Ионизирующие излучения ядерного взрыва

Состав, интенсивность, длительность импульсов излучения и временные интервалы между компонентами излучения ЯВ зависят от типа и мощности боеприпаса, высоты взрыва над Землёй и удалённости точки регистрации излучения от эпицентра.

В современных ядерных и термоядерных боеприпасах выделяют мгновенное гамма-излучение, вторичные гамма-излучения, сверхжёсткое рентгеновское излучение (СЖР) и излучение нейтронов деления и термоядерных нейтронов. После инициации ядерного взрыва излучение боеприпаса взаимодействует с элементами конструкции боеприпаса и с окружающей средой, в результате чего возможны различные спектрально-энергетические и временные сочетания факторов ЯВ. За счёт торможения заряженных частиц в элементах конструкции и атмосфере создаётся мощный электромагнитный импульс (ЭМИ). Например, при взрыве в атмосфере СЖР-излучение, имеющее энергию ~80 кэВ, активно тормозится, генерируя при этом мощный импульс ЭМИ.

Временная форма гамма-излучения высотного и наземного ЯВ приведена на рис. 1.1, форма ЭМИ — на рис. 1.2. Спектр быстрых нейтронов, выходящих с поверхности термоядерного взрывного устройства, приведен в табл. 1.1, а удельный выход мгновенных нейтронов и гамма-излучения из атомного и термоядерного взрывного устройства —
в табл. 1.2.

Рис. 1.1. Временная форма гамма-излучения высотного (сплошная линия) и наземного (пунктирная линия) ЯВ: 1 — мгновенная компонента; 2 — гамма-излучение, рождаемое в актах неупругого рассеяния нейтронов; 3 — изомерное излучение; 4 — излучение, рождаемое в актах захвата нейтронов; 5 — осколочное излучение

Рис. 1.2. Временная форма радиального компонента ЭМИ наземного ЯВ

Таблица 1.1

Энергетическое распределение быстрых нейтронов, выходящих с поверхности термоядерного взрывного устройства

En, МэВ	Доля, %	En, МэВ	Доля, %
0,111 – 1,11	38,0	6,36 – 8,18	3,3
1,11 – 2,35	18,0	8,18 – 10,0	2,9
2,35 – 4,06	11,0	10,0 – 12,2	5,3
4,06 – 6,36	6,6	12,2 – 14,2	14,9

Таблица 1.2

Удельный выход мгновенных нейтронов и гамма-излучения

Тип устройства	Гамма-излучение (Eg > 0,1 МэВ), квант/кт	Нейтроны, нейтр./кт
Полный поток	En > 0,1 МэВ
Атомное	(2–10)∙1022	(1–3)∙1022	(0,8–1)∙1023
Термоядерное	~ 6∙1022	(1,5–2)∙1023	~ 1∙1023

Таким образом видно, что излучение ЯВ состоит из импульсов гамма-, СЖР- и нейтронного излучений и сопровождается ЭМИ. Эти излучения приводят к образованию структурных дефектов в полупроводниках, образованию фототоков и переходных эффектов в p-n-переходах, импульсным электрическим перенапряжениям и термомеханическим эффектам (за счёт СЖР). В свою очередь эти эффекты приводят к временному или окончательному выходу из строя радиоэлектронной аппаратуры, систем управления и связи.

В случае проведения ЯВ в космосе кроме прямого воздействия факторов ЯВ на электронику КА воздействует также излучение электронов искусственных радиационных поясов Земли (ИРПЗ). ИРПЗ образуются при захвате электронов ЯВ геомагнитным полем. Величина плотности потока электронов ИРПЗ значительно превышает плотность потока электронов, характерную для естественных радиационных поясов Земли (ЕРПЗ).