Радиоактивное заражение — один из основных поражающих факторов ядерного взрыва. Оно возникает как результат выпадения радиоактивных веществ из облака взрыва или образования их вследствие распада возникающих при взрыве радиоактивных элементов.
Особенности радиоактивного заражения:
• большая площадь поражения (десятки тысяч квадратных километров);
• продолжительность сохраняющегося поражающего действия (до месяцев);
• необходимость применения специальной аппаратуры для обнаружения радиации;
• динамичный характер действия из-за постоянного распада радиоактивных веществ.
Источники радиоактивности
• Продукты деления вещества, составляющего ядерное горючее. Процесс радиоактивного распада сопровождается продолжительным g- и β-излучением с высоким уровнем энергии.
• Наведенная радиоактивность, возникающая в результате воздействия нейтронного потока ядерного взрыва на химические элементы, входящие в грунт, сооружения и различные конструкции. В результате образуются радиоактивные изотопы кремния, натрия, марганца, алюминия, железа и других химических элементов. Эти изотопы, как правило, обладают β- и g-радиоактивностью.
|
|
• Разделившаяся часть атомов ядерного заряда (коэффициент использования ядерного заряда непосредственно для взрыва составляет не более 10%). Эта часть заряда в основном излучает альфа частицы и незначительную часть гамма лучей с низкой энергией.
Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от мощности и вида ядерного взрыва, особенности конструкции заряда, характера местности, где он был произведен метеорологических условий и времени, прошедшего с момента взрыва.
При воздушном взрыве
• Огненный шар не касается поверхности земли. Основная масса радиоактивных продуктов уходит в стратосферу и лишь не большая часть остается в тропосфере. Поскольку радиоактивные частицы небольшие и малы по весу, то они долго «висят» в воздухе и ветром разносятся на большие расстояния, где и выпадают в виде осадков.
При наземном взрыве
• Огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, часть грунта испаряется и захватывается огненным шаром. Образуется радиоактивное облако, высота подъема которого и скорость перемещения зависят от мощности взрыва и метеорологических условий. В среднем за 7—10 мин облако достигает своей максимальной высоты и образует грибовидную форму. Затем облако перемещается.
Основная часть вредных радиоактивных осадков, загрязняющих местность, выпадает из облака в течение 10—20 ч после взрыва. Форма следа от радиоактивного облака зависит от направления и скорости ветра.
|
|
Виды радиоактивного воздействия источников заражения местности
• α-излучение — поток положительно заряженных частиц (ядер атомов гелия), движущийся со скоростью 20 000 м/с. Имеет малую проникающую способность. В воздухе α- астица пролетает 4—8 см, в живых тканях — 0,05 мм. Полностью поглощается индивидуальными средствами защиты. α-частицы опасны при проникновении внутрь организма.
• β-излучение — поток отрицательно заряженных частиц (электронов), движется со скоростью 200 000—300 000 км/с. Длина пробега в воздухе достигает 20 м. На теле человека могут вызвать β-ожог. От β-излучения люди защищаются в помещении. Индивидуальные средства защиты также резко ослабляют их воздействие.
• g-излучение — коротковолновое электромагнитное излучение. По своим действиям подобно рентгеновским лучам, но обладает более мощной энергией. Распространяется со скоростью света. g-излучение пронизывает воздух на сотни метров и проникают через значительные толщи материалов. Индивидуальные средства защиты от g-излучения не защищают, опасны при внешнем облучении.
Степень воздействия определяется дозой облучения, т.е. количеством g-квантов, поглощенных единицей объема облучаемой среды. За единицу дозы g-излучения принят рентген. Рентген — это такая доза g-облучения, при которой в 1 см3 воздуха (при t = 0°С и давлении 760 мм ртутного столба) образуется 2,08 · 109 пар ионов, Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг. На создание такого количества ионов необходимо затратить количество энергии, равное 8,8 мДж/кг (88 эрг/г).
Энергетической характеристикой взрыва ядерного заряда является так называемый тротиловый эквивалент. Выделяемая в результате ядерного взрыва энергия условно измеряется в килотоннах (кт) или мегатоннах (Мт), что означает соответствующее количество тротила, которое при подрыве выделяет столько же энергии. Например, ядерный взрыв урана-235 при полном делении всех ядер эквивалентен по количеству выделившейся энергии взрыву 20 000 т тротила (табл. 1).
По величине тротилового эквивалента ядерные боеприпасы подразделяются на пять групп:
1) сверхмалые — до 1 кт;
2) малые — от 1 до 10 кт;
3) средние — от 10 до 100 кт;
4) крупные — от 100 кт до 1 Мт;
5) сверхкрупные — свыше 1 Мт.
Таблица 1 – Тротиловый эквивалент 1 кг массы ядерного материала
Ядерный материал | Тротиловый эквивалент, кт |
235U | |
235U, 239U, 239Pu | |
Дейтерид лития | |
Дейтерий и тритий |
Таблица 2 – Классификация ядерных взрывов
Вид взрыва и область применения | Основные поражающие факторы |
Высотный (выше границы тропосферы Земли) Применение: поражение воздушных целей и создание помех радиотехническим средствам | Воздушная ударная волна (при высоте менее 3) км), проникающая радиация, световое излучение (на высоте 30 — 60 км), рентгеновское излучение, газовый поток (разлетающиеся продукты взрыва), электромагнитный импульс (ЭМИ), ионизация атмосферы (при высоте более 60 км). Распределение энергии ядерного взрыва зависит от высоты взрыва |
Воздушный (ниже 10 км) Применение: поражение наземных и воздушных целей | Воздушная ударная волна, проникающая радиация, световое излучение, электромагнитный импульс |
Наземный (поверхности земли контактный или на высоте) Применение: поражение подземных и прочных наземных целей | Воздушная ударная волна, проникающая радиация, световое излучение, ЭМИ, радиоактивное заражение местности, сейсмовзрывные волны в грунте. Область взрыва — образование воронки и облака радиоактивной пыли |
Надводный (на поверхности воды — контактный или на высоте) Применение: поражение надводный целей и береговых сооружений | Воздушная и подводная ударные волны, световое излучение, проникающая радиация, ЭМИ. Радиоактивное заражение акватории и береговой зоны |
Подводный Применение: поражение подводных и надводных целей, гидротехнических сооружений | Подводная и воздушная и ударные волны, гравитационные волны и волны сейсмического происхождения в воде. Радиоактивное заражение акватории, участков побережья и береговых объектов |
Подземный с выбросом или без выброса грунта (камуфлетный взрыв) Применение: поражение особо прочных заглубленных сооружений и создание заграждений, а также в мирных целях при сооружении шахт, каналов, подземных емкостей | Мощные сейсмовзрывные волны в грунте. Взрыв с выбросом грунта сопровождается также образованием воздушной ударной волны и сильным радиоактивным заражением местности |
Большая часть внутриядерной энергии выделяется в виде кинетической энергии продуктов ядерной реакции деления или синтеза, нейтронного и гамма излучения. Температура и давление в зоне реакции достигают десятков миллионов градусов и миллиарда атмосфер.
|
|