых нейтронов составляет до 2 км. Поток нейтронов обладает высокой проникающей и ионизирующей способностью – в 10 раз большей по сравнению с g-излучением.

Проникающая радиация в результате внешнего облучения человека может вызвать острую лучевую болезнь. В материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующего излучения наблюдаются обратимые и необратимые изменения.

От g-излучения хорошо защищают материалы, имеющие элементы с высокой атомной массой (железо, свинец). Нейтроны хорошо поглощаются материалами, содержащими лёгкие элементы (водород, литий, бор).

Идеального однородного защитного материала от всех видов проникающей радиации нет, для создания максимально лёгкой и тонкой защиты приходится совмещать слои различных материалов для последовательного поглощения нейтронов, а затем гамма-излучения (например, многослойная броня танков, в которой учтена и радиационная защита; защита оголовков шахтных пусковых установок из ёмкостей с гидратами лития и железа с бетоном), а также применять материалы с добавками.

4) Радиоактивное загрязнение местности – результат выпадения из поднятого в воздух облака значительного количества радиоактивных веществ. Наиболее сильное загрязнение возникает при наземном ядерном взрыве, при воздушном взрыве радиоактивное загрязнение местности незначительно.

Источники радиоактивного загрязнения местности:

- радиоактивные изотопы деления урана и плутония;

- наведенная радиоактивность – искусственно возникающая при облучении нейтронами радиоактивность окружающей среды (воздуха, почвы, воды, предметов и т.п.);

- остатки непрореагировавшей части ядерного заряда.

Оседая на поверхность земли по направлению движения облака, продукты взрыва создают радиоактивный участок, называемый радиоактивным следом. Плотность заражения в районе взрыва и по следу движения радиоактивного облака убывает по мере удаления от центра взрыва. На радиоактивное заражение местности и воздуха большое влияние оказывает рельеф местности. При наличии возвышенностей и холмов более сильное заражение будет наблюдаться с наветренной стороны. Овраги и лощины заражаются в большей степени в том случае, когда ветер дует вдоль них. При сильном дожде радиоактивные вещества частично смываются потоками воды, поэтому в лощинах и оврагах заражение может усиливаться. Дождь и снегопад способствуют также быстрому осаждению радиоактивных веществ из воздуха, в результате этого воздух становится менее зараженным, но повышается зараженность местности.

Радиоактивные осадки делят на два вида: ранние (локальные) и поздние (глобальные). Ранние осадки выпадают на поверхность земли в течение 24 часов после взрыва. Глобальные осадки выпадают в течение длительного времени на поверхности всего земного шара. Время их воздействия на окружающую среду весьма продолжительно. В связи с естественным процессом распада радиоактивность уменьшается, особенно резко это происходит в первые часы после взрыва.

Люди и животные, оказавшиеся на территории, загрязненной радиоактивными веществами, подвергаются внешнему гамма-облучению, а также воздействию бета-, альфа-излучений радиоактивных веществ (РВ) при попадании их в организм вместе с зараженными воздухом, пищей и водой.

Альфа-частицы – это поток ядер гелия, лишенных электронной оболочки. Пробег в воздухе составляет 5-10 см. В ткани проникает на глубину до 0,1 мм. Оказывает поражающее действие при попадании внутрь. Ионизирующая способность в 20 раз большая, чем g-излучения.

Бета-излучение – это поток электронов. Длина пробега в воздухе – 10-20 м. В ткани человека проникают на глубину 5-7 мм. Оказывает поражение при попадании внутрь и на кожу человека. По ионизирующей способности аналогично g-излучению.

След радиоактивного облака в соответствии с мощностью экспозиционной дозы принято условно делить на четыре зоны: умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) заражения (рис. 2).

5) При ядерном взрыве в результате сильных токов в ионизованном радиацией и световым излучением воздухе возникает сильнейшее переменное электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). ЭМИ не оказывает прямого влияния на человека, повреждая электроаппаратуру, электроприборы и линии электропередач. Помимо этого большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций. Этот эффект может быть использован для ослепления системы предупреждения о ракетном нападении.