Основная часть

1. Поражающие факторы ядерных взрывов и их воздействие на личный состав, вооружение, военную технику, способы защиты от них

При взрыве ядерного заряда за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а давление достигает миллиардов атмосфер.

Высокие температура и давление вызывают мощную ударную волну.

Наряду с ударной волной и световым излучением взрыв ядерного заряда сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и гамма-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 действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса. Так формируются основные поражавшие факторы ядерного взрыва.

Внешняя картина воздушного ядерного взрыва выглядит следующим образом. Вслед за яркой вспышкой образуется светящаяся область в виде сферы (или полусферы-при наземном взрыве). У поверхности светящейся области будет очень резкий перепад температуры и давления. Раскаленные газы будут стремительно расширяться, сжимая и приводя в движение окружающие слои воздуха. Сжатие передается от слоя к слою воздуха и в виде воздушной ударной волны распространяется на значительное расстояние от места взрыва. В этот же период из точки взрыва в окружающее пространство испускаются проникающая радиация и световое излучение. Светящаяся область со временем остывает и, поднимаясь, превращается в клубящееся радиоактивное облако. В это время с земли поднимается пылевой столб - восходящий поток воздуха с частицами грунта, вследствие чего облако становится грибовидной формы и имеет темно-коричневый цвет. Через 10-15 мин. после взрыва облако поднимается на высоту от 5 до 20 км, постепенно утрачивает свою характерную форму и, двигаясь по направлению ветра, рассеивается.

Воздушная ударная волна (ВУВ) - называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Передняя граница сжатой области называется фронтом ударной волны. С приходом фронта ударной волны в какую-либо точку пространства давление воздуха резко (скачком) увеличивается и достигается максимальной величины. Также резко в этой точке увеличивается плотность, массовая скорость и температура воздуха. Повышенное давление воздуха сохраняется в течение времени, называемого фазой сжатия.

К концу фазы сжатия давление воздуха уменьшается до атмосферного. За фазой сжатия следует фаза разряжения, в течение которой давление воздуха увеличивается до атмосферного. Движение воздуха в ударной волне воспринимается как сильное ветровое давление, которое называют скоростным напором.

Поражающее действие ударной волны на различные объекты имеет свои особенности. Роль избыточного давления и скоростного напора в повреждении или разрушении зависит от размеров, конструкции объекта и степени его связи с земной поверхностью.

Поражения людей вызываются как прямым действием ВУВ, так и косвенно (летящими обломками сооружений, падающими деревьями, камнями, грунтом и т.п.). В зависимости от величины избыточного давления травмы от действия ударной волны принято подразделять на легкие (Р_ф = 0,2-0,4 кгс/см²), средние (Р_ф = 0,5 кгс/см² ) и тяжелые (Р_ф = 0,5 кгс/см² ).

Метательное действие скоростного напора является определяющим в выводе из строя танков, боевых машин, орудия, автомобилей, другой техники и вооружения.

Наименее устойчивы к ударной волне самолеты, вертолеты и ракеты. Они могут выходить из строя при давлении 0,1-0,3 кгс/см².

Основной способ зашиты личного состава и техники от поражения ударной волной- изоляция их от действия повышенного давления и скоростного напора.

Для этого используют простейшие укрытия и убежища. Снижается воздействие ударной волны на объект если он находится за какой-либо преградой (за холмом, в овраге, высокой насыпью дороги и т.п.).

Поражающие действие на людей, находящихся на открытой местности, значительно снизится, если к моменту прихода волны они успеют лечь на землю (ВУВ проходит 1 км за 2 с, 2 км за 5 с, 3 км за 8 с).

Световое излучение ядерного взрыва (СИЯВ) - представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, включающего ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются.

Температура нагрева зависит от многих факторов и может быть такой, что поверхность объекта обуглится, оплавится или воспламенится.

Световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела человека, а в темное время суток - временное ослепление.

Источником СИЯВ является светящаяся область, взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах и испарившегося грунта.

Время существования светящейся области и ее размеры тем больше, чем больше тротиловый эквивалент взрыва.

По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва. Так, при взрывах боеприпасов малой мощности время свечения составляет 1-2 с, а диаметр светящейся области 200-500 м, для боеприпаса крупной мощности эти параметры имеют значения, соответственно - 5-10 с и 1000-2000 м.

Основной характеристикой, определяющей поражающую способность СИЯВ, является световой импульс - количество световой энергии, падающей за время существования светящейся области на единицу площади поверхности перпендикулярной направлению распространения СИЯВ.

Интенсивность светового излучения с увеличением расстояния уменьшается вследствие рассеивания и поглощения энергии. Дождь, снег, туман, пыль и дым, поглощая СИЯВ, снижают его поражавшие действия в несколько раз, а за счет отражения от облаков или снежного покрова поражающее действие излучения может увеличится почти в 2 раза.

Поражение людей выражается в появлении ожогов различной степени, а также в поражении глаз.

Различают 4 степени ожогов:

• ожог 1-ой степени - поверхностное поражение кожи (покраснение);

• ожог 2-ой степени - характеризуется образованием пузырей;

• ожог 3-ей степени вызывает омертвение глубоких слоев кожи;

• при ожоге 4-ой степени обугливаются кожа и подкожная клетчатка.

Поражение глаз возможно трех видов:

• временное ослепление (до 30 мин);

• ожоги глазного дна, возникавшие при прямом взгляде на светящуюся область взрыва;

• ожоги роговицы и век.

Степень воздействия СИЯВ на технику и сооружения зависит от свойств их конструкционных материалов.

Зашита от СИЯВ наиболее проста, чем от других поражающих факторов ядерного взрыва, поскольку любая непрозрачная преграда, любой объект, создавший тень, надежно защищают от ожогов световым излучением.

В качестве дополнительных мер зашиты рекомендуются следующие:

• использование экранирующих свойств оврагов, лощин, местных предметов;

• постановка дымовых завес для поглощения энергии светового излучения;

• повышение отражательной способности материалов (побелка и т.п.);

• повышение стойкости к воздействию СИЯВ (обмазка глиной, обсыпка грунтом, снегом, пропитка тканей огнестойкими составами);

• использование средств зашиты глаз от временного ослепления.

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток гамма-излучения и нейтронов.

Оба эти вида излучения различны по своим физическим свойствами, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе на 2,5-3 км, а проходя через биологические ткани, ионизируют атомы и молекулы живых клеток, в результате чего нарушается обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению специфической лучевой болезни.

Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции деления и синтеза, а также радиоактивный распад осколков деления.

Время действия проникающей радиации не превышает нескольких секунд и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой излучение поглощается толщей воздуха и практически не достигает поверхности земли.

Поражающее действие проникающей радиации характеризуется величиной дозы излучения, т.е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды.

Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризует потенциальную опасность воздействия радиации при общем и равномерном облучении тела человека.

Поглощенная доза более точно определяет воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани организма.

Доза проникающей радиации зависит от типа ядерного заряда, мощности и вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва.

Проникающая радиация является одним из основных поражающих факторов при взрывах нейтронных боеприпасов сверхмалой и малой мощности.

В зависимости от дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни:

• 1-ая степень (легкая) при дозе облучения 150-250 Р;

• 2-ая степень (средняя) при дозе облучения 250-400 Р;

• 3-ая степень (тяжелая) при дозе облучения 400-700 Р;

• 4-ая степень (крайне тяжелая) при дозе облучения свыше 700 Р.

В боевой технике и вооружении под воздействием нейтронов может образоваться наведенная активность, которая оказывает влияние на боеспособность личного состава. При больших дозах излучения утрачивают работоспособность комплектующие элементы систем радиоэлектроники и электроавтоматики. При дозах более 2000 Р темнеют стекла оптических приборов, окрашиваясь в фиолетово-бурый цвет. Дозы излучения 2-3 Р проводят в негодность фотоматериалы. Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-кванты и нейтроны.

При этом необходимо учитывать, что кванты сильнее всего ослабляются тяжелыми материалами -(свинец, сталь, бетон) а нейтроны, легкими- (вода, полиэтилен).

Защитные свойства различных материалов характеризуются толщиной слоев половинного ослабления проникающей радиации, так например слой половинного ослабления бетона составляет по нейтронам - 9-12 см, по гамма-излучению - 6-12 см.

Наиболее надежными средствами зашиты от проникающей радиации, являются фортификационные сооружения. Так перекрытые щели ослабляют проникающую радиацию в 100 раз, убежища - в 15000 раз.

В качестве средств, ослабляющих действие ионизирующих излучений на организм человека, используются различные противорадиационные препараты.

Радиоактивное заражение местности (РЗМ)- приземного слоя атмосферы и объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.

Значение РЗМ как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе ядерного взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него.

В отличие от других поражающих факторов, действие которых проявляется в течение относительно короткого времени после взрыва, РЗМ может быть опасным на протяжении нескольких суток и недель после взрыва.

Наиболее сильное РЗМ происходит при наземных взрывах.

Источниками радиоактивного заражения являются: продукты деления (осколки) ядерного горючего, радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов- наведенная активность; не разделившаяся часть ядерного ВВ.

Как поражающий фактор РЗМ наибольшую опасность представляет для людей. Оно, как и проникающая радиация, может вызывать лучевую болезнь. Кроме того, РЗМ вызывает потемнение стекол оптических приборов, изменение параметров элементов РЭО, засвечивание фотоматериалов.

Основной величиной, характеризующей степень опасности РЗМ, является мощность дозы излучения - доза излучения в единицу времени (ед. измерения рад/час).

По степени заражения и возможным последствиям внешнего облучения личного состава войск на зараженной местности принято выделять следующие зоны заражения:

• зона А - умеренного заражения (доза до полного распада РВ на внешней границе - 40 Р, уровень радиации через 1 час после взрыва – 8 Р/ч);

• зона Б - сильного заражения (соответственно - 400 Р и 80 Р/ч);

• зона В - опасного заражения (1200 Р, 240 Р/ч);

• зона Г - чрезвычайно опасного заражения (4000 Р, 800 Р/ч),

Со временем уровни радиации на местности снижаются примерно 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.

Степень заражения объектов обычно значительно меньше степени заражения той местности, на которой они находятся.

О степени заражения РВ принято судить по величине мощности дозы излучения вблизи зараженных поверхностей в мР/час.

Предельно допустимые величины заражения РВ поверхностей различных объектов:

• поверхность тела человека – 20 мР/час;

• обмундирование – 30 мР/час;

• техническое имущество – 200 мР/час;

• вертолеты: - внутри - 100 мР/час, снаружи – 500 мР/час.

Радиационное поражение личного состава при действиях на зараженной местности или при полетах в зараженной атмосфере может произойти в основном в результате внешнего облучения, а также внутреннего облучения за счет ингаляционного поступления РВ в организм человека и заражения кожи продуктами ядерного взрыва (ПЯВ).

В настоящее время в качестве доз внешнего облучения летного и технического состава, не приводящих к потери его боеспособности, приняты:

• при однократном облучении в течение 4-х суток для летного состава 25 Р для технического состава 50 Р;

• при многократном облучении в течение первых 10-30 суток 50-60 Р и 100 Р соответственно - в течение 3-х месяцев (за квартал) - 100 Р и 200 Р;

• в течение года - 150 Р и 300 Р.

Электромагнитный импульс (ЭМИ)

Ядерные взрывы приводят к возникновению мощных электромагнитных полей. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть ЭМИ.

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках, расположенных в воздухе, земле, на военной технике и др. объектах.

Основной причиной генерации ЭМИ длительностью менее 1 сек. считают взаимодействие гамма-квантов и нейтронов с газом во фронте ударной волны и вокруг него. Механизм такого взаимодействия заключается в следующем: кванты, испускаемые из зоны протекания ядерных реакций, выбивают из атомов воздуха электроны, которые летят в направлении движения гамма-квантов со скоростью, близкой к скорости света, а положительные ионы (остатки атомов) остаются на месте. В результате такого разделения электрических зарядов в пространстве образуются электрические и магнитные поля.

Поражающее действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре и наблюдается (при наземном и низком воздушном взрывах) на расстоянии порядка нескольких километров от центра взрыва.

Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры.

По масштабам и характеру поражающего действия ядерные взрывы существенным образом отличается от взрывов обычных боеприпасов.

Одновременное воздействие ударной волны, светового излучения и проникающей радиации в значительной мере определяет комбинированный характер поражающего действия на людей, военную технику и сооружения.

Характеристика возможных аварий (разрушений) на АЭС и их последствия

В широком плане к потенциально опасным объектам с ядерными компонентами относятся:

• атомные электростанции (АЭС);

• предприятия ядерного топливного цикла;

• ядерные боеприпасы и склады их хранения;

• заводы по изготовлению ядерных боеприпасов.

С учетом возможных масштабов и последствий разрушений (аварий) основными из них являются АЭС.

Основу АЭС составляют ядерные реакторы.

Ядерные реакторы - это устройства, в которых протекает управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов (урана, плутония).

В России работают порядка десяти мощных АЭС с ядерными энергетическими реакторами на тепловых нейтронах двух основных типов:

• РБМК - реактор большей мощности канальный;

• ВВЭР - водо- водяной энергетический реактор;

• РБН - реактор на быстрых нейтронах.

Принцип действия этих реакторов заключается в создании условий для протекания управляемой цепной реакции деления ядер обогащенного природного урана с использованием тепловых нейтронов. Выделяющаяся при этом энергия (тепловая), обеспечивает нагрев воды (теплоносителя), образование пара, который подается на турбины турбогенераторов для преобразования тепловой энергии в электрическую.

Ядерный реактор является не только источником тепловой энергии, но и мощным генератором искусственных радиоактивных изотопов (около 200 изотопов различных элементов с различными периодами полураспадов).

Наиболее опасными из них являются следующие изотопы:

• стронций-89 и стронций-90, которые, оседая в костном мозгу, вызывают лейкемию;

• йод-131 и йод-133– оседают в щитовидной железе, которая вырабатывает гормоны, регулирующие жизненно важные функции организма;

• цезий-134 и цезий-137 - оседают в почках и костях.

Эти изотопы опасны и тем, что они относятся к долгоживущим, а это обуславливает их длительное радиоактивное воздействие на человеческий организм.

В процессе работы в реакторе накапливается плутоний-239 (сотни кг), который весьма ядовит и к тому же является активным веществом требующим особого учета при оценке степени опасности радиоактивного загрязнения местности.

Характер разрушений (аварий) ядерного реактора трудно предсказуем. Наиболее опасным является случай, когда разрушение (авария) приводит к разгону реактора и, как следствие, к тепловому взрыву в его активной зоне. Возникающее при этом радиоактивное облако поднимается на высоту 1,5-2 км.

Последствия аварии на АЭС определяются количеством РВ, поступивших из разрушенного реактора в окружающую среду. По масштабам заражения территории возможные аварийные ситуации подразделяются на три типа:

- локальная- радиационные последствия ограничены одним зданием или сооружением АЭС;

- местная- радиационные последствия ограничены территорией промышленной площадки;

- общая авария- радиационные последствия распространяются за пределы промышленной площадки АЭС.

Разрушение ядерного реактора на АЭС в ходе боевых действий с применением обычных средств поражения (ОСП) приведет к образованию двух поражающих факторов:

• радиоактивного облака (РО) за счет мгновенного выброса в атмосферу РВ и последующего их истечения в период длительного времени (радиоактивной струи);

• длительного РЗМ на значительной территории.

При прохождении РО над местностью происходит поражение личного состава как за счет ингаляционного наступления РВ, так и внешнего облучения. В процессе горизонтального переноса РО и струи ветром происходит осаждение РВ, что обусловливает длительное загрязнение местности, объектов и водоисточников (вследствие накопления в реакторе долгоживущих изотопов).

Вынужденные длительные действия личного состава, на загрязненной местности способны привести к появлению психологических потерь. Их значения, как показал опыт ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, достигает от 2 до 5%.

К основным последствиям разрушений (аварий) на АЭС, влияющим на боевые возможности и боевые действия авиационных частей, следует отнести:

- появление радиационных и психологических потерь;

- увеличение времени подготовки авиатехники к вылету вследствие вынужденного использования личным составом СИЗ;

- ограничение времени пребывания на загрязненной местности;

- необходимость учета при выборе профилей и маршрутов полетов опасных в радиационном отношении зон в атмосфере над районами разрушенных АЭС.

При организации и осуществлении защиты личного состава в условиях загрязнения местности и атмосферы необходимо учитывать следующие особенности:

1. Основную опасность представляет ингаляционное поступление - РВ. Для защиты от него следует использовать противогазы ПМК и ПМК-2, так как только они обладают защитными свойствами от паров радиоактивного йода. Через 14-16 дней после формирования радиоактивного следа на местности можно использовать респираторы.

2. Для блокирования медикаментозными средствами щитовидной железы в течении двух недель необходимо проводить йодную профилактику.

3. Защита от внешнего облучения достигается своевременным укрытием личного состава (при прохождении РО), ограничением времени пребывания на местности (установлением определенного режима работы), строгим соблюдением правил приготовления и приема пиши, учетом данных радиационного контроля и исключением переоблучения личного состава.

4. Трудность работ по специальной обработке.

5. Полеты в районе разрушенного реактора целесообразно осуществлять на высотах более 2000 м или совершать обход зоны опасного загрязнения атмосферы.

При вынужденной работе в зонах опасного загрязнения в кабинах управления целесообразно включать фильтры системы кондиционирования воздуха. Таким образом, масштабы и последствия разрушений (аварий) на АЭС способны оказать существенное влияние на боевые возможности и боевые действия частей и подразделений, поэтому необходимо знать и учитывать особенности защиты личного состава в этих условиях.

Специальная обработка заключается в проведении санитарной обработки личного состава, дезактивации, дегазации и дезинфек­ции вооружения, военной техники, средств защиты, обмундирования и снаряжения. В зависимости от обстановки, наличия времени и имеющихся в подразделении средств специальная обработка может выполняться частично или в полном объеме. Частичная специальная обработка включает частичную санитарную обработку личного состава, частичную дезактивацию, дегазацию и дезинфекцию военной техники. Такую обработку организует командир подразделения непосредственно в боевых порядках, не прекращая выполнять поставленную задачу. Она проводится сразу после заражения отравляющими веществами и биологическими средствами, а при заражении радиоактивными веществами — в течение первого часа непосредственно в зоне заражения и повторяется после выхода из этой зоны. Частичная санитарная обработка личного состава заключается: в удалении радиоактивных веществ с открытых участков тела, обмундирования и средств защиты смыванием водой или обтиранием тампонами, а с обмундирования и средств защиты, кроме того, вытряхиванием; в обезвреживании (удалении) отравляющих веществ и биоло­гических средств на открытых участках тела, отдельных участках обмундирования и средствах защиты с использованием индивидуальных противохимических пакетов. Частичная дезактивация, дегазация и дезинфекция вооружения, боевой техники и транспорта заключается в удалении радиоактивных веществ обметанием (обтиранием) всей поверхности обрабатываемого объекта и в обеззараживании (удалении) отравляющих веществ и биологических средств с участков поверхности обрабатываемых объектов, с которыми личный состав соприкасается при выполнении поставленной задачи. Частичная специальная обработка проводится экипажами (расчетами) с использованием табельных средств, находящихся в подразделениях. После проведения частичной специальной обработки средства индивидуальной защиты снимаются (при заражении радиоактивными веществами — после выхода из зараженного района, а при заражении отравляющими веществами и биологическими средствами — после проведения полной специальной обработки).