Электромагнитный импульс

Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводникахразличной протяженности, расположенных в воздухе, земле, на вооружении и военной технике и других объектах.

Основной причиной генерации ЭМИ длительностью менее 1 с считают взаимодействие g - квантов и нейтронов с газом во фронте ударной волны и вокруг него. Важное значение имеет также возникновение асимметрии в рас­пределении пространственных электрических зарядов, свя­занных с особенностями распространения g - излучения и образования электронов.

При наземном и низком воздушном взрывах поражающее воздействие ЭМИ наблюдается на расстояний порядка нескольких километров от центра взрыва.

При высотном ядерном взрыве могут возникать поля ЭМИ в зоне взрыва и на высотах 20-40 км от поверхности земли. ЭМИ в зоне взрыва возникает за счет быстрых электронов, которые образуются в результате взаимодействия g - квантов ядерного взрыва с материалом оболочки боеприпаса и рентгеновского излучения с атомами окружающего разреженного воздушного пространства.

Испускаемое из зоны взрыва g - излучение в направлении поверхности земли начинает поглощаться в более плотных слоях атмосферы на высотах 20-40 км, выбивая из атомов воздуха быстрые электроны. В результате разделения и перемещения положительных и отрицательных зарядов в этой области и в зоне взрыва, а также при взаимодействии зарядов с геомагнитным полем Земли возникает электромагнитное излучение, которое достигает поверхности земли в зоне радиусом до нескольких сот километров.

Электрические и магнитные поля ЭМИ в роли поражающего фактора характеризуются напряженностью поля. В динамике импульс ЭМИ представляет собой быстро-затухающий колебательный процесс с несколькими квазиполупериодами. Напряженность электрического и магнитного полей зависитот мощности, высоты взрыва, расстояния от центра взрыва и свойств окружающей среды.

Поражающее действие ЭМИ проявляется прежде всего по отношению к радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, находящейся в объектах военной техники и других объектах. Возникающие электрические токи и напряжения могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления.

Если ядерные взрывы произойдут вблизи линий энергоснабжения, связи, имеющих большую протяженность, то наведенные в них напряжения могут распространятьсяпопроводам на многие километры и вызывать повреждение аппаратуры и поражение личного состава, находящегося на безопасном удалении по отношению к другим поражающим факторам ядерного взрыва.

Высотный взрыв способен создавать помехи в работе средств связи на очень больших площадях.

Защита от ЭМИ достигается экранированием кабельных линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии, например, должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками. Для защиты чувствительного электронного оборудования целесообразно использовать разрядники с небольшим порогом зажигания.

Проникающая радиация

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток гамма и нейтронного излучения, испускаемого из зоны ядерного взрыва и в начальный период подъема его облака (на высоту порядка 2 км).

Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции деления и синтеза, радиоактивные продукты деления, а также возбужденные атомы азота воздуха.

Гамма излучение  проникающей радиации включает мгновенное, испускаемыми в результате ядерных реакций, осколочное, испускаемое радиоактивными продуктами деления при подъеме облака ядерного взрыва на высоту до 2 км, а также захватное, возникающее в результате захвата нейтронов атомами воздуха.

Нейтроны проникающей радиации подразделяют на мгновенные, испускаемые в результате ядерных реакций, и запаздывающие, испускаемые процессе распада осколков деления в течение первых 2-3 с после взрыва.

Время действия проникающей радиации при взрыве зарядов деления и комбинированных зарядов не превышает нескольких секунд и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой g - излучение поглощается толщей воздуха и практически не достигает  поверхности земли.

Поражающее действие проникающей радиации характеризуется дозой излучения, т. е. количеством энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды.

Доза излучения зависит от типа ядерного заряда, мощности и вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва.

Проникающая радиация является одним из основных поражающих факторов при взрывах нейтронных боеприпасов и боеприпасов деления сверхмалой и малой мощности. Для взрывов большей мощности радиус поражения проникающей радиацией значительно меньше радиусов поражения ударной волной и световым излучением. Особо важное значение проникающая радиация приобретает в случае взрывов нейтронных боеприпасов, когда основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами. Проходя через биологическую ткань, g - 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.

Поражающее воздействие проникающей радиации на личный состав и на состояние его боеспособности зависит от дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни:

лучевая болезнь 1 степени (легкая) возникает при суммарной дозе излучения 150-250 рад. Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков. Лучевая болезнь I степени излечима;

лучевая болезнь II степени (средняя) возникает при суммарной дозе излучении 250-400 рад. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены долее ярко. При активном лечении наступает выздоровление через 1,5-2 мес.;

лучевая болезнь III степени (тяжелая) наступает при дозе излучения 400-700 рад. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6-8 мес;

лучевая болезнь IV степени (крайне тяжелая) наступает при дозе излучения свыше 700 рад, которая является наиболее опасной. При дозах, превышающих 5000 рад, личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

Тяжесть поражения в известной мере зависит от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей радиации. Сначала человек теряет физическую работоспособность, а затем - умственную.

В вооружении и военной технике (ВВТ) под действием нейтронов может образоваться наведенная активность, которая оказывает влияние на боеспособность экипажей и личный состав ремонтно-эвакуационных подразделения.

В приборах радиационной разведки под действием наведенной активности в детекторных блоках могут выйти из строя наиболее чувствительные поддиапазоны измерений. При больших дозах излучения и потоках быстрых нейтронов утрачивают работоспособность комплектующие элементы систем радиоэлектроники и электроавтоматики. При дозах более 2000 рад стекла оптических приборов темнеют, окрашиваясь в фиолетово-бурый цвет, что снижает или полностью исключает возможность их использования для наблюдения. Дозы излучения 2-3 рад приводят в негодность фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие g- и нейтронное излучение. При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в механизмах взаимодействия g - излучения и нейтронов со средой, что предопределяет выбор защитных материалов. g - излучение сильнее всего ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую электронную плотность (свинец, сталь, бетон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен и т.д.).