Поражающие факторы ядерного взрыва и действие

В современном мире угроза ядерного удара по крупным городам не является полностью устраненной. Успехи процесса ядерного разоружения и сокращения наступательных вооружений, к сожалению, породили эффект самоуспокоения и недооценки реально остающейся ядерной угрозы.

Н еобходимо напомнить, что массовое проведение ядерных испытаний закончилось сравнительно недавно, в 1992 году. Всего проведено было в СССР и США суммарно 1771 испытательных взрывов, суммарной мощностью 460 Мт, из которых 45% энерговыделения приходится на сверхмощные взрывы. В США проведено 6 испытательных взрывов в диапазоне 8,9-15 Мт, суммарной мощностью 68,1 Мт, в СССР произведено также 6 испытательных взрывов в диапазоне 10-50 Мт, суммарной мощностью 136,9 Мт.

П о-прежнему остается большой ядерный арсенал, стоящий на боевом дежурстве. На 1 января 2006 года в США насчитывалось 5966 ядерных боеголовок, в России – 4399 боеголовок. Суммарное энерговыделение стратегических ядерных сил СССР оценивалось в 5 Гт. По данным на 2000 год, подготовленным Конференцией по разоружению, в мире насчитывалось 35353 ядерные боеголовки против 70481 боеголовки в 1986 году.

К роме того, существует вероятность ошибочного срабатывания системы предупреждения о ракетном нападении, результатом чего может быть самопроизвольное начало ядерной войны. Подобные ситуации, приводящие к приведению сил в боевую готовность, отмечались в 1961, 1980, 1982, 1986, 1989 годах, как в советской, так и американской системе предупреждения. В системе НОРАД отмечается до 2000 ложных сигналов в год.

И ными словами, опасность вероятного ядерного удара еще очень велика, чтобы ей пренебрегать. Существует вероятность начала ядерной войны, в которой, вне сомнения, так или иначе, примут все члены «ядерного клуба». Для Кореи опасность вероятного ядерного удара увеличилась после проведения в КНДР ядерных испытаний 9 октября 2006 года, когда был испытан ядерный заряд, энерговыделение которого составило около 1 кт. В КНДР технически возможно создание 3-5 ядерных зарядов мощностью около 20 кт, средствами доставки которых может быть баллистическая ракета «Нодон-1» с максимальным радиусом действия до 1500 км. Этого вполне достаточно для нанесения ядерного удара по Сеулу.

Н есмотря на отсутствие у Южной Кореи ядерного оружия, тем не менее, в случае глобального военного конфликта с применением ядерного оружия, страна может стать целью поражения как военный союзник США, размещающий на своей территории войска, военные базы и стратегические объекты. Другим вероятным, хотя и в гораздо меньшей степени, вариантом, может быть вооруженный конфликт между КНДР и США, в котором обе страны могут применить ядерное оружие. Технические ошибки, ложное срабатывание системы оповещения, а также союзник Республики Корея – США, обладающий возможностью произвести ракетный залп с подводных ракетоносцев в течение 13 минут, в любое время в состоянии поставить РК перед лицом ядерного удара.

Ядерный удар по городам: Хиросима

В мировой истории было два примера применения ядерного оружия против городов – ядерная бомбардировка Хиросимы 6 августа 1945 года и Нагасаки 9 августа 1945 года. Это единственные примеры, которые позволяют оценить устойчивость городов в условиях применения ЯО, и разработать меры улучшения защиты.

Я дерный взрыв в Хиросиме в 8:15 минут 6 августа 1945 года произошел на высоте около 600 метров, энерговыделение составило около 20 кт. Радиус зоны полного разрушения составил около 1,6 км (16 кв. км), площадь возникновения пожаров составила 11,4 кв. км. Эпицентр взрыва находился в точке с координатами 34° 23" 30"" северной широты, 132° 27" 30"" восточной долготы.

А нализ разрушений в Хиросиме в результате ядерной бомбардировки облегчается тем, что в 1946 году Army Map Service U.S. Army составил топографическую карту Хиросимы в масштабе 1:12500 дюймов, на которой были указаны зоны полного и частичного разрушения. Легенда и подписи на карте позволяют оценить реальный нанесенный городу ущерб.

О бычно указывается на большие разрушения, которые составили более 90% зданий, а также гибель до 140 тысяч человек (62% населения города). Однако, более детальный анализ карты показывает ряд особенностей последствий ядерной бомбардировки. В Таблице 1 приведена степень разрушения 76 промышленных, военных и инфраструктурных объектов, указанных на карте Хиросимы. Поражение города в результате бомбардировки было близким к неприемлемому ущербу, определяемому как потери 25% населения и 50% промышленного потенциала. Потери населения в Хиросиме значительно превысили уровень неприемлемых потерь, тогда как потери промышленного и военного потенциала не дотянули до этого уровня: промышленность – 48,5%, военные объекты – 31,8%, объекты инфраструктуры – 26,3%. Причем, надо указать, что не пострадали наиболее крупные и важные объекты промышленности и инфраструктуры: военный аэропорт, главная станция Хиросима и грузовая станция Хигаси-Хиросима, порты и доки, в том числе сухой док, крупная электростанция в Сакамуре, авиазавод Тоё и металлургический завод компании Japan Steel Co. Они были отделены грядой возвышенностей со средними высотами 50 метров, от эпицентра взрыва, а также акваторией бухты Хиросима.

А нализ фотографий, сделанных сразу после взрыва, показывает, что в Хиросиме уцелели многие капитальные каменные и железобетонные здания, даже те, которые находились в эпицентре взрыва. Наиболее характерным примером является здание Промышленной палаты Хиросимы (ныне «Гэнбаку Домэ» – часть мемориала жертв бомбардировки), которое находилось в эпицентре взрыва. На других фотографиях видны другие капитальные здания, в том числе с уцелевшими крышами и перекрытиями.

И так, анализ особенностей разрушений Хиросимы в результате ядерной бомбардировки позволяет сделать следующие заключения:

– огромные разрушения и гибель населения Хиросимы были обусловлены характером застройки, основная масса которой составлялась зданиями V и VI классов капитальности (сборно-щитовые, каркасные здания; облегченные здания) и V степени огнестойкости (сгораемые),

– здания и сооружения I класса долговечности и I-II степени огнестойкости (каменные, особо капитальные; огнестойкость 2,5 – 3 часа) выдержали ядерный удар,

– сложный гористый рельеф резко ослабляет воздействие поражающих факторов ядерного взрыва; под защитой холмов и гор возникают зоны, недоступные для поражающих факторов.

Другие поражающие факторы

В последствии, во время ядерных испытаний, было детально изучено действие других поражающих факторов ядерного взрыва.

С ветовое излучение представляет собой поток лучистой энергии ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектров. Температура светящейся области взрыва может достигать 7700 градусов, и область образует поток энергии мощностью до 1 кВт/кв. см, в 10 тысяч раз сильнее мощности солнечного света.

П ри взрыве мощностью 20 кт, зона сплошных пожаров будет иметь радиус приблизительно в 3,5 км (76,9 кв. км). Зона пожаров в завалах составит около 9,2 кв. км.

О днако, возникновение эффекта «огненного шторма» в городах, застроенных зданиями I и II степени огнестойкости, невозможно. Длительные исследования лесных и городских пожаров показывают, что для развития пожара такой силы требуется массовая застройка зданиями IV-V степени огнестойкости (наподобие застройки Хиросимы). При этом развитие пожара зависит от множества условий, в частности от состояния горючего материала. В Хиросиме «огненный шторм» возник через 20 минут после взрыва, в Нагасаки «огненного шторма» не было.

О пыт исследования пожаров показывает, что горючая нагрузка в городах составляет от 30 до 50 кг на кв. метр площади, но при пожарах в зданиях выгорает не более 50% горючего материала. В условиях ядерного взрыва и многочисленных завалов, процент выгорания будет еще меньше. В этих условиях развитие пожара в «огненный шторм» невозможно.

Р адиус серьезного повреждения железобетонных зданий ударной волной при взрыве мощностью 20 кт, составляет 1300 метров (10,6 кв. км), серьезные травмы для людей, находящихся в городской застройке, наблюдаются в радиусе 1000 метров при взрыве такой же мощности.

С мертельные дозы проникающей радиации начинаются с 450 рад (50% смертельных исходов), а с 800 рад – 100% смертельных исходов в течение 45 суток. Вместе с тем, проникающая радиация, создаваемая взрывом ядерного боеприпаса мощностью в диапазоне 10-100 кт, ослабевает в 10 раз на расстоянии от 440 до 490 метров. Такое же ослабление проникающей радиации вызывает прохождение излучения через 110 мм стали или 350 мм бетона. На этом эффекте поглощения основана методика создания противорадиационных укрытий. Подобные укрытия, оборудованные в подвальных помещениях многоэтажных зданий снижает проникающую радиацию в 500-1000 раз.

В большинстве случаев оценки воздействия поражающих факторов строились на результатах испытаний на открытой местности либо в опытной застройке, имитирующей городскую застройку домами III-IV класса капитальности и III-V степени огнестойкости. Однако в настоящее время большинство крупных городов застроено домами более высокого класса капитальности и гораздо более высокой огнестойкости. В странах Северо-Восточной Азии широко распространилась сейсмостойкая застройка.

И сходя из этого, воздействие поражающих факторов ядерного взрыва в условиях современной городской застройки должно быть пересмотрено.

Поражающие факторы ядерного взрыва в условиях Сеула

С овременный Сеул представляет собой городскую среду, качественно отличающуюся от условий Хиросимы перед ядерной бомбардировкой и полигонных испытаний.

В Сеуле насчитывается 2865 высотных зданий, свыше 11 этажей, в том числе 10 зданий выше 200 метров и 79 зданий выше 100 метров. Небоскребы составляют 3,1% высотной застройки. Из 25 муниципальных округов (ку), в 12 насчитывается более 100 высотных зданий. В Янчхон-гу насчитывается 378 высотных зданий. Иными словами, Сеул отличается большим количеством высотных зданий.

С еул отличается не только плотностью и высотностью застройки, но и сложным рельефом. Перепад высот в черте города на левом берегу реки Ханган составляет 97 метров, на правом берегу от 245 до 328 метров. Для сравнения, в Хиросиме перепад высот не превышал 50-60 метров. Изучение последствий ядерного взрыва в Нагасаки достоверно показало, что пересеченный рельеф резко ослабляет разрушающее действие ударной волны.

В подобных условиях можно быть уверенным, что основные поражающие факторы ядерного взрыва: ударная волна и световое излучение, будут воздействовать совершенно иначе, чем в Хиросиме.

В о-первых, обилие высотных зданий (основная часть которых выше 24 метров), будет препятствовать распространению светового излучения. Высотные дома будут создавать большие затененные пространства. Кроме того, большие площади остекления высотных домов будут отражать и рассеивать лучи светового излучения.

В о-вторых, большое количество высотных зданий, многие из которых создают настоящие «стены» протяженностью в километры и придают застройке Сеула характерную ячеистую структуру в плане, будет искажать и рассеивать ударную волну. Сфера избыточного давления будет иметь неправильную форму. Кроме того, дома I класса долговечности, оказавшиеся в эпицентре взрыва, за счет своего разрушения будут поглощать энергию ударной волны.

В -третьих, большое количество плотных стройматериалов: бетона, железобетона, стекла, стали, кирпича, будет поглощать проникающее излучение, электромагнитный импульс, а также задерживать выпадение радиоактивных осадков.

В свете этих обстоятельств, площадь поражения и степень разрушений при ядерном взрыве мощностью 20 кт в условиях Сеула будет значительно меньше, чем наблюдалось в Хиросиме. Более точные оценки потребуют специальных исследований, расчетов, и испытаний макетов. Предварительно можно сказать, что площадь поражения всеми видами поражающих факторов не превысит площади одного большого или двух небольших муниципальных округов (ку) Сеула. Численность населения, которое может оказаться в зоне воздействия поражающих факторов ядерного взрыва, можно приблизительно оценить в 180-200 тысяч человек (из расчета площади поражения ударной волной 10,6 кв. км и средней плотности населения Сеула 17,1 тысяч человек/ кв. км).

О дин ядерный удар по Сеулу мощностью в 20 кт ни при каких обстоятельствах не приведет к неприемлемому уровню потерь. Численность пострадавших (учитывая смертельные случаи и все виды ранений, ожогов и травм) составит около 1,9% населения Сеула, пораженная площадь составит около 1,7% общей площади города.

Н еприемлемый ущерб Сеулу (потеря 25% населения и 50% промышленной и инженерной инфраструктуры), может причинить взрыв, по меньшей мере, 30 ядерных зарядов мощностью 20 кт.

Меры защиты Сеула от возможного ядерного удара

Д ля резкого снижения числа жертв и масштабов разрушений необходимо реализовать ряд мер противоатомной защиты городов. Значение противоатомной защиты подчеркивалось с первых лет испытаний ядерного оружия: «Значительные жертвы и разрушения в городах Хиросима и Нагасаки явились следствием полной внезапности атомного нападения, отсутствия организованной противоатомной защиты городов, наличия значительного количества деревянных, непрочных (легкой конструкции) кирпичных и железобетонных зданий, а также отсутствия организованной борьбы с возникшими при взрывах пожарами».

П ри том, что условия современного Сеула и без того резко снижают эффективность воздействия поражающих факторов, тем не менее, сравнительно несложными инженерными и техническими методами можно добиться еще большей степени защиты населения Сеула в условиях ядерного взрыва.

В о-первых, эффективность воздействия светового излучения можно резко снизить путем искусственного задымления города. Для этого на высотных домах нужно установить мощные системы постановки дымовой завесы. Эта автоматическая система, соединенная с системой оповещения о пуске ракет вероятным противником. В случае получения такого сигнала, установки включаются и ставят над городом завесу из цветного дыма (например, оранжевого цвета, что является дополнительным способом оповещения населения об опасности). Основное назначение дымовой завесы – поглощение светового излучения. Мощность установок должна быть достаточной для постановки плотной дымовой завесы на 20-30 минут и должна быть возможность повторной постановки.

С опротивляемость застройки световому излучению можно повысить путем применения в строительстве покрытий и стекол с более высоким коэффициентом отражения. Чем больше будет различных отражающих поверхностей, тем слабее будет воздействие светового излучения.

П оглощение светового излучения вызовет резкое сокращение численности пораженных людей и сокращение числа пожаров.

В о-вторых, средством защиты города от воздействия ударной волны является сама застройка: все высотные здания и капитальные сооружения. Архитектурным планированием застройки можно увеличить степень сопротивления вероятной ударной волне, создав дополнительные «стены» из высотных зданий. Новые «стены» должны быть рассчитаны таким образом, чтобы ядерный удар с эпицентром в любой точке Сеула вызывал минимально возможные разрушения. Сопротивляемость застройки ударной волне можно также увеличить улучшением сейсмостойкости зданий.

В -третьих, большое количество капитальных и высотных зданий позволяет создать многочисленные убежища. Это могут быть как помещения в средней части крупных зданий, с дополнительными функциями, позволяющими укрыться непосредственно в момент ядерного взрыва, так и постоянные, специально оборудованные убежища. В ключевых точках застройки (например, больницах, крупных торгово-офисных центрах) должны быть созданы крупные убежища, способные принимать и размещать большое число людей, а также разворачивать госпитали и аварийные системы снабжения. В мирное время в них хранится аварийный запас продовольствия, медикаментов, оборудование и материалы для создания аварийных сетей водопровода (необходим для тушения пожаров, дезактивации и снабжения питьевой водой) и энергоснабжения, инструменты и механизмы для спасательных работ.

В -четвертых, основной задачей сразу после ядерного взрыва будет тушение пожаров, оказание помощи и вывоз пострадавших, работы по разборке завалов. При этом коммуникации будут, скорее всего, повреждены, а дороги и улицы заблокированы завалами. Для обеспечения аварийно-спасательных работ необходимо построить сеть специально оборудованных сейсмостойких тоннелей. Через эти тоннели можно будет подавать в пострадавший район воду и электроэнергию, перебрасывать спасателей, санитаров и врачей, вывозить пострадавших. Тоннели должны быть оборудованы выходами на поверхность и соединены с крупными убежищами в ключевых точках застройки.

С оздание подобной системы защиты города от возможного ядерного удара имеет значение также в качестве мер гражданской обороны в случае стихийных бедствий, крупных пожаров, террористических актов, техногенных аварий и катастроф.

Время: 0 с. Расстояние: 0 м (точно в эпицентре).
Инициация взрыва ядерного детонатора.

Время: < 0,0000001 c. Расстояние: 0 м. Температура: до 100 млн.°C.
Начало и ход ядерных и термоядерных реакций в заряде. Ядерный детонатор своим взрывом создаёт условия для начала термоядерных реакций: зона термоядерного горения проходит ударной волной в веществе заряда со скоростью порядка 5000 км/с (10 6 —10 7 м/с). Около 90% выделяющихся при реакциях нейтронов поглощается веществом бомбы, оставшиеся 10% вылетают наружу.

Время: < 10 −7 c. Расстояние: 0 м.
До 80% и более энергии реагирующего вещества трансформируется и выделяется в виде мягкого рентгеновского и жёсткого УФ-излучения с огромной энергией. Рентгеновское излучение формирует тепловую волну, которая нагревает бомбу, выходит наружу и начинает нагревать окружающий воздух.

Время: < 10 −7 c. Расстояние: 2 м. Температура: 30 млн.°C.
Окончание реакции, начало разлёта вещества бомбы. Бомба сразу исчезает из виду, и на её месте появляется яркая светящаяся сфера (огненный шар), маскирующая разлёт заряда. Скорость роста сферы на первых метрах близка к скорости света. Плотность вещества здесь за 0,01 с падает до 1% плотности окружающего воздуха; температура за 2,6 с падает до 7—8 тыс.°C, ~5 секунд удерживается и дальше снижается с подъёмом огненной сферы; давление через 2—3 с падает до несколько ниже атмосферного.

Время: 1,1×10 −7 c. Расстояние: 10 м. Температура: 6 млн.°C.
Расширение видимой сферы до ~10 м идёт за счёт свечения ионизованного воздуха под рентгеновским излучением ядерных реакций, а далее посредством радиационной диффузии самого нагретого воздуха. Энергия квантов излучения, покидающих термоядерный заряд, такова, что их свободный пробег до захвата частицами воздуха - порядка 10 м, и вначале сравним с размерами сферы; фотоны быстро обегают всю сферу, усредняя её температуру и со скоростью света вылетают из неё, ионизуя всё новые слои воздуха; отсюда одинаковая температура и околосветовая скорость роста. Далее, от захвата к захвату, фотоны теряют энергию, и длина их пробега сокращается, рост сферы замедляется.

Время: 1,4×10 −7 c. Расстояние: 16 м. Температура: 4 млн.°C.
В целом от 10−7 до 0,08 секунд идёт первая фаза свечения сферы с быстрым падением температуры и выходом ~1% энергии излучения, большей частью в виде УФ-лучей и ярчайшего светового излучения, способных повредить зрение у далёкого наблюдателя без образования ожогов кожи. Освещённость земной поверхности в эти мгновения на расстояниях до десятков километров может быть в сто и более раз больше солнечной.

Время: 1,7×10 −7 c. Расстояние: 21 м. Температура: 3 млн.°C.
Пары бомбы в виде клубов, плотных сгустков и струй плазмы, как поршень, сжимают впереди себя воздух и формируют ударную волну внутри сферы — внутренний скачок, отличающийся от обычной ударной волны неадиабатическими, почти изотермическими свойствами, и при тех же давлениях в несколько раз большей плотностью: сжимающийся скачком воздух сразу излучает большую часть энергии через пока прозрачный для излучений шар.
На первых десятках метров окружающие предметы перед налётом на них огневой сферы из-за слишком большой её скорости не успевают среагировать никак — даже практически не нагреваются, а, оказавшись внутри сферы под потоком излучения, испаряются мгновенно.

Время: 0,000001 c. Расстояние: 34 м. Температура: 2 млн.°C. Скорость 1000 км/с.
С ростом сферы и падением температуры энергия и плотность потока фотонов снижаются, и их пробега (порядка метра) уже не хватает для околосветовых скоростей расширения огневого фронта. Нагретый объём воздуха начал расширяться, и формируется поток его частиц от центра взрыва. Тепловая волна при неподвижном воздухе на границе сферы замедляется. Расширяющийся нагретый воздух внутри сферы наталкивается на неподвижный у её границы, и, начиная где-то с 36—37 м, появляется волна повышения плотности — будущая внешняя воздушная ударная волна; до этого волна не успевала появиться из-за огромной скорости роста световой сферы.

Время: 0,000001 c. Расстояние: 34 м. Температура: 2 млн.°C.
Внутренний скачок и пары бомбы находятся в слое 8—12 м от места взрыва, пик давления до 17000 МПа на расстоянии 10,5 м, плотность в ~4 раза больше плотности воздуха, скорость ~100 км/с. Область горячего воздуха: давление на границе 2500 МПа, внутри области до 5000 МПа, скорость частиц до 16 км/с. Вещество паров бомбы начинает отставать от внутреннего скачка по мере того, как всё больше воздуха в нём вовлекается в движение. Плотные сгустки и струи сохраняют скорость.

Время: 0,000034 c. Расстояние: 42 м. Температура: 1 млн.°C.
Условия в эпицентре взрыва первой советской водородной бомбы (400 кт на высоте 30 м), при котором образовалась воронка порядка 50 м диаметром и 8 м глубиной. В 15 м от эпицентра, или в 5—6 м от основания башни с зарядом, располагался железобетонный бункер со стенами толщиной 2 м для размещения научной аппаратуры сверху укрытый большой насыпью земли толщиной 8 м - разрушен.

Время: 0,0036 c. Расстояние: 60 м. Температура: 600 тыс.°C.
С этого момента характер ударной волны перестаёт зависеть от начальных условий ядерного взрыва и приближается к типовому для сильного взрыва в воздухе, т.е. такие параметры волны могли бы наблюдаться при взрыве большой массы обычной взрывчатки.
Внутренний скачок, пройдя всю изотермическую сферу, догоняет и сливается с внешним, повышая его плотность и образуя т.н. сильный скачок — единый фронт ударной волны. Плотность вещества в сфере падает до 1/3 атмосферной.

Время: 0,014 c. Расстояние: 110 м. Температура: 400 тыс.°C.
Аналогичная ударная волна в эпицентре взрыва первой советской атомной бомбы мощностью 22 кт на высоте 30 м сгенерировала сейсмический сдвиг, разрушивший имитацию тоннелей метро с различными типами крепления на глубинах 10, 20 и 30 м; животные в тоннелях на глубинах 10, 20 и 30 м погибли. На поверхности появилось малозаметное тарелкообразное углубление диаметром около 100 м. Сходные условия были в эпицентре взрыва «Тринити» (21 кт на высоте 30 м, образовалась воронка диаметром 80 м и глубиной 2 м).

Время: 0,004 c. Расстояние: 135 м. Температура: 300 тыс.°C.
Максимальная высота воздушного взрыва 1 Мт для образования заметной воронки в земле. Фронт ударной волны искривлён ударами сгустков паров бомбы.

Время: 0,007 c. Расстояние: 190 м. Температура: 200 тыс.°C.
На гладком и как бы блестящем фронте ударной волны образуются большие «волдыри» и яркие пятна (сфера как бы кипит). Плотность вещества в изотермической сфере диаметром ~150 м падает ниже 10% атмосферной.
Немассивные предметы испаряются за несколько метров до прихода огненной сферы («канатные трюки»); тело человека со стороны взрыва успеет обуглиться, а полностью испаряется уже с приходом ударной волны.

Время: 0,01 c. Расстояние: 214 м. Температура: 200 тыс.°C.
Аналогичная воздушная ударная волна первой советской атомной бомбы на расстоянии 60 м (52 м от эпицентра) разрушила оголовки стволов, ведущих в имитации тоннелей метро под эпицентром (см. выше). Каждый оголовок представлял собой мощный железобетонный каземат, укрытый небольшой грунтовой насыпью. Обломки оголовков обвалились в стволы, последние затем раздавлены сейсмической волной.

Время: 0,015 c. Расстояние: 250 м. Температура: 170 тыс.°C.
Ударная волна сильно разрушает скальные породы. Скорость ударной волны выше скорости звука в металле: теоретический предел прочности входной двери в убежище; танк расплющивается и сгорает.

Время: 0,028 c. Расстояние: 320 м. Температура: 110 тыс.°C.
Человек развеивается потоком плазмы (скорость ударной волны равна скорости звука в костях, тело разрушается в пыль и сразу сгорает). Полное разрушение самых прочных наземных построек.

Время: 0,073 c. Расстояние: 400 м. Температура: 80 тыс.°C.
Неровности на сфере пропадают. Плотность вещества падает в центре почти до 1%, а на краю изотермической сферы диамером ~320 м - до 2% атмосферной. На этом расстоянии в пределах 1,5 с нагрев до 30000°C и падение до 7000°C, ~5 с удержание на уровне ~6500°C и снижение температуры за 10—20 с по мере ухода огненного шара вверх.

Время: 0,079 c. Расстояние: 435 м. Температура: 110 тыс.°C.
Полное разрушение шоссейных дорог с асфальтовым и бетонным покрытием Температурный минимум излучения ударной волны, окончание первой фазы свечения. Убежище типа метро, облицованное чугунными тюбингами с монолитным железобетоном и заглублённое на 18 м, по расчёту, способно выдержать без разрушения взрыв (40 кт) на высоте 30 м на минимальном расстоянии 150 м (давление ударной волны порядка 5 МПа), испытано 38 кт РДС-2 на расстоянии 235 м (давление ~1,5 МПа), получило незначительные деформации, повреждения.
При температурах во фронте сжатия ниже 80 тыс.°C новые молекулы NO 2 больше не появляются, слой двуокиси азота постепенно исчезает и перестаёт экранировать внутреннее излучение. Ударная сфера постепенно становится прозрачной, и через неё, как через затемнённое стекло, некоторое время видны клубы паров бомбы и изотермическая сфера; в целом огненная сфера похожа на фейерверк. Затем, по мере увеличения прозрачности, интенсивность излучения возрастает, и детали как бы снова разгорающейся сферы становятся не видны.

Время: 0,1 c. Расстояние: 530 м. Температура: 70 тыс.°C.
Отрыв и уход вперёд фронта ударной волны от границы огненной сферы, скорость роста её заметно снижается. Наступает вторая фаза свечения, менее интенсивная, но на два порядка более длительная с выходом 99% энергии излучения взрыва, в основном в видимом и ИК-спектре. На первых сотнях метров человек не успевает увидеть взрыв и погибает без мучений (время зрительной реакции человека 0,1—0,3 с, время реакции на ожог 0,15—0,2 с).

Время: 0,15 c. Расстояние: 580 м. Температура: 65 тыс.°C. Радиация: ~100000 Гр.
От человека остаются обугленные осколки костей (скорость ударной волны - порядка скорости звука в мягких тканях: по телу проходит разрушающий клетки и ткани гидродинамический удар).

Время: 0,25 c. Расстояние: 630 м. Температура: 50 тыс.°C. Проникающая радиация: ~40000 Гр.
Человек превращается в обугленные обломки: ударная волна вызывает травматические ампутации, а подошедшая через долю секунды огненная сфера обугливает останки.
Полное разрушение танка. Полное разрушение подземных кабельных линий, водопроводов, газопроводов, канализации, смотровых колодцев. Разрушение подземных железобетонных труб диаметром 1,5 м с толщиной стенок 0,2 м. Разрушение арочной бетонной плотины ГЭС. Сильное разрушение долговременных железобетонных фортсооружений. Незначительные повреждения подземных сооружений метро.

Время: 0,4 c. Расстояние: 800 м. Температура: 40 тыс.°C.
Нагрев объектов до 3000°C. Проникающая радиация ~20000 Гр. Полное разрушение всех защитных сооружений гражданской обороны (убежищ), разрушение защитных устройств входов в метро. Разрушение гравитационной бетонной плотины ГЭС. ДОТы становятся небоеспособны на дистанции 250 м.

Время: 0,73 c. Расстояние: 1200 м. Температура: 17 тыс.°C. Радиация: ~5000 Гр.
При высоте взрыва 1200 м нагрев приземного воздуха в эпицентре перед приходом ударной волны до 900°C. Человек — стопроцентная гибель от действия ударной волны.
Разрушение убежищ, рассчитанных на 200 кПа (тип А-III, или класс 3). Полное разрушение железобетонных ДОТов сборного типа на дистанции 500 м по условиям наземного взрыва. Полное разрушение железнодорожных путей. Максимум яркости второй фазы свечения сферы, к этому времени она выделила ~20% световой энергии.

Время: 1,4 c. Расстояние: 1600 м. Температура: 12 тыс.°C.
Нагрев объектов до 200°C. Радиация - 500 Гр. Многочисленные ожоги 3—4 степени до 60-90% поверхности тела, тяжёлое лучевое поражение, сочетающиеся с другими травмами; летальность сразу или до 100% в первые сутки.
Танк отбрасывается на ~10 м и повреждается. Полное резрушение металлических и железобетонных мостов пролётом 30—50 м.

Время: 1,6 c. Расстояние: 1750 м. Температура: 10 тыс.°C. Радиация: ок. 70 Гр.
Экипаж танка погибает в течение 2-3 недель от крайне тяжёлой лучевой болезни.
Полное разрушение бетонных, железобетонных монолитных (малоэтажных) и сейсмостойких зданий 0,2 МПа, убежищ встроенных и отдельно стоящих, рассчитанных на 100 кПа (тип А-IV, или класс 4), убежищ в подвальных помещениях многоэтажных зданий.

Время: 1,9 c. Расстояние: 1900 м. Температура: 9 тыс.°C.
Опасные поражения человека ударной волной и отброс до 300 м с начальной скоростью до 400 км/ч; из них 100—150 м (0,3—0,5 пути) - свободный полёт, а остальное расстояние — многочисленные рикошеты о грунт. Радиация около 50 Гр — молниеносная форма лучевой болезни, 100% летальность в течение 6-9 суток.
Разрушение встроенных убежищ, рассчитанных на 50 кПа. Сильное разрушение сейсмостойких зданий. Давление 0,12 МПа и выше — вся городская застройка плотная и разряжённая превращается в сплошные завалы (отдельные завалы сливаются в один сплошной), высота завалов может составлять 3—4 м. Огненная сфера в это время достигает максимальных размеров (диаметром ~2 км), подминается снизу отражённой от земли ударной волной и начинает подъём; изотермическая сфера в ней схлопывается, образуя быстрый восходящий поток в эпицентре — будущую ножку гриба.

Время: 2,6 c. Расстояние: 2200 м. Температура: 7,5 тыс.°C.
Тяжёлые поражения человека ударной волной. Радиация ~10 Гр — крайне тяжёлая острая лучевая болезнь, по сочетании травм 100% летальность в пределах 1-2 недель. Безопасное нахождение в танке, в укреплённом подвале с усиленным железобетонным перекрытием и в большинстве убежищ ГО.
Разрушение грузовых автомобилей. 0,1 МПа — расчётное давление ударной волны для проектирования конструкций и защитных устройств подземных сооружений линий мелкого заложения метрополитена.

Время: 3,8 c. Расстояние: 2800 м. Температура: 7,5 тыс.°C.
Радиация 1 Гр — в мирных условиях и своевременном лечении неопасное лучевое поражение, но при сопутствующих катастрофе антисанитарии и тяжёлых физических и психологических нагрузках, отсутствии медицинской помощи, питания и нормального отдыха до половины пострадавщих погибают только от радиации и сопутствующих заболеваний, а по сумме повреждений (плюс травмы и ожоги) - гораздо больше.
Давление менее 0,1 МПа — городские районы с плотной застройкой превращаются в сплошные завалы. Полное разрушение подвалов без усиления конструкций 0,075 МПа. Среднее разрушение сейсмостойких зданий 0,08-0,12 МПа. Сильные повреждения железобетонных ДОТов сборного типа. Детонация пиротехнических средств.

Время: 6 c. Расстояние: 3600 м. Температура: 4,5 тыс.°C.
Средние поражения человека ударной волной. Радиация ~0,05 Гр — доза неопасна. Люди и предметы оставляют «тени» на асфальте.
Полное разрушение административных многоэтажных каркасных (офисных) зданий (0,05—0,06 МПа), укрытий простейшего типа; сильное и полное разрушение массивных промышленных сооружений. Практически вся городская застройка разрушена с образованием местных завалов (один дом — один завал). Полное разрушение легковых автомобилей, полное уничтожение леса. Электромагнитный импульс ~3 кВ/м поражает нечувствительные электроприборы. Разрушения аналогичны землетрясению силой 10 баллов.
Сфера перешла в огненный купол, как пузырь, всплывающий вверх, увлекая за собой столб из дыма и пыли с поверхности земли: растёт характерный взрывной гриб с начальной вертикальной скоростью до 500 км/час. Скорость ветра у поверхности к эпицентру ~100 км/ч.

Время: 10 c. Расстояние: 6400 м. Температура: 2 тыс.°C.
Окончание эффективного времени второй фазы свечения, выделилось ~80% суммарной энергии светового излучения. Оставшиеся 20% неопасно высвечиваются в течение порядка минуты с непрерывным понижением интенсивности, постепенно теряясь в клубах облака. Разрушение укрытий простейшего типа (0,035—0,05 МПа).
На первых километрах человек не услышит грохот взрыва из-за поражения слуха ударной волной. Отброс человека ударной волной на ~20 м с начальной скоростью ~30 км/ч.
Полное разрушение многоэтажных кирпичных домов, панельных домов, сильное разрушение складов, среднее разрушение каркасных административных зданий. Разрушения аналогичны землетрясению силой 8 баллов. Безопасно почти в любом подвале.
Свечение огненного купола перестаёт быть опасным, он превращается в огненное облако, с подъёмом растущее в объёме; раскалённые газы в облаке начинают вращаться в торообразном вихре; горячие продукты взрыва локализуются в верхней части облака. Поток запылённого воздуха в столбе движется в два раза быстрее скорости подъёма гриба, настигает облако, проходит насквозь, расходится и как бы наматывается на него, как на кольцеобразную катушку.

Время: 15 c. Расстояние: 7500 м.
Лёгкие поражения человека ударной волной. Ожоги третьей степени открытых частей тела.
Полное разрушение деревянных домов, сильное разрушение кирпичных многоэтажных домов 0,02—0,03 МПа, среднее разрушение кирпичных складов, многоэтажных железобетонных, панельных домов; слабое разрушение административных зданий 0,02—0,03 МПа, массивных промышленных сооружений. Воспламенение автомобилей. Разрушения аналогичны землетрясению силой 6 баллов, урагану 12 баллов со скоростью ветра до 39 м/с. Гриб вырос до 3 км над эпицентром взрыва (истинная высота гриба больше на высоту взрыва боеголовки, примерно на 1,5 км), у него появляется «юбочка» из конденсата паров воды в потоке тёплого воздуха, веером затягиваемого облаком в холодные верхние слои атмосферы.

Время: 35 c. Расстояние: 14 км.
Ожоги второй степени. Воспламеняется бумага, тёмный брезент. Зона сплошных пожаров; в районах плотной сгораемой застройки возможны огненный шторм, смерч (Хиросима, «Операция Гоморра»). Слабое разрушение панельных зданий. Вывод из строя авиатехники и ракет. Разрушения аналогичны землетрясению силой 4-5 баллов, шторму 9—11 балов со скоростью ветра 21—28,5 м/с. Гриб вырос до ~5 км, огненное облако светит всё слабее.

Время: 1 мин. Расстояние: 22 км.
Ожоги первой степени, в пляжной одежде возможна гибель.
Разрушение армированного остекления. Корчевание больших деревьев. Зона отдельных пожаров. Гриб поднялся до 7,5 км, облако перестаёт излучать свет и теперь имеет красноватый оттенок из-за содержащихся в нём окислов азота, чем будет резко выделяться среди других облаков.

Время: 1,5 мин. Расстояние: 35 км.
Максимальный радиус поражения незащищённой чувствительной электроаппаратуры электромагнитным импульсом. Разбиты почти все обычные и часть армированных стёкол в окнах— актуально морозной зимой плюс возможность порезов летящими осколками.
Гриб поднялся до 10 км, скорость подъёма ~220 км/ч. Выше тропопаузы облако развивается преимущественно в ширину.

Время: 4 мин. Расстояние: 85 км.
Вспышка похожа на большое и неестественно яркое Солнце у горизонта, может вызвать ожог сетчатки глаз, прилив тепла к лицу. Подошедшая через 4 минуты ударная волна ещё может сбить с ног человека и разбить отдельные стёкла в окнах.
Гриб поднялся свыше 16 км, скорость подъёма ~140 км/ч.

Время: 8 мин. Расстояние: 145 км.
Вспышка не видна за горизонтом, зато видно сильное зарево и огненное облако. Общая высота гриба - до 24 км, облако 9 км в высоту и 20—30 км в диаметре, своей широкой частью оно «опирается» на тропопаузу. Грибовидное облако выросло до макси-мальных размеров и наблюдается ещё порядка часа или более, пока не развеется ветрами и не перемешается с обычной облачностью. Из облака в течение 10—20 часов выпадают осадки с относительно крупными частицами, формируя ближний радиоактивный след.

Время: 5,5-13 часов. Расстояние: 300-500 км.
Дальняя граница зоны умеренного заражения (зона А). Уровень радиации на внешней границе зоны 0,08 Гр/ч; суммарная доза излучения 0,4—4 Гр.

Время: ~10 месяцев.
Эффективное время половинного оседания радиоактивных веществ для нижних слоёв тропической стратосферы (до 21 км); выпадение также идёт в основном в средних широтах в том же полушарии, где произведён взрыв.
===============

1. Исторические данные

В 1896 году французским физиков Антуаном Беккерелем было открыто явление радиоактивного излучения. Оно положило начало эре излучения и использования ядерной энергии. Говоря о ней, выдающийся русский ученый В.И. Вернадский подчеркивал: “ С надеждой и опасением всматриваемся мы в нашего союзника и защитника”. И его опасения подтвердились – вначале появились не ледоколы, не атомные электростанции, не космические корабли, а оружие чудовищной разруши

тельной силы. Его создали в 1945 году бежавшие перед началом второй мировой войны из фашистской Германии в США и поддержанные правительством этой страны физики под руководством американского ученого Роберта Оппенгеймера.

Многие ошибаются, думая, что первый ядерный взрыв был произведён в Хиросиме. На самом деле испытание было произведено в США 16 июля 1945 года. Это произошло в пустынном районе близ города Аламогордо (штат Нью Мексико). На верхней платформе специально построенной 33-метровой стальной вышки была взорвана атомная бомба. По приблизительным оценкам специалистов при этом выделилась энергия, эквивалентная энергии взрыва не менее 15–20 тысяч тонн тринитротолуола.

Стальная конструкция вышки испарилась. На ее месте образовалась воронка диаметром 37 метров и глубиной 1.8 метра. Она являлась центром простиравшегося на большое расстояние кратера. В окружности 370 км была уничтожена вся растительность. Находившаяся на расстоянии 150 метров от точки взрыва стальная труба диаметром 10 см и высотой 5 метров тоже испарилась. Прочная стальная конструкция высотой 21 метр, подобная части каркаса 15–20 этажного дома, находившаяся на расстоянии 500 метров, была вырвана из бетонного основания, перекручена и разлетелась на части.

Вспышка от взрыва на расстоянии 32 км казалась в несколько раз ярче, чем солнечный свет в полдень. После нее образовался огненный шар, существовавший несколько секунд. Свет от него был виден в населенных пунктах на расстоянии до 290 км. Звук от взрыва был слышен на таком же расстоянии. В одном случае стекла в зданиях были выбиты ударной волной даже на расстоянии 200 км.

В результате взрыва образовалось гигантское облако сферической формы. Клубясь, оно устремилось вверх, приобрело форму гигантского гриба. Облако состояло из нескольких тонн пыли, поднятой с поверхности земли, паров железа и большого количества радиоактивных веществ, образовавшихся при цепной реакции деления ядерного заряда. Пыль и радиоактивные частицы осели на огромной площади, небольшое их количество было обнаружено на удалении 190 км от эпицентра взрыва. Испытания бомбы показали, что новое оружие готово к боевому применению.

2. Ядерное оружие

Ядерное оружие – это оружие массового поражения взрывного действия.

Поражающим фактором ядерного взрыва являются:

* ударная волна

* световое излучение

* проникающая радиация

* радиоактивное заражение

1. Ударная волна – основной поражающий фактор. Большинство разрушений и повреждений зданий и сооружений, а также массовые поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием.

Ударная волна представляет собой область резкого сжатия воздушной среды, распространяющейся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью (более 331 м/с). Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. Под воздействием ударной волны люди могут получить легкие поражения (ушибы и контузию); поражения средней тяжести, требующие госпитализации (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей); тяжелые травмы (сильные контузии всего организма, переломы костей, поражение внутренних органов); крайне тяжелые поражения, часто со смертельным исходом.

2. Световое излучение – это поток лучистой энергии, включающий видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Оно образуется раскаленными продуктами ядерного взрыва и раскаленным воздухом, распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 секунд.

Сила светового излучения такова, что оно способно вызывать ожоги, поражение глаз (временную слепоту), возгорание горючих материалов и объектов.

3. Проникающая радиация – это поток испускаемых при ядерном взрыве гамма – лучей и нейтронов.

Воздействие данного поражающего фактора на все живые существа (в том числе и на человека) состоит в ионизации атомов и молекул организма, что приводит к нарушению жизненных функций отдельных органов, поражению костного мозга, развитию лучевой болезни.

4. Радиоактивное заражение местности происходит за счет радиоактивных веществ, выпадающих из облака ядерного взрыва. Опасность поражения людей в районах радиоактивного заражения местности может сохранять

ся продолжительное время – дни, недели и даже месяцы. Заражение местности зависит от вида взрыва. Наиболее опасен наземный взрыв. Здесь сильна так называемая наведенная активность. Она увеличивается за счет вовлечения частиц грунта в облако взрыва, и вместе с осколками деления они вызывают радиоактивное заражение за пределами района взрыва. Масштабы и степень заражения местности зависит от количества, мощности и вида ядерного взрыва, метеорологических условий, от скорости и направления ветра. Например, при взрыве мощностью в 1 мегатонну испаряется и вовлекается в огненный шар около 20 тысяч тонн грунта. Образуется огромное облако, состоящее из большого количества радиоактивных частиц. Облако перемещается. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения. Этот процесс длится в течение 10–20 часов после взрыва.

Второе ядерное испытание было уже произведено на людях в конце второй мировой войны.

Утром 6 августа 1945 года над городом Хиросима появились три американских самолета, в числе которых американский бомбардировщик Б–29, несший на борту атомную бомбу мощностью 12,5 кт с названием “Малыш”. Набрав заданную высоту, самолет произвел бомбометание. Образовавшийся после взрыва огненный шар имел в диаметре около 100 м, температура в его центре достигала 3000 градусов по Цельсию. Давление в месте взрыва приближалось к 7 m\м2

Дома со страшным грохотом рушились и в радиусе 2 км загорались. Люди вблизи эпицентра в буквальном смысле испарились. Те же, кто остался в живых, но получил тяжелые ожоги, устремились к воде и погибали в ужасных мучениях. Через 5 минут над центром города повисла темно- серая туча диаметром 5 км. Из нее вырвалось белое облако, быстро достигшее высоты 12 км и приобретшее форму гриба. Позднее на город опустилось облако грязи, пыли и пепла с радиоактивными изотопами, обрекая население на новые жертвы. У многих начали появляться первые симптомы острой лучевой болезни. Хиросима горела два дня. Люди, прибывшие на помощь ее жителям, еще не знали, что вступили в зону радиоактивного заражения и это будет иметь роковые последствия. Радиация угрожала не только их кожному покрову, но и организму при вдыхании загрязненного воздуха, а также попадая внутрь с водой, пищей и через открытые раны.

При ядерном взрыве действуют пять поражающих факторов: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, проникающая радиация и электромагнитный импульс. Энергия ядерного взрыва распределяется примерно так: 50% расходуется на ударную волну, 35% – на световое излучение, 10% – на радиоактивное заражение, 4% – на проникающую радиацию и 1% – на электромагнитный импульс. Высокая температура и давление вызывают мощную ударную волну и световое излучение. Взрыв ядерного боеприпаса сопровождается выходом проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и гамма квантов. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов – осколков деления ядерного горючего. По пути движения этого облака радиоактивные продукты из него выпадают, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, объектов и воздуха. Не равномерное движение электрических зарядов в воздухе под воздействием ионизирующих излучений приводит к образованию электромагнитного импульса. Так формируются основные поражающие факторы ядерного взрыва. Явления, сопровождающие ядерный взрыв, в значительной мере зависят от условий и свойств среды, в которой он происходит.

Это основной поражающий фактор ядерного взрыва, который производит разрушение, повреждение зданий и сооружений, а также поражает людей и животных. Источником УВ является сильное давление, образующееся в центре взрыва (миллиарды атмосфер). Образовавшееся при взрыве раскаленные газы, стремительно расширяясь, передают давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те в свою очередь воздействуют на следующие слои и т.д. В результате в воздухе со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва распространяется зона высокого давления.

Так, при взрыве 20-килотонного ядерного боеприпаса ударная волна за 2 секунды проходит 1000 м, за 5 секунд – 2000 м, за 8 сек – 3000 м. Передняя граница волны называется фронтом ударной волны. Степень поражения УВ зависит от мощности и положения на ней объектов. Поражающее действие УВ характеризуется величиной избыточного давления.

Избыточное давление – это разность между максимальным давлением во фронте УВ и нормальным атмосферным давлением, измеряется в Паскалях (ПА, кПА). Распространяется со сверх звуковой скоростью, УВ на своем пути разрушает здания и сооружения, образуя четыре зоны разрушений (полных, сильных, средних, слабых) в зависимости от расстояния: Зона полных разрушений - 50 кПА Зона сильных разрушений - 30-50 кПА. Зона средних разрушений - 20-30 кПА. Зона слабых разрушений - 10-20 кПА.

С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

УВ действует на людей двумя способами:

Прямое действие УВ

Косвенное действие УВ (летящими обломками сооружений, падающими стенами домов и деревьями, осколками стекла, камнями). Эти воздействия вызывают различные по степени тяжести поражения: Легкие поражения - 20-40 кПА (контузии, легкие ушибы). Средней тяжести - 40-60 кПА (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей, сотрясение мозга). Тяжелые поражение - более 60 кПА (сильные контузии, переломы конечностей, поражение внутренних органов). Крайне тяжелые поражения - более 100кПА (со смертельным исходом). Эффективным способом защиты от прямого воздействия УВ будет укрытие в защитных сооружениях (убежищах, ПРУ, быстровозводимых населением). Для укрытия можно использовать канавы, овраги, пещеры, горные выработки, подземные переходы; можно просто лечь на землю в отдалении от зданий и сооружений.

Световое излучение (СИ) – это поток лучистой энергии (ультрафиолетовые и инфракрасные лучи). Источником СИ является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров и воздуха. СИ распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного боеприпаса (20-40 секунд). Однако не смотря на кратковременность своего воздействия эффективность действия СИ очень высока. СИ составляет 35% от всей мощности ядерного взрыва. Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева может быть такой, что поверхность объекта обуглится, оплавится, воспламенится или объект испарится. Яркость светового излучения намного сильнее солнечного, а образовавшийся огненный шар при ядерном взрыве виден на сотни километров. Так, когда 1 августа 1958 г. американцы взорвали над островом Джонстон мегатонный ядерный заряд, огненный шар поднялся на высоту 145 км и был виден с расстояния 1160 км. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом, т. е. количеством световой энергии, приходящейся за время излучения на 1 см2 поверхности, перпендикулярно расположенной к направлению световых лучей. За единицу измерения светового импульса принимают 1 кал/см2. Световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела, ослепление людей и животных, обугливание или возгорание различных материалов. Так, при световом импульсе 2-4 кал/см2 у незащищенных людей могут возникнуть ожоги первой степени, при 4-6 кал/см2- ожоги второй степени (образование пузырей), при 6- 12 кал/см2-ожоги третьей степени (полное омертвление кожных покровов), при световом импульсе более 12 кал/см2 кожа омертвляется на всю глубину и обугливается. Световое излучение способно вызвать массовые пожары в населенных пунктах, в лесах, степях, на полях, так как неокрашенные доски воспламеняются при световом импульсе 40-50 кал/см2; светлая хлопчатобумажная ткань-при 10-15 кал/см2, сено или солома- при 4-6 кал/см2. Защитить от светового излучения могут любые преграды, не пропускающие свет: укрытие, тень густого дерева, забор и т. п. Основным параметром, определяющим поражающую способность СИ, является световой импульс: это количество световой энергии на единицу площади поверхности, измеряемое в Джоулях (Дж/м2). Интенсивность СИ с увеличением расстояния уменьшается вследствие рассеивания и поглощения. Интенсивность светового излучения сильно зависит от метеорологических условий. Туман, дождь и снег ослабляют его интенсивность, и, наоборот, ясная и сухая погода благоприятствует возникновению пожаров и образованию ожогов.

Выделяются три основные зоны пожаров: Зона сплошных пожаров - 400-600 кДж/м2 (охватывает всю зону средних разрушений и часть зоны слабых разрушений). Зона отдельных пожаров -100-200 кДж/м2. (охватывает часть зоны средних разрушений и всю зону слабых разрушений). Зона пожаров в завалах - 700-1700 кДж/м2. (Охватывает всю зону полных разрушений и часть зоны сильных разрушений). Поражение людей СИ выражается в появлении ожогов четырех степеней на кожном покрове и действием на глаза. Действие СИ на кожу вызывает ожоги: 1 – степени – краснота, припухлость, отек кожи – 100-200 кДж/м2, 2 – степени – образование пузырей – 200-400 кДж/м2, 3 – степени – образование язв и омертвление кожи – 400-600 кДж/м2 4 – степени – обугливание кожи, омертвление глубоких слоев кожи и тканей – более 600 кДж/м2. Действие СИ на глаза: Временное ослепление – до 30 мин. Ожоги роговицы и век. Ожог глазного дна – слепота. Защита ос СИ более проста, чем от других поражающих факторов, поскольку любая непрозрачная преграда может служить защитой. Полностью защищают от СИ убежища, ПРУ, перерытые быстро возводимые защитные сооружения, подземные переходы, подвалы, погреба. Для защиты зданий сооружений пользуются покраской их в светлые тона. Для защиты людей используют ткани, пропитанные огнестойкими составами, и средства для защиты глаз (очки, световые затворы).

Радиация

Проникающая радиация не однородна. Классический опыт, позволяющий обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Вся установка размещалась в вакууме. Под действием магнитного поля пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный – бета-лучей и нейтральный – гамма-лучей.

Поток ядерного взрыва представляет собой поток альфа, бета, гамма излучений и нейтронов. Поток нейтронов возникает вследствие деления ядер радиоактивных элементов. Альфа-лучи представляют собой поток альфа-частиц (дважды ионизированных атомов гелия), бета-лучи – поток быстрых электронов или позитронов, гамма-лучи – фотонное (электромагнитное) излучение, по своей природе и свойствам не отличающееся от рентгеновских лучей. При прохождении проникающей радиации через любую среду ее действие ослабляется. Излучение разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм, что объясняется разной их ионизирующей способностью. Так альфа-излучения, представляющие собой тяжелые имеющие заряд частицы, обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия, вследствие ионизации, быстро уменьшается. Поэтому альфа-излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие альфа-частицы не попадут внутрь организма. Бета-частицы на пути своего движения реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). Бета-излучения опасны для человека, особенно при попадании радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма.

Гамма-излучение обладает сравнительно небольшой ионизирующей активностью, но в силу очень высокой проникающей способности представляет большую опасность для человека. Ослабляющее действие ПР принято характеризовать слоем половинного ослабления, т.е. толщиной материала, проходя через который ПР уменьшается в два раза. Так, ПР ослабляют в два раза следующие материалы: Свинец – 1.8 см 4. Грунт, кирпич – 14 см Сталь – 2.8 см 5. Вода – 23 см Бетон – 10 см 6. Дерево – 30 см. Полностью защищают человека от воздействия ПР специальные защитные сооружения – убежища. Частично защищают ПРУ (подвалы домов, подземные переходы, пещеры, горные выработки) и быстровозводимые населением перекрытые защитные сооружения (щели). Самым надежным убежищем для населения являются станции метрополитена. Большую роль в защите населения от ПР играют противорадиационные препараты из АИ-2 – радиозащитные средства №1 и №2. Источником ПР являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад осколков деления ядерного горючего. Время действия ПР при взрыве ядерных боеприпасов не превышает нескольких секунд и определяется временем подъема облака взрыва. Поражающее действие ПР заключается в способности гамма излучения и нейтронов ионизировать атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушаются нормальный обмен веществ, жизнедеятельность клеток, органов и систем организма человека, что приводит к возникновению специфического заболевания – лучевой болезни. Степень лучевой болезни зависит от поглощенной дозы облучения и времени. Не всякая доза облучения приводит к возникновению лучевой болезни. Нормы облучения приняты в России в 1987 году (НРБ 76/87). Допустимые нормы облучения в военное время: За один раз или первые четыре дня – 50 бэр. За месяц 100 бэр. За квартал (3 месяца) 200 бэр. За год 300 бэр. При таких дозах облучения лучевая болезнь не возникает, т.к. в организме человека погибшие клетки будут восстанавливаться за счет его внутренних резервов. Если доза облучения будет превышать допустимые нормы, то такое облучение будет называться острым и приведет к развитию у человека лучевой болезни различной степени тяжести: 1 степень – легкая – 100-200 бэр, 2 степень – средней тяжести 0 200-400 бэр, 3 степень – тяжелая – 400-600 бэр, 4 степень – крайне тяжелая – более 600 бэр. 3.4.

При взрыве в течение очень короткого времени, измеряемого несколькими миллионными долями секунды, высвобождается огромное количество внутриядерной энергии, значительная часть которой преобразуется в тепло. Температура в зоне взрыва повышается до десятков миллионов градусов. Вследствие этого продукты деления ядерного заряда, не прореагировавшая его часть и корпус боеприпаса мгновенно испаряются и превращаются в раскаленный сильно ионизированный газ. Нагретые продукты взрыва и массы воздуха образуют огненный шар (при воздушном взрыве) или огненную полусферу (при наземном взрыве). Сразу же после образования они быстро увеличиваются в размерах, достигая в диаметре нескольких километров. При наземном ядерном взрыве они с очень большой скоростью поднимаются вверх (иногда свыше 30 км), создавая мощный восходящий поток воздуха, который увлекает с собой десятки тысяч тонн грунта с поверхности земли. С увеличением мощности взрыва возрастают размеры и степень заражения местности в район взрыва и на следе радиоактивного облака. От количества и вида грунта, попавшего в облако ядерного взрыва, зависят количество, размеры и свойства радиоактивных частиц и, следовательно, их скорость выпадения и распределение по территории. Именно поэтому при наземных и подземных взрывах (с выбросом грунта) размеры и степень заражения местности значительно больше, чем при других взрывах. При взрыве на песчаном грунте уровни радиации на следе в среднем в 2,5 раза, а площадь следа в два раза больше чем при взрыве на связанном грунте. Начальная температура грибовидного облака очень высокая, поэтому основная масса попавшего в него грунта расплавляется, частично испаряется и перемешивается с радиоактивными веществами.

Природа последних не одинакова. Это и не прореагировавшая часть ядерного заряда (уран-235, уран-233, плутоний-239), и осколки деления, и химические элементы с наведенной активностью. Примерно за 10-12 минут радиоактивное облако поднимается на максимальную высоту, стабилизируется и начинает перемещаться горизонтально в направлении движения воздушных потоков. Грибовидное облако хорошо видно на большом расстоянии в течение десятков минут. Самые крупные частицы под действием силы тяжести выпадают из радиоактивного облака и столба пыли еще до момента, когда последние достигают предельной высоты и заражают местность в непосредственной близости от центра взрыва. Легкие частицы осаждаются медленнее и на значительных расстояниях от него. Так образуется след радиоактивного облака. Рельеф местности практически не влияет на размеры зон радиоактивного заражения. Однако он обусловливает неравномерное заражение отдельных участков внутри зон. Так, возвышенности и холмы сильнее заражаются с наветренной стороны, чем с подветренной. Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой смесь примерно 80 изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы элементов Менделеева (от цинка №30 до гадолиния №64).

Почти все образующиеся ядра изотопов перегружены нейтронами, являются не стабильными и претерпевают бетта-распад с испусканием гамма-квантов. Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают в среднем 3-4 распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Таким образом, каждому первоначально образовавшемуся ядру (осколку) соответствует своя цепочка радиоактивных превращений. Люди и животные, попавшие в зараженную местность, подвергнутся внешнему облучению. Но опасность подстерегает и с другой стороны. Выпадающие на поверхность земли стронций-89 и стронций-90, цезий-137, иод-127 и иод-131 и другие радиоактивные изотопы включаются в общий круговорот веществ и проникают в живые организмы. Особую опасность представляют стронций-90 иод-131, а также плутоний и уран, которые способны концентрироваться в отдельных частях организма. Ученые установили, что стронций-89 и стронций-90 в основном концентрируются в костной ткани, йод – в щитовидной железе, плутоний и уран – в печени и т.д. Наибольшая степень заражения наблюдается на ближних участках следа. По мере удаления от центра взрыва вдоль оси следа степень заражения уменьшается. След радиоактивного облака условно делится на зоны умеренного, сильного и опасного заражения. В системе СИ активность радионуклидов измеряется в Беккерелях (Бк) и равна одному распаду в секунду. По мере увеличения времени, прошедшего после взрыва, активность осколков деления быстро падает (через 7 часов в 10 раз, через 49 часов в 100 раз). Зона А – умеренного заражения – от 40 до 400 бэр. Зона Б – сильного заражения – от 400 до 1200 бэр. Зона В – опасного заражения – от 1200 до 4000 бэр. Зона Г – чрезвычайно опасного заражения – от 4000 до 7000 бэр.

Зона умеренного заражение – самая большая по размерам. В ее пределах население, находящееся на открытой местности, может получить в первые сутки после взрыва легкие радиационные поражения. В зоне сильного поражения опасность для людей и животных выше. Здесь возможны тяжелые радиационные поражения даже за несколько часов пребывания на открытой местности, особенно в первые сутки. В зоне опасного заражения самые высокие уровни радиации. Даже на ее границе суммарная доза облучения за время полного распада радиоактивных веществ достигает 1200 р, а уровень радиации через 1 час после взрыва составляет 240 р/ч. В первые сутки после заражения суммарная доза на границе этой зоны составляет примерно 600 р, т.е. практически она смертельна. И хотя затем дозы облучения снижаются, на этой территории пребывание людей вне укрытий опасно очень продолжительное время. Для защиты населения от РЗМ используются все имеющиеся защитные сооружения (убежища, ПРУ, подвалы многоэтажных домов, станции метрополитена). Эти защитные сооружения должны обладать достаточно высоким коэффициентом ослабления (Косл) – от 500 до 1000 и более раз, т.к. зоны радиоактивного заражения имеют высокие уровни радиации. В зонах РЗМ населению необходимо принимать радиозащитные препараты из АИ-2 (№1 и №2).

Электромагнитный импульс (EMP)

Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к образованию мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Эти поля в виду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ). Электромагнитный импульс возникает и в результате взрыва и на малых высотах, однако напряженность электромагнитного поля в этом случае быстро спадает по мере удаления от эпицентра. В случае же высотного взрыва, область действия электромагнитного импульса охватывает практически всю видимую из точки взрыва поверхность Земли. Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, земле, в радиоэлектронной и радиотехнической аппаратуре. ЭМИ в указанной аппаратуре наводит электрические токи и напряжения, которые вызывают пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления ракетных стартовых комплексов, командных пунктов. Защита от ЭМИ осуществляется экранированием линий управления и энергоснабжения, заменой плавких вставок (предохранителей) этих линий. ЭМИ составляет 1% от мощности ядерного боеприпаса.

Защитные сооружения являются наиболее надежным средством защиты населения от аварий в районах АЭС, а также от ОМП и других современных средств нападения. Защитные сооружения в зависимости от защитных свойств подразделяются на убежища и противорадиационные укрытия (ПРУ). Кроме того, для защиты людей могут применяться простейшие укрытия.

1. Убежища -это специальные сооружения, предназначенные для защиты укрывающихся в них людей от всех поражающих факторов ядерного взрыва, отравляющих веществ, бактериальных средств, а также от высоких температур и вредных газов, образующихся при пожарах.

План убежища: 1 - защитно-герметические двери; 2 - шлюзовые камеры (тамбуры); 3 - санитарно-бытовые отсеки; 4 - основное помещение для размещения людей; 5-галерея и оголовок аварийного выхода; 6-фильтровентиляционная камера; 7-кладовая для продуктов питания; 8-медицинская комната (помещения 7 и 8 могут не устраиваться)

Рис. 2. Погреб, приспособленный под укрытие

Убежище состоит из основного и вспомогательных помещений. В основном помещении, предназначенном для размещения укрываемых, оборудуются двух- или трехъярусные нары-скамейки для сидения и полки для лежания. Вспомогательные помещения убежища - это санитарный узел, фильтровентиляционная камера, а в сооружениях большой вместимости - медицинская комната, кладовая для продуктов, помещения для артезианской скважины и дизельной электростанции. В убежище устраивается, как правило, не менее двух входов; в убежищах малой вместимости - вход и аварийный выход. Во встроенных убежищах входы могут делаться с лестничных клеток или непосредственно с улицы. Аварийный выход оборудуется в виде подземной галереи, оканчивающейся шахтой с оголовком или люком на незаваливаемой территории. Наружная дверь делается защитно-герметической, внутренняя - герметической. Между ними располагается тамбур. В сооружениях большой вместимости (более 300 человек) при одном из входов оборудуется тамбур-шлюз, который с наружной и внутренней сторон закрывается защитно-герметическими дверями, что обеспечивает возможность выхода из убежища без нарушения защитных свойств входа. Система воздухоснабжения, как правило, работает на двух режимах: чистой вентиляции (очистка воздуха от пыли) и фильтровентиляции. В убежищах, расположенных в пожароопасных районах, дополнительно предусматривается режим полной изоляции с регенерацией воздуха внутри убежища. Системы энерговодоснабжения, отопления и канализации убежищ связаны с соответствующими внешними сетями. На случай их повреждения в убежище имеются переносные электрические фонари, резервуары для хранения аварийного запаса воды, а также емкости для сбора нечистот. Отопление убежищ предусматривается от общей отопительной сети. В помещениях убежища размещается, кроме того, комплект средств для ведения разведки, защитная одежда, средства тушения пожара, аварийный запас инструмента.

2. Противорадиационные укрытия (ПРУ) обеспечивают защиту людей от ионизирующих излучений при радиоактивном заражении (загрязнении) местности. Кроме того, они защищают от светового излучения, проникающей радиации (в том числе и от нейтронного потока) и частично от ударной волны, а также от непосредственного попадания на кожу и одежду людей радиоактивных, отравляющих веществ и бактериальных средств. Устраиваются ПРУ прежде всего в подвальных этажах зданий и сооружений. В ряде случаев возможно сооружение отдельно стоящих быстровозводимых ПРУ, для чего используют промышленные (сборные железобетонные элементы, кирпич, прокат) или местные (лесоматериалы, камни, хворост и т. п.) строительные материалы. Под ПРУ приспосабливают все пригодные для этой цели заглубленные помещения: подвалы, погреба (рис. 2), овощехранилища, подземные выработки и пещеры, а также помещения в наземных зданиях, имеющих стены из материалов, обладающих необходимыми защитными свойствами. Для повышения защитных свойств в помещении заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают слой грунта на перекрытие и делают, если нужно, грунтовую подсыпку снаружи у стен, выступающих выше поверхности земли. Герметизация помещений достигается тщательной заделкой трещин, щелей и отверстий в стенах и потолке, в местах примыкания оконных и дверных проемов, ввода отопительных и водопроводных труб; подгонкой дверей и обивкой их войлоком с уплотнением притвора валиком из войлока или другой мягкой плотной ткани. Укрытия вместимостью до 30 человек проветриваются естественной вентиляцией через приточный и вытяжной короба. Для создания тяги вытяжной короб устанавливают на 1,5-2 м выше приточного. На наружных выводах вентиляционных коробов делают козырьки, а на входах в помещение - плотно пригнанные заслонки, которые закрывают на время выпадения радиоактивных осадков. Внутреннее оборудование укрытий аналогично оборудованию убежища. В приспосабливаемых под укрытия помещениях, не оборудованных водопроводом и канализацией, устанавливают бачки для воды из расчета 3-4 л на одного человека в сутки, а туалет снабжают выносной тарой или люфт-клозетом с выгребной ямой. Кроме того, в укрытии устанавливают нары (скамьи), стеллажи или лари для продовольствия. Освещение осуществляется от наружной электросети или переносными электрическими фонарями. Защитные свойства ПРУ от воздействия радиоактивных излучений оцениваются коэффициентом защиты (ослабления радиации), который показывает, во сколько раз доза радиации на открытой местности больше дозы радиации в укрытии, т. е. во сколько раз ПРУ ослабляют действие радиации, а следовательно, дозу облучения людей. Защитные свойства некоторых помещений приведены в табл. 1. Таблица 1

Дооборудование подвальных этажей и внутренних помещений зданий повышает их защитные свойства в несколько раз. Так, коэффициент защиты оборудованных подвалов деревянных домов повышается примерно до 100, каменных домов - до 800- 1000. Необорудованные погреба ослабляют радиацию в 7- 12 раз, а оборудованные - в 350-400 раз.

3. К простейшим укрытиям относятся щели открытые и перекрытые (рис. 3). Щели строятся самим населением с использованием подручных местных материалов. Простейшие укрытия обладают надежными защитными свойствами. Так, открытая щель в 1,5–2 раза уменьшает вероятность поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией, в 2-3 раза снижает возможность облучения в зоне радиоактивного заражения. Перекрытая щель защищает от светового излучения полностью, от ударной волны - в 2,5–3 раза, от проникающей радиации и радиоактивного излyчения - в 200-300 раз.

Рис. 3. Перекрытая щель (размеры даны в сантиметрах)

Щель первоначально устраивают открытой. Она представляет собой зигзагообразную траншею в виде нескольких прямолинейных участков длиной не более 15 м. Глубина ее 1,8-2 м, ширина по верху 1,1-1,2 м и по дну до 0,8 м. Длина щели определяется из расчета 0,5-0,6 м на одного человека. Нормальная вместимость щели 10-15 человек, наибольшая-50 человек. Строительство щели начинают с разбивки и трассировки - обозначения ее плана на местности. Вначале провешивается базисная линия, на ней откладывается общая длина щели. Затем влево и вправо откладываются половинные размеры ширины щели по верху. В местах изломов забиваются колышки, между ними натягиваются трассировочные шнуры и отрываются канавки глубиной 5-7 см. Рытье начинают не по всей ширине, а несколько отступив внутрь от линии трассировки. По мере углубления постепенно подравнивают откосы щели и доводят ее до требуемых размеров. В дальнейшем стенки щели укрепляют досками, жердями, камышом или другими подручными материалами. Затем щель перекрывают бревнами, шпалами или малогабаритными железобетонными плитами. Поверх покрытия настилают слой гидроизоляции, применяя толь, рубероид, хлорвиниловую пленку, или укладывают слой мятой глины, а затем слой грунта толщиной 50-60 см. Вход делают с одной или с двух сторон под прямым углом к щели и оборудуют герметической дверью и тамбуром, отделяя занавесом из плотной ткани помещение для укрываемых. Для вентиляции устанавливают вытяжной короб. Вдоль пола прорывают дренажную канавку с водосборным колодцем, расположенным при входе в щель.

Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна (на образование которой расходуется 50% энергии взрыва), световое излучение (35%), проникающая радиация (5%) и радиоактивное заражение (10%). Выделяются еще электромагнитный импульс и вторичные поражающие факторы.

Ударная волна - основной фактор разрушающего и поражающего действия, представляет собой зону сжатого воздуха, которая образуется при мгновенном расширении газов в центре взрыва и распространяется с огромной скоростью во все стороны, вызывая разрушения зданий, сооружений и поражения людей. Радиус действия ударной волны зависит от мощности и вида взрыва, а также характера местности. Ударная волна состоит из фронта ударной волны, зон сжатия и разрежения.

Сила действия ударной волны зависит от избыточного давления на фронте ее, которое измеряется количеством килограмм-сил, падающих на квадратный сантиметр поверхности (кгс/см 2), или в паскалях (Па): 1 Па = 0,00001 кгс/см 2 , 1 кгс/см 2 = 100 кПа (килопаскаль).

При взрывах 13-килотонных бомб в Хиросиме и Нагасаки радиус действия был выражен примерно следующими цифрами: зона сплошного разрушения и уничтожения в радиусе до 800 - 900 м (избыточное давление свыше 1 кг/см 2) - разрушение всех зданий и сооружений и почти 100% гибель людей; зона сильных разрушений и тяжелых и средних поражений людей в радиусе до 2-2,5 км (избыточное давление 0,3-1 кг/см 2); зона слабых разрушений и слабых и случайных травм людей в радиусе до 3-4 км (избыточное давление 0,04-0,2 кг/см 2).

Необходимо учитывать также «метательное» действие ударной волны и образование вторичных снарядов в виде летящих обломков зданий (кирпича, досок, стекла и т. д.), наносящих травмы людям.

При действии ударной волны на открыто расположенный личный состав при избыточном давлении более 1 кг/см 2 (100 кПа) возникают крайне тяжелые, смертельные травмы (переломы костей, кровоизлияния, кровотечения из носа, ушей, контузии, баротравма легких, разрывы полых органов, ранения вторичными снарядами, синдром длительного раздавливания под развалинами и др.), при давлении на фронте 0,5-0,9 кг/см 2 - тяжелые травмы; 0,4-0,5 кг/см 2 - средней тяжести; 0,2-0,3 кг/см 2 - легкие поражения. Однако и при избыточном давлении 0,2-0,3 кг/см2 возможны даже тяжелые травмы под действие скоростного напора и метательного действия ударной волны, если человек не успел укрыться и будет отброшен волной на несколько метров или получит травму от вторичных снарядов.

При наземных и особенно подземных ядерных взрывах наблюдаются сильные колебания (сотрясения) земли, которое условно можно сравнить с землетрясением силой до 5-7 баллов.

Средством защиты от ударной волны являются различного рода убежища и укрытия, а также складки местности, так как фронт ударной волны после отражения от земли проходит параллельно поверхности и в углублениях давление оказывается значительно меньшим.

Траншеи, окопы и укрытия от 3 до 10 раз уменьшают потери от ударной волны.

Радиус действия ударной волны более мощных ядерных боеприпасов (более 20 000 т тротилового эквивалента) равняется корню кубическому из отношения тротиловых эквивалентов, умноженному на радиус действия 20-килотонной бомбы. Например, при увеличении мощности взрыва в 1000 раз радиус действия увеличивается в 10 раз (табл. 10).

Световое излучение . От огненного шара с чрезвычайно высокой температурой в течение 10-20 с исходит мощный поток световых и тепловых (инфракрасных) лучей высокой температуры. Вблизи огненного шара все (даже минералы и металлы) расплавляется, превращается в газообразное состояние и поднимается с грибовидным облаком. Радиус действия световых излучений зависит от мощности и вида взрыва (наибольший при воздушном взрыве) и прозрачности атмосферы (дождь, туман, снег резко уменьшают действие вследствие поглощения световых лучей).

Таблица 9

Примерные радиусы действия ударной волны и светового излучения (км)

Примечание. Рф - избыточное давление на фроне ударной волны. В числителе приводятся данные при воздушных взрывах, в знаменателе - при наземных. 100 кПа = 1 кг/см 2 (1 атм.).

Световое излучение вызывает воспламенение горючих веществ и массовые пожары, а у людей и животных-ожоги тела различной тяжести. В г. Хиросиме сгорело около 60 тыс. зданий и около 82% пораженных людей имели ожоги тела.

Степень поражающего действия определяется световым импульсом, то есть количеством энергии, падающей на 1 м 2 поверхности освещаемого тела, и измеряется в килоджоулях на 1 м 2 . Световой импульс в 100-200 кДж/м 2 (2-5 кал/см 2) вызывает ожог I степени, 200-400 кДж/м 2 (5-10 кал/см 2) - II, более 400 кДж/м 2 (свыше 10 кал/см 2) - III степени (100 кДж/м 2).

Степень поражения материалов световым излучением зависит от степени их нагрева, которая в свою очередь зависит от ряда факторов: величины светового импульса, свойств материала, коэффициента поглощения тепла, влажности, горючести материала и т. д. Материалы темного цвета больше поглощают световой энергии, чем светлые. Например, черное сукно поглощает 99% падающей световой энергии, материал цвета хаки-60%, белая ткань-25%.

Кроме этого, световой импульс вызывает ослепление людей, в особенности в ночное время, когда зрачок расширен. Ослепление чаще бывает временным вследствие истощения зрительного пурпура (родопсина). Но на близком расстоянии может быть ожог сетчатки и более стойкое ослепление. Поэтому нельзя смотреть на световую вспышку, надо немедленно закрывать глаза. В настоящее время имеются защитные фотохромные очки, которые от светового излучения теряют прозрачность и защищают глаза.

Проникающая радиация. В момент взрыва, примерно в течение 15-20 с, вследствие ядерных и термоядерных реакций исходит очень мощный поток ионизирующих излучений: гамма-лучей, нейтронов, альфа- и бета-частиц. Но к проникающей радиации относятся только., гамма-лучи и нейтронный поток, так как альфа- и бета-частицы имеют короткий пробег в воздухе и не обладают проникающей способностью.

Радиус действия проникающей радиации при воздушных взрывах 20-килотонной бомбы примерно выражается следующими цифрами: до 800 м - 100% смертность (доза до 10 000 Р); 1,2 км - 75% смертности (доза до 1000 Р); 2 км - лучевая болезнь I-II степени (доза 50-200 Р). При взрывах термоядерных мегатонных боеприпасов смертельные поражения могут быть в радиусе до 3-4 км из-за больших размеров огненного шара в момент взрыва, при этом большое значение приобретает нейтронный поток.

Суммарные дозы гамма- и нейтронного облучения незащищенных людей в ядерном очаге можно определить по графикам (рис. 43).

Особенно сильно проникающая радиация проявляется при взрывах нейтронных бомб. При взрыве нейтронной бомбы мощностью 1 тыс. тонн тротилового эквивалента, когда ударная волна и световое излучение поражают в радиусе 130-150 м, суммарное гамма-нейтронное излучение равняется: в радиусе 1 км - до 30 Гр (3000 рад), 1,2 км -8,5 Гр; 1,6 км - 4 Гр, до 2км -0,75-1 Гр.

Рис. 43. Суммарная доза проникающей радиации при ядерных взрывах.

Средством защиты от проникающей радиации могут служить различные укрытия и сооружения. Причем гамма-лучи сильнее поглощаются и задерживаются тяжелыми материалами с большой плотностью, а нейтроны лучше поглощаются легкими веществами. Для вычисления необходимой толщины защитных материалов вводится понятие слой половинного ослабления, то есть толщина материала, которая в 2 раза уменьшает радиацию (табл. 11).

Таблица 11

Слой половинного ослабления (К 0,5). см

Для вычисления защитной мощности укрытий применяют формулу К з = 2 S/K 0,5

где: К з - коэффициент защиты укрытия, S - толщина защитного слоя, К 0,5 -слой половинного ослабления. Из этой формулы вытекает, что 2 слоя половинного ослабления уменьшают радиацию в 4 раза, 3 слоя - в 8 раз и т. д.

Например, укрытие с земляным перекрытием толщиной 112 см уменьшает гамма-облучение в 256 раз:

К з = 2 112/14 = 2 8 = 256 (раз).

В полевых убежищах требуется, чтобы коэффициент защиты по гамма-излучениям был равен 250-1000, то есть требуется земляное перекрытие толщиной 112-140 см.

Радиоактивное заражение местности . Не менее опасным поражающим фактором ядерного оружия является радиоактивное заражение местности. Особенность этого фактора заключается в том, что радиоактивному заражению подвергаются очень большие территории, а кроме того, действие его продолжается длительное время (недели, месяцы и даже годы).

Так при испытательном взрыве, произведенном США 1.03.1954 г. в южной части Тихого океана в районе о. Бикини (10-ме-гатонной бомбы), радиоактивное заражение отмечалось на удалении до 600 км. При этом были поражены жители Маршалловых островов (267 человек), находившиеся на расстоянии от 200 до 540 км, и 23 японских рыбака на рыболовном судне, находившемся на расстоянии 160 км от центра взрыва.

Источниками радиоактивного заражения являются радиоактивные изотопы (осколки), образующиеся при делении ядер, наведенная радиоактивность и остатки непрореагировавшей части ядерного заряда.

Радиоактивные изотопы деления урана и плутония являются основным и наиболее опасным источником заражения. При цепной реакции деления урана или плутония ядра их делятся на две части с образованием различных радиоактивных изотопов. Эти изотопы в дальнейшем претерпевают в среднем по три радиоактивных распада с испусканием бета-частиц и гамма-лучей, превращаясь после этого в нерадиоактивные вещества (барий и свинец). Таким образом, в грибовидном облаке оказывается около 200 радиоактивных изотопов 35 элементов средней части таблицы Менделеева - от цинка до гадолиния.

Наиболее распространенными изотопами среди осколков деления являются изотопы иттрия, теллура, „молибдена, йода, ксенона, бария, лантана, стронция, цезия, циркония и др. Эти изотопы в огненном шаре и грибовидном облаке как бы обволакивают радиоактивной оболочкой пылевые частицы, поднимающиеся с земли, в результате чего все грибовидное облако становится радиоактивным. Там, где оседает радиоактивная пыль, местность и все предметы оказываются зараженными РВ (загрязненными продуктами ядерного взрыва, ПЯВ).