Поражающие факторы ядерного оружия

При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды в ограниченном объеме выделяется колоссальное количество энергии. Температура повышается до нескольких миллионов градусов, а макси­мальное давление расширяющегося воздуха может достигать миллиар­дов атмосфер. За счет высокой температуры формируется шаровая све­тящаяся область, излучающая мощный поток фотонов — световое излучение.

Мощный поток нейтронов и у-квантов, особенно при взрыве тер­моядерных боеприпасов, образует проникающую радиацию. В резуль­тате взаимодействия гамма-излучений с атомами воздуха образуется поток быстрых электронов, который приводит к возникновению элект­ромагнитного импульса (ЭМИ). Область повышенного давления, рас­пространяясь со сверхзвуковой скоростью, формирует ударную волну.

При наземном ядерном взрыве под воздействием высокой тем­пературы значительное количество грунта плавится, испаряется, пере­мешивается с радиоактивными веществами и вовлекается восходящи­ми потоками воздуха в пылевой столб характерной грибовидной фор­мы. Радиоактивное облако перемещается по направлению ветра, а вы­падающие из него частицы формируют след облака — радиоактивное заражение местности.

Таким образом, поражающими факторами ядерного взрыва яв­ляются световое излучение, проникающая радиация, электромагнит­ный импульс, ударная волна и радиоактивное заражение.

Воздействие поражающих факторов на людей и объекты зави­сит от типа ядерных боеприпасов и их мощности, а также от среды, в которой произведен ядерный взрыв (вида взрыва). Возможные виды взрыва: подземный, наземный, воздушный — до 10 км, высотный >10 км, подводный, надводный.

Условно считают, что при воздушном ядерном взрыве 50% по­ражений наносится ударной волной, 30% — световым излучением, 15% — радиоактивным заражением и 5%,— проникающей радиацией и ЭМИ. При взрыве нейтронного боеприпаса до 70% энергии расхо­дуется на проникающую радиацию.

Световое излучение

Под световым излучением ядерного взрыва (СИЯВ) понимают электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ульт­рафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Источником светово­го излучения является светящаяся область взрыва, состоящая из нагре­тых до высокой температуры (максимум 8000—10 000 и минимум 1800 °С) паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах — и испарившегося грунта.

Продолжительность светового излучения (t_CB) зависит от мощ­ности (q, кт) и вида ядерного взрыва и может достигать десятков се­кунд.

При воздушном ядерном взрыве боеприпаса мощностью 10 Мт световое излучение продолжается 23 секунды, а 1 Мт — 10 сек.

Основным поражающим параметром светового излучения явля­ется световой импульс (U).

Световой импульс — количество (плотность потока) 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/м²) или в калориях (внесистемная единица измерения) на квадратный сантиметр (кал/см²). 1 кал/см² = 4,2 • 10⁴ Дж/м². 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 оценке поражающего действия светового излучения 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 отражением. 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.

Поражающее действие светового излучения определяется не толь­ко значением светового импульса и его длительностью, но и свойства­ми поверхности. Чем больше поглощающая способность поверхности и чем меньше теплопроводность и удельная теплоемкость, тем выше температура ее нагрева.

Поражение людей световым излучением выражается в появлении различных степеней ожогов открытых (кисти рук, лицо, шея) и защи­щенных одеждой участков кожи, а также в поражении глаз. Ожоги мо­гут быть непосредственно от излучения или пламени, возникшего при возгорании различных материалов под действием светового излучения.

Различают четыре степени ожогов (табл. 2.10): ожог первой степени выражается в болезненности, покраснении и припухлости кожи; ожог второй степени характеризуется образованием пузырей; ожог третьей степени вызывает омертвение глубоких слоев кожи; при ожоге четвертой степени обугливается кожа и подкожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани.

Поражения, наносимые световым излучением

Тяжесть поражения людей световым излучением определяется ае только степенью ожога, но и площадью — размерами обожженных участков кожи.

Потеря работоспособности персонала объектов экономики и на­селения будет наблюдаться при ожогах открытых участков кожи вто- эой и третьей степени или при ожогах второй степени под одеждой не менее 3% поверхности тела).

Световое излучение вызывает три вида поражений глаз: вре­менное ослепление, которое может длиться до 30 мин.; ожоги глазного дна, возникающие при фиксированном взгляде на светящуюся область взрыва; ожоги роговицы и век, возникающие на тех же расстояниях, что и ожоги кожи.

Степень воздействия светового излучения на элементы объектов экономики зависит от свойств и конструкционных материалов и может вызвать оплавление, обугливание и воспламенение различных ма­териалов, в результате чего возникают пожары. Обычно критическое значение светового импульса для древесины и ткани составляет около 100 кДж/м².

Радиоэлектронная, особенно полупроводниковая, аппаратура весьма чувствительна к температурному режиму. При повышении тем- тературы она может снижать технические характеристики и даже вы­водить из строя.