ЧС, вызванные применением ядерного оружия

Катастрофические последствия для цивилизации представляет возможность применения оружия мас­сового поражения. Принятые за последние годы решения о сокращении ядерных потенциалов, зап­рещении и уничтожении химического и биологичес­кого оружия, снижают возможности его применения, но полностью не исключают их.

Ядерное оружие — самое мощное оружие массо­вого поражения, основанное на использовании внут­риядерной энергии.

В результате применения ядерного оружия воз­никает очаг ядерного поражения (ОЯП)— терри­тория, подвергшаяся воздействию поражающих фак­торов ядерного взрыва.

К поражающим факторам" ядерного взрыва от­носятся: ударная волна, световое излучение, про­никающая радиация, радиоактивное заражение местности -электромагнитный импульс.

Ударная волна — эта область сжатого воздуха, стремительно распространяющая во все стороны от эпицентра взрыва с огромной скоростью. Основная характеристика этого фактора — избыточное дав­ление (ДР) во фронте ударной волны, т. е. величи­на, на которую это давление превышает атмосфер­ное (Р0). Измеряется избыточное давление в кПа (килопаскалях). На взрывную волну расходуется до 50% энергии ядерного взрыва.

Под действием ударной волны происходит разру­шение зданий, сооружений, транспортных магист­ралей. Поскольку во фронте ударной волны темпе­ратура воздуха может достигать высоких величин (при ДР = 100 кПа — до 350°С, то возможно воз­никновение пожаров. Незащищенные люди полу­чают закрытые и открытые повреждения. Причи­ной открытых повреждений являются чаще всего вторичные факторы действия ударной волны — ле­тящие обломки зданий, сооружений и т. д. Продол­жительность действия ударной волны около 15 сек.

Световое излучение — это электромагнитное из­лучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрас­ной области спектра. Представляет собой огненный шар с температурой 8-10 тыс.градусов. На свето­вое излучение расходуется до 30-35% энергии ядер­ного взрыва. Продолжительность действия около 12 сек. Световое излучение вызывает массовые по­жары; у незащищенных людей — ожоги различной степени тяжести в зависимости от расстояния от эпицентра взрыва.

Проникающая радиация — это поток гамма-лу­чей и нейтронов, обладающих большой проникающей способностью. На долю проникающей радиации при­ходится около 10% энергии взрыва, действие этого фактора длится около 15 сек, расстояние, на котором действует проникающая радиация около 1,5 км.

На своем пути гамма-лучи и нейтроны вызывают ионизацию среды. У незащищенных людей, в зави­симости от поглощенной дозы, может возникнуть лучевая болезнь различной степени тяжести (см. в разделе аварии на радиационноопасных объектах).

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

Степень радиоактивного заражения местности за­висит от вида взрыва, мощности ядерного боезапа­са, метеорологических условий (наличия, скорости и направления ветра), рельефа местности. Выпаде­ние радиоактивных веществ при наземном взрыве происходит по пути движения облака и образует на местности радиоактивный след эллипсоидной фор­мы, ширина и длина которого определяется мощно­стью заряда, высотой взрыва, скоростью ветра.

Основными характеристиками радиоактивного заражения местности являются мощность экспози­ционной дозы и экспозиционная доза. Местность считается зараженной если мощность экспозицион­ной дозы достигает 0,5 Р/час и выше.

Радиоактивные вещества, выпавшие из облака, загрязняют одежду, открытые части тела незащи­щенных людей и объекты окружающей среды — воздух, воду, почву, растения, продукты питания, фураж и т. д. Попадая внутрь организма с возду­хом, водой и пищей РВ могут вызывать внутреннее облучение, что может отягощать течение лучевой болезни от внешнего облучения.

Электромагнитный импульс — это электричес­кие и магнитные поля, возникающие в результате воздействия ионизирующего излучения на окружа­ющую среду. Электромагнитный импульс повреж­дает аппаратуру, линии связи, радиоэлектронные устройства. У людей возникают вторичные пора­жения в результате повреждения аппаратуры.

Для определения характера разрушений, объема спасательных и восстановительных работ и усло­вий их проведения очаг ядерного поражения услов­но делят на 4 круговые зоны: зона полных разру­шений (ДР — 50 кПа и выше); зона сильных разру­шений (50—30 кПа); зона средних разрушений (30—20 кПа); зона слабых разрушений (20—10 кПа).

Потери среди незащищенного населения принято делить на безвозвратные (погибшие сразу или умер­шие в первые часы после взрыва) и санитарные (все

нуждающиеся в медицинской помощи). Структура потерь среди незащищенного населения по зонам оча­га ядерного поражения представлена в табл. 29.

Санитарные потери складываются из механичес­ких повреждений и ожогов; механических повреж­дений и лучевых поражений; ожогов и лучевых по­ражений; механических повреждений, ожогов и лу­чевых поражений, т. е. чаще всего это комби­нированные поражения.

Структура людских потерь (%) в очаге ядерного поражения

Зона разрушений	Всего	Безвозвратные потери	Санитарные потери
полных
сильных
средиих
слабых		—

 

Ядерное оружие - совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления. Относится к оружию массового поражения; обладает громадной разрушительной силой.

Поражающее действие ядерного оружия обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом, измеряется в кТ, МТ и т. д..

Поражающие факторы наземного ядерного взрыва и примерные соотношения между ними по причиняемым разрушениям приведены в диаграмме 1.

 

 

Рассмотрим ПД ядерного взрыва подробнее.

Воздушная ударная волна

Воздушная ударная волна - область резкого сжатия воздуха распространяющаяся во все стороны со сверхзвуковой скоростью под высоким давлением.

Физический параметры ударной волны:

Избыточное давление воздушного потока - ДРф, измеряется в килограмм-силах на квадратный сантиметр (к*сил/см2)

Скоростной напор - ДРс. Обладает опрокидывающим и метательным действием

 

Степень повреждения людей	Степень разрушения зданий
Наименование повреждения	Избыточное давление во фронте волны, к-сил/см2	Наименование разрушения	Избыточное давление во фронте волны, кхил/см2
Легкие	0,1 -0,4	Слабые	0,1-0,2
Средние	0,4-0,6	Средние	0,2 - 0,3
Тяжелые	0,6-1	Сильные	0,3-0,5
Крайне тяжелые	1 и выше	Полные	0,5 и выше

Таблица 1. Зависимость степени разрушения людей и зданий в зависимости от избыточного давления во фронте волны.

Закон подобия ядерных взрывов

 

;(При дрф = const)

Световое излучение

Световое излучение - лучистая энергия, включающая ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи, исходящая из ядерного взрыва или иного источника, поражающая людей, животных, вызывающая пожары

Физические характеристики

Световой импульс (И) - количество световой энергии, падающей за все время излучения на единицу поверхности, перпендикулярной к источнику.

Единица измерения - к/см2 и кДж/м2 (соотношение 1 / 42)

Воздействие на людей:

Ожоги возникают в первую очередь на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения. Ожоги, вызываемые световым излучением, не отличаются от обычных, вызываемых огнем или кипятком. Они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном взрыве той же мощности. В таблице 2 представлены степени ожога людей в зависимости от силы излучения.

Степень ожога	Световой импульс, к/см2	Симптомы
I(легкая)	2-4	Болезненное покраснение кожи
II (средняя)	4-10	Пузыри на поверхности кожи
III (тяжелая)	10-15	Омертвление кожи и поверхностных тканей.
IV (крайне тяжелая)	15 и выше	Обугливание кожи и глубоко залегающих тканей

Таблица 2. Действие светового излучения на человека

Защита

Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого воздействия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад.

Радиоактивное заражение

Обусловливается осколками деления вещества заряда и не прореагировавшей частью заряда, которые выпадают из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт через один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту после взрыва. При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде. Распад ее сопровождается образованием б-частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, радиоактивны. Распад многих из них сопровождается γ-излучением. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов сравнительно невелики: от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная радиоактивность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к его эпицентру.

Проникающая радиация

Проникающая радиация - поток у- и нейтронного излучения испускаемый в окружающую среду.

Действует в течение 10-15 секунд после взрыва и распространяются на 2,5-3 километра от эпицентра.

Источник проникающей радиации - деление и синтез в момент взрыва, а также распад осколков деления.

Воздействие на человека

В практической дозиметрии основным параметром, характеризующим поражающее действие на людей проникающей радиации, является доза излучения.

Проникающая радиация, распространяясь в среде, ионизирует ее атомы, а при прохождении через живую ткань - атомы и молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушению нормального обмена веществ, изменению характера жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма или к генетическим (наследственным) изменениям. В результате такого воздействия возникает лучевая болезнь.

Физические параметры

Доза излучения - рад.

Степень лучевой болезни	Доза облучение, рад
Легкая	100-200
Средняя	200-400
Тяжелая	400 - 600
Крайне тяжелая	600 и выше

Таблица 2. Степени лучевой болезни

Ослабляющие материалы

Многие материалы ослабляют проникающую радиацию. Коэффициент ослабления выражается формулой:

, где h - толщина защитного материала.

Допустимый уровень облучения в военное время

Однократное: до 50 рад.

Многократное (суммарное за период):

В месяц: до 100 рад.

В квартал: до 200 рад.

В год: до 300 рад.

Предмет	Допустимая доза облучения, мР/ч
Одежда и обувь
Внутренняя поверхность зданий
Техника и транспорт
Крупная техника
Продовольствие	1,5
Фляга воды	1,5
Ведро воды	4,5
Металлические объекты (кроме техники)

Таблица 3. Допустимые дозы облучения некоторых объектов

Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс - это неоднородное электромагнитное излучение в виде мощного короткого импульса (с длиной волны от 1 до 1000м), которое сопровождает ядерный взрыв и поражает электрические, электронные системы и аппаратуру на значительных расстояниях. Источник ЭМИ - это процесс взаимодействия квантов с атомами среды. Поражающим параметром ЭМИ является мгновенное нарастание (и спад) напряженности электрического и магнитного полей под действием мгновенного импульса (несколько миллисекунд).

Рассматривая проблемы развития ядерного оружия, следует иметь в виду, что США, Россия и другие ядерные государства ведут разработки и создание ядерного оружия третьего поколения, или ядерного оружия направленной энергии, в котором значительная часть энергии взрыва перераспределяется и усиливается в пользу одного из поражающих факторов. Например, нейтронное оружие - основной поражающий фактор проникающая радиация с преобладанием нейтронного излучения; тектоническое, или геофизическое оружие - основной поражающий фактор ударная сейсмическая волна; «кобальтовая бомба» - основной поражающий фактор радиоактивное заражение местности радиоактивным кобальтом; заряд «Супер ЭМИ» - основной поражающий фактор усиленный электромагнитный импульс; радиологическое оружие - поражающим фактором являются специально приготовленные радиоактивные рецептуры для поражения людей, местности, воздуха, воды, боевой техники и других военных и гражданских объектов и т.п.