Поражающие факторы ядерного взрыва

Ядерные взрывы подразделяют на воздушные, высотные, наземные, подземные, надводные и подводные. Основные поражающие факторы ядерного взрыва формируются следующим образом.

При взрыве ядерного боеприпаса за считанные доли секунды выделяется огромное количество энергии. Поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а давление достигает нескольких миллиардов атмосфер. Такие высокие давление и температура вызывают сильную ударную волну.

Ядерный взрыв, наряду с ударной волной и световым излучением, сопровождается испусканием проникающей радиации, которая состоит из потока нейтронов и ?-квантов. В облаке взрыва содержится большое количество радиоактивных продуктов — осколков деления, которые выпадают из него по пути движения. В результате этого происходит радиоактивное заражение местности.

Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, которые возникают под действием ионизирующих излучений, образует электромагнитный импульс (ЭМИ).

При воздушномвзрыве появляется яркая вспышка, вслед за которой образуется светящаяся область в форме сферы, у поверхности которой создается резкий перепад давления и температуры. Раскаленные газы расширяются, сжимают и приводят в движение окружающие слои воздуха. Это сжатие передается от слоя к слою воздуха и в виде воздушной волны распространяется на большое расстояние от места взрыва. Из точки взрыва в этот же период испускаются проникающая радиация и световое излучение. Светящаяся область поднимается, остывая, и превращается в радиоактивное облако. С земли поднимается столб пыли и образуется облако характерной грибовидной формы. Через 10-15 минут после взрыва облако достигает максимальной высоты (от 5 до 20 км ). Затем оно утрачивает свою форму и рассеивается.

Особенность воздушного ядерного взрыва состоит в том, что его светящаяся область не касается поверхности земли.

Светящаяся область при наземном ядерном взрыве имеет форму полусферы, которая лежит основанием на земной поверхности. Грибовидное облако при наземном взрыве более мощное, чем при воздушном. Пылевой столб с момента его образования соединен с облаком взрыва, отчего в облако включается огромное количество грунта. Радиоактивное заражение местности в районе взрыва в этом случае гораздо сильнее, чем при воздушном взрыве.

Облако при подземномядерном взрыве не имеет грибовидной формы. На месте взрыва образуется большая воронка. Воздушная волна слабее, чем при наземном взрыве, но волна сжатия в грунте поражает заглубленные объекты. В районе подземного ядерного взрыва и по следу движения облака наблюдается сильное радиоактивное заражение местности.

При подводномвзрыве выбрасывается столб воды, на вершине которого находится грибовидное облако (взрывной султан), затем из водяных облаков выпадает радиоактивный дождь.

Ударная волна.

Одним из основных поражающих факторов ядерного взрыва является ударная волна, которая может быть воздушной, ударной (в воде) и сейсмовзрывной (в грунте).

Воздушная ударная волна– это область резкого сжатия воздуха, которая распространяется во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Она обладает большим запасом энергии, поэтому может наносить поражения людям, разрушать различные объекты на больших расстояниях от места взрыва. Как только ударная волна через некоторое время после взрыва достигает Определенной точки пространства, в этой точке мгновенно повышаются давление и температура, воздух начинает распространяться в направлении ударной волны. За тем давление снижается и становится равным атмосферному, а его дальнейшее уменьшение приводит к разрежению. Воздух в это время начинает двигаться в сторону взрыва, и как только действие пониженного давления заканчивается, прекращается и движение воздуха.

При воздушном взрыве ударная волна при достижении поверхности земли отражается от нее. Форма фронта отраженной волны – почти полусфера. Центр ее находится в точке, являющейся зеркальным отражением точки взрыва заряда относительно поверхности земли. На небольших расстояниях от эпицентра взрыва угол наклона падающей волны относительно поверхности земли очень небольшой. Точка, из которой выходят падающаяи отраженная волны,передвигается вдоль поверхности земли. Это – зона регулярного отражения.Отраженная волна движется в воздухе, уже нагретом падающей волной, а поэтому она имеет большую скорость и постепенно набегает на падающую волну. Формируется головная ударная волна.Избыточное давление во фронте головной волны усиливается благодаря сложению волн. Это особенно характерно для взрывов в зимнее время, когда приземный воздух мало прогревается световым излучением. Когда в результате запыления и задымления приземный слой воздуха прогревается, скачок избыточного давления во фронте головной волны уменьшается, а действие фазы сжатия увеличивается по времени. Увеличение при этом скорости движущегося воздуха усиливает метательное действие ударной волны.

Метеоусловия, рельеф местности, лесные массивы, городские строения, мощность и вид ядерного взрыва могут существенно влиять на распространение ударной волны и ее поражающее действие.

Ударная волна оказывает поражающее действие на различные объекты по-разному. Разрушающее действие Ц избыточного давления и скоростного напора на объекты | зависит от их размеров, конструкции и связи с земной 5. поверхностью.

Поражение людейпроисходит как под прямым воздействием воздушной ударной волны, так и косвенно — летящими осколками и обломками, камнями, грунтом. Ударная волна ядерного взрыва наносит людям такие же травмы, как и при взрыве обычных снарядов, но на гораздо большем расстоянии. Эти травмы подразделяют на легкие, средние и тяжелые.

Причиной разрушения ударной волной зданий является первоначальный удар, который возникает в момент отражения волны от здания. Опоры линий электропередачи, мостовые фермы, дымовые трубы, столбы разрушаются под действием скоростного напора. Стекла в зданиях разрушаются при избыточном давлении во фронте воздушной ударной волны 0,05 кгс/см 2 .

Основным способом защиты людей от поражения ударной волной является изоляция их от действия повышенного давления и скоростного напора в укрытиях и убежищах.

Световое излучение

Световое излучение ядерного взрыва — это электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Поверхности освещаемых тел поглощают энергию светового излучения и при этом нагреваются. Световое излучение вызывает ожоги открытых частей тела человека, а в темное время суток — временную слепоту.

Источник светового излучения — светящаяся областьвзрыва. Она состоит из паров конструкционных материалов боеприпаса и воздуха (при наземных взрывах прибавляется испарившийся грунт). В своем развитии светящаяся область проходит три фазы: начальную, первую и вторую.

Начальная фазапо времени очень мала – от момента начала ядерных реакций в боеприпасы до момента отрыва фронта ударной волны от поверхности светящейся области (гомотермического шара).

Начало первой фазы– момент выхода фронта ударной волны на поверхность светящейся области. Воздух во фронте ударной волны светится сам. Он экранирует излучение, которое идет из внутренней области, поэтому температура светящейся области определяется температурой нагретого воздуха во фронте ударной волны. При передвижении фронта ударной волны давление и температура воздуха в нем уменьшаются. Затем воздух перестает светиться, и фронт ударной волны становится прозрачным.

Температура опять начинает подниматься, пройдя через минимум, - с этого момента начинается втораяфаза развития светящейся области. Температура в этой фазе увеличивается до максимума, а затем снижается вследствие потери энергии на излучение и охлаждение газов из-за их расширения. Светящаяся область перестает испускать излучение в видимой части спектра, превращаясь в облако взрыва. 98% энергии светового излучения приходится на вторую фазу. Ее длительность равна общей длительности испускания светового излучения.

Поражение людей световым излучениемвыражается в появлении ожогов.

Существуют четыре степени ожогов:

· ожог первой степени – поверхностное поражение кожи (покраснение);

· ожог второй степени – образование пузырей;

· ожог третьей степени – омертвение глубоких слоев кожи;

· ожог четвертой степени – обугливание кожи, клетчатки, а иногда и более глубоких тканей.

Световое излучение вызывает поражение глаз трех видов:

· временное ослепление, длящееся до 30 минут;

· ожоги глазного дна, которые возникают на больших расстояниях при взгляде на светящуюся область взрыва;

· ожоги век и роговицы.

Защитой от светового излучения может служить любая непрозрачная преграда, создающая тень.

Проникающая радиация ядерного взрыва– это поток ?-излучения и нейтронов. По своим физическим свойствам они различны, общим же для них является то, что они могут распространяться в воздухе на расстоянии 2- 3 км . При прохождении через живую ткань нейтроны и ?-кванты ионизируют молекулы и атомы живых клеток. Нарушается обмен веществ, изменяется характер жизнедеятельности клеток, систем организма и его отдельных органов. Возникает специфическое заболевание - лучевая болезнь.

Источник проникающей радиации – ядерные реакции деления и синтеза, которые протекают в боеприпасах в момент взрыва, и радиоактивный распад осколков деления. Время действия проникающей радиации — не сколько секунд. Оно определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой ?-излучение поглощается воздухом и не достигает земли.