Использование ядерного оружия как средства массового поражения

Ядерное оружие относится к оружию массового поражения, так как наносит поражение огромному количеству живых организ­мов и растений, а также производит разрушения на значительных территориях. Ядерными боеприпасами снаряжаются средства воздуш­но-космического нападения (бомбы, ракеты), торпеды, ядерные мины (фугасы).

В зависимости от способа получения ядерной энер­гии ЯБПделятна ядерные и термоядерные.

Ядерные боеприпасы основаны на принципе деления ядерного горючего (в основном, тяжелых элементов таблицы Менделеева, относительная масса ко­торых больше, чем у урана).

Термоядерные боеприпасы имеют мощ­ность на порядок выше, в них ЯБПчасто играют роль взрывателя, а принцип действия основан на синтезе легких элементов (дейте­рий, тритий, литий).

Ядерное оружие состоит из ядерных боеприпасов, средств до­ставки их к цели (носителей) и средств управления. Ядерные бое­припасы (боевые части ракет и торпед, ядерные бомбы, артснаряды, мины и др.) относятся к самым мощным средствам массового пора­жения.

Действия их основаны на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер — изотопов водорода (дейтерия, три­тия).

Мощностьядерных боеприпасов принято измерять тротиловым эквивалентом, т. е. количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного боеприпаса.

Тротиловый экви­валент выражается в тоннах, килотоннах и мегатоннах. По мощно­сти ядерные боеприпасы условно подразделяют на: сверхмалые (мощностью до 1 кт); малые (1—10 кт); средние (10—100 кт); круп­ные (100 кт—1 Мт) и сверхкрупные (мощностью свыше 1 Мт).

Масштабы возможных поражений зависят от мощности и вида взрыва, степени защищенности объекта, места расположения, а также от среды, в которой произошел взрыв, и ряда других при­чин.

В зависимости от решаемых задач ядерный взрыв может быть произведен

- в разреженных слоях атмосферы или в космосе,

- в плотных (приземных) слоях атмосферы у поверхности земли (воды) или

- землей (под водой).

Различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и под­земный (подводный) взрывы.

Очаг ЯП характеризуется:

□ массовым поражением всего живого;

□ разрушением и повреждением наземных объектов;

□ частичным разрушением, завалом или повреждением ЗС ГО;
□ возникновением отдельных, сплошных или массовых пожа­ров;

□ образованием завалов в жилых районах и на ОЭ;

□ возникновением массовых аварий на энергокоммунальных сетях;

□ образованием районов, полос или пятен РЗ на местности.

Поражающее действие ядерного взрыва определяется

- механи­ческим воздействием ударной волны,

- тепловым воздействием свето­вого излучения,

- радиационным воздействием проникающей радиа­ции и

- радиоактивного заражения.

Для некоторых элементов объ­ектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.

Распределение энергии между поражающими факторами ядер­ного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он проис­ходит. При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва рас­ходуется на образование ударной волны, 30—40% — на световое из­лучение, до 5% — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.

Ударная волна — это область резкого сжатия среды, которая в в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды рас­пространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).

Ударная волнав воздухе образуетсяза счет ко­лоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключитель­но высокая температура, а давление достигает миллиардов атмос­фер (до 10⁵ млрд. Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расши­риться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до вы­сокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение после­дующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение раскаленных газов проис­ходит в сравнительно малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основ­ным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С уве­личением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает; на больших удалениях ударная волна переходит, по существу, в обычную аку­стическую волну и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м — за 4 с, 3000 м — за 7 с, 5000 м— за 12 с. Отсюда следует, что человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближай­шее укрытие (складку местности, канаву, кювет, простенок и т. п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.

Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс возду­ха, при встрече с преградой возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны. Когда фронт ударной волны достигает Данной точки пространства (преграды), скоростной (ветровой) на­пор, как и избыточное давление, моментально поднимается от нуля до максимального значения. По мере удаления от фронта скорост­ной напор уменьшается до нуля несколько позднее, нежели избыточное давление. Это объясняется инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха. Однако для оценки разрушающего действия воздушной ударной волны ядерного взрыва эта разница несущественна и при расчетах принимают продолжительность воз-1ействия скоростного напора равным времени действия фазы сжатия.

Ударная волна может нанести неза­щищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могутбыть непо­средственными или косвенными.

Непосредственное поражение ударной волной возникает в ре­зультате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интен­сивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в течение не­скольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент при­хода ударной волны воспринимается живым организмом как рез­кий удар. В то же самое время скоростной напор создает значитель­ное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.

Косвенные поражения люди и животные могут получить в ре­зультате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стек­ла, шлака, камней, дерева и других предметов. Например, при из­быточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность ле­тящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.

Характер и степень поражения незащищенных людей и живот­ных зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.

Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Разрушение постройки 20-30 кПа.

Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздей­ствии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепле­ние или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возни­кающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.

Световое (тепловое) излучениепредставляет собой поток ультрафиолетовых, инфракрасных и видимых лучей; на его образование используется 30 % энергии взрыва. Источни­ком светового излучения является огненный шар, состоя­щий из раскаленных продуктов взрыва и воздуха, нагретых до температуры 8000-10000 ⁰С. Время действия светового излучения зависит от мощности взрыва (например, при мощности 20 кг - 3 с, при мощности 1 Мт — 10 с).

Основным параметром, определяющим поражающую способность светового: излучения ядерного взрыва, является световой импульс (U_с) — количество световой энергии, пада­ющей на 1 м² поверхности, перпендикулярной направлению световых лучей, за все время свечения. Световой импульс из­меряется в джоулях на 1 м² (Дж/м²) или в калориях (несис­темная единица) на 1 см²(кал/см²); 1 кал/см² = 42 кДж/м². Наибольшее действие светового излучения наблюдается при воздушном взрыве в прозрачной атмосфере.

Тепловое действие на здания и сооружения определяет­ся энергией светового импульса; Характер воздействия на здания зависит не только от величины светового импульса, но и от времени его действия, а также от плотности, тепло­проводности, цвета и толщины материала. К материалам, способным легко воспламеняться от светового излучения, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, рези­на, дерево. Воспламенение материалов приводит к пожару.

Пожары могут возникнуть и от вторичных факторов при из­быточных давлениях в 10 кПа или более. Возгорание мате­риалов происходит при U_с = 125 кДж/м² или более. Импуль­сы светового излучения наблюдаются в ясную погоду далеко за пределами очага поражения.

Световое излучение по своей природе поток лучистой энергии оптического диапазона (близок к спектру солнечного излучения). Источник светового из­лучения — светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха -и грунта (при наземном взрыве).

Температура светящейся облас­ти в течение некоторого времени сравнима с температурой по­верхности солнца (максимум 8000—10000 и минимум 1800°С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт свето­вое излучение продолжается 3 с, термоядерного заряда 1 Мт—10 с.

Поражающее действие светового излучения характеризуется све­товым импульсом. Световой импульс—количество энергии прямого светового излучения ядерного взрыва, падающей за все время излуче­ния на единицу площади неподвижной и неэкранируемой поверхно-.сти, расположенной перпендикулярно направлению излучения. Единица светового импульса — джоуль на квадратный метр (Дж/м²).

Независимо от причин возникновения,ожоги разделяют по тя­жести поражения организма.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покрасне­нии и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной бел­ковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами пер­вой и второй степеней, достигающими даже 50—60 % поверхности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характери­зуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубо­ких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у животных — на участках тела, покрытых коротким и ред­ким волосом.

Импульсы светового излучения, необходимые для поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или прозрач­ную, особенно одежду из синтетических материалов.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослеп­ления — под влиянием яркой световой вспышки.

В солнечный день ослепление длится 2—5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расши­рен и через него проходит больше света,— до 30 мин и более. Более тяжелое (необратимое) поражение — ожог глазного дна — возни­кает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва.

Энер­гия светового импульса, падая на поверхность предмета, частично отражается его поверхностью, поглощается им и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) пора­жения элементов объекта зависит как от светового импульса и вре­мени его действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопровод­ности, толщины, цвета, характера обработки материалов, распо­ложения поверхности к падающему световому излучению,— всего, что будет определять степень поглощения световой энергии ядерно­го взрыва.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных фак­торов, вызванных воздействием ударной волны. Наименьшее из­быточное давление, при котором могут возникнуть пожары от вто­ричных причин,— 10 кПа (0,1 кгс/см²). Возгорание материалов мо­жет наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см²) и бо­лее. Эти импульсы светового излучения в ясный солнечный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа.

Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную солнечную погоду дере­вянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранспорт — до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу — до 17 км. Тогда, как действие избыточного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на рас­стоянии 11 км. Большое влияние на возникновение пожаров оказы­вает наличие горючих материалов на территории объекта и внутри зданий и сооружений.

Световые лучи на близких расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли; на больших расстояниях — практически параллельно поверхности земли. В этом случае световое излучение проникает через застек­ленные проемы в помещения и может воспламенять горючие мате­риалы, изделия и оборудование в цехах предприятий (большинство' сортов хозяйственных тканей, резины и резиновых изделий заго­рается при световом импульсе 250—420 кДж/м² (6—10 кал/см²).

Проникающая радиация один из поражающих факторов ядерного оружия, представляющий собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Кроме гамма-излучения и потока нейтронов выделяются ионизирующие излучения в виде альфа- и бета-частиц, имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на людей и материалы пренебрегают. Время действия проникаю­щей радиации не превышает 10—15 с с момента взрыва.

На зараженной местности может происходить внешнее и внутреннее облучение людей и животных. Внешнее γ-об­лучение вызывает лучевую болезнь, а при внешнем воздей­ствии β-частиц наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, шее, голове; у животных - на спине, а также — от соприкосновения с радиоактивной травой — на морде.

Внутреннее поражение людей и животных радиоактив­ными веществами может произойти при попадании их внутрь организма. Особенно много радиоактивных продук­тов концентрируется у человека в тканях щитовидной желе­зы (в 1000-10 000 раз больше, чем в других тканях).

При взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности зоны поражения проникающей радиации несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпа­сов малой мощности, наоборот, зоны поражения проникающей ра­диации превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением.

Проникающая радиация может вызывать обратимые и необрати­мые изменения в материалах, элементах радиотехнической, электро­технической, оптической и другой аппаратуры. В космическом про­странстве эти повреждения могут наблюдаться на расстояниях де­сятков и сотен километров от центра взрывов мегатонных боепри­пасов

При воздушных (приземных) и наземных ядерных взрывах плотности потоков (дозы) проникающей радиации на тех расстояниях, где ударная волна выводит из строя здания, сооружения, оборудование и другие эле­менты производства, в большинстве случаев для объектов являются безопасными. Но с увеличением высоты взрыва все большее зна­чение в поражении объектов приобретает проникающая радиация. При взрывах на больших высотах и в космосе основным поражаю­щим фактором становится импульс проникающей радиации.

Необратимые изменения в материалах вызываются нарушения­ми структуры кристаллической решетки вещества вследствие воз­никновения дефектов (в неорганических и полупроводниковых ма­териалах), а также в результате прохождения различных физико-химических процессов. Такими процессами являются: радиацион­ный нагрев, происходящий вследствие преобразования поглощен­ной энергии проникающей радиации в тепловую; окислительные химические реакции, приводящие к окислению контактов и по­верхностей электродов; деструкция и «сшивание» молекул в поли­мерных материалах, приводящие к изменению физико-механиче­ских и электрических параметров; газовыделения и образование пылеобразных продуктов, которые могут вызвать вторичные фак­торы воздействия (взрывы в замкнутых объемах, запыление отдель­ных деталей приборов и т. д.).

Обратимые изменения, как правило, являются следствием иони­зации материалов и окружающей среды. Они проявляются в увели­чении концентрации носителей тока, что приводит к возрастанию утечки тока, снижению сопротивления в изоляционных, полупро­водниковых, проводящих материалах и газовых промежутках. Об­ратимые изменения в материалах, элементах и аппаратуре в целом могут возникать при мощностях экспозиционных доз 1000 Р/с. Проводимость воздушных промежутков и диэлектрических мате­риалов начинает существенно увеличиваться при мощностях доз 10 000 Р/с и более.

Проникающая радиация, проходя через различные среды (мате­риалы), ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств мате­риалов и толщины защитного слоя.

Нейтроны ослабляются в ос­новном за счет столкновения с ядрами атомов. Вероятность процес­сов взаимодействия нейтронов с ядрами количественно характери­зуется эффективным сечением взаимодействия и зависит главным образом от энергии нейтронов и природы ядер мишени.

Энергия гамма-квантов при прохождении их через вещества рас­ходуется в основном на взаимодействие с электронами атомов. По­этому степень их ослабления практически обратно пропорциональна плотности материала.

Защитные свойства материала характеризу­ются слоем половинного ослабления, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза.

Если защитная преграда состоит из нескольких слоев различ­ных материалов, например грунта, бетона и дерева, то подсчитывают степень ослабления для каждого слоя в отдельности и результаты перемножают:

Защитные сооружения ГО надежно обеспечивают защиту людей от проникающей радиации. Расчет защитных свойств этих сооруже­ний производится по гамма-излучению, так как доза гамма-излуче­ния значительно выше дозы нейтронного излучения, а слои поло­винного ослабления для строительных материалов приблизительно одинаковы.

Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.

Основные источники радиоактивности при ядерных взрывах: продукты деле­ния веществ, составляющих ядерное горючее (200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов); наведенная активность, воз­никающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грун­та (натрий, кремний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в реакции деления и попадает в виде мельчай­ших частиц в продукты взрыва. Излучение радиоактивных веществ состоит из трех видов лучей: альфа, бета и гамма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи (в воздухе они проходят путь в несколько сот метров), меньшей — бета-частицы (несколько метров) и незначительной — альфа-частицы (несколько сантиметров). Поэтому основную опасность для людей при радио­активном заражении местности представляют гамма- и бета-излуче­ния.

Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрывав К ним отно­сятся: большая площадь поражения — тысячи и десятки тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия — дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаруже­ния радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.

Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наи­большая зараженность местности РВ будет при наземных и подзем­ных (произведенных на небольшой глубине), надводных и подвод­ных ядерных взрывах. Зараженность местности РВ может также возникнуть в результате применения противником радиологическо­го оружия.

При наземном (подземном) ядерном взрыве огненный шар ка­сается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захваты­вается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на рас­плавленных частицах грунта. В результате образуется мощное об­лако, состоящее из огромного количества радиоактивных и неактив­ных оплавленных частиц, размеры которых колеблются от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течение 7—10 мин радио­активное облако поднимается и достигает своей максимальной вы­соты, стабилизируется, приобретая характерную грибовидную фор­му, и под действием воздушных потоков перемещается с определен­ной скоростью и в определенном направлении. Большая часть радио­активных осадков, которая вызывает сильное заражение местности, выпадает из облака в течение 10—20 ч после ядерного взрыва.

При выпадении РВ из облака ядерного взрыва происходит за­ражение поверхности земли, воздуха, водоисточников, материаль­ных ценностей и т. п.

Масштабы и степень радиоактивного заражения местности за­висят от мощности и вида взрыва, особенностей конструкции боеприпаса, характера поверхности, над которой (на которой) произ­веден взрыв, метеорологических условий и времени, прошедшего после взрыва.

Действие продуктов ядерного взрыва на людей, животных и растения. На следе радиоактив­ного облака поражающим действием обладают: а) гамма-излучения, вызывающие общее внешнее облучение; б) бета-частицы, вызываю­щие при внешнем воздействии радиационное поражение кожи, а при попадании бета-частиц внутрь организма — поражение внутренних органов; в) альфа-частицы, представляющие опасность при попада­нии внутрь организма.

Как и проникающая радиация в районе ядерного взрыва, общее внешнее гамма-облучение на радиоактивнозараженной местности вызывает у людей и животных лучевую болезнь. Дозы излучения, вызывающие заболевания, такиеже. как и от проникающей радиа­ции.

При внешнем воздействии бета-частиц у людей наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, в области шеи, на голове; у животных — на спине, а также на морде при соприкосновении ее с радиоактивно зараженной травой. Различают кожные поражения тяжелой (появление незаживающих язв), средней (образование пу­зырей) и легкой (посинение и зуд кожи) степени.

Внутреннее поражение людей и животных РВ может произойти при попадании их внутрь организма главным образом с пищей и кормом. С воздухом и водой РВ в организм, по-видимому, будут попадать в таких количествах, которые не вызовут острого лучевого: поражения с потерей трудоспособности (боеспособ­ности) людей или продук­тивности животных. Вса­сывающиеся радиоактивные продукты ядерного взрыва распределяются в организ­ме крайне неравномерно.

Особенно много концентри­руется их в щитовидной железе (в 1000—10 000 раз больше, чем в других тка­нях) и печени (в 10—100 раз больше, чем в других органах). В связи с этим указанные органы подвергаются облучению в очень больших дозах, приводящему либо к разрушению ткани, либо к развитию опухолей (щитовидная железа), либо к серьезному на­рушению функций (печень и др.).

Радиоактивная пыль заражает почву и растения. В зависимости от размеров частиц на поверхности растений может задерживаться от 8 до 25 % выпавшей на землю радиоактивной пыли. Возможно и частичное всасывание радиоактивных веществ внутрь растений. Лучевое поражение у растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктив­ного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах излучения возможна гибель растений, проявляющаяся в 'остановке роста и усыхании.

Основным способом защиты населения следует считать изоля­цию людей от внешнего воздействия радиоактивных излучений, а также исключение условий, при которых возможно попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека вместе с возду­хом и пищей.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) представляет собой электрические и магнитные поля, возникающие в результа­те воздействия γ-излучения и нейтронов на атомы окружаю­щей среды и образования потока электронов и положитель­ных ионов (рис. 8.3). На ЭМИ расходуется около 5 % энер­гии взрыва.

Поражающее действие ЭМИ обусловлено воз­никновением напряжений и токов в различных проводни­ках, которые выводят из строя потребители электроэнергии. Время действия ЭМИ — менее 1 с. Выходят из строя системы электроснабжения, связи, различные электрические ус­тройства и приборы. При наземном и воздушном взрывах поражающее воздействие ЭМИ — в радиусе нескольких ки­лометров, при высотном взрыве — несколько сотен киломе­тров. Защитой от ЭМИ служат специальные автоматические устройства — подобные применяемым для зашиты от грозо­вых разрядов, экраны, плавкие вставки и др.

В результате действия воздушной ударной волны и све­тового (теплового) излучения могут возникнуть вторичные поражающие факторы. Такими факторами являются пожа­ры, возникающие под воздействием светового излучения и при разрушении электрокоммуникаций, емкостей и трубо­проводов с легковоспламеняющимися веществами; взрывы; заражение местности и атмосферы ядовитыми веществами, которые применяются в производстве; разрушение оборудо­вания от ударов падающих конструкций зданий; затопления при разрушении плотин гидроузлов. Поражающее воздейст­вие вторичных факторов в некоторых случаях превосходит непосредственное поражающее действие ядерного взрыва.

Поражающее действие нейтронных боеприпасов.

Разновидность ядерного оружия — нейтронные бое­припасы (с термоядерным зарядом малой мощности), поражаю­щее действие которых в основном определяется воздействием по­тока быстрых нейтронов и гамма лучей. Это так называемое «гу­манное» оружие повышенной радиации планируется стратегами для поражения живой силы противника при максимальном сохранении материальных ценностей. Например, при взрыве ней­тронного боеприпаса мощностью 1 кт за пределами радиуса 500 м основным поражающим фактором является про­никающая радиация: в радиусе до 1 км люди бу­дут погибать от действия потока нейтронов и гамма лучей, а в радиусе до 2 км — получать тяжелую лучевую болезнь, в результате которой большая часть людей погибнет в течение несколь­ких недель.

Распределение энергии между поражающими факторами ядер­ного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он проис­ходит. При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва рас­ходуется на образование ударной волны, 30—40% — на световое из­лучение, до 5% — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.

Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8— 10% — на образование ударной волны, 5—8% — на световое излу­чение и около 85% расходуется на образование нейтронного и гам­ма-излучений (проникающей радиации).

Чрезвычайные ситуации на радиационно опасных объектах

Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) можно разбить на этапы;

—добыча урановой руды и извлечение из нее (обогащение)
урана;

—использование ядерного горючего в реакторах;

—транспортировка РВ;

—химическая регенерация отработанного ядерного топлива;

—очистка отработанного ядерного топлива от радиоактивных
(РА) отходов;

—безопасное («вечное») хранение РА отходов и примесей;

—изъятие из отработанного ядерного топлива урана и плутония для использования в ядерной энергетике.

Результатом добычи и дробления урановой руды, обогащения урана являются горы выработки, которые:

— создают опасную экологическую ситуацию;

--- выводят из оборота значительные земельные площади;

—изменяют гидрологию территории;

—приводят к длительному РЗ почвы, атмосферы и воды.

Малое содержание урана-235 в добываемой руде (0,7%) не по­зволяет использовать ее в ядерной энергетике: требуются обогаще­ние этой руды, то есть повышение содержания урана-235 с приме­нением весьма сложного и дорогостоящего оборудования, и значи­тельные энергетические затраты. Обогащение возможно после разделения изотопов урана-233, урана-235, урана-238 на атомном уровне.

Природный уран поставляется на рынок в виде закиси урана (спрессованный порошок желто-бурого цвета), а обогащенный уран — в виде таблеток окиси урана или газообразного шестифто-ристого урана (в стальных баллонах).

В местах добычи урана основную массу в отвалах составляют горы мелкого песка, смешанного с природными радионуклида­ми, которые в основном выделяют РА газ радон-222 (дающий а-нзлучение, что увеличивает вероятность возникновения рака легких К 1982 г. в США такого песка накопилось около 175 млн т с излучением! ниже ПДД. К настоящему времени снесены тысячи домов, школ и других строений, выполненных из этих материа­лов.

Общие запасы урана на Земле составляют около 15 млн т. Раз­рабатываются месторождения с запасами до 2,7 млн т. На долю бывшего СССР приходилось до 45% мирового уранового запаса, распределенного почти равномерно между Россией, Узбекиста­ном и Казахстаном.

Радиационно опасный объект (РАОО) — это ОЭ, где в резуль­тате аварии могут произойти массовые радиационные выбросы или поражение живых организмов и растений. Виды РАОО:

АЭС — это ОЭ по производству электроэнергии с использо­ванием ядерного реактора, оборудования и подготовленного пер­сонала (рис. 5.1);

ACT (атомная станция теплоснабжения) — это ОЭ по произ­водству тепловой энергии с использованием реактора, оборудова­ния и подготовленного персонала;

ПЯТЦ (предприятие ядерного топливного цикла) — это ОЭ для изготовления ядерного топлива, его переработки, перевозки и захоронения отходов.

При ядерной реакции до 99% ядерного топлива идет в РА отхо­ды (плутоний, стронций, цезий, кобальт), которые нельзя уничто­жить поэтому надо хранить. Контакты с ядерным горючим, его от­ходами, энергоносителями, тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ) и другими Ра продуктами приводят к РЗздании, оборудования, транс­порта Если специальная обработка не снизит их уровень заражения ниже ПДД (ПДУ), то они также требуют захоронения.

Ядерный реактор является основной частью АЭС и ядерных двигателей Он представляет собой большой котел для нагрева теп­лоносителя (воды, газа). Источник тепла — управляемая ядерная реакция Необходимо иметь в виду, что 0,5 г ядерного топлива по производств энергии эквивалентно 15 вагонам угля, который к тому же при сгорании выбрасывает в атмосферу огромное количество канцерогенных веществ.

Обогащенное ядерное топливо размешается в активной зоне реактора в виде правильной решетки из связок тепловыделяющих элементов (примерно 700 шт.). ТВЭЛ — это стержень диаметром 10 мм, длиной 4 м, с оболочкой из циркония, постоянно омыва­емый водой. Вода выполняет роль охладителя и поглотителя нейт­ронов (если используется «тяжелая вода», то она только замедляет нейтроны, но не поглощает их, то есть в этом случае можно ис­пользовать природный уран. Такой тип реактора использует лишь 1% выделенной энергии).

Существуют ядерные реакторы на медленных и быстрых нейт­ронах. Реакторы на медленных нейтронах могут охлаждаться обыч­ной водой, как, например, РБМК — реактор большой мощности, канальный; ВВЭР — водо-водяной реактор, либо «тяжелой» во­дой или газом, как, например, ВТГР — высокотемпературный с гелиевым охлаждением реактор. Реакторы на быстрых нейтронах называются реакторами-размножителями (Р-Р). Если ВВЭР исполь­зует 5% ядерного топлива, то реактор на быстрых нейтронах, на­пример БН-600, — до 55%.

Работой реактора, то есть движением стержней в активной зоне относительно вещества, поглощающего нейтроны, управляет опе­ратор или автоматическая система.

Реактор (рис. 5.2) имеет два контура движения воды. В первом контуре (где обеспечивается давление 7 кПа) вода остается в жид­ком состоянии даже при температуре 330°С и, проходя через теп­лообменник (парогенератор), отдает тепло воде второго контура. Первый и второй контуры реактора надежно изолированы друг от друга. Во втором контуре реактора вода находится в парообразном состоянии, поскольку давление здесь атмосферное. Этот пар враща­ет турбогенератор, который вырабатывает электроэнергию.

В реакторе с гелиевым охлаждением (ВТГР) для замедления ней­тронов используют графитовые блоки, а в качестве теплоносите­ля — углекислый газ или гелий при температуре 670°С (эти газы не допускают коррозии металла). Тепло через теплообменник передает­ся во второй контур, где температура пара достигает 540°С.

Для аварийной остановки реактора его активная зона может быть без вмешательства оператора залита водой с поглотителем нейтронов (бор, либо отличное от воды водородосодержащее ве­щество) из специального водоема. Такая вода в обычном режиме не смешивается с рабочим теплоносителем, а «глушит» реактор только при резком развитии аварии. (В обычном режиме трубы с водой погружены на определенную глубину. С появлением в них пара трубы всплывают, что увеличивает производительность насо­сов. Если насосы не способны справиться с глушением, то активная зона реактора заливается составом из аварийного спецводоема: происходит «глушение» реактора.) Вероятность нанесения ущерба здоровью персонала АЭС в год составляет 5Х10"⁶ от рака и 10"^{6 от} лучевой болезни.

Для обеспечения защиты на АЭС имеется соответствующая охрана, механические препятствия, электронная охранная сигнализация, электрическое самообеспечение. Чтобы не отстать от мирового сообщества, Россия должна развивать свою атомную энергетику.

Для получения управляемой термоядерной реакции ученые пошли несколькими путями. Один из них привел к созданию токамака, другой — к схеме реактора с «открытой» ловушкой. В 1968г токамак потряс мир многообещающими результатами, и основные средства стали вкладывать именно в это направление. Но сторон