Цепная реакция деления

Глава 1 Боевые свойства и поражающее действие оружия

Массового поражения

1.1 Ядерное оружие

Ядерное оружие (ЯО) - оружие массового поражения (ОМП) 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 и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средства управления ими и доставки их к цели (носители). Иногда в зависимости от типа заряда употребляют более узкие понятия, например: атомное оружие (устройства, в которых используются цепные реакции деления), термоядерное оружие, комбинированные заряды, нейтронное оружие.

В результате выделения огромного количества энергии поражающие факторы ядерного взрыва существенно отличаются от поражающих факторов, формирующихся при действии боеприпасов в обычном снаряжении.

Ядерному оружию присущи особенности, характерные для ОМП, такие как наличие поражающих факторов длительного действия, их распределение за пределы объекта поражения, большая единичная мощность, длительный психотерапевтический эффект, тяжелые генетические и экологические последствия, сложности при защите войск и населения, а также ликвидации последствий его применения.

Однако ЯО выгодно отличается от других видов ОМП высокими экономическими показателями, широким диапазоном мощностей полезного действия, контролируемостью последствий применения и быстрой их реализацией, возможностью длительного хранения, создания стратегических запасов, многофакторностью поражающего действия, обеспечивающего комбинированное поражение целей и высокой надежностью выполнения боевых задач.

1.1.1 Историческая справка

Первый в истории человечества ядерный взрыв был осуществлен США 16 июля 1945 г на полигоне в пустыне Аламогордо (штат Нью-Мексико). Ядерное устройство было разработано в рамках Манхэттенского проекта, научное руководство которым осуществлял профессор Калифорнийского университета физик Роберт Оппенгеймер, названный впоследствии “отцом” тактического ЯО.

Научными предпосылками создания ЯО явились сделанные к тому времени фундаментальные открытия в ядерной физике, а также проведенные теоретические и экспериментальные работы.

Интенсивные исследования в области ядерной физики привели к тому, что уже накануне второй мировой войны не оставалось сомнений относительно возможности создания на основе использования ядерной энергии оружия огромной разрушительной силы. Впервые попытка создания ЯО была предпринята немецкими учеными. По мнению немецких ученых в сентябре 1941 года они были уже на пути, ведущему к атомной бомбе. Однако, стремительное приближение советских войск к Берлину сорвало эти планы.

Президент США Ф. Рузвельт 6 декабря 1941 года принял решение о развертывании работ по созданию атомного оружия. Нападение японского флота на Перл-Харбод подтолкнуло американское правительство к еще более решительным действиям по реализации “Манхэттенского проекта”.

В результате, в июле 1945 года ими было испытано и в августе впервые применено в военных целях ЯО против Японии, когда уже практически закончилась вторая мировая война. В результате бомбардировки городов Хиросимы (6 августа) и Нагасаки (9 августа) число мгновенно погибших составило около 120 тыс. человек. Общее число жертв к 1950 году в результате атомных бомбардировок достигло в Хиросиме около 200 тыс., в Нагасаки - свыше 100 тыс. человек.

Уничтожение в августе 1945 года сотен тысяч мирных жителей японских городов продемонстрировало всему миру, что США обладают оружием огромной разрушительной силы и не остановятся ни перед чем для реализации своих внешнеполитических целей. Сразу же после второй мировой войны в период ядерной монополии в Пентагоне был разработан план под кодовым названием «Троян», согласно которому предусматривалось нанесение ядерных ударов по семидесяти советским городам и военным центрам. При этом ядерное нападение на СССР планировалось на первый день 1950 г. К этому времени США имели 309 ядерных боеприпасов.

На полигоне под Семипалатинском 29 августа 1949 года в 2.00 местного времени был осуществлен первый взрыв советской атомной бомбы, возвестивший об утрате США монополии на атомное оружие. Убедившись, что СССР ликвидировал американскую атомную монополию, администрация Г.Трумена приступила к созданию еще более мощного оружия (супербомбы), которое должно было обеспечить подавляющее военное превосходство США.

1 ноября 1952 года на острове Элугелаб (Маршалловы острова) США провели первое испытание термоядерного (водородного) устройства “Майк” мощностью 3 мегатонны. В этом устройстве общим весом более 65 т, мало похожем на боеприпас, в качестве ядерного топлива использовался жидкий водород, сконденсированный путем сильного охлаждения.

В ответ на развертывание в США работ по созданию водородной бомбы Советский Союз был вынужден принять реальные меры для ликвидации одностороннего преимущества Соединенных Штатов в стратегическом оружии. В 1953 году (12 августа) в СССР был осуществлен взрыв, термоядерной, так называемой “сухой бомбы” с ядерным зарядом мощностью около 465 тыс. т. в тротиловом эквиваленте. В марте 1954 года США провели испытания такого же реального боеприпаса мощностью около 15 мт.

В последующем ядерные испытания превратились в самостоятельную научно-техническую задачу, о важности которой свидетельствуют данные о ядерных взрывах. Только за период с 16 июля 1945 года до 5 августа 1963 года, т.е. до заключения договора о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах между СССР, США и Великобританией, в мире было проведено около 488 ядерных взрывов. После создания первых образцов водородной бомбы резко возросли темпы разработки и накопления новых боеприпасов самого различного назначения и мощности, что в среде военных специалистов именовалось как “термоядерный прорыв”.

Самые большие надежды возлагались на создание особо мощных боеприпасов, по мнению специалистов имеющих более низкую относительную стоимость. Уже к концу 50-х годов на основе термоядерного синтеза были созданы заряды мощностью несколько десятков миллионов тонн тротила.

В середине 50-х годов США были развернуты стратегические наступательные вооружения (СНВ) в виде своеобразной “триады”, включающей межконтинентальные баллистические ракеты наземного базирования (МБР), баллистические ракеты на подводных лодках (БРПЛ) или баллистические ракеты морского базирования и стратегическую авиацию, которая в последующие годы постоянно совершенствовалась. С целью расширения масштабов применения ЯО и повышения эффективности тактических средств поражения военно-политическое руководство США приняло решение о разработке тактического ядерного оружия (ТЯО). Кроме того, для защиты от баллистических ракет противника требовались средства защиты - противоракетная оборона (ПРО). В связи с этим значительное внимание уделяется разработке новых ядерных боеприпасов к тактическим и стратегическим ракетам, боеголовок к системам ПРО, различных фугасов и мин. Разработка ядерных боеприпасов к стратегическим наступательным вооружениям и тактическим средствам осуществлялась по пути мини-атюризации. Это позволило США осуществить важный этап развития ЯО в 80-х годах, связанный с выполнением программ снятия с вооружения устаревших образцов военной техники, модернизации современных и развертывания новых видов ЯО (боеголовок и их носителей) как стратегического, так и тактического назначения, что позволило резко увеличить общее количество ядерных боеприпасов.

В период 80-х и 90-х годов прошлого столетия стратегические ракетные силы были оснащены моноблочной МБР “Минитмен-2”, а МБР “Минитмен-3” и “Минитмен-3А“ - с разделяющимися головными частями (РГЧ) и легкую моноблочную МБР “Миджитмен”. Эти силы рассматриваются военно-политическим руководством США в качестве первого ядерного удара.

Принятые на вооружение до 70-х годов баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ) в этот период заменены ракетами нового поколения “Посейдон -1 с- 4”, “Трайдент-1 с- 4” и “Трайдент-2-D5 ”.

В начале 70-х годов США приступили к созданию ядерных боеприпасов “третьего поколения” с управляемым распределением энергии взрыва между поражающими факторами. Прежде, чем создать новое поколение ЯО, потребовались коренные изменения в принципах конструирования, а также технологии их производства. В начале 80-х годов был разработан и поступил на вооружение армии США один из образцов, относящихся к боеприпасам “третьего поколения” - нейтронный боеприпас (НБ), представляющий собой малогабаритный термоядерный боеприпас мощностью до 10 кт и предназначенный для поражения живой силы противника на поле боя, находящегося в объектах с повышенной защитой от проникающей радиации.

Основная доля энергии взрыва НБ выделяется за счет реакции синтеза ядер и трансформируется в виде усиленной эмиссии высокоэнергетических нейтронов и гамма квантов. Разработка и принятие на вооружение НБ явилось важным этапом в создании и развитии тактического ЯО и позволило оснастить к настоящему времени практически все артиллерийские системы и оперативно-тактические ракеты нейтронными боеприпасами.

Таким образом, за сравнительно короткий исторический срок сформировалась достаточно сложная и разветвленная система ЯО, которое в настоящее время рассматривается одним из важнейших факторов, определяющих военно-политическую обстановку в мире.

1.1.2 Физические основы ядерного оружия

Масса ядра атома любого химического элемента меньше суммы отдельных нуклонов, входящих в состав ядра. Разность масс пропорциональна энергии связи этих нуклонов в ядре и характеризует прочность ядра. Энергией связи называют энергию, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны без сообщения им кинетической энергии. Эта энергия идет на совершение работы против ядерных сил. При образовании ядра из свободных нуклонов ядерные силы не совершают работы. Поэтому процесс образования ядра из свободных нуклонов сопровождается выделением энергии, численно равной энергии связи.

Энергия выделяется в результате таких процессов, при которых система переходит из менее устойчивого в энергетически более устойчивое состояние, имеющее соответственно большую энергию связи.

Первый способ - деление ядер тяжелых элементов с получением ядер атомов элементов, расположенных в средней части таблицы Д.И. Менделеева.

Второй - слияние (синтез) легких ядер элементов с получением ядер атомов более тяжелых элементов.

Поражающее действие ЯО основано на использовании энергии, выделяющейся в результате практического осуществления в боеприпасах следующих ядерных реакций взрывного характера:

цепной реакции деления тяжелых ядер (уран, плутоний);

термоядерной реакции синтеза с использованием изотопов водорода;

реакции деления тяжелых ядер быстрыми нейтронами.

Приведенные типы реакций возможны только в определенных веществах, которые принято называть ядерными взрывчатыми веществами (ЯВВ).

К делящимся ЯВВ относятся: уран - 235, плутоний - 239, уран - 233, уран - 238. Основным сырьем для получения делящихся ЯВВ является природный уран и торий. Из природного урана физическими методами разделения, основанными на различии масс изотопов урана, можно получить уран - 238 и уран - 235. Путем облучения урана - 238 нейтронами - плутоний -239. Торий является исходным продуктом для получения урана - 239. Путем облучения тория - 232 нейтронами получают уран - 233.

К термоядерным взрывчатым веществам относят дейтерий, тритий и литий-6.

Дейтерий или тяжелый водород , (D) представляет собой стабильный изотоп водорода, встречающийся как примесь к обычному водороду. В качестве сырья для получения дейтерия используется обычная вода, в которой содержится 0,015% тяжелой воды (D₂О), температура кипения которой равна 101,42 °С. Наиболее употребительными методами промышленного разделения изотопов водорода является фракционированная перегонка и электролиз.

Тритий илисверхтяжелый водород , (Т) получают в ядерных реакторах путем облучения изотопов лития-6 нейтронами  или циклотронах при облучении ядер бериллия ядрами дейтерия по схеме . Тритий является радиоактивным изотопом, что затрудняет создание его запасов. Самопроизвольно распадаясь, с периодом полураспада Т_1/2=12,5 лет, он превращается в гелий .

Литий-6 представляет собой металл серебристо-белого цвета с плотностью 0.53 г×см^-3. Природный литий состоит из литий-6 - 7.53% и литий-7 - 92.47%. Получают литий путем переработки природных материалов.

Ядерные взрывчатые вещества вступают в ядерные реакции, что приводит к мгновенному выделению энергии. Рассмотрим более подробно ядерные реакции взрывного типа, используемые в ядерных боеприпасах.

Цепная реакция деления

Цепной реакцией деления ядер называется реакция, которая, начавшись делением одного или нескольких тяжелых ядер, продолжается в веществе без внешнего воздействия. Для того, чтобы ядро разделилось на два осколка, в него должна быть внесена энергия возбуждения Е_возб, превосходящая или равная некоторому значению Е_а, называемому энергией активации. Энергия активации это та энергия, которая достаточна. чтобы разделить ядро. Необходимую энергию можно сообщить ядру различными способами, например, путем облучения ядер гамма-фотонами, протонами, нейтронами, альфа-частицами и т.д. Однако практическое значение имеет деление ядер при захвате нейтронов, поскольку только оно позволило осуществить цепную реакцию деления с высвобождением колоссальной энергии.

Цепная ядерная реакция взрывного характера возможна только в том случае, если масса делящегося вещества превосходит критическую массу (М_кр). Величина М_кр зависит от размера и геометрической формы делящегося вещества, "чистоты" (процентного содержания) делящегося вещества в заряде, наличия отражателя нейтронов, плотности делящегося вещества и вида делящегося изотопа.

Средняя длина свободного пробега нейтронов в делящемся веществе (расстояние между двумя последовательными столкновениями частицы, движущейся в среде) составляет несколько сантиметров. Значит, если один из размеров делящегося вещества меньше длины свободного пробега нейтронов, то цепная реакция практически невозможна. Следовательно, геометрические размеры делящегося вещества должны быть больше длины пробега нейтронов в нем. Заряды сферической формы при прочих равных условиях имеют наименьшую критическую массу.

При уменьшении концентрации делящегося вещества в заряде величина критической массы увеличивается и наоборот. Следует отметить, что при концентрации урана - 235 менее 6% в делящемся веществе цепная реакция становится невозможной при сколь угодно большой его массе. Так, например, при увеличении концентрации плутония-239 в заряде до 99% и более его критическую массу можно снизить до 1 кг.

Критическая масса ружейного урана без отражателя нейтронов составляет примерно 48 кг. Ее можно существенно уменьшить, окружив заряд слоем вещества, хорошо отражающего нейтроны.

Критическая масса существенным образом зависит от плотности делящегося вещества. Величина критической массы обратно пропорциональна квадрату плотности вещества (r), т.е. . Это позволяет, например, при увеличении плотности вещества вдвое (путем сильного обжатия заряда) уменьшить величину критической массы в четыре раза.

Среднее число вторичных нейтронов, приходящихся на один акт деления , зависит от типа делящегося изотопа. При этом, чем больше число вторичных нейтронов, образующихся при делении ядер, тем меньше критическая масса заряда. При прочих равных условиях, М_кр заряда из урана - 235 больше, чем для заряда из плутония - 239.

Основная доля энергии (около 90%) освобождается в конце цепной ядерной реакции за время протекания последних нескольких циклов деления. Из факта неравномерности освобождения энергии во времени следует важнейшее требование к формированию надкритичности ядерного заряда - обеспечение протекания цепной реакции с возможно большим ускорением.

В результате взрывного процесса деления ядер энергия освобождается в виде кинетической энергии осколков, нейтронов и гамма квантов.

Реакция синтеза

Для осуществления синтеза атомных ядер необходимо преодолеть кулоновские силы отталкивания, действующие между одинаково заряженными частицами, сблизить ядра на такие расстояния, на которых начинают действовать ядерные силы притяжения. Вероятность протекания реакций синтеза и их скорость значительно возрастают при повышении температуры реагирующей смеси. Реакции синтеза легких ядер, протекающие при температурах порядка десятков миллионов градусов, ускоряющиеся за счет значительного выделения энергии в веществе, называются взрывными термоядерными реакциями.

Достаточно высокая температура, необходимая для инициирования термоядерной реакции, создается в зоне цепной реакции деления атомного детонатора из урана – 235 или плутония - 239. Инициирование термоядерной реакции является весьма сложной физико-технической проблемой. Более легкими являются условия инициирования заряда химического соединения лития-6 с дейтерием - дейтерида лития, обеспечивающего высокую концентрацию дейтерия и трития. При взрыве атомного детонатора заряд дейтерида лития нагревается до температуры 20-30 млн. градусов Кельвина. Одновременно с этим из зоны цепной реакции деления испускаются нейтроны, часть которых взаимодействует с ядрами лития.

Реакции синтеза, протекающие с выделением большого количества энергии в течение нескольких наносекунд, приводят к термоядерному взрыву. Однако следует отметить, что при этом успевает прореагировать только часть термоядерного взрывчатого вещества. Обрыв реакции обусловлен тем, что под действием огромного давления вещество в зоне реакции стремительно расширяется, при этом уменьшается плотность термоядерного заряда, в результате чего энерговыделение и температура начинают резко падать, а сама реакция быстро затухает.

1.1.3 Устройство ядерных боеприпасов

Основными элементами ядерного боеприпаса являются: ядерное зарядное устройство (ЯЗУ), блок подрыва с предохранителями и источниками питания и корпус боеприпаса. В составе ЯЗУ находится главная составная часть - ЯВВ. Вследствие самопроизвольного (спонтанного) деления ядер урана или плутония, наличия блуждающих нейтронов в атмосфере и других факторов нельзя принять никаких мер, препятствующих цепной реакции в ЯВВ, имеющем надкритическую массу (К_рр>1). Следовательно, до взрыва общее количество ЯВВ в одном боеприпасе должно разделяться на отдельные части, каждая из которых имеет массу меньше критической (К_рр<1). Для взрыва необходимо соединить в единое целое такое количество делящегося вещества, которое создаст надкритическую массу. В момент достижения системой максимальной надкритичности реакцию деления следует инициировать от специального источника нейтронов.

Существует два способа созданияя надкритической массы. Первый из них состоит в том, чтобы две или несколько подкритических частей ЯВВ быстро соединить в одну, размеры и масса которой превышает критическую. С этой целью можно использовать выстрел одной частью заряда в другую его часть, закрепленную в противоположном конце прочного металлического цилиндра, напоминающего орудийный ствол. Боеприпасы, в которых реализован такой способ создания надкритической массы, называют боеприпасами пушечного типа.

Второй способ предполагает сильное обжатие подкритической массы (К_рр<1) ЯВВ, что повышает плотность вещества заряда в несколько раз и переводит систему в надкритическое состояние (К_рр>1). Необходимое для обжатия давление можно получить с помощью взрыва обычных ВВ, окружающих со всех сторон сферический заряд ЯВВ. Направленная внутрь взрывная волна от обычных ВВ сжимает сферический заряд ЯВВ и в нем развивается неуправляемая реакция деления. Боеприпасы, в которых реализован такой способ создания надкритической массыназываются боеприпасами имплозивного типа.

За счет инерции самого ЯВВ и прочной оболочки ядерный заряд удерживается некоторое время в надкритическое состоянии, вследствие чего успевает разделиться определенное число ядер делящегося вещества.

Принципиальная схема устройства термоядерного боеприпаса (водородной бомбы) несколько иная. Первой фазой взрыва такого боеприпаса является деление урана (плутония), находящегося в ядерном детонаторе («запале»). При взрыве ядерного детонатора испускаются нейтроны и рентгеновское излучение. Детонатор и корпус боеприпаса имеют специальную форму и конструкцию, которые позволяют фокусировать рентгеновское излучение на заряде дейтерида лития и эффективно облучать его. Возникшая ударная волна обжимает дейтерид лития. Образование трития и резкое повышение температуры инициируют основную термоядерную реакцию в боеприпасе, т. е. протекает вторая фаза взрыва - соединение ядер дейтерия и трития.

Если корпус ядерного боеприпаса изготовить из природного урана - 238, стоимость которого относительно невелика, то быстрые нейтроны могут вызвать деление его ядер. Боеприпасы, основанные на выделения ядерной энергии в результате последовательного осуществления реакций «деление-синтез-деление», называют трехфазными или комбинированными.

Таким образом, могут существовать различные ядерные заряды: однофазные, двухфазные и трехфазные, которые отличаются друг от друга не только мощностью взрыва, но и характером поражающего воздействия.

Нейтронный боеприпас принадлежит к новому поколению ядерного оружия с избирательным характером поражающего действия и по своему предназначению относится к тактическому оружию.

Нейтронный боеприпас представляет собой малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс. т, у которого основная доля энергии выделяется за счет реакций синтеза ядер дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления ядер тяжелых элементов в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакций синтеза ядер легких элементов. Нейтронная составляющая проникающей радиации такого малого по мощности ядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее воздействие на личный состав.

В отличие от термоядерных боеприпасов большой мощности, в зарядах которых используется дейтерид лития, в зарядах нейтронных боеприпасов считается предпочтительным использовать смесь дейтерия и трития.

Для характеристики энергии, выделяющейся при ядерном взрыве принято использовать понятие "мощность". Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом – массой такого заряда тротила, энергия взрыва которого равна энергии, выделяющейся при воздушном взрыве ядерного заряда. Тротиловый эквивалент q принято выражать в тоннах (тысячах тонн, миллионах тонн).

Ядерные боеприпасы всех типов в зависимости от мощности подразделяются на сверхмалые (менее 1 тыс. т), малые (1-10 тыс. т), средние (10-100 тыс. т), крупные (100 тыс. т - 1 млн. т) и сверхкрупные (более 1 млн.т).

1.1.4 Физические процессы, происходящие при ядерном взрыве. Виды ядерных взрывов

В зависимости от задач, решаемых с применением ЯО, вида и места нахождения объектов ядерные взрывы разделяют на воздушные, высотные, наземные (надводные) и подземные (подводные).

При взрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температура и давление вызывают мощную ударную волну.

Наряду с ударной волной и световым излучением взрыв ядерного боеприпаса сопровождается испусканием проникающей радиации, состоящейиз гамма и нейтронного потока. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов - осколков деления. По мере перемещения этого облака под действием ветра, частицы грунта, в которых находятся радиоактивные продукты реакции деления, оседают под действием силы тяжести, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, воздуха и различных объектов, в том числе и военной техники.

Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающих под действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса (ЭМИ). Так формируются основные поражающие факторы ядерного взрыва.

Явления, сопровождающие ядерный взрыв, в значительной мере зависят от условий и свойств среды, в которой он происходит. Чаще всего такой средой может быть воздух.

Для определения вида ядерного взрыва принято использовать приведенную высоту (глубину), определяемую из выражения: .

1.1.4.1 Воздушный взрыв

При воздушном взрыве ( = 3,5-10 м/т⅓) вслед за яркой вспышкой образуется светящаяся область в виде сферы. У поверхности светящейся области создается очень резкий перепад температуры и давления. Раскаленные газы стремительно расширяются, сжимая и приводя в движение окружающие слои воздуха. Сжатие передается от слоя к слою воздуха и в виде воздушной ударной волны распространяется на значительное расстояние от места взрыва. В этот же период из точки взрыва в окружающее пространство испускаются проникающая радиация и световое излучение. Светящаяся область со временем остывает и, поднимаясь, превращается в клубящееся радиоактивное облако. В это время с земли поднимается столб пыли, вследствие чего образуется облако характерной грибовидной формы. Максимальной высоты облако, в зависимости от мощности боеприпаса, достигает не более чем за 10-15 мин после взрыва, а высота подъема верхней кромки облака в зависимости от мощности боеприпаса может достигать от 5 до 20 км. Затем облако постепенно утрачивает свою характерную форму и, двигаясь по направлению ветра, рассеивается.

Особенностью воздушного ядерного взрыва является то, что его светящаяся область не касается поверхности земли. Различают два вида воздушных взрывов: низкий и высокий.

1.1.4.2 Наземный взрыв

При наземном ядерном взрыве ( ) светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. Если наземный ядерный взрыв осуществляется на поверхности земли (контактный взрыв) или в непосредственной близости от нее, в грунте образуется большая воронка, окруженная валом земли.

При наземном ядерном взрыве образуется более мощное, по сравнению с воздушным, грибовидное пылевое облако и столб пыли, который с момента его образования соединен с облаком взрыва, в результате чего в облако вовлекается огромное количество грунта. При наземном взрыве радиоактивное заражение местности в районе взрыва и по следу движения облака значительно сильнее, чем при воздушном.

1.1.4.3 Подземный взрыв

При подземном ядерном взрыве с выбросом грунта ( ) облако взрыва не имеет характерной грибовидной формы. На месте взрыва образуется большая воронка. Действие воздушной ударной волны ослаблено, но волна сжатия в грунте может поражать заглубленные в землю объекты. При этом наблюдается сильное радиоактивное заражение местности в районе подземного ядерного взрыва и по следу движения облака. Вследствие дробления грунта при падении его на поверхность земли образуется кольцеобразная пылевая базисная волна, которая затрудняет ведение визуального наблюдения.

 

 

1.1.4.4 Надводный взрыв

При взрыве на небольшой высоте над водой в районе эпицентра взрыва на поверхности воды под действием воздушной ударной волны образуется впадина, последующее заполнение которой приводит к появлению на поверхности воды серии расходящихся концентрических волн и образованию столба воды, в облако взрыва вовлекается большое количество воды. Под действием светового излучения значительное количество воды превращается в пар и также увлекается в облако взрыва.

В облаке взрыва капли и пары воды смешиваются с радиоактивными продуктами взрыва, и после остывания облака выпадают из него в виде радиоактивного дождя.

1.1.4.5 Подводный взрыв

При подводном взрыве выбрасывается столб воды с грибовидным облаком на его вершине, который называется взрывным султаном. Падение воды приводит к образованию у основания этого султана радиоактивного тумана из капель и водяных брызг и вихревого кольца - базисной волны. В последующем из взрывного султана и базисной волны образуются водяные облака,из которых выпадает радиоактивный дождь.

1.1.4.6 Высотный взрыв

Взрыв на высоте в несколько десятков километров, как и воздушный, начинается с кратковременной вспышки, а затем в месте взрыва возникает шарообразная светящаяся область. Размеры светящейся области при таком взрыве больше, чем при взрыве равной мощности в приземном слое атмосферы. После остывания светящаяся область превращается в клубящееся кольцевое облако.

Через некоторое время после вспышки до наблюдателя на поверхности земли доходит характерный звук взрыва. Движения воздушных потоков от земли вверх и образования облака пыли на поверхности земли при высотном взрыве не происходит.

В месте взрыва наблюдается в течение сотых долей секунды интенсивная вспышка, вслед за которой на высоте около 100 км возникает большая область свечения, достигающая при взрывах большой мощности сотен километров в диаметре. Яркость свечения этой области убывает от центра к краям. Область свечения существует несколько секунд.

Для личного состава наземных объектов взрыв на высоте несколько сотен километров не представляет практически никакой опасности. Однако он может вызвать помехи в работе радиолокаторов и радиостанций.

Характеристика поражающих факторов наземных и воздушных ядерных взрывов. Воздействие поражающих факторов на личный состав, вооружение, военную технику и другие объекты. Способы защиты личного состава, вооружения и военной техники от ядерного оружия

Световое излучение

Световое излучение ядерного взрыва (СИЯВ) -это электромагнитное излучение оптического диапазона, включающего ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева зависит от многих факторов и может быть такой, что поверхность объекта обуглится, оплавится или воспламенится. Световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела человека, а в темное время суток - временное ослепление.

Поражение людей световым излучением выражается в появлении ожогов различных степеней тяжести на открытых и защищенных обмундированием участках кожи, а также в поражении глаз. Ожоги могут быть первичными непосредственно от излучения или вторичными от пламени, возникшего при возгорании различных материалов под действием светового излучения.

Выход из строя личного состава будет наблюдаться при ожогах открытых участков кожи не ниже второй и третьей степени тяжести или при ожогах не ниже второй степени тяжести под обмундированием (не менее 3% поверхности тела).

Поражение глаз световым излучением возможно трех видов: временное ослепление, которое может длиться до 30 мин; ожоги глазного дна, возникающие на больших расстояниях при прямом взгляде на светящуюся область взрыва; ожоги роговицы и век, возникающие на тех же расстояниях, что и ожоги кожи.

Степень воздействия светового излучения на вооружение, военную технику и сооружения зависит от свойствихконструкционных материалов. Оплавление, обугливание и воспламенение материала в одном месте могут привести к распространению огня, т. е. к пожару.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов ядерного взрыва, поскольку любая непрозрачная преграда, любой объект, создающие тень, могут служить защитой от светового излучения.

Фортификационные сооружения с перекрытиями, а также танки, боевые машины и другая подобная военная техника полностью защищают от ожогов световым излучением.

Однако для личного состава на открытой местности проблема защиты от СИЯВ достаточно серьезна. Необходимо чтобы в комплект средств защиты входили специальные средства защиты кожи лица и рук, а обмундирование обладало негорючестью при воздействии на него СИЯВ.

В качестве дополнительных мер защиты от поражающего действия светового излучения рекомендуются следующие:

использование экранирующих свойств оврагов, лощин, местных предметов;

повышение стойкости к воздействию светового излучения (обмазка глиной, обсыпка грунтом, снегом, пропитка тканей огнестойкими составами);

проведение противопожарных мероприятий (удаление сухой травы и других легковоспламеняющихся материалов, вырубка просек и устройство заградительных полос);

использование в темное время суток средств защита глаз от временного ослепления (очков, световых затворов) и др.