Ядерное оружие, его характеристика

 

Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энер­гии, выделяющейся при цепных реакциях деления легких ядер изотопов водорода в более тяжелые.

Энергия при взрыве ядерных боеприпасов выделяется в результате деления тяже­лых ядер некоторых изотопов (атомов одного и того же хи­мического элемента, ядра ко­торых содержат различное количество нейтронов и, сле­довательно, имеют различную массу) урана и плутония или синтеза (соединения) ядер изотопов тяжелых элементов - урана-235 или урана-233, плутония-239. Действие термоядерных (водородных) боеприпасов происходит в две стадии: вначале взрывается ядерный за-, ряд (протекает реакция деления ядер тяжелых эле­ментов), а затем под действием высокой температуры (десятки миллионов градусов) начи­нается реакция синтеза легких ядер изотопов водоро­да (дейтерия и тритирия).

Если в термоядерном боеприпасе оболочка сделана не из стали, а из урана 238, то под воздействием быстрых нейтронов, выделяющихся при тер­моядерной реакции, ядра урана-238 распадаются, значи­тельно увеличивая мощность ядерного взрыва. Такие боеприпасы, основанные на принципе «деление - синтез - деление», называют комбинированными.

С 1958 г. американские ученые начали работать над созданием нейтронной бомбы и уже весной 1963 г. на полиго­не в штате Невада испытали первый вариант такого заряда. Нейтронный боеприпас представляет собой термоядерное устройство малой мощности. При его взрыве главным пора­жающим фактором является проникающая радиация (в десять раз больше, чем при взрыве эквивалентного по мощ­ности ядерного заряда). Остальные поражающие факторы такие же, как и при взрывах других разновидностей ядер­ного оружия, но проявляются со значительно меньшей силой. В случае применения нейтронной бомбы у основной массы пострадавших будут чисто радиационные пораже­ния. Материальные ценности сохранятся максимально.

Средствами доставки (носителями) ядерного оружия в современных армиях являются баллистические и крыла­тые ракеты, самолеты, зенитные управляемые ракеты, ар­тиллерия, подводные лодки и надводные корабли. Ядерное оружие может быть в виде фугасов. Применение тех или иных средств его доставки (носителей) определяется местом расположения и характером целей, мощностью боеприпа­сов и рядом других факторов.

Мощность ядерного боеприпаса принято характеризо­вать тротиловым эквивалентом, т.е. количеством взрывча­того вещества тротила, при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного заряда. Тротиловый эквивалент выражают в тоннах, килотоннах или мегатоннах. Если говорят, что ядерный боеприпас имеет тротиловый эквивалент, или мощность, например, 10 тыс. т, это значит, что при взрыве такого бо­еприпаса выделяется столько же энергии, сколько выдели­лось бы ее при взрыве 10 тыс. т тротила.

Ядерные заряды всех типов в зависимости от мощности подразделяются на сверхмалые (с тротиловым эквивален­том менее 1 кт), малые (1-10 кт), средние (10-100 кт), круп­ные (100 кт - 1Мт) и сверхкрупные (свыше 1 Мт).

В зависимости от задач, решаемых при применении ядерного оружия, вида и местонахождения объектов ядер­ных ударов, характера предстоящих действий войск ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, на поверхности земли или воды, под землей или под водой. В соответствии с этим, а также с характером физических процессов, сопровождающих взрывы, их разделяют на следующие виды: высотный, воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный. Центром взры­ва называют точку, в которой происходит вспышка и нахо­дится центр огненного шара, а эпицентром - проекцию центра взрыва на поверхность земли или воды.

Высотный взрыв производится выше границы тропос­феры (выше 10 км). Его применяют для поражения воздуш­ных и космических целей (самолетов, крылатых ракет, головных частей баллистических ракет и других летатель­ных аппаратов).

Воздушным называется взрыв, который производится в воздухе на такой высоте, что светящаяся область не касается поверхности земли (воды), но не выше 10 км. Применяется он главным образом для поражения наземных (надводных) объектов. Воздушные взрывы бывают низкие и высокие.

Наземный взрыв происходит непосредственно на повер­хности земли (контактный) или на таком удалении от нее, при котором огненный шар (светящаяся область) касается ее поверхности. Светящаяся область имеет форму полусфе­ры, лежащей основанием на поверхности земли. В зоне их соприкосновения поверхностный слой грунта под действием огромных давлений и высокой температуры размельча­ется, расплавляется, перемешивается с радиоактивными продуктами взрыва и при остывании превращается в радиоактивный шлак. Увеличиваясь в размерах, светящаяся область отрывается от земли, темнеет и превращается в клубящееся облако, которое, увлекая за собой столб пыли, сразу приобретает характерную грибовидную форму. На поверхности земли образуется большая конусообразная воронка, размеры которой зависят от мощности взрыва, а также от типа грунта. Характерная особенность наземного взрыва - сильное радиоактивное заражение местности, как в районе взрыва, так и по пути движения радиоактивного облака. Масштабы и степень заражения зависят от его мощности и высоты, времени, прошедшего с момента взры­ва, расстояния от его центра и метеорологических условий. Наиболее сильное заражение местности наблюдается при контактных взрывах. Наземные взрывы применяют для разрушения наземных объектов, подземных сооружений.

Подземный взрыв в боевых условиях осуществляется, как правило, при заблаговременной установке ядерного боеприпаса и применяется с целью создания заграждений, а также разрушения особо прочных подземных сооруже­ний. Основным поражающим фактором такого взрыва являются сейсмические волны, распространяющиеся в грунте. Скорость их распространения зависит от состава грунта и может составлять 5-10 км/с. Разрушения подзем­ных сооружений в результате действия волны сжатия в грунте подобны разрушениям от местного землетрясения. Ударная волна в воздухе, особенно при глубоком подзем­ном взрыве, значительно слабее, чем при наземном или воздушном. Световое излучение и проникающая радиация поглощаются грунтом. Подземный взрыв вызывает сильное заражение местности вокруг эпицентра.

Надводным называется взрыв, произведенный на по­верхности воды или на такой высоте, при которой светяща­яся область касается этой поверхности. В облако взрыва вовлекается большое количество воды и пара. После осты­вания облака пар конденсируется и капли воды выпадают в виде радиоактивного дождя, сильно заражая воду в рай­оне взрыва и по направлению движения облака. Такими взрывами разрушаются прочные надводные объекты и пор­товые сооружения.

При подводном взрыве в результате расширения про­дуктов взрыва и водяных паров в воде образуется мощная ударная волна. В районе взрыва наблюдается сильное радиоактивное заражение. Глубина взрыва в зависимости от его назначения может колебаться в широких пределах. Применяют такие взрывы для поражения подводных и надводных объектов, разрушения гидротехнических и пор­товых сооружений.

Ударная волна, световое излучение, проникающая ра­диация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс являются поражающими факторами ядерного взрыва.

Ударная волна - основной поражающий фактор ядер­ного взрыва. Она представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Толщина сжатия постоянно возрастает, так как в движение вовлекаются новые массы воздуха. Наибольшее давление возникает на передней границе зоны сжатия, которую принято именовать фронтом ударной волны. Поражающее действие ударной волны характеризуется следующими параметрами: избы­точным давлением, давлением скоростного напора, продол­жительностью ее действия и скоростью фронта волны. Избыточным давлением называется разность между максимальным давлением фронта ударной волны и нормальным атмосферным давлением. Единица его измерения - паскаль (Па) или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²).

Если на пути фронта ударной волны встречается прегра­да, то движение масс воздуха в зоне сжатия тормозится и возникают значительные динамические нагрузки, называ­емые давлением скоростного напора.

Обладая большим запасом энергии, ударная волна ядерного взрыва способна наносить поражения людям, разрушать и повреждать сооружения, технику и другие объекты на значительных расстояниях от места взрыва. Поражение ударной волной вызывается действием как избыточного давления, так и давления скоростного напо­ра воздуха. Степень поражения людей зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от его центра, их защищенно­сти. Травмы, возникающие в результате воздействия удар­ной волны, бывают легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие травмы характеризуются временным поврежде­нием слуха, общей легкой контузией, ушибами, вывихами конечностей. Они наблюдаются, например, у людей, распо­ложенных вне укрытий на расстоянии 2300 м от эпицент­ра при воздушном ядерном взрыве мощностью 20 тыс. т, на расстоянии 2100 м - при наземном.

Для травм средней тяжести характерны кратковремен­ная потеря сознания с последующими сильными головны­ми болями, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, вывихи конечностей. Такие травмы наблюда­ются, например, у незащищенных людей, расположенных на расстоянии 1850 м от эпицентра при воздушном взрыве ядерного заряда мощностью 20 тыс. т, на расстоянии 1450 м - при наземном взрыве.

Тяжелые травмы характеризуются сильной контузией всего организма, переломами конечностей; возможны по­вреждения головного мозга, легких и органов брюшной полости.

Крайне тяжелые травмы представляют наибольшую опасность для жизни и зачастую приводят к смертельному исходу.

Травмы, вызываемые ударной волной, подразделяют на первичные, вторичные и третичные. Первичные происходят от непосредственного воздействия ударной волны (избы­точного давления), вторичные (ранения, ушибы) - в ре­зультате травмирующего воздействия летящих осколков и обломков, третичные — вследствие ударов человека о грунт и другие предметы при отбрасывании тела напором волны.

На распространение ударной волны оказывает влияние рельеф местности. На передних (обращенных к взрыву) скатах высот поражающее действие ударной волны увели­чивается, а на обратных - уменьшается. В узких оврагах и лощинах, расположенных перпендикулярно к ударной волне, также уменьшается ее поражающее действие. Лес­ные массивы снижают степень поражения, однако травмы у людей и повреждение техники могут вызывать падающие деревья.

Ударная волна проходит 1000 м за, 2 с, 2000 м за 5 с, 3000 м за 8 с. За это время человек, увидев вспышку, может укрыться и тем самым уменьшить вероятность поражения или вообще избежать его.

Для защиты от ударной волны необходимо использо­вать подземные сооружения - убежища, рассчитанные на сопротивление воздействию ударной волны, при их отсутствии - построенные укрытия, а также подземные выработ­ки, шахты, естественные укрытия и рельеф местности. Защитные свойства рельефа местности зависят от его ха­рактера. Лучшую защиту обеспечивают возвышенности, лощины, овраги больших размеров. Однако и небольшие курганы, ямы, воронки способны ослабить действие ударной волны.

При подходе ударной волны к зданию или сооружению на их поверхности почти мгновенно возникают значитель­ные нагрузки, действие которых зависит прежде всего от величины избыточного давления. Эти нагрузки распреде­ляются по всей площади здания (сооружения) неравномер­но. В первую очередь и наиболее сильному воздействию подвергается стена, обращенная к центру ядерного взрыва, которая воспринимает действие как фронта ударной волны, так и давления скоростного напора. Возникающие при этом нагрузки в несколько раз превосходят избыточное давление. Затем по мере того как ударная волна начинает обтекать здание и оно как бы погружается в волну, давле­ние передается боковым стенам, перекрытию и, наконец, задней стене.

Весь сложный процесс взаимодействия ударной волны со зданием кратковременный. Спустя 1-2 мин после взры­ва поражающее действие ее прекращается. При наличии проемов, отверстий и щелей происходит затекание ударной волны внутрь здания (сооружения), что приводит к дополнительным разрушениям его конструкций и оборудования.

Заглубленные внутрь части здания и отдельно стоящие заглубленные и подземные сооружения лучше противостоят действию ударной волны, чем наземные. На их перекрытия действует только избыточное давление во фронте проходя­щей волны. Стены таких сооружений также испытывают его воздействие. Но так как это давление непосредственно воспринимается перекрытием и уже через него передается на стены, то величина нагрузки на стены уменьшается в 2-3 раза.

Характер и объем разрушений, вызванных действием ударной волны, зависят от положения зданий (сооружений) относительно направления движения фронта волны, устой­чивости конструкций и прочности материалов, из которых здания (сооружения) сделаны.

Нагрузки на здания (сооружения), расположенные фасадами параллельно движению ударной волны, создают­ся в основном действием избыточного давления. Когда здания оказываются на пути распространения ударной волны, на них действуют нагрузки, значительно большие, чем избыточное давление, так как в этом случае дополни­тельное воздействие давления скоростного напора испыты­вают фасады, которые по площади значительно превосходят торцовые части.

Наименее устойчивы к воздействию ударной волны деревянные строения каркасного типа. Относительно боль­шей прочностью обладают кирпичные здания, особенно малоэтажные. Наиболее прочны и устойчивы железобетон­ные строения, а также сооружения с железобетонными и металлическими каркасами.

Общую оценку разрушений, вызванных ударной вол­ной ядерного взрыва, принято давать по степени их тяжести. Применительно к гражданским и промышленным зданиям они бывают полные, сильные, средние, слабые.

Полные разрушения. Происходит разрушение стен, перекрытий, каркаса и других наземных несущих конст­рукций. Подвальные части зданий могут сохраниться. Сооружения восстановлению не подлежат. Большинство многоэтажных гражданских зданий полностью разрушаются при избыточном давлении 0,5-0,8 кгс/см², малоэтажные гражданские здания - 0,35-0,5 кгс/см², здания промыш­ленного типа - 0,5-0,9 кгс/см².

Сильные разрушения. Обрушивается значительная часть несущих стен и большая часть перекрытий. Сохраняются подвальные помещения, часть железобетонного каркаса, в отдельных случаях - стены нижних этажей. Сильные раз­рушения многоэтажных гражданских зданий возникают при избыточном давлении 0,3-0,5 кгс/см², малоэтажных зданий - 0,35-0,5 кгс/см², зданий промышленного типа -0,3-0,6 кгс/см². Использование таких зданий (сооружений) по прямому назначению становится практически невозможным, а их восстановление нецелесообразным.

Средние разрушения. В несущих стенах образуется множество трещин, обрушиваются только отдельные учас­тки стен, кровли, чердачных перекрытий, разрушаются внутренние перегородки, окна и двери. Средним разруше­ниям подвергаются многоэтажные гражданские здания при избыточном давлении 0,15-0,25 кгс/см², про­мышленные здания - 0,2-0,35 кгс/см². Использование та­ких зданий (сооружений) по прямому назначению ограничено, они считаются выведенными из строя.

Слабые разрушения. Основные несущие конструкции сохраняются полностью. Разрушаются только внутренние перегородки, оконные переплеты, двери, частично кровля. Слабые разрушения зданий всех типов возникают при из­быточном давлении 0,1-0,2 кгс/см².

Повреждения зданий возникают при избыточном дав­лении 0,03-0,1 кгс/см². Разрушаются внешние, наиболее слабые второстепенные элементы - оконные стекла, отдельные створки рам, срываются с петель двери, частично может быть сорвана кровля.

Световое излучение ядерного взрыва представляет со­бой поток лучистой энергии, источником которой являет­ся светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров материалов боеприпаса и воз­духа, а при наземных взрывах - и грунта. Основной характеристикой, определяющей поражающее действие свето­вого излучения, является световой импульс - количество световой энергии, падающей на 1 м² освещаемой поверхно­сти, перпендикулярной направлению распространения све­товых лучей. Единица светового импульса - джоуль на квадратный метр (Дж/м²). Время действия светового излу­чения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс. т составляет примерно 1 с, 10 тыс. т - 2,2 с, 100 тыс. т - 4,6 с, 1 млн т - 10 с.

В результате воздействия светового излучения могут возникнуть различные термические поражения глаз - вре­менное ослепление, ожоги глазного дна, век и роговицы. Основным видом поражений от светового излучения ядер­ного взрыва являются термические ожоги кожи. Первич­ные ожоги возникают от непосредственного воздействия светового излучения, вторичные - от пламени горящих зданий, воспламенившейся одежды и т.п.

Различают ожоги первой, второй, третьей и четвертой степеней.

Ожог первой степени представляет собой поверхностное поражение кожи, внешне проявляющееся в ее покраснении. Ожог второй степени характеризуется образованием пузы­рей. Ожог третьей степени вызывает омертвление кожи. При ожоге четвертой степени обугливаются кожа и под­кожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани. Пора­жение ожогами третьей и четвертой степеней значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Поражающее действие светового излучения сильно за­висит от прозрачности атмосферы. Значительно ослабляет­ся световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, тумане, во время дождя, снегопада. Оно не прони­кает через непрозрачные материалы, поэтому любая прегра­да, способная создать тень, защищает от его прямого действия и исключает ожоги. Полную защиту обеспечива­ют убежища и противорадиационные укрытия.

Световое излучение, воздействуя на здания и сооруже­ния, в зависимости от свойств материалов вызывает их оплавление, обугливание и воспламенение, что ведет к возгоранию различных предметов и к пожарам в населен­ных пунктах и лесах.

В городе в зависимости от характера застройки могут возникать отдельные, массовые, сплошные пожары и огне­вые штормы. Отдельные пожары (охватывают одно или группу зданий) первоначально возникают в различных районах на всей территории ядерного поражения. При благоприятных для распространения огня метеорологичес­ких условиях через 30-40 мин после взрыва могут разви­ваться массовые пожары с образованием очагов огня, охватывающих более 25 % зданий в жилом массиве. При высокой плотности застройки и значительном числе очагов огня массовые пожары могут слиться в сплошной пожар, когда огнем будет охвачено более 90 % зданий.

Огневой шторм - это вид сплошного пожара, когда терри­тория города (не менее 250 га) охвачена пожаром, сопровож­дающимся сильным (ураганным) ветром по направлению к центру взрыва, так как в центре пожара возникают мощные восходящие потоки, создающие условия для такого ветра. В августе 1945 г. от взрыва ядерной бомбы, сброшенной на Хиросиму (Япония), возник огневой шторм, бушевав­ший около 6 ч. В результате большая часть города (его центр около 60 тыс. домов) выгорела дотла. Ураганные ветры достигли скорости 50-60 км/ч.

Борьба с огневым штормом невозможна. Поэтому важ­но принять меры заблаговременно (при планировании го­родов, определении плотности застройки, качества строительных материалов). Распространение пожаров зави­сит от плотности застройки. При расстоянии между здани­ями в 15 м в 50 случаях из 100 огонь перебрасывается на соседние здания, при расстоянии в 90 м и более это исклю­чается.

Оценка возможной пожарной обстановки в очаге ядер­ного поражения производится в целях разработки и осу­ществления инженерно-технических мероприятий гражданской обороны по повышению противопожарной устойчивости города (объекта), а также для расчета сил и средств противопожарных мероприятий при проведении спасательных неотложных аварийно-восстановительных работ (СНАВР) и включает: выявление участков, на кото­рых возможно образование сплошных пожаров и огневых штормов; определение возможной пожарной обстановки на маршрутах ввода сил ГО и на объектах ведения СНАВР, возможных рубежей локализации сплошных пожаров, обеспеченности города (объекта) водой для тушения пожа­ров; расчет противопожарных сил и средств, задействован­ных в СНАВР.

Оценка пожарной обстановки после ядерного удара производится для определения объемов и сроков противо­пожарных мероприятий при проведении СНАВР, действий по восстановлению источников противопожарного водо­снабжения, а также в целях уточнения расчета сил и средств и принятия решения об их использовании.

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемый в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Она может распространяться в воздухе на многие сотни метров и даже километры (2,5-3 км). Время ее действия при взрыве зарядов не превыша­ет нескольких секунд.

Проникающая радиация характеризуется дозой излуче­ния и мощностью дозы излучения.

Экспозиционная доза излучения оценивается по иониза­ции сухого атмосферного воздуха. На практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют внесистемную единицу рентген (Р). Рентген - это такая доза гамма-излуче­ния, при которой в 1 см³ сухого воздуха при температуре О °С и давлении 760 мм рт. ст. образуется более 2 млрд. пар ионов (2,1 • 10⁹). В системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1Р = 2,58 • 10 "⁴ Кл/кг; 1 Кл/кг = 3876 Р). Кулон на килограмм - доза рентгено­вского или гамма-излучения, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл электриче­ства каждого знака.

Единицей мощности экспозиционной дозы является кулон на килограмм в секунду (Кл/кг • с). Внесистемные единицы - рентген в секунду (Р/с) и рентген в час (Р/ч). 1 Кл/кг-с = 3,88-Ю-³ Р/с. Поглощенная доза ионизирующего излучения - это количество энергии, поглощенной единицей массы облуча­емого вещества. Для измерения поглощенной дозы излуче­ния установлена единица грей (Гр). Грей - доза излучения, при которой облучаемому веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж (1 Гр = 1 Дж/кг). В радиобиологии и радиационной гигиене широ­кое применение получила внесистемная единица - рад. Рад - доза любого вида излучения, при которой 1 г веще­ства поглощает количество энергии, равное 100 эрг (100 рад = 1Гр).

Единицы мощности поглощенной дозы - грей в секун­ду (Гр/с) и рад в секунду (рад/с).

Доза облучения может оцениваться по биологическому эквиваленту рентгена - бэру. Бэр - доза любого излучения, поглощенная 1 г биологической ткани, при которой возни­кает такой же эффект, как и при поглощенной дозе в 1 рад образцового излучения. В системе СИ единицей эквивалент­ной дозы излучения является зиверт (Зв). Зиверт - доза лю­бого излучения, поглощенная 1 кг биологической ткани, при которой возникает такой же эффект, как и при поглощен­ной дозе в 1 Гр образцового излучения (1 Зв = 100 бэр).

Подвергаясь воздействию проникающей радиации, че­ловек не испытывает боли и у него не обнаруживается никаких видимых изменений. Проходя через биологичес­кую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению специ­фического заболевания - лучевой болезни. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуаль­ных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах поражения ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимые поражения отдельных органов или всего организма.

Степень поражения людей проникающей радиацией зависит от величины дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, обще­го состояния организма. Различают четыре степени луче­вой болезни.

Лучевая болезнь первой степени (легкой) возникает при общей экспозиционной дозе излучения в пределах 100-200 Р. Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, головокруже­ние, тошнота, может повышаться температура. В крови уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй степени (средней) возникает при общей экспозиционной дозе излучения в пределах 200-400 Р. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания такие же, как и при первой степени лучевой болезни, но они выражены более ярко: повышенная темпе­ратура, резкое снижение аппетита, жажда, тошнота, рвота, понос часто с примесью крови. Количество лейкоцитов в крови уменьшается более чем наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через 1,5-2 месяца.

Лучевая болезнь третьей степени (тяжелой) возника­ет при общей экспозиционной дозе излучения 400-600 Р. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь про­текает интенсивно и тяжело. Так как ослаблены защитные силы организма, появляются различные инфекционные осложнения. В случае благоприятного исхода выздоровле­ние может наступить через 6-8 месяцев.

Лучевая болезнь четвертой степени (крайне тяжелой) наступает при облучении экспозиционной дозой свыше 600 Р и является наиболее опасной.

При изучении действия излучения на организм челове­ка определены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощенной энергии (малое
количество поглощенной энергии может вызывать глубокие биологические изменения в организме). Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в боль­ших дозах.

3. Действие малых доз может суммироваться или на­капливаться. Этот эффект называется кумуляцией.

4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый гене­тический эффект.

5. Органы живого организма имеют чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови.

6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

На технику проникающая радиация поражающего дей­ствия практически не оказывает. Однако под действием больших доз радиации (тысячи и десятки тысяч рентген) стекла оптических приборов (биноклей, дальномеров, при­целов, панорам, перископов) темнеют, фотопленка и фото­бумага даже при малых дозах (2-3 Р) засвечиваются. Проникающая радиация может выводить из строя радио­электронную аппаратуру.

При прохождении через любую среду действие прони­кающей радиации ослабевает. Сильнее всего его ослабляют материалы, имеющие высокую плотность (свинец, сталь, бетон). Защитные свойства материала принято характери­зовать слоем половинного ослабления, т.е. слоем при про­хождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза.

Радиоактивное заражение местности, воды, воздуха возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. РВ не имеют внешних при­знаков (цвета, запаха). Их можно обнаружить только дози­метрическими приборами. Распадаясь, РВ испускают альфа-, бета-частицы и гамма-лучи. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи, меньшей - бета-частицы и незначительной - альфа-частицы.

Особенно сильное радиоактивное заражение происхо­дит при наземном взрыве. В момент взрыва большое коли­чество радиоактивных продуктов смешивается с частицами грунта. Радиоактивная пыль под воздействием потоков воздуха увлекается вверх, образуя гигантское грибовидное облако, а затем переносится на десятки и сотни километ­ров от места взрыва. Постепенно оседая, она образует поло­су заражения - след радиоактивного облака, имеющий форму вытянутого эллипса. В отличие от других поражаю­щих факторов ядерного взрыва радиоактивное заражение может быть опасным на протяжении нескольких суток, недель и месяцев после взрыва. Для характеристики степе­ни заражения пользуются понятием уровень радиации. Это мощность экспозиционной дозы излучения (Р/ч) на высо­те 1 м над зараженной поверхностью.

О количестве радиоактивных веществ, выпавших на местность или попавших внутрь организма, судят не по их весу, а по активности. Она измеряется в беккерелях (Бк). 1 Бк равен одному распаду ядра в секунду. Внесистемной единицей измерения является кюри (Ки). 1 Ки - это такое количество радиоактивного вещества, в котором происхо­дит 37 млрд. распадов ядер атомов за 1 с. 1 Ки = 3,7 • 10¹⁰ Бк. Плотность заражения (характеризует степень зараже­ния) открытых поверхностей измеряется в беккерелях на квадратный метр (Бк/м²) или в кюри на квадратный санти­метр (Ки/см²), объемная активность - в беккерелях на ку­бический метр (Бк/м³) или в кюри на литр (Ки/л). На практике часто плотность заражения поверхностей различ­ных объектов измеряется числом распадов ядер за едини­цу времени на определенной площади (расп./мин • см²).

В зависимости от степени опасности заражения мест­ность в районе взрыва и по следу движения радиоактивно­го облака принято делить на четыре зоны (рис. 4).

Зона А - умеренного заражения самая большая по раз­мерам (70-80 % площади всего радиоактивного следа). Экспозиционная доза излучения до полного распада радиоактивных веществ колеблется от 40 до 100 Р. Люди, на­ходящиеся в простейших укрытиях и зданиях, как прави­ло, не получают доз радиации, приводящих к утрате трудоспособности. За пределами зоны население сохраня­ет трудоспособность даже при открытом расположении на местности.

Зона Б - сильного заражения составляет примерно 10 % площади радиоактивного следа. На внешней границе зоны экспозиционная доза излучения до полного распада радио­активных веществ составляет 400 Р, на внутренней -1200 Р. Население при открытом расположении на местно­сти в этой зоне в течение первых 12 ч после выпадения радиоактивных веществ может получить серьезные радиа­ционные поражения.

Зона В - опасного заражения. На внешней ее границе экспозиционная доза излучения до полного распада радио­активных веществ составляет 1200 Р, на внутренней грани­це - 4000 Р. Эта зона занимает примерно 8-10 % площади следа облака.

Зона Г - чрезвычайно опасного заражения. На внешней границе этой зоны экспозиционная доза излучения до пол­ного распада радиоактивных веществ равна 4000 Р, а в середине зоны - примерно 10 000 Р. Население при нахождении даже в каменных зданиях в течение первых часов после заражения получит тяжелые радиационные пораже­ния. Пребывание людей вне укрытий возможно не ранее чем через трое-четверо суток после взрыва.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является быстрый спад уровня радиации в первые часы после взрыва. Это объясняется тем, что среди многочислен­ных радиоактивных продуктов взрыва имеется большое количество изотопов с малым периодом полураспада. Через 2 ч после взрыва уровень радиации уменьшается вдвое, спустя 3 ч - в четыре раза, через 7 ч - в десять, а через 49 ч -в сто раз. Для приблизительной оценки спада уровня ради­ации можно принять, что каждое семикратное увеличение времени после взрыва приводит к уменьшению радиоактив­ности в десять раз.

Атмосферные осадки (дождь, снег) могут усилить зара­жение местности, при этом его степень будет в два-три раза выше, чем в сухую погоду. Но вместе с тем сильный дождь после взрыва смывает РВ с поверхности земли, а большой снегопад ослабляет их действие.

В лесных массивах уровень радиации, как правило, меньше, чем на открытой местности: кроны деревьев час­тично экранируют излучение. Но если после заражения в лесу прошел дождь, то опасность облучения значительно увеличивается, так как РВ смываются с листьев деревьев.

Степень поражения человека зависит от величины дозы радиации. Поражающее действие радиоактивного зараже­ния определяется главным образом общим внешним облу­чением, которому он подвергается, если находится на зараженной территории или вблизи зараженных предме­тов. Как и проникающая радиация в районе ядерного взры­ва, общее внешнее гамма-облучение вызывает у людей лучевую болезнь. Допустимые дозы внешнего гамма-облучения человека, не приводящие к утрате трудоспособности, следующие: при однократном облучении в течение первых четырех суток - 50 Р; при многократном облучении в тече­ние первых 10-30 суток - 100 Р, в течение трех месяцев -200 Р, в течение года - 300 Р. Попадание радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма с воздухом, пищей и водой увеличивает поражающий эффект внешнего облу­чения.

Загрязнение открытых участков кожи и слизистых оболочек радиоактивными веществами, испускающими альфа- и бета-частицы, может привести к возникновению на теле радиационных очагов.

Заражение огромных территорий радиоактивными ве­ществами создает реальные условия для попадания их внутрь организма человека. РВ проникают в организм глав­ным образом через желудочно-кишечный тракт и в мень­шей степени через органы дыхания, так как относительно быстро оседают на поверхности земли, а зараженные про­дукты, вода используются длительное время.

В условиях сильного запыления воздуха при попада­нии продуктов ядерного деления внутрь организма РВ могут всасываться в кровь и ее потоком разноситься по органам и тканям. Некоторые из РВ, например изотопы цезия, относительно равномерно распределяются в орга­низме. Изотопы йода откладываются преимущественно в щитовидной железе, а изотопы стронция и бария - в основ­ном в костной ткани. Всасывание в кровь продуктов ядер­ного деления зависит от физико-химических свойств радиоактивной пыли, которые обусловлены характером грунта в районе взрыва.

Согласно международным исследованиям в органах ды­хания задерживается 75 % из находящегося в воздухе количества частиц. Из них 62,5 % быстро поступает в желудок и только 12,5 % задерживается в легких. Следовательно, при ядерном взрыве реальная опасность поступления ра­диоактивных продуктов в органы дыхания значительно меньше опасности одновременно воздействующего гамма-из­лучения на загрязненной местности. Причем органическое повреждение при вдыхании радиоактивных частиц насту­пает лишь в том случае, когда доза внешнего гамма-излу­чения уже близка к смертельной. Таким образом, поступление продуктов взрыва через органы дыхания пред­ставляет меньшую опасность, чем воздействие внешнего из­лучения.

Попадание радиоактивных веществ в водоемы приводит к заражению воды. Радиоактивные частицы постепенно оседают, разбавляются в воде. Концентрация радиоактив­ных продуктов ядерного деления зависит от растворимос­ти радиоактивных частиц и отношения поверхности водоема к его глубине.

Сильно зараженными могут оказаться мелкие непро­точные водоемы (пруды, водохранилища, небольшие озера и др.). Радиоактивные вещества, попавшие в реки, относятся вниз по течению. При быстром течении заражение умень­шается. Вода артезианских скважин городских водопроводов заражению радиоактивными веществами, как правило, не подвергается.

Пищевые продукты, загрязненные радиоактивными веществами, могут быть условно разделены на две категории:

1) изготовленные до ядерного взрыва, хранящиеся на складах, в магазинах и унаселения;