Конвенция по химическому оружию

В странах третьего мира

Страны	Средства доставки	Хими- ческое оружие	Ядерное оружие
малой дальности	средней дальности	межконти- нентальн.
Аргентина Бразилия Куба Египет Эфиопия Индия Ирак Иран Израиль Сев. и Южная Корея Ливия Пакистан Румыния ЮАР Сирия Тайвань	- + + + - + + + + + + + + + + +	+ + - + - + + + + - + - + + + +	- - - - - + - - + - - - - - - -	- + + + + + + + + + + + + + + +	+ + - - - + + + + + - + - + + +

 

Бесконтрольное распространение ЯО, в том числе неконтролируемая миграция и ядерного сырья из стран СНГ, может привести к ядерному хаосу в странах третьего мира, возможности захвата и использования ЯО в авантюристических и террористических целях и, в конечном итоге, к перерастанию межрегиональных конфликтов в ядерную войну. Кроме того, факторами, повышающими опасность перерастания обычной войны в ядерную, могут стать преднамеренные действия по уничтожению или нарушению функционирования СЯС, систем предупреждения о ракетном нападении (СПРН), объектов атомной энергетики и химической промышленности.

Зарубежные военные специалисты считают, что "полезность" стратегического и тактического ядерного оружия уменьшается по мере того, как современные технологии дают возможность иметь альтернативу в виде высокоточного оружия (ВТО). По своей эффективности ВТО приближается к эффектив­ности тактического ядерного оружия.

В настоящее время ряд развитых государств-США,Великобритания,Франция,Китай и другие - обладает мощным арсеналом самого современного и эффективного средства поражения - обычно высокоточного оружия. Оно интегрирует в себе средства разведки, системы наведения средства поражения. Его развитие в последний период существенно повлияло на структурно-функциональную организацию вооруженных сил стран НАТО, на характер ведения современной вооруженной борьбы. Ныне войны любых масштабов планируются и ведутся в основном только с применением обычного ВТО наземного, воздушного и морского базирования. В последнее время боевые возможности этого оружия возросли в сотни раз благодаря оснащению таких систем современной аппаратурой наведения и управления боеприпасами. Многие образцы ВТО показали свою высокую эффективность в локальных войнах в Ираке (1991 и 2003гг.) и Югославия (1999г.),где поражались прежде всего ключевые объекты экономики, системы государственного управления, инфраструктура городов.

При ведении боевых действий страны НАТО решающую роль отводят авиационно-ракетным силам, которые способны поражать и группировки войск, и критические элементы важнейших объектов, и системы управления и т.д. В том числе на территории нашей страны это могут быть цели не только в тактической глубине обороны(при непосредственном столкновении войск),но и в стратегической(на удалении до 3600 километров от районов ведения боевых действий)

Безусловно, применение ВТО в современных войнах вызывает дезорганизация экономики, государственного и высшего военного управления страны, по территории которой нанесен удар. Отсюда возникает необходимость обеспечить надежную, максимально эффективную защиту объектов экономики и систем управления от нанесения по ним ударов высокоточным оружием. Проблема эта многоплановая и сложная. Она является составной частью военной, экономической и экологической безопасности страны. Однако, не смотря на развитие подобных ВТО систем, все же военные стратегические концепции НАТО и США продолжают основываться на “ядерном устрашении”.

Если раньше необходимость такого устрашения объяснялась “советской военной угрозой”, то в настоящее время объясняется нестабильность обстановки в различных регионах, в том числе и на территории стран СНГ.

Принятая в ноябре 1991г. основная концепция НАТО предусматривает воз­можность вооруженного вмешательства в процессы происходящие в Восточной Европе и в странах СНГ, вплоть до возможности применения ЯО первыми. В "Директиве в области обороны на 1998-2002 финансовые годы" указывалось, что "американское ядерное ору­жие по-прежнему будет нацелено на важнейшие объекты, на тер­ритории стран СНГ, американские ракеты будут и впредь держать под угрозой наиболее значимые цели".

В военной доктрине России признается возможность ядер­ных и безъядерных войн, но ЯО рассматривается только как средство возмездия (сдерживания), хотя не исключается воз­можность и применения его первыми при попытках уничтожения элементов системы СЯС, СПРН и других подобных объектов.

Участвуя в процессе сокращения СЯС (в 2005 году у США на боевом дежурстве оставалось около 6000 стратегических ЯБП, у РФ – 4400, а всего ЯБП различных видов (по сумме двух стран) около 32000, среди них у РФ на боевом дежурстве стоят 3400 тактических ЯБП, 9000 ЯБП находятся на консервации, сняты с боевого дежурства и подлежат демонтажу), США в то же время настойчиво стремятся компенсировать снижение своей ядер­ной мощи таким образом, чтобы обеспечить устойчивое стратегическое преимущество на длительную перспективу, главным образом за счет военно-технического превосходства. Поэтому продолжается финансирование исследований по созданию новых видов ядерного оружия и оружия на новых физических принципах. В 2006 году принято решение о разработки и создании более 2000 единиц ЯБП нового поколения. Основными положениями военной программы «Единая перспектива 2010» предусмотрено завершение к 2010 г. развертывания всех новейших систем вооружений: новые АПЛ, ВТО, психотропное оружие, до 100 тысяч новых крылатых ракет, космические системы управления национальной обороной, новые ЯБП мощностью 0.8-5 кт глубокого проникновения в грунт (до 50 метров).

Слад 6,7 Презентации М1Р3

О том значении, которое придают США возможности применения ядерного оружия в ограниченном масштабе свидетельст­вует интенсивное построение глобальной системы защиты от ограниченных ракетно-ядерных ударов по территории США и на любом ТВД (система GPALS). Основная цель создания системы – обеспечение глобальной защиты от ограниченных ударов существующих и перспективных тактических, оперативно–тактических и стратегических баллистических ракет в ядерном или химическом снаряжении.

И, наконец, следует отметить, что в США большое внимание уделяется функционированию космической системы предуп­реждения о ракетно-ядерном нападении и контроля результатов ядерных ударов на земле и в космическом пространстве. С этой целью развернуты орбитальные группировки "ИМЕЮЗ-М" (4...6 КА на стационарной орбите с глобальной зоной обзора, на боевом дежурстве с 1975г.) и "НАВСТАР" (18...20 КА на круговой ор­бите 20000 км, глобальный обзор).

Все вышесказанное предопределяет актуальность ядерного оружия на современном этапе, его роль и значимость, как наиболее мощного средства поражения. Оно было, есть и будет оставаться важнейшим фактором, определяющим военно-политическую обстановку в мире, несмотря на значительное сокращение его состава.

Рано сбрасывать со счетов и химическое оружие (ХО). Несмотря на заключение договора о его запрете и уничтожении (1993г.), нерешенных проблем здесь остается еще достаточно.

Прежде всего, к ним следует отнести материально-технические сложности, связанные с уничтожением запасов ХО.

К настоящему времени ведущие державы, прежде всего Россия и США, накопили запасы отравляющих веществ (ОВ), исчисляемые десятками тысяч тонн, Россия - около 50 тыс.т, США - 30 тыс.т, 60% в снаряженным виде в боеприпасах. Уничтожение та­ких запасов требует огромного количества материальных ресурсов (производство ОВ намного дешевле), что явно не по карма­ну нынешней России. Не полностью отработаны и технологии его уничтожения.

Не меньшие трудности вызывает построение системы надежного контроля за производством ОВ, так как современ­ные технологии создания бинарных боеприпасов предполагают использование для получения ОВ на этапе боевого применения нетоксичных компонент, являющихся продуктами обычных химических производств.

И, наконец, вследствие своей относительной дешевизны и высокой боевой эффективности ХО привлекает самое пристальное внимание со стороны стран третьего мира, где его именуют оружием "бедных". Вышеприведенная таблица наглядно показывает, что в отличие от ядерного, ХО получило гораздо большее распространение. За последние 30 лет ХО не раз применялось в ре­гиональных конфликтах (Иран-Ирак, Вьетнам, Афганистан, некоторые африканские страны и т.п.), возникали угрозы его примене­ния в террористических целях (Ирак-Кувейт, Япония 1995г., Чечня). Поэтому во всех региональных конфликтах последних лет, в которых в той или иной степени были задействованы войска стран НАТО, самое серьезное внимание уделялось и уделяется подготовке войск к защите от химического оружия.

В 1972г. большинством стран мира была подписана Конвенция о запрещении разработки, испытаний и производства биологического и токсинного оружия. Однако, исследования в этой области продолжались во многих странах, в том числе в странах "третьего мира". Этот вид оружия привлекает своей дешевизной, относительной доступностью, простотой разработок и в то же время - высоким поражающим и сильным психологическим воздействием, о чем наглядно свидетельствуют события в США, произошедшие осенью 2001г.

Однако применением оружия массового уничтожения не исчерпывается весь спектр угроз и ЧС военного времени. Не меньшую роль в системе обеспечения безопасности населения и территорий при ведении военных действий играют меры, которые должны обеспечить защиту населения, материальных ресурсов, экосистем от поражающих факторов, возникающих при разрушении радиационно- и химически опасных объектов обычными средствами поражения, массовых пожаров, разрушении гидросооружений, глобального загрязнения окружающей среды и отсутствия жизненно важных ресурсов.

Последствия массовых преднамеренных разрушений радиационно- и химически опасных объектов, пожаро- и взрывоопасных объектов, гидросооружений, уничтожение запасов основных ресурсов и биосистем могут вполне рассматриваться как альтернатива применения оружию массового уничтожения. Это положение будет сохраняться и при полном запрете и даже уничтожении ядерного и химического оружия.

Война по применяемым средствам и системам вооружения будет считаться обычной, однако масштабы и уровни ущербов, потерь, уровни действующих поражающих физических, химических, биолого-экологических факторов могут быть не меньшими, чем при применении оружия массового уничтожения.

Таким образом, проведенный анализ потенциальных силовых угроз для России на начало ХХI века позволяет сделать вывод о том, что, несмотря на снижение вероятности развязывания прямой крупномасштабной военной агрессии против России, принятые решения о запрещении испытаний и сокращении ядерных вооружений, запрещении и уничтожении химического и биологического оружия, потенциальная военная опасность и угроза возникновения на территории РФ ЧС военного характера сохранится.

Наиболее вероятными особенностями возможных военных конфликтов в мире начала ХХI века будут являться:

- массированное применение высокоточного оружия, средств радиоэлектронной борьбы, новых видов и систем поражения живой силы и объектов экономики, экосистем, средств и способов уничтожения ресурсов всех видов;

- ведение вооруженной борьбы в максимально доступном пространстве во всех компонентах биосферы и космическом пространстве;

- первоочередное масштабное поражение важнейших и потенциально опасных объектов инфраструктуры;

- реальная угроза расширения локальных вооруженных конфликтов, вовлечение территорий соседних государств в военное противостояние;

- неослабевающая угроза применения оружия массового уничтожения и оружия на новых физических принципах (ОНФП);Слайд 22,23 Презентации М1Р3

- возникновение на территориях боевых действий масштабных гуманитарных, биолого-социальных, экологических и техногенных ЧС.

В результате возможных военных действий на (или вблизи) территории РФ могут возникнуть масштабные очаги поражения, массовые жертвы среди населения, зоны полного (частичного) разрушения объектов экономики, транспорта, социальной сферы, энергетики, уничтожающие пожары, наводнения, катастрофическое загрязнение окружающей среды, техногенные и гуманитарные катастрофы.

 

 

3.1 Поражающие факторы ядерного оружия

 

Ядерным оружием называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся в результате взрывных ядерных реакций деления, синтеза или их комбинации. Обычно для осуществления реакции деления используют ядра сверхтяжелых элементов - некоторые изотопы урана или плутония, а для осуществления взрывных термоядерных реакций - изотопы легких элементов (водорода, лития).Слайд 8-15 Презентации М1Р3

Устройства, в которых непосредственно осуществляются взрывные процессы деления и синтеза называются ядерными зарядами (ЯЗ). В состав ЯЗ входят сборка ядерных и неядерных взрывчатых материалов, а также узлы и элементы, обеспечивающие протекание взрывных процессов. Ядерный заряд является основным конструктивным элементом ядерного боеприпаса (ЯБП).

Ядерный боеприпас – это устройство, предназначенное для доставки ЯЗ к цели и воздействия по ней. На практике часто отождествляют ЯЗ и ЯБП, считая эти термины синонимами и относя характеристики ЯЗ к ЯБП в целом.Слайд 16 Презентации М1Р3

Основными характеристиками ЯЗ (в дальнейшем ЯБП) являются его мощность и вид взрывной реакции, используемой в нем.

Слайд 20 Презентации М1Р3

Мощность ЯБП (ядерного взрыва) – это полное количество энергии, выделившееся при протекании взрывных ядерных реакций и затрачиваемое на формирование поражающих факторов (ПФ) ядерного взрыва. Обычно мощность количественно определяют в эквивалентах тротила, наиболее распространенного ВВ, обозначая ее символом q. Данная величина называется тротиловым эквивалентом и измеряется в тоннах или в кратных, более крупных единицах: килотоннах (кт), мегатоннах (Мт); 1 Мт = 10³ кт = 10⁶ т.

Тротиловым эквивалентом называется масса такого заряда тротила, энергия взрыва которого равна энергии, выделившейся при ядерном взрыве данного ЯБП.

В настоящее время диапазон мощностей современных ЯБП условно делят на 5 поддиапазонов:

- сверхмалый, q < 1 кт;

- малый, q = 1…10 кт;

- средний, q = 10…100 кт;

- крупный, q = 100…1000 кт;

- сверхкрупный, q > 1000 кт.

Тротиловый эквивалент 1 кг U²³⁵ равен = 20 кт и, следовательно, связь мощности ЯБП и массы урана имеет вид

где М - в кг, q - в кт.

Тротиловый эквивалент 1 кг дейтерия равен 57 кт.

В зависимости от вида используемой взрывной ядерной реакции ЯБП подразделяют на атомные, термоядерные и комбинированные. Количественной характеристикой принадлежности к каждому классу ЯБП является коэффициент термоядерности b, который характеризует долю энергии ядерного взрыва, выделяющуюся в результате реакции синтеза, т.е.

(

где q_дел – мощность, обусловленная реакцией деления;

q – общая мощность ЯБП.

В атомных ЯБП основное энерговыделение обусловлено протеканием взрывной ЦРД. Поэтому их называют ЯБП типа «Д» (деление). Для них q_дел = q и b = 0.

Мощность атомного ЯЗ физически ограничена из-за существования критической массы и не превышает десятков кт.

В термоядерных ЯБП основное энерговыделение обусловлено реакцией синтеза, а атомный заряд используется для инициирования этой реакции. Для них b» 0,95. Поэтому, взрывные процессы в таких ЯБП идут по схеме «деление-синтез», поэтому ихы называют боеприпасами «ДС». Мощность термоядерного боеприпаса теоретически сверху не ограничена, однако объем прореагировавших ядер зависит от длительности ЦРД, и потому практически мощность не превышает единиц мегатонн.

Практически неограниченную мощность взрыва можно получить, используя схему комбинированного боеприпаса. В таком ЯБП дополнительно осуществляют третью стадию взрывного процесса – деление природного U²³⁸. Деление этих ядер осуществляют нейтроны, образующиеся в реакции синтеза, так что взрывной процесс идет через три стадии «деление-синтез-деление» (ЯБП «ДСД»).

Вследствие порогового характера деления U²³⁸ не имеет критической массы, и увеличение мощности ЯБП за счет третьей стадии ограничивается только конструктивными и эксплуатационными соображениями (военная целесообразность, возможности носителей и т.д.). Мощность ЯБП «ДСД» может достигать нескольких десятков мегатонн.

Слайд 17-19 Презентации М1Р3

Самый мощный (за всю историю ядерных испытаний) ЯВ был произведен 30.10.1961 года в СССР на ядерном полигоне (Новая Земля). Мощность ЯБП составила 58 мегатонн.

Атомные заряды. Конструктивные особенности атомного заряда класса «Д» полностью определяются необходимостью повышения его эффективности, которая, в первую очередь, зависит от коэффициента использования ядерного взрывчатого вещества (ЯВВ).

Этот коэффициент равен

,

(

где DМ(q) — масса урана (плутония), деление которой обусловливает заданную мощность ЯБП.

Для увеличения h при сохранении заданной мощности необходимо уменьшать М_кр, что достигается при помощи: выбора способа перевода ЯВВ в надкритическое состояние; использования оболочки-отражателя нейтронов; применения дополнительного источника нейтронов.

Для «запуска» ЦРД ЯВВ необходимо перевести в надкритическое состояние. Способы перевода ЯВВ в надкритическое состояние, исполь зуемые в современных ЯЗ, показаны на рис.1.5.

а) пушечного типа	б) имплозивного типа
Рис.1.5. Способы создания надкритичности в ЯЗ: 1 – электродетонатор; 2 – заряд ВВ; 3 – отражатель нейтронов; 4 – ЯВВ в подкритическом состоянии; 5 – нейтронный источник; 6 – корпус ЯЗ

Схема пушечного типа (рис.1.5а) является наиболее простой. Заряд ЯВВ, окруженный отражателем нейтронов, разделен на две подкритические подкритические массы. Быстрое сближение этих масс и их соединение в надкритическую происходит при помощи обычного ВВ «выстрелом в ствол пушки».

Получение расчетной мощности взрыва в таком ЯЗ в сильной степени зависит от скорости сближения частей ЯВВ. Так как для создания необходимой скорости в ЯЗ большой мощности требуется значительная масса ВВ, то подобная схема находит применение только в ЯБП малой мощности.

В ЯЗ имплозивного типа (рис.1.5б) используется метод имплозии – процесс генерации направленной к центру сферы из делящегося вещества сферической волны от взрыва обычного ВВ. При этом перевод подкритической массы ЯВВ в надкритическое состояние достигается путем увеличения плотности ЯВВ за счет его всестороннего обжатия. Так как для вещества сферической формы с радиусом R при однородной плотности r произведение R×r = const, а М = pR³×r, то М_кр пропорциональна , поэтому при r ­ происходит М_кр ¯. Сферически симметричное обжатие делящегося вещества при подрыве обычного ВВ обеспечивается при помощи системы микросекундных электродетонаторов. Это позволяет увеличить плотность ЯВВ в 2…3 раза, что обеспечивает существенное снижение М_кр и увеличение коэффициента использования ЯВВ по сравнению с ЯЗ пушечного типа при общей равной массе ЯВВ. В результате мощность ЯЗ имплозивного типа может составлять несколько сотен килотонн.

Оболочка – отражатель нейтронов окружает массу ЯВВ. Она предназначается для уменьшения утечки нейтронов из зоны реакции в момент протекания ЦРД, чем достигается увеличение вероятности дополнительной утечки нейтронов из объема ЯВВ и, тем самым, увеличение коэффициента развития реакции – К, который численно равен отношению числа нейтронов последующего поколения к числу нейронов предыдущего поколения. Такую оболочку изготавливают обычно из металлов высокой плотности, хорошо отражающих, но слабо поглощающих нейтроны (вольфрам, природный уран, сталь).

Искусственный источник нейтронов предназначен для введения в зону ЦРД в заданный момент времени дополнительного количества нейтронов. Как только в ЯВВ начинается ЦРД, сразу же мгновенно повышаются температура и давление в зоне реакции и появляются силы, стремящиеся разбросать ЯВВ за пределы ЯБП. При этом плотность его уменьшается, что может привести к прекращению реакции. Чтобы бóльшая часть ЯВВ успела прореагировать до своего разлета, через несколько циклов после начала ЦРД в зону реакции вводятся дополнительные нейтроны, чем достигается фактически увеличение числа центров деления.

Термоядерные заряды. В качестве детонатора реакции синтеза в термоядерном заряде используется атомный заряд.

Применение в качестве термоядерной смеси ядер дейтерия и трития в чистом виде (выр.1.9) затруднено тем, что тритий – это радиоактивный газ (претерпевает b-распад с периодом полураспада около 12 лет), что исключает возможность создания его запасов для длительного хранения. В природе трития практически нет, его получают в ядерных реакторах, что связано в с его очень высокой стоимостью (1 гр трития стоит около 100 тыс. долларов, 1 гр дейтерия ­­­– 10 тыс.). Поэтому в качестве исходной смеси для осуществления реакции синтеза используют твердое соединение дейтерия – дейтерид лития (LiH, r = 0,85 г/см³). Это позволяет непосредственно в процессе взрыва произвести некоторое количество трития по схеме:

В ядерной реакции с литием участвуют нейтроны, образовавшиеся при протекании ЦРД в атомном детонаторе. При температуре около 10^{7 0}К тритий вступает в реакцию синтеза с дейтерием и выделяется основное количество энергии

Конструктивно термоядерный заряд состоит из сферического атомного детонатора и расположенного рядом или внутри него термоядерного компонента. Излучение плазмы, образуемой от атомного заряда превращается в энергию сжатия и «воспламенения» этого компонента.

Увеличение эффективности термоядерного заряда может быть достигнуто, если корпус его изготовить из U²³⁸, который способен делиться под действием сверхбыстрых термоядерных нейтронов. В результате осуществляется третья стадия взрывного процесса – реакция деления природного урана, в которой происходит основное энерговыделение.

 

Если при взрыве обычных ВВ она передается в окружающее пространство главным образом путем газодинамического расширения и сжатия среды (через ударную волну), то при ЯВ основным становится механизм передачи путем лучеиспускания. Высокая концентрация энергии в объеме зоны реакции приводит к тому, что в течение долей микросекунды все конструкционные материалы боеприпаса превращаются в сильно ионизированный газ – горячую сверхплотную плазму, испускающую в окружающую среду интенсивный поток рентгеновского излучения (РИ). Дальнейшее преобразование энергии РИ зависит от свойств среды, в которой произведен взрыв. По этому признаку различают следующие виды ЯВ: взрыв в грунте (воде) – подземный (подводный) взрыв; взрыв на поверхности земли (воды) – наземный (надводный) взрыв; взрыв в нижних слоях атмосферы (до 10 км) – воздушный взрыв; взрыв в разреженной атмосфере – высотный взрыв; взрыв в вакууме (близко к вакууму) – космический взрыв. Каждый вид взрыва генерирует определенную совокупность поражающих факторов.

Поражающими факторами (ПФ) ЯВ называют физические явления, возникающие при взрыве и оказывающие поражающее воздействием на объекты, людей и окружающую природную среду. Слайд 25 Презентации М1Р3(далее в разделе 3 упоминается презентация М1Р3)

В наиболее полной форме закономерности преобразования энергии взрыва проявляются при ЯВ в плотных слоях атмосферы. Поэтому в данном разделе рассматриваются явления и процессы, характерные для развития воздушного ЯВ.

Формирование ПФ ЯВ начинается на этапе основного энерговыделения в ЯЗ. Еще в ходе протекания ЦРД первыми по времени из боеприпаса в атмосферу испускаются мгновенные g-кванты и нейтроны. Продолжительность их испускания совпадает с длительностью взрывной ядерной реакции и составляет около 10^-7…10^-6 с. Эти излучения образуют мгновенную составляющую проникающей радиации (ПРад) ЯВ. Слайды 26-27

Мгновенное g-излучение, выходящее наружу, взаимодействует с атомами и молекулами воздуха, ионизируя их. Это приводит к появлению в воздухе тока электронов и образованию импульсного электромагнитного поля, которое принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ) ЯВ.

В результате выделения большого количества энергии ЯЗ и конструкция ЯБП переходят в плазменное состояние с Т» 10^{7 0}К.

Высокотемпературная плазма испускает интенсивное электромагнитное излучение, основная часть которого приходится на рентгеновский участок спектра электромагнитных волн с энергией рентгеновского излучения (РИ) до 10 килоэлектронвольт (кэВ). Длины поглощения этих рентгеновских квантов в воздухе нормальной плотности составляют доли и единицы сантиметров. Поглощаясь окружающим воздухом на расстоянии нескольких метров от точки взрыва, РИ нагревает его до плазменного состояния, в результате чего образуется сферическая светящаяся область разогретого воздуха («огненный шар»). Последовательный послойный прогрев воздуха называется тепловой волной. Внешне это проявляется в возгорании светящейся области ЯВ, что является началом развития видимой картины взрыва. Таким образом, вынос энергии ЯВ в окружающее пространство осуществляется низкоэнергетичным (мягким, или тепловым) РИ.

Одновременно, находящиеся в светящейся области осколки деления испускают осколочное g-, b- и нейтронное излучение, которое образует осколочную составляющую проникающей радиации.

У поверхности светящейся области создается резкий перепад температуры и давления. Это приводит к ее газодинамическому расширению и сжатию прилежащих слоев воздуха. Послойная передача этого сжатия, происходящая со сверхзвуковой скоростью, представляет собой ударную волну (УВ) ЯВ.

Так как объем светящейся области к этому времени увеличился, а температура уменьшилась, то излучение ее переходит в оптический участок спектра, т.е. в ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазоны, которые составляют в совокупности световое излучение (СИ) ЯВ. Слайды 27-29

Максимальное время существования светящейся области и ее размеры зависят от мощности взрыва и для q = 1 Мт время свечения составляет около 10 секунд, максимальный радиус – около 1 км.

Со временем светящаяся область остывает; при температуре около 5000 К она начинает подниматься и при температуре Т» 2000 К (прекращение свечения воздуха) превращается в радиоактивное облако. Максимальной высоты облако достигает через 10…15 минут после взрыва, а высота подъема в зависимости от мощности взрыва составляет 5…20 км. На максимальной высоте плотность и температура внутри и вне облака выравниваются, и оно распространяется со скоростью и по направлению действующих ветров. При движении из облака выпадают радиоактивные осадки, образующие радиоактивное загрязнение местности и атмосферы (РЗМ).

Слайд 30-31

Таким образом, в результате трансформации выделяющейся при воздушном ЯВ энергии образуются следующие основные ПФ: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное загрязнение среды. Распределение энергии между ПФ в среднем соответствует распределению энергии между продуктами ядерных реакций: кинетическая энергия осколков деления (~ 0,85 Е_дел) расходуется между УВ (до 50%) и СИЯВ (до 35%); на ПР при взрыве атомных и термоядерных боеприпасов приходится около 5% полной энергии; для нейтронного боеприпаса – до 30…50%. Оставшиеся 10% излучаются при радиоактивном распаде осколков деления, формирующих РЗМ.

 

3.1.1. Воздушная ударная волна.

 

Воздушной ударной волной называется область сжатия, распространяющаяся по воздуху со сверхзвуковой скоростью.

Мгновенное выделение больших количеств энергии при взрыве вызывает значительное повышение температуры и давления в зоне взрыва, в результате чего конструкционные элементы ЯБП превращается в газообразное состояние и стремятся расшириться от центра взрыва с очень большой скоростью (порядка нескольких сот километров в секунду). В результате газодинамического расширения светящейся области происходит последовательное сжатие прилегающих слоев воздуха. При этом передняя граница области действует на окружающий воздух, как твердая стенка, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Такое расширение светящейся области и приводит к образованию сферической ударной волны. По мере удаления от центра взрыва энергия ударной волны уменьшается, ее скорость падает, и на больших расстояниях она превращается в акустическую. Слайды 32-33

Воздушная ударная волна может наносить поражение непосредственно и косвенно.

При непосредственном воздействии ударная волна мгновенно охватывает тело человека, подвергая его сжатию. Деформация сжатия, распространяясь внутри тела, из-за различия акустической жесткости биологических тканей может вызывать их разрыв (разрушаются кровеносные сосуды, мышечные ткани и т.д.).

Воздух, находящийся под высоким давлением в фазе сжатия ударной волны, проникая через дыхательные пути в бронхи и альвеолы легких, приводит к их разрушению. Основной причиной смерти, наступающей непосредственно в момент воздействия ударной волны на человека, является удушье, обусловленное кровоизлиянием в легкие, либо попадание воздуха в разрушенные легочные кровеносные сосуды (воздушная эмболия). Проникновение повышенного давления во внутренние области органов слуха может вызвать разрыв барабанных перепонок и повреждение других элементов этих органов.

Помимо избыточного давления, человек находящийся в фазе сжатия, подвергается воздействию скоростного напора, благодаря которому он может быть подхвачен воздушным потоком в направлении его течения и получить травмы при падении на землю.

Воздействие УВ на человека приводит к поражениям различной степени тяжести: смертельные – при Dp_ф > 1 кгс/см²; тяжелые – при Dp_ф = (0,6…1,0) кгс/см²; средние – при Dp_ф = (0,3…0,6) кгс/см²; легкие – при Dp_ф = (0,15…0,3) кгс/см². При Dp_ф = 0,1 кгс/см² УВ не представляет опасности для людей, находящихся на открытой местности.

Воздействие на сооружения и объекты зависит от их формы и линейных размеров.

Если линейные размеры объекта соизмеримы с длиной УВ то на него последовательно действуют: отраженная от передней стенки УВ, избыточное давление и скоростной напор проходящей УВ при обтекании ею сооружения. При этом создается смещающая сила в направлении движения УВ. Когда УВ полностью охватывает сооружение, разность давлений на передней и задней стенках оказывается незначительной, и нагрузка на сооружение полностью определяется давлением скоростного напора.

Для объектов, линейный размер которых пренебрежимо мал по сравнению с длиной УВ (столбы, мачты, антенны, трубы, деревья, военная техника), обтекание происходит практически мгновенно и действие избыточного давления ничтожно. Основное воздействие при этом оказывает нагрузка скоростного напора, создающая смещающую силу (метательное действие)

,

где c_х – коэффициент лобового сопротивления; S – площадь центрального сечения.

Метательное действие скоростного напора является определяющим в выводе из строя вооружения и военной техники (танки, автомобили, орудия и т.п.).

Повреждение сооружений и объектов подразделяют на 4 степени: полные, сильные, средние, легкие, от чего зависит возможность их ремонта и восстановления. При полных и сильных повреждениях объект восстановлению не подлежит. Объекты со средними и слабыми повреждениями подлежат восстановлению. Выход объектов из строя происходит при поражениях средней степени.

Характеристиками стойкости объекта (людей) к воздействию УВ является величина допустимого избыточного давления и соответствующее ему расстояние, называемое радиусом поражения R_п.

Допустимое избыточное давление () – это максимальное значение избыточного давления, при котором сохраняется нормальное функционирование объекта.

Радиус поражения это минимальное расстояние от эпицентра (центра) взрыва, на котором сохраняется нормальное функционирование объекта.

Тогда условие поражения ударной волной можно записать в виде

,

Воздействие на лесные массивы. Воздушная УВ способна вызвать сильные повреждения лесных массивов с образованием в них лесных завалов. Под действием скоростного напора стволы деревьев или ломаются у основания или вырываются с корнем. На расстояниях от эпицентра ЯВ, где Dp_ф > 0,5 кгс/см², образуется зона полного разрушения леса, при Dp_ф = = (0,3…0,5) кгс/см² возникает зона сплошных лесных завалов, а при DР_ф = = (0,1…0,3) кгс/см² – зона частичных завалов.

Так как при ядерном взрыве на единицу массы ЯБП высвобождается огромное количество энергии, температура в области взрыва достигает нескольких миллионов градусов. В результате образования таких высоких температур значительное количество энергии высвобождается в форме коротковолнового электромагнитного излучения. Первоначально это излучение высвечивается главным образом в диапазоне рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи поглощаются воздухом, в результате чего последний нагревается до температур порядка сотен тысяч градусов. Нагретый воздух (светящаяся область или «огненный шар»), в свою очередь, испускает излучение примерно в диапазоне спектра, что и солнечного света у земной поверхности.

 

3.1.2.Световое излучение.

 

Световым излучением ядерного взрыва (СИЯВ) называется электромагнитное излучение оптического диапазона, включающее ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области со спектром, подобным солнечному. Слайды 35-37

Действие светового излучения ядерного взрыва приводит к поражению людей, техники, различных объектов, а также к возгоранию лесных массивов, горючих материалов. Опасность поражения световым излучением принято оценивать на расстояниях, соответствующих радиусам зон слабых и средних повреждений воздушной ударной волной.

Световое излучение, падая на поверхность любого объекта (материала), частично отражается, частично поглощается, а если материал прозрачен, то частично проходит сквозь него.

Поглощение световой энергии материалом приводит к повышению его температуры и возникновению термического повреждения. К последнему относятся: тление, воспламенение и горение горючих материалов; нагрев, при котором могут возникнуть опасные деформации и повреждения негорючих материалов; ожог кожи и глаз у людей; ослепление.