Воздействие биологического оружия

Биологическое оружие – это специальные боеприпасы и боевые приборы со средствами доставки, снаряженные биологическими средствами.

Основу поражающего действия биологического оружия составляют биологические средства – специально отобранные для боевого применения биологические агенты, способные в случае проникновения в организм людей, животных(растений) вызывать тяжелые инфекционные заболевания, заканчивающиеся при отсутствии своевременного лечения смертельным исходом либо выводом пораженного на длительное время из строя.

Поражающее действие биологического оружия проявляется не сразу, а спустя определенное время (инкубационный период), зависящее как от вида и количества попавших в организм болезнетворных микробов и количества их токсинов, так и от физического состояния организма. Наиболее часто инкубационный период длится от 2 до 5 суток.

Для поражения людей могут использоваться следующие возбудители тяжелых инфекционных заболеваний:

из вирусов – возбудители натуральной оспы, желтой лихорадки и др.;

из бактерий – возбудители сибирской язвы, туляремии, чумы, бруцеллеза, сапа и др.;

из риккетсий – возбудители Ку-лихорадки, сыпного тифа и др.;

из класса грибков – возбудители кокцидиодомикоза и др.;

среди бактериальных токсинов – ботулинический токсин и др.

Для поражения сельскохозяйственных животных могут использоваться возбудители заболеваний, опасные как для человека, так и животных (сибирская язва, ящур и др.) или поражающие только людей.

Для поражения сельскохозяйственных культур возможно использование возбудителей линейной стеблевой ржавчины, фитофтороза картофеля и др.

Способы боевого применения биологических средств основаны на способностях микробов в естественных условиях проникать в организм человека следующими путями:

- с воздухом через органы дыхания;

- с пищей и водой через пищеварительный тракт;

- через неповрежденную кожу в результате укусов зараженных кровососущих членистоногих;

- через слизистые оболочки рта, носа, глаз и через поврежденные кожные покровы.

Исходя из этого определены способы боевого применения – аэрозольный, трансмиссионный, диверсионный.

Биологическое оружие – одно из самых жестоких средств ведения войны. Наличие реальной угрозы внезапного применения биологического оружия, как и появления среди населения кризисных вспышек опасных инфекционных заболеваний, способны повсеместно вызвать страх, панические настроения и дезорганизовать работу объектов хозяйственной деятельности.

 

Историческая справка

Идея использования болезнетворных микробов во время войны привлекла тем, что инфекционные болезни приводят к большим человеческим потерям. Например, в 1741 г. из 27 тысяч погибло от желтой лихорадки, с 1733 г. по 1865г. в период военных действий в Европе погибло около 8 млн. солдат, из которых боевые потери – 1,5 млн. человек, а 6,5 млн. – от инфекционных заболеваний.

Первый исторический факт применения биологического оружия был зафиксирован в Крыму в 1347 г. По приказу Джанабека на территорию осажденной крепости Кафа (Феодосии) катапультой было заброшено тело человека, погибшего от чумы. В крепости началась эпидемия чумы. В 1763 г. Североамериканские колонизаторы применяли возбудителя оспы.

Впервые целенаправленная и систематическая разработка биологического оружия началась на рубеже XX века.

В годы первой мировой войны Германия применяла возбудителей сибирской язвы и сапа против сельскохозяйственного скота.

Из-за примитивности способов применения, ущерб применения БО оказался невелик. Однако факт применения БО вызвал во всем мире волну протестов, что привело к подписанию 17 июня 1925 г. в Женеве «Протокола о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или других подобных газов и бактериологических средств».

Перед второй мировой войной наиболее интенсивные работы по разработке и использованию БО вела Япония.

В 1939 году на территории Маньчжурии были построены 2 военно-научных центра и было создано специальное формирование армии – «отряд 731» со своим опытным полигоном. Испытания проводились не только на животных, но и на военнопленных гражданах Китая, США, СССР, вызвав гибель почти 3000 чел.

С 1940-1944 г. японская армия 11 раз применяла биологические средства (сибирская язва, чума, холера, брюшной тиф и др.) против мирного населения и войск. Только от чумы погибло 700 человек.

В 1941 г. США включились в исследовательские работы по созданию БО, а наиболее крупномасштабные работы проведены в 50-60-е годы.

Большой победой мировой общественности было принятие в 1972 году «Конвенции о запрещении разработки, производства и накопления запасов бактериологического (биологического) и токсинного оружия и об их уничтожении». Однако в научно-исследовательских центрах США и других странах работа по совершенствованию биологического оружия продолжаются.

Для настоящего времени характерно применение биологических средств террористами. В 2001 году в США распространялись конверты с возбудителями сибирской язвы арабскими террористами Бен-Ладена. Всего в конвертах было разослано 5-7 г спор сибирской язвы. Погибло 5 чел., а затраты на дезинфекцию составили 5 млрд. долларов.

 

 

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия, основанное 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 и трития/ в более тяжелые, например, ядра изотопов гелия.

Это оружие включает различные ядерные боеприпасы /боевые части ракет, торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами/, средства управления ими и доставки их к цели /носители/.

В зависимости от типа заряда выделяют:

атомное оружие /используются цепные реакции деления/;

термоядерное оружие /синтез легких ядер/;

комбинированные заряды;

нейтронное оружие.

Ядерные боеприпасы всех типов принято делить в зависимости от мощности на:

- сверхмалые (g < 1кт);

- малые (g = 1-10кт);

- средние(g = 10-100кт);

- крупные(g = 100-1000кт);

- сверхкрупные(g >1000кт).

Вид взрыва(подземный, надземный, воздушный, высотный(Н>10 км), подводный, надводный)зависит от задач, свойств объекта, характеристик носителя.

Основные поражающие факторы ядерного оружия:

- ударная волна;

- световое излучение;

- проникающая радиация;

- радиоактивное заражение местности;

- электромагнитный импульс.

 

4.1. Воздействие ударной волны.

Источником возникновения ударной волны является высокое давление в центре взрыва(1011 кПа).

Ударная волна состоит их фазы сжатия и фазы разряжения.

В зависимости от того в какой среде ударная волна образуется и распространяется ее называют воздушной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной в грунте.

На образование воздушной ударной волны расходуется до 50% освободившейся энергии.

Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью(335 м/с).

Основные характеристики:

избыточное давление(ΔPф) – разница между нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны и максимальным давлением во фронте ударной волны(ΔPф = Pф – Р0);

(единица измерения Па);

скоростной напор(ΔPск) – это динамическая нагрузка, которая создается потоком воздуха(единица измерения Па);

Время действия ударной волны(tув) измеряется секундами.

Воздействия ударной волны на здания и сооружения вызывает полные, сильные, средние и слабые разрушения.

Полные разрушения характеризуются обрушиванием всех основных элементов зданий /сооружений/, включая несущие конструкции.

Сильные - характеризуются разрушением несущих конструкций и перекрытий верхних этажей, образованием трещин в стенах и деформацией перекрытий нижних этажей.

Средние - разрушение крыши, внутренних перегородок, возникновение трещин в стенах верхних этажей.

Слабые - разрушения окон, дверей, частичное разрушение кровли.

Величина избыточных давлений, при которых происходят слабые, средние, сильные и полные разрушения зависят от конструкций, используемого материала сооружения и приводятся в таблицах.

Ударная волна у незащищенных людей и животных вызывает травматическое поражение и контузии. Поражения могут быть непосредственными и косвенными.

У людей выделяют 4 степени поражения:

Контузии и травмы крайне тяжелой степени поражения (ΔPф ≥ 100 кПа) характеризуются переломами крупных несущих костей, разрывами органов /печень, селезенка, аорта, желудочки головного мозга и др./ Эти травмы приводят к мгновенной смерти;

Контузии и травмы тяжелой степени / ΔPф = 60-100 кПа/. Характеризуются переломами отдельных костей, сотрясением мозга, сильным ушибом всего тела. Эти травмы приводят к гибели людей и животных в течении недели;

Поражения средней тяжести / ΔPф = 40-60 кПа/ - вывихи, поражения конечностей, контузии головного мозга, повреждения органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Легкие поражения / ΔPф = 20-40 кПа/ - звон в ушах, головокружение, головная боль.

 

4.2. Воздействие светового излучения

Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение оптического диапазона в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. На образование светового излучения расходуется до 35% энергии ядерного взрыва.

Основные параметры:

- световой импульс - количество энергии светового излучения, падающее за все время излучения на единицу площади неподвижной неэкранированной поверхности расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения \ Дж/м2 \

-длительность светового импульса зависит от мощности взрыва(q) и определяется по формуле

tc =, с.

Величина светового импульса зависит:

-от мощности и вида взрыва;

-расстояние от центра взрыва;

-ослабления атмосферы,

-экранирования растительностью, дымом, пылью и т.д.

Сущность воздействия светового излучения заключается в том что, из светящейся области в чрезвычайно короткий промежуток времени излучается огромное количество лучистой энергии, вследствие чего происходит быстрый нагрев облучаемых предметов, обугливание или воспламенение горючих материалов и ожог живых тканей.

Под влиянием первоначальной яркости вспышки происходит ослепление человека и животных продолжительностью 2-5 мин. днем и до 30 мин. ночью. Если зрение зафиксировано на огненном шаре, то происходит ожог глазного дна.

Тяжесть ожогов подразделяется на 4 степени:

ожоги I степени /V = 80-160 кДж/м2/ выражается в болезненности,покраснении, припухлости кожи;

ожог II степени / V = 160-400 кДж/м2/ - характеризуются образованием пузырей, заполненных прозрачной белковой жидкостью;

Пострадавшие выздоравливают, если пострадало не более 50-60% кожи;

ожоги III степени / V = 400-600 кДж/м2/ - омертвление кожи с частичным поражением росткового слоя с последующим образованием язв. Излечение - через 1,5-2 месяца;

ожоги IV степени /-V = 600 кДж/м2/ образуются при длительном воздействии очень высокой температуры и сопровождаются обугливанием тканей.

Поражение глаз световым излучением возможно 3 видов:

- временное ослепление, которое может длиться до 30 мин;

- ожоги глазного дна, возникающие на большом расстоянии при прямом взгляде на светящуюся область взрыва;

- ожоги роговицы и век, возникающие на тех же расстояниях, что и ожоги кожи.

Световое излучение в зависимости от свойств материалов, из которых изготовлены здания, сооружения, вызывает их оплавление, обугливание и воспламенение.

В результате действия светового излучения и ударной волны могут возникнуть отдельные, массовые, сплошные пожары (пожары в завалах) и огневые штормы.

В результате воздействия светового излучения на растения могут возникнуть большие лесные пожары.

 

4.3. Воздействие проникающей радиации

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-излучений и нейтронов.

Основным источником гамма излучений являются радиоактивные остатки деления, содержащиеся вначале в светящейся части, а затем увлекаемые облаком взрыва, источником нейтронов при ядерном взрыве является цепная реакция деления.

Общее время действия приникающей радиации 10-15 с, а расстояние, на которое оно распространяется зависит в основном от мощности взрыва и составляет для заряда мощностью 100 кТ до 3 км.

На проникающую радиацию расходуется 3,5-4% энергии взрыва.

Особенностью действия проникающей радиации является то, что до 80% дозы облучения набирается за несколько секунд. Основным параметром, характеризующим действие проникающей радиации служит величина поглощенной дозы (Дпр), в системе СИ это 1Гр, а внесистемная 1рад.

Дозы облучения не приводящие к потере трудоспособности:

- однократная(до 4 сут) -0,5Гр(50 рад);

- многократная:

в течении 10-30 суток – 1Гр(100 рад);

в течении 3 месяцев – 2Гр(200 рад);

в течении года -3Гр(300 рад).

Превышение указанных доз приводит к лучевой болезни.

В течении лучевой болезни обычно наблюдается несколько периодов:

Первый период – первичной общей реакции.

Возникает через несколько часов после облучения и длится 1-4 дня и проявляется виде головной боли, чувства тяжести в голове, общей слабостью, сонливостью, тошнотой, рвотой, потерей аппетита, сухостью(горечью) во рту.

Второй период (скрытый) – кажущееся клиническое благополучие. Состояние больных улучшается. Продолжительность от 14-32 дней;

Третий период (разгара лучевой болезни) – выраженных клинических проявлений, характеризуется резким ухудшением самочувствия, нарастанием слабости, утратой аппетита, поносом, повышением температуры тела.

Четвертый период- период выздоровления.

Лучевая болезнь первой (легкой) степени развивается при поглощенной дозе в 1-2 Гр(100-200 рад).

Первая фаза отсутствует. Через2-3 недели у пораженных наблюдается повышенная потливость, утомляемость, кратковременные головокружения, легкая тошнота, сухость во рту, изменение состава крови. Период выздоровления – 1,5 -2 месяца.

Лучевая болезнь второй (средней) степени развивается при получении дозы в 2-4 Гр (200-400 рад)

Первичная реакция проявляется в первые 2ч. После облучения длится 1-3 суток. Скрытый период длится 2-3 недели.

Период разгара болезни длится обычно 1,5-3 недели. В этот период у больных наблюдается понижение аппетита, понос, кровоизлияния, выпадение волос, изменение состава крови.

При лечении симптомы пропадают, рост волос возобновляется через 1,5-2 месяца, лечение длится 2-2,5 месяца.

Лучевая болезнь третьей(тяжелой) степени возникает при дозах в 4-6 Гр(400-600 рад).

Первичная реакция возникает в течении первого часа. Через 2-3суток наступает скрытый период, продолжительностью от нескольких часов до 1-3 недель. К концу скрытого периода состояние больного ухудшается и наступает период разгара болезни (сильная головная боль, повышенная температура тела(39-40 оС), сонливость, понижение аппетита, жажда, расстройство желудка. Кровоточивость, выпадение волос, учащение пульса, снижение кровяного давления, снижение в крови лейкоцитов).

Период выздоровления длится до 3-6 месяцев. Без лечения до 50% умирает.

Лучевая болезнь четвертой(крайней тяжелой) степени развивается при дозах более 6 Гр(600 рад). Первичная реакция проявляется в первые полчаса после облучения. Скрытый период отсутствует. Сразу наступает период разгара заболевания. Без лечения обычно заканчивается смертью в течении первых 10 суток.

Проникающая радиация может вызвать обратимые и необратимые изменения в материалах, элементах радиотехнической, электротехнической, оптической и другой аппаратуры.

 

4.4. Воздействие радиоактивного заражения

Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. Наиболее сильное заражение местности происходит при наземном ядерном взрыве.

Источниками радиоактивного заражения при ядерном взрыве являются:

-продукты деления(осколки деления) ядерных взрывчатых веществ (Pu-239, U-235, U-238);

- радиоактивные изотопы(радионуклиды), образующиеся в грунте под воздействием нейтронов,- наведенная активность;

- неразделившаяся часть ядерного боеприпаса.

Продукты деления представляют собой первоначальную смесь около 80 изотопов 35 химических элементов средней части Периодической системы элементов Д.И. Менделеева(от цинка №30 до гадолиния №64). Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают 3-4 распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Всего образуется до 300 радионуклидов.

Изотопный состав смеси осколков деления зависит от вида ядерного взрывчатого вещества. Наведенная активность в грунте обусловлена образованием под действием нейтронов ряда радиоизотопов таких как алюминий – 28, натрий – 24,марганец – 56.

При ядерном взрыве в цепную реакцию деления вступает 5-10% урана или плутония, а остальная часть рассеивается в окружающем пространстве энергией взрыва. Так, при взрыве мощностью 20кТ в цепную реакцию деления вступает около 1кг урана или плутония из 17,5 кг необходимых для образования цепной реакции.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является то, что создающие его радиоактивные продукты не имеют ни запаха, ни вкуса и может быть обнаружено лишь при помощи специальных приборов, поражающее действие может проявляться в течении длительного времени.

Основными величинами, характеризующими поражающее действие радиоактивного заражения, служат доза облучения(в системе СИ – 1Гр, внесистемная - рад) и активность продуктов заражения(в системе СИ- 1 Беккерель(Бк) равен одному распаду в секунду(1 Ки = 3,7*1010 Бк)).

Основной величиной, характеризующей степень радиоактивного заражения местности служат мощность дозы облучения или уровень радиации

(в системе СИ – 1Гр/с, внесистемная – 1 рад/ч), а также доза облучения, получаемая за время пребывания(в СИ – 1 Гр).

Радиоактивное заражение местности при ядерных взрывах создается как в районе центра(эпицентра) взрыва, так и по пути движения облака на больших расстояниях.

Основными источниками радиоактивного заражения местности в районе взрыва являются радиоактивные продукты ядерной реакции деления и наведенная активность, а по пути движения заражение образуется в результате выпадения из облака и пылевого столба радиоактивных частиц. Зону заражения местности по пути движения облака называют радиоактивным следом облака.

На радиоактивное заражение местности приходится до 10% энергии ядерного взрыва. Радиоактивное заражение, как и проникающая радиация, не наносит повреждения зданиям, сооружениям, а поражает живые организмы.

Находящиеся на зараженной местности люди, животные, растения подвергаются как внешнему облучению, так и поверхностному заражению осевшими на одежду, кожу и др. радиоактивными веществами, поражающее действие которых обусловлено наличием в них бета-излучателей. Кроме того, вместе с зараженным воздухом и пищей РВ попадают внутрь организма человека и животных, вызывая внутреннее заражение.

Внешнее гамма-облучение на радиоактивно-зараженной местности, как и проникающая радиация, вызывает у людей и животных лучевую болезнь. Дозы излучения, вызывающие заболевания, такие же как и от проникающей радиации.

При внешнем воздействий бэта-частиц у людей наиболее часто отмечается поражение кожи на руках и в области шеи, на голове, у животных на спине, а также на морде при соприкосновении с радиоактивно зараженной травой. Различают кожные поражения тяжелой /незаживающие раны, язвы/, средней /пузыри / и легкой /посинение и зуд кожи/ степени.

При внутреннем воздействии всасывающиеся радиоактивные продукты ядерного взрыва в организме распределяются крайне не равномерно. Особенно много концентрируется в щитовидной железе /в 1000-10000 раз больше, чем в других тканях/. Поэтому эти органы подвергаются облучению в очень больших дозах, приводящих либо к разрушению тканей, либо к развитию опухолей, либо к нарушению функций органов.

 

4.5. Воздействие электромагнитного импульса

Под ЭМИ понимается образующаяся при ядерном взрыве в атмосфере и в более высоких слоях кратковременные мощные электромагнитные поля с длинами волн от 1 до 1000 м и более.

ЭМИ характеризуется:

амплитудой напряженности поля /электрическая и магнитная/;

формой импульса.

Электромагнитный импульс /ЭМИ/ воздействия на человека не оказывает.

ЭМИ оказывает воздействие на проводящие электрический ток тела. В момент взрыва в них на доли секунды возникает импульс электрического тока и появляются разность потенциалов относительно земли. Под действием этих напряжений происходит пробой изоляции, выход из строя разрядников, предохранителей и др.

 

Историческая справка

Основные исследования по реакциям деления ядер урана начались в 1938-39 годах в Европе.

26 марта 1939г в Берлине в управлении армейских вооружений было проведено совещание немецких физиков по использованию ядерной энергии в военных целях, после чего нацистское правительство утвердило “Урановый проект” как составную часть научных исследований военного назначения.

В октябре 1941 года в Великобритании была основана организация по созданию ядерного оружия.

20 июня 1942 года во время встречи Рузвельта и Черчиля было достигнуто соглашение о создании бомбы на территории США совместными усилиями.

13 сентября 1942 года администрация США приняла решение объединить все усилия по созданию атомного оружия, создав секретную организацию под названием “Манхеттенский проект” под руководством полковника инженерных войск Лесли Гровса и научного руководителя Роберта Оппенгеймера.

5 мая 1943 года. Профессор Нисина(Япония) передал командованию ВВС доклад о том, что создание атомной бомбы технически возможно и после этого был запущен секретный проект по созданию атомного оружия.

16 июля 1945 года в 5.30 в Долине смерти вблизи авиабазы Аламогордо было проведено испытание атомной бомбы мощностью 20 кт.

6 августа 1945 года в 8ч. 14 мин. Атомная бомба(“малютка”) была сброшена на Хиросиму, а 9 августа в 11ч.02 мин. Атомная бомба(“Толстяк”) была сброшена на Нагасаки.

В дальнейшем ядерное оружие совершенствовалось и появлялось в других странах: СССР, Англия, Франция, Китай, Индия, Пакистан, Северная Корея.

Максимум испытаний приходится на два периода: первый – 1954- 1958 годы, когда взрывы проводили США, СССР и Великобритания, и второй более значительный,- на1961-1962 годы, когда их проводили США и СССР.

С 1945 по 1963г. ядерные державы провели 498 ядерных взрывов в атмосфере.

В СССР с 1954-1990г. проведено 715 ядерных испытаний, из них 559 в военных целях и 156 в мирных целях, 456 на полигоне в Семипалатинске и 130 на полигоне на Новой Земле.

В 1963 году ядерными державами подписан Договор об ограничении ядерных испытаний в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор лишь Франция, Китай проводили воздушные взрывы. Подземные испытания проводятся до сих пор.

Специалисты считают, что в настоящее время возможен ядерный терроризм.

В 2004 году американские ученые продемонстрировали образец атомной бомбы без радиоактивного вещества в секретном помещении сената США, собранной из деталей, купленных в открытой продаже.

Для изготовления ядерного устройства мощностью 10кт необходимо 17,5 кг плутония, 3-4 специалиста и затраты от 10-30 тысяч долларов.

В настоящее время существует черный рынок по продаже радиоактивных материалов. Продажа осуществляется партиями от 0,8-29 кг.

Возможно создание “грязной атомной бомбы”- примитивного устройства, в котором будут использованы обычное взрывчатое вещество и радиоактивные материалы. В 1987г. в Ираке была создана такая бомба, ее высота 4м, а вес более 1т.

 

5.1. Характеристика очагов ядерного поражения и зон