1. Ядерное оружие и его поражающие факторы.

Ядерным оружием называется оружие, поражающее действие которого обусловлено внутриядерной энергией, выделяющейся в результате взрывных процессов деления или ядер химических элементов. Оно включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории:

– «Атомные» – однофазные или одноступенчатые устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции деления тяжелых элементов (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

– «Водородные» – двухфазные или двухступенчатые устройства, в которых последовательно развиваются два физических процесса, локализованных в различных областях пространства: на первой стадии основным источником энергии является реакция деления ядер, а на второй реакции деления и термоядерного синтеза используются в различных пропорциях, в зависимости от типа и настройки боеприпаса. Первая стадия запускает вторую, в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии взрыва. Термин термоядерное оружие используется в качестве синонима для «водородного».

Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие – двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50 — 75 % энергии получается за счет термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход однофазных ядерных устройств сравнимой мощности. За счет этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30 % от общего энерговыхода), что может быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте – количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва; во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества взрывчатого вещества.

Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:

– сверхмалые (менее 1 кт);

– малые (1 — 10 кт);

– средние (10 — 100 кт);

– крупные (100 кт — 1 Мт);

– сверхкрупные (свыше 1 Мт).

Ядерным взрывом называется взрыв, происходящий в результате освобождения энергии, в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. Ядерные взрывы обычно классифицируют по двум признакам: мощности заряда, инициировавшего взрыв, и местоположению точки нахождения заряда в момент подрыва (центр ядерного взрыва). Проекция этой точки на поверхность земли называется эпицентром ядерного взрыва. В зависимости от окружающей зону взрыва среды различают воздушные (выше 10 км), подземные, наземные, подводные, надводные и высотные (выше 10 км) ядерные взрывы.

При высотных и воздушных взрывах светящийся огненный шар не касается поверхности земли или воды, при наземных и надводных взрывах он касается их поверхности (видна только часть светящегося шара), при подземных и подводных взрывах этого шара не видно.

Очаг ядерного поражения – территория, на которой под воздействием поражающих факторов ядерного оружия возникли массовые разрушения зданий и сооружений, пожары, радиоактивное заражение местности и потери среди населения.

Поражающие факторы ядерного оружия: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс, на которые приходится соответственно 50, 35, 4, 10 и 1% энергии ядерного взрыва.

Ударная волна – основной поражающий фактор ядерного взрыва. Она возникает в результате выделения огромной энергии в крайне короткое время ядерной реакции (порядка долей микросекунды).

Температура в зоне ядерной реакции достигает 20-30 млн. градусов. Боеприпас мгновенно превращается в раскаленные газы, которые в небольшом объеме создают давление порядка 1 млрд. атмосфер. Раскаленные газы в результате их высокого давления расширяются с большой скоростью, сжимают и приводят в движение окружающие слои воздуха. Перемещение воздуха распространяется со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва. Таким образом, ударная волна – это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Сила ударной волны – это величина избыточного давления во фронте ударной волны (ее передней границы) над атмосферным давлением воздуха, измеряемая в кг/см².

Скорость движения и расстояние, на которое распространяется ударная волна, зависят от мощности взрыва. Чем мощнее взрыв, тем больше скорость и радиус действия ударной волны. Кроме того, на радиус действия ударной волны оказывают влияние рельеф местности, метеорологические условия и ветер.

При быстром движении ударной волны происходит также перемещение частиц воздуха в сжатом слое в направлении распространения ударной волны. Воздух движется за фронтом волны со сверхзвуковой скоростью и представляет собой ураган огромной силы.

Поражающее действие ударной волны определяется главным образом избыточным давлением и скоростным напором воздуха.

Избыточное давление – это разница между нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны и максимальным давлением во фронте ударной волны.

Скоростной напор воздуха – это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха. Величина скоростного напора воздуха зависит от скорости и плотности воздуха за фронтом волны и тесно связана со значением максимального избыточного давления ударной волны. Скоростной напор воздуха заметно сказывается при избыточных давлениях свыше 0,5 кг/см².

Непосредственное поражение (первичное, прямое) человека ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается как резкий удар. Ударная волна почти мгновенно охватывает человека и сжимает его со всех сторон, при этом тело человека сжимается, а затем расслабляется. По тканям и органам проходит как бы волна деформации (резкое сжатие и расслабление). В результате этого органы, содержащие воздух или жидкости, могут подвергнуться множественным разрывам (легкие, кровеносные сосуды, желудок, кишечник, желудочки мозга, легкие, мочевой и желчный пузыри и др.). Скоростной напор воздуха действует с одной стороны, обладает метательным действием и может отбросить человека, причинив ему травмы.

Косвенное (вторичное) воздействие ударной волны вызывает травмы летящими обломками разрушающихся зданий и сооружений и другими предметами, которые под действием скоростного напора воздуха перемещаются с большой скоростью.

Воздействуя на людей, ударная волна вызывает травмы различной тяжести, которые подразделяются на:

легкие, возникающие при избыточном давлении 0,1-0,3 кг/см². Однако иногда могут быть травмы и средней тяжести. У пораженных могут возникать неприятные субъективные ощущения (шум и звон в ушах), признаки легкой контузии (тошнота, рвота), иногда разрывы барабанных перепонок, сосудов носовой полости, вывихи. Могут быть и открытые повреждения от летящих предметов. Эвакуация: 50% в положении сидя, 50% пешим порядком. Большинство пострадавших не нуждаются в неотложной врачебной помощи. Лечение от 1 до 60 суток. Исход – трудоспособность восстанавливается полностью.

средние, появляющиеся при избыточном давлении 0,3-0,5 кг/см², у некоторых могут быть и тяжелые травмы. У пострадавших могут быть разрывы барабанных перепонок, кровохарканье, кровотечения из ушей, рта, проявления средней контузии (кратковременная потеря сознания, расстройство или потеря речи, тошнота, рвота, адинамия), возможны переломы длинных трубчатых костей. Эвакуация в положении лежа, лечение 2-3 месяца. Исход ­– летальность около 10%, инвалидность различной степени.

тяжелые, возникающие при избыточном давлении 0,5-0,8 кг/см², возможны и крайне тяжелые травмы. У пострадавших могут возникать разрывы внутренних органов, переломы костей конечностей, состояние шока, повреждение среднего уха, тяжелые контузии, проявляющиеся длительной потерей сознания, расстройством дыхания, падением артериального давления. Эвакуация в положении лежа. На I этапе медицинской эвакуации 50-60% пострадавших будут нуждаться в неотложной врачебной помощи в ближайшее время, из них около 50% станут нетранспортабельными. Лечение длительное. Летальный исход в 25% случаев и более; высокая инвалидность.

крайне тяжелые, наблюдающиеся при избыточном давлении свыше 0,8-1 кг/см². В этой группе пострадавших повреждения будут чаще несовместимые с жизнью: разрывы брюшной и грудной стенок с размозжением внутренних органов, множественные переломы костей, отрывы конечностей, тяжелейший шок и контузии. Всем необходима неотложная врачебная помощь и все нетранспортабельны. Исход: почти 100% летальность, выжившие станут тяжелыми инвалидами.

Таким образом, ударная волна вызывает закрытые и открытые травмы, от высокой температуры воздуха возможны ожоги открытых частей тела и верхних дыхательных путей.

В зонах обильной запыленности может наступить закупорка дыхательных путей, а в горящих зданиях и сооружениях – отравления окисью углерода и ожоги.

Всю территорию ядерного очага делят на 4 кольцевых зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.

Зона полных разрушений (при избыточном давлении свыше 0,5 кгс/см²). Она характеризуется полным разрушением зданий и сооружений с полным обрушиванием всех зданий. При этом до 75% противорадиационных укрытий будут иметь сильные и средние разрушения, подземные коммунально-энергетические сети (до 95%) сохранится. На улицах сплошные завалы, движение транспорта невозможно. Зона сплошных пожаров. Общие потери среди населения – 90%, из них безвозвратных 80% и санитарных 10%.

Условия работы формирований ГОЗ крайне неблагоприятные. Объем спасательных работ минимален (проделывание подходов в убежища, извлечение людей из заваленных убежищ, подача в них воздуха).

Зона сильных разрушений (при избыточном давлении 0,5-0,3 кгс/см²). Она характеризуется сильным разрушением стен и перекрытий верхних этажей зданий и сооружений, образованием трещин в стенах и деформацией перекрытий нижних этажей, образованием местных завалов и массовых пожаров. Убежища сохраняются, но будут иметь средние и слабые разрушения, входы в них и воздухозаборные устройства могут быть завалены.

Большинство противорадиационные укрытия (ПРУ) подвального типа сохраняется. На улицах частичные и сплошные завалы. Движение транспорта затруднено. Это зона очаговых, а местами и сплошных завалов и задымления. Большая опасность отравления окисью углерода.

Общие потери могут достигать 50%, из них безвозвратные 35%, санитарные 15%. Условия работы формирований ГОЗ ограничены.

Зона средних разрушений (при избыточном давлении 0,3-0,2 кг/см2). Она будет характеризоваться средним разрушением промышленной и жилой застройки, образованием очагов завалов и массовых пожаров, средними и слабыми разрушениями противорадиационных укрытий. Проезд возможен только по магистральным улицам. Среди людей, находящихся в убежищах и в укрытиях, потерь, как правило, не будет. Травмы у людей возникают, главным образом, от летящих предметов и обломков конструкций зданий и сооружений. Здания медицинских сооружений будут непригодны для работы из-за сильных повреждений.

Общие потери среди населения могут составить 40%, из них безвозвратные 15%, санитарные 25%. Условия для развертывания и работы формирований ГОЗ ограничены.

Зона слабых разрушений (при избыточном давлении 0,2-0,1 кгс/см2). Она характеризуется незначительным разрушением второстепенных элементов зданий (перегородки, дверные и оконные переплеты, крыши и т.п.) и образованием многочисленнызх очагов отдельных пожаров, завалов не образуется, защитные сооружения всех типов сохраняются. Здания лечебных учреждений можно быстро привести в готовность к работе. Поражения людей чаще легкие, но могут быть и средней тяжести. Площадь этой зоны составит 2/3 площади очага.

Общие потери среди населения составят около 15% и почти все будут санитарными.

Поражающее действие светового излучения (СИ).

Световое излучение – это поток лучистой энергии из светящегося огненного шара ядерного взрыва, распространяющийся во все стороны со скоростью света. Он состоит из видимых, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Диаметр огненного шара в зависимости от мощности взрыва достигает 50-5000 метров. Поражающее действие СИ зависит от величины светового импульса и времени действия. Время действия 1– 30 сек Радиус действия – < 2 км - 1 кт, 15 км - 100 кт, 25-30 км - > 1 Мт

Световой импульс – это количество энергии СИ, подающееся на 1 см² поверхности за все время свечения и измеряется в калориях на см².

Световое излучение вызывает ожоги различной степени и прежде всего у незащищенного населения.

Ожоги в результате ядерного взрыва бывают:

– первичные (лучевые) – от непосредственного воздействия СИ, их называют профильные ожоги, так как они возникают на стороне тела, обращенной к месту взрыва. Они будут более глубокими на открытых участках тела. Кроме ожогов кожи может наступить поражение органов зрения (ожоги век, переднего отдела глазного яблока, ожоги сетчатки и ослепление).

– вторичные (термические, или контактные). Они возникают вследствие воспламенения одежды и пожаров. Ожоги могут быть вызваны воздействием раскаленного воздуха (ожоги дыхательных путей).

Поражающее действие светового излучения ядерного взрыва

I степень ожога	II степень ожога	III степень ожога
3 – 6 кал/см2	6 – 9 кал/см2	9 – 14 кал/см2

Первичные ожоги составляют основную массу поражений, вторичные около 10%.

Большие и длительные пожары на территории очага могут привести к быстрому недостатку кислорода и накоплению угарного газа и вызвать отравление людей, находящихся в поврежденных убежищах, укрытиях и других помещениях.

Поражающее действие проникающей радиации.

Проникающая радиация – это поток гамма-излучения (длительность действия 10-15 секунд) и нейтронов (длительность – доли секунды), распространяющееся в воздухе во все стороны от эпицентра взрыва на расстояние от 2,5-3 км.

Гамма-лучи и нейтроны обладают большой проникающей способностью. Проникая в биологические ткани, они ионизируют атомы и молекулы биологически активных веществ организма. В результате этого нарушаются отдельные функции органов и систем и развивается лучевая болезнь.

Степень ионизации среды гамма излучением определяется дозой излучения, единицей измерения которой служит рентген. Нейтронов – БЭР (биологический эквивалент рентгена).

Тяжесть поражения проникающей радиацией зависит от полученной дозы облучения (р), более точно, от поглощенной тканями организма энергии излучения (рад – единица поглощенной дозы излучения, 1 рад соответствует 100 эрг поглощенной энергии в 1 г вещества)

Допустимые дозы облучения людей в военное время:

– однократное или суммарное облучение в течении 4-х суток -50р,

– многократное облучение в течение 10-30 суток - 100р;

– многократное облучение в течение 3-х месяцев - 200р;

– многократное облучение в течение 1 года - 300р.

По тяжести заболевания лучевую болезнь принято делить на 4 степени.

Доза облучения, Р	Степень тяжести	Летальность	Сроки обязательной госпитализации и лечения
100-200	I-легкая	нет	амбулаторное
200-400	II-средняя	20%	госпитализация с 20 суток
400-600	III-тяжелая	50-80%	госпитализация с 8 суток
600-1000	IV- крайне тяжелая	100%	симптоматическое лечение на дому с первых суток.

Зависимость дозы радиации от расстояния до эпицентра ядерного взрыва, Гр

(мощность заряда 1 кт)

Вид оружия	Расстояние от эпицентра, км				Соотношение γ:n излучений	Время действия
	0,5	1	1,5	2
Атомное	6	1	0,2	-	7:3	γ – 10-20 с
Нейтронное	600	22	2,4	0,2	1:9	n – 0,5 с

Поражающее действие радиоактивного заражения местности

Радиоактивное заражение местности обусловлено выпадением радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.

Наиболее сильное заражение местности возникает при наземных и неглубоких подземных взрывах, сопровождающихся выбросом грунта. Источником радиоактивного заражения являются:

– продукты деления ядерного горючего (уран-233 и 235, плутоний 239, в некоторых боеприпасах уран-238)

– наведенная радиоактивность. Она возникает в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы почвы, которые в результате этого становятся радиоактивными.

– не прореагировавшая часть ядерного заряда (не принявшая участия в ядерной реакции). Радиоактивность этих веществ очень малая (длительный период полураспада) и излучают они в основном альфа-частицы, проникающая способность которых мала (их поглощает лист писчей бумаги).

Таким образом, основными источниками радиоактивного заражения местности являются: продукты деления ядерного заряда и наведенная радиоактивность.

При наземном взрыве светящийся раскаленный шар касается поверхности земли, верхний слой почвы измельчается ударной волной и частично расплавляется, перемешивается с радиоактивными продуктами ядерного взрыва и наведенными радиоактивными веществами. Мелкие частицы шлака и почвы увлекаются восходящими потоками раскаленного воздуха и за короткий промежуток времени (около 10 минут) поднимаются в виде пыли на большую высоту (около 20 км.). Так возникает радиоактивное облако грибовидной формы, содержащее огромное количество радиоактивных веществ (в "шляпке" – около 90%, в пылевом столбе – около 10%).

При ядерном взрыве мощностью в 1 мт в воздух поднимается от 20 до 40 тысяч тонн грунта.

Радиоактивное облако, достигнув максимальной высоты, начинает перемещаться по направлению ветра. На пути движения из этого облака в силу тяжести начинает выпадать радиоактивная пыль (радиоактивные осадки), которая и вызывает радиоактивное заражение местности в виде полосы, называемой радиоактивным следом облака. Он будет иметь эллипсоидную форму, если направление ветра во время его формирования не изменялось.

Выпадение радиоактивных продуктов начинается практически сразу после взрыва и продолжается более суток, однако основная масса радиоактивных осадков выпадает в течение 10-12 часов.

Время начала выпадения на каждый конкретный участок местности зависит от расстояния от места взрыва и скорости ветра.

Формирование следа радиоактивного облака в каждой точке на местности завершается примерно в пределах одного часа. Наибольшее количество радиоактивных продуктов выпадает из центра облака по оси следа. С удалением от центра взрыва и в стороны от оси следа уровень радиации постепенно понижается, доходя до долей Р/ч. Длина следа радиоактивного облака может достигать сотен километров, ширина равна примерно 1/10 длины.

Степень радиоактивного заражения местности можно охарактеризовать:

– дозой облучения (радиации) до полного распада радиоактивных веществ, измеряемой в рентгенах (Р);

– уровнем радиации на определенное время после взрыва (Р/ч). Уровень радиации – это доза облучения, которую может получить человек в единицу времени на зараженной местности и измеряется в Р/ч. Местность считается зараженной при уровне радиации 0,5 рентген в час и больше.

Район радиоактивного заражения местности по уровням радиации через один час после взрыва условно делят на 4 зоны:

– зона А (умеренного заражения)- уровни радиации на внешней и внутренней границах 8-80 Р/ч,

– зона Б (сильного заражения) - уровни радиации на границах 80-240 Р/ч;

– зона В (опасного заражения)- уровни радиации на границах 240-800 Р/ч;

– зона Г (чрезмерно опасного заражения) - уровни радиации на границах 800 и более Р/ч.

Каждое семикратное увеличение времени через 1 час после взрыва ведет к снижению уровня радиации за счет полураспада радиоактивных веществ примерно в 10 раз. Следует знать, что главную опасность на следе радиоактивного облака представляет внешнее гамма-облучение, оно является ведущим фактором радиационных поражений. Гамма-облучение за счет попадания радиоактивных веществ через органы дыхания, пищеварительный тракт, раневые поверхности сравнительно невелико.

Величина и структура санитарных потерь на следе радиоактивного облака

Санитарные потери па следе радиоактивного облака в зависимости от степени защищенности населения могут колебаться от 15 до 50%.

При использовании защиты в первые трое суток вероятна следующая структура санитарных потерь от внешнего гамма-облучения:

– лучевая болезнь I степени - 20%;

– лучевая болезнь II степени - 20%;

– лучевая болезнь III степени - 30%;

– лучевая болезнь IV степени - 30%.

50% из заболевших будут нуждаться в обязательной госпитализации. Основная масса санитарных потерь будет возникать в течение двух-трех недель после формирования следа радиоактивного облака.

Комбинированные поражения возникают от воздействия 2-х и более поражающих факторов ядерного оружия и составляют - 45-55%.

Они протекают более тяжело, чаще осложняются шоком, развитием раневой инфекции, затрудняется диагноз ведущего (доминирующего) поражения, а также прогноз и тактика лечения.

Ведущее (доминирующее) поражение - это тот вид поражения, который является более опасным, способным в кратчайший срок привести к наиболее неблагоприятному исходу и требует в данный момент первоочередной медицинской помощи

Структура санитарных потерь по ведущему профилю поражений в ядерном очаге:

- ожоговый (О) - 27%,

- травматологический (ТР) - 20%,

- нейрохирургический (НХ) - 13%;

- торакоабдоминальный (ТА) - 10%;

- бедро и крупные суставы (БКС)- 10%;

- инфекционный (И) - 5%,

- психоневрологический (ПН) - 5%;

- терапевтический (Т) - 15% (лучевая болезнь).