Ядерное оружие, его характеристика

Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления легких ядер изотопов водорода в более тяжелые.

Отражатель нейтронов

Источник нейтронов

Делящееся вещество

Взрывное. устройство

Обычное взрывчатое вещество

Оболочка заряда

Рис. 1. Схема устройства ядерной бомбы

Энергия при взрыве ядерных боеприпасов выделяется в результате деления тяжелых ядер некоторых изотопов детонаторы (атомов одного и того же химического элемента, ядра которых содержат различное количество нейтронов и, следовательно, имеют различную массу) урана и плутония или синтеза (соединения) ядер изотопов тяжелых элементов - урана-235 или урана-233, плутония-239.

Действие термоядерных (водородных) боеприпасов происходит в две стадии: вначале взрывается ядерный заряд (протекает реакция деления ядер тяжелых элементов), а затем под действием высокой температуры (десятки миллионов градусов) начинается реакция синтеза легких ядер изотопов водорода (дейтерия и тритирия).

Если в термоядерном боеприпасе оболочка сделана не из стали, а из урана-238, то под воздействием быстрых нейтронов, выделяющихся при термоядерной реакции, ядра урана-238 распадаются, значительно увеличивая мощность ядерного взрыва. Такие боеприпасы, основанные на принципе «деление - синтез -деление», называют комбинированными.

С 1958 г. американские ученые начали работать над созданием нейтронной бомбы и уже весной 1963 г. на полигоне в штате Невада испытали первый вариант такого заряда. Нейтронный боеприпас представляет собой термоядерное устройство малой мощности. При его взрыве главным поражающим фактором является проникающая радиация (в десять раз больше, чем при взрыве эквивалентного по мощности ядерного заряда). Остальные поражающие факторы такие же, как и при взрывах других разновидностей ядерного оружия, но проявляются со значительно меньшей силой. В случае применения нейтронной бомбы у основной массы пострадавших будут чисто радиационные поражения. Материальные ценности сохранятся максимально.

Средствами доставки (носителями) ядерного оружия в современных армиях являются баллистические и крылатые ракеты, самолеты, зенитные управляемые ракеты, артиллерия, подводные лодки и надводные корабли. Ядерное оружие может быть в виде фугасов. Применение тех или иных средств его доставки (носителей) определяется место расположения и характером целей, мощностью боеприпасов и рядом других факторов.

Мощность ядерного боеприпаса принято характеризовать тротиловым эквивалентом, т.е. количеством взрывчатого вещества тротила, при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного заряда. Тротиловый эквивалент выражают в тоннах, килотоннах или мегатоннах. Если говорят, что ядерный боеприпас имеет тротиловый эквивалент, или мощность, например, 10 тыс. т, это значит, что при взрыве такого боеприпаса выделяется столько же энергии, сколько выделилось бы ее при взрыве 10 тыс. т тротила.

Ядерные заряды всех типов в зависимости от мощности подразделяются на сверхмалые (с тротиловым эквивалентом менее 1 кт), малые (1-10 кт), средние (10-100 кт), крупные (100 кт - 1Мт) и сверхкрупные (свыше 1 Мт).

В зависимости от задач, решаемых при применении ядерного оружия, вида и местонахождения объектов ядерных ударов, характера предстоящих действий войск ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, на поверхности земли или воды, под землей или под водой. В соответствии с этим, а также с характером физических процессов, сопровождающих взрывы, их разделяют на следующие виды: высотный, воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный (рис. 3). Центром взрыва называют точку, в которой происходит вспышка и находится центр огненного шара, а эпицентром - проекцию центра взрыва на поверхность земли или воды.

Высотный взрыв производится выше границы тропосферы (выше 10 км). Его применяют для поражения воздушных и космических целей (самолетов, крылатых ракет, головных частей баллистических ракет и других летательных аппаратов).

Воздушным называется взрыв, который производится в воздухе на такой высоте, что светящаяся область не касается поверхности земли (воды), но не выше 10 км. Применяется он главным образом для поражения наземных (надводных) объектов. Воздушные взрывы бывают низкие и высокие.

Рис. 3. Виды ядерных взрывов

Наземный взрыв происходит непосредственно на поверхности земли (контактный) или на таком удалении от нее, при котором огненный шар (светящаяся область) касается ее поверхности. Светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. В зоне их соприкосновения поверхностный слой грунта под действием огромных давлений и высокой температуры размельчается, расплавляется, перемешивается с радиоактивными продуктами взрыва и при остывании превращается в радиоактивный шлак. Увеличиваясь в размерах, светящаяся область отрывается от земли, темнеет и превращается в клубящееся облако, которое, увлекая за собой столб пыли, сразу приобретает характерную грибовидную форму. На поверхности земли образуется большая конусообразная воронка, размеры которой зависят от мощности взрыва, а также от типа грунта. Характерная особенность наземного взрыва - сильное радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и по пути движения радиоактивного облака. Масштабы и степень заражения зависят от его мощности и высоты, времени, прошедшего с момента взрыва, расстояния от его центра и метеорологических условий. Наиболее сильное заражение местности наблюдается при контактных взрывах. Наземные взрывы применяют для разрушения наземных объектов, подземных сооружений.

Подземный взрыв в боевых условиях осуществляется, как правило, при заблаговременной установке ядерного боеприпаса и применяется с целью создания заграждений, а также разрушения особо прочных подземных сооружений. Основным поражающим фактором такого взрыва являются сейсмические волны, распространяющиеся в грунте. Скорость их распространения зависит от состава грунта и может составлять 5-10 км/с. Разрушения подземных сооружений в результате действия волны сжатия в грунте подобны разрушениям от местного землетрясения. Ударная волна в воздухе, особенно при глубоком подземном взрыве, значительно слабее, чем при наземном или воздушном. Световое излучение и проникающая радиация поглощаются грунтом. Подземный взрыв вызывает сильное заражение местности вокруг эпицентра.

Надводным называется взрыв, произведенный на поверхности воды или на такой высоте, при которой светящаяся область касается этой поверхности. В облако взрыва вовлекается большое количество воды и пара. После остывания облака пар конденсируется и капли воды выпадают виде радиоактивного дождя, сильно заражая воду в районе взрыва и по направлению движения облака. Такими взрывами разрушаются прочные надводные объекты и портовые сооружения.

При подводном взрыве в результате расширения продуктов взрыва и водяных паров в воде образуется мощная ударная волна. В районе взрыва наблюдается сильное радиоактивное заражение. Глубина взрыва в зависимости от его назначения может колебаться в широких пределах. Применяют такие взрывы для поражения подводных и надводных объектов, разрушения гидротехнических и портовых сооружений.

Ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс являются поражающими факторами ядерного взрыва.

Ударная волна - основной поражающий фактор ядерного взрыва. Она представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Толщина сжатия постоянно возрастает, так как в движение вовлекаются новые массы воздуха. Наибольшее давление возникает на передней границе зоны сжатия, которую принято именовать фронтом ударной волны. Поражающее действие ударной волны характеризуется следующими параметрами: избыточным давлением, давлением скоростного напора, продолжительностью ее действия и скоростью фронта волны. Избыточным давлением называется разность между максимальным давлением фронта ударной волны и нормальным атмосферным давлением. Единица его измерения - паскаль (Па) или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²). Если на пути фронта ударной волны встречается преграда, то движение масс воздуха в зоне сжатия тормозится и возникают значительные динамические нагрузки, называемые давлением скоростного напора.

Обладая большим запасом энергии, ударная волна ядерного взрыва способна наносить поражения людям, разрушать и повреждать сооружения, технику и другие объекты на значительных расстояниях от места взрыва. Поражение ударной волной вызывается действием как избыточного давления, так и давления скоростного напора воздуха. Степень поражения людей зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от его центра, их защищенности. Травмы, возникающие в результате воздействия ударной волны, бывают легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие травмы характеризуются временным повреждением слуха, общей легкой контузией, ушибами, вывихами конечностей. Они наблюдаются, например, у людей, расположенных вне укрытий на расстоянии 2300 м от эпицентра при воздушном ядерном взрыве мощностью 20 тыс. т, на расстоянии 2100 м - при наземном.

Для травм средней тяжести характерны кратковременная потеря сознания с последующими сильными головными болями, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей, вывихи конечностей. Такие травмы наблюдаются, например, у незащищенных людей, расположенных на расстоянии 1850 м от эпицентра при воздушном взрыве ядерного заряда мощностью 20 тыс. т, на расстоянии 1450 м - при наземном взрыве.

Тяжелые травмы характеризуются сильной контузией всего организма, переломами конечностей; возможны повреждения головного мозга, легких и органов брюшной полости.

Крайне тяжелые травмы представляют наибольшую опасность для жизни и зачастую приводят к смертельному исходу.

Травмы, вызываемые ударной волной, подразделяют на первичные, вторичные и третичные. Первичные происходят от непосредственного воздействия ударной волны (избыточного давления), вторичные (ранения, ушибы) - в результате травмирующего воздействия летящих осколков и обломков, третичные - вследствие ударов человека о грунт и другие предметы при отбрасывании тела напором волны.

На распространение ударной волны оказывает влияние рельеф местности. На передних (обращенных к взрыву) скатах высот поражающее действие ударной волны увеличивается, а на обратных - уменьшается. В узких оврагах и лощинах, расположенных перпендикулярно к ударной волне, также уменьшается ее поражающее действие. Лесные массивы снижают степень поражения, однако травмы у людей и повреждение техники могут вызывать падающие деревья.

Ударная волна проходит 1000 м за 2 с, 2000 м за 5 с, 3000 м за 8 с. За это время человек, увидев вспышку, может укрыться и тем самым уменьшить вероятность поражения или вообще избежать его.

Для защиты от ударной волны необходимо использовать подземные сооружения - убежища, рассчитанные на сопротивление воздействию ударной волны, при их отсутствии - построенные укрытия, а также подземные выработки, шахты, естественные укрытия и рельеф местности. Защитные свойства рельефа местности зависят от его характера. Лучшую защиту обеспечивают возвышенности, лощины, овраги больших размеров. Однако и небольшие курганы, ямы, воронки способны ослабить действие ударной волны.

При подходе ударной волны к зданию или сооружению на их поверхности почти мгновенно возникают значительные нагрузки, действие которых зависит прежде всего от величины избыточного давления. Эти нагрузки распределяются по всей площади здания (сооружения) неравномерно. В первую очередь и наиболее сильному воздействию подвергается стена, обращенная к центру ядерного взрыва, которая воспринимает действие как фронта ударной волны, так и давления скоростного напора. Возникающие при этом нагрузки в несколько раз превосходят избыточное давление. Затем по мере того как ударная волна начинает обтекать здание и оно как бы погружается в волну, давление передается боковым стенам, перекрытию и, наконец, задней стене.

Весь сложный процесс взаимодействия ударной волны со зданием кратковременный. Спустя 1-2 мин после взрыва поражающее действие ее прекращается. При наличии проемов, отверстий и щелей происходит затекание ударной волны внутрь здания (сооружения), что приводит к дополнительным разрушениям его конструкций и оборудования Заглубленные внутрь части здания и отдельно стоящие заглубленные и подземные сооружения лучше противостоят действию ударной волны, чем наземные. На их перекрытия действует только избыточное давление во фронте проходящей волны. Стены таких сооружений также испытывают его воздействие. Но так как это давление непосредственно воспринимается перекрытием и уже через него передается на стены, то величина нагрузки на стены уменьшается в 2-3 раза.

Характер и объем разрушений, вызванных действием ударной волны, зависят от положения зданий (сооружений) относительно направления движения фронта волны, устойчивости конструкций и прочности материалов, из которых здания (сооружения) сделаны.

Нагрузки на здания (сооружения), расположенные фасадами параллельно движению ударной волны, создаются в основном действием избыточного давления. Когда здания оказываются на пути распространения ударной волны, на них действуют нагрузки, значительно большие, чем избыточное давление, так как в этом случае дополнительное воздействие давления скоростного напора испытывают фасады, которые по площади значительно превосходят торцовые части.

Наименее устойчивы к воздействию ударной волны деревянные строения каркасного типа. Относительно большей прочностью обладают кирпичные здания, особенно малоэтажные. Наиболее прочны и устойчивы железобетонные строения, а также сооружения с железобетонными и металлическими каркасами.

Общую оценку разрушений, вызванных ударной волной ядерного взрыва, принято давать по степени их тяжести. Применительно к гражданским и промышленным зданиям они бывают полные, сильные, средние, слабые.

Полные разрушения. Происходит разрушение стен, перекрытий, каркаса и других наземных несущих конструкций. Подвальные части зданий могут сохраниться. Сооружения восстановлению не подлежат. Большинство многоэтажных гражданских зданий полностью разрушаются при избыточном давлении 0, 5-0, 8 кгс/см², малоэтажные гражданские здания - 0, 35-0, 5 кгс/см², здания промышленного типа - 0, 5-0, 9 кгс/см².

Сильные разрушения. Обрушивается значительная часть несущих стен и большая часть перекрытий. Сохраняются подвальные помещения, часть железобетонного каркаса, в отдельных случаях - стены нижних этажей. Сильные разрушения многоэтажных гражданских зданий возникают при избыточном давлении 0, 3-0, 5 кгс/см², малоэтажных зданий - 0, 35-0, 5 кгс/см², зданий промышленного типа -0, 3-0, 6 кгс/см². Использование таких зданий (сооружений) по прямому назначению становится практически невозможным, а их восстановление нецелесообразным.

Средние разрушения. В несущих стенах образуется множество трещин, обрушиваются только отдельные участки стен, кровли, чердачных перекрытий, разрушаются внутренние перегородки, окна и двери. Средним разрушениям подвергаются многоэтажные гражданские здания при избыточном давлении 0, 15-0, 25 кгс/см², промышленные здания - 0, 2-0, 35 кгс/см². Использование таких зданий (сооружений) по прямому назначению ограничено, они считаются выведенными из строя.

Слабые разрушения. Основные несущие конструкции сохраняются полностью. Разрушаются только внутренние перегородки, оконные переплеты, двери, частично кровля. Слабые разрушения зданий всех типов возникают при избыточном давлении 0, 1-0, 2 кгс/см².

Повреждения зданий возникают при избыточном давлении 0, 03-0, 1 кгс/см². Разрушаются внешние, наиболее слабые второстепенные элементы - оконные стекла, отдельные створки рам, срываются с петель двери, частично может быть сорвана кровля.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, источником которой является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах - и грунта. Основной характеристикой, определяющей поражающее действие светового излучения, является световой импульс — количество световой энергии, падающей на 1 м² освещаемой поверхности, перпендикулярной направлению распространения световых лучей. Единица светового импульса - джоуль на квадратный метр (Дж/м²). Время действия светового излучения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс. т составляет примерно 1 с, 10 тыс. т - 2, 2 с, 100 тыс. т - 4, 6 с, 1 млн. т - 10 с.

В результате воздействия светового излучения могут возникнуть различные термические поражения глаз - временное ослепление, ожоги глазного дна, век и роговицы. Основным видом поражений от светового излучения ядерного взрыва являются термические ожоги кожи. Первичные ожоги возникают от непосредственного воздействия светового излучения, вторичные - от пламени горящих зданий, воспламенившейся одежды и т.п.

Различают ожоги первой, второй, третьей и четвертой степеней.

Ожог первой степени представляет собой поверхностное поражение кожи, внешне проявляющееся в ее покраснении. Ожог второй степени характеризуется образованием пузырей. Ожог третьей степени вызывает омертвление кожи. При ожоге четвертой степени обугливаются кожа и подкожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани. Поражение ожогами третьей и четвертой степеней значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Поражающее действие светового излучения сильно зависит от прозрачности атмосферы. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, тумане, во время дождя, снегопада. Оно не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от его прямого действия и исключает ожоги. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия.

Световое излучение, воздействуя на здания и сооружения, в зависимости от свойств материалов вызывает их оплавление, обугливание и воспламенение, что ведет к возгоранию различных предметов и к пожарам в населенных пунктах и лесах.

В городе в зависимости от характера застройки могут возникать отдельные, массовые, сплошные пожары и огневые штормы. Отдельные пожары (охватывают одно или группу зданий) первоначально возникают в различных районах на всей территории ядерного поражения. При благоприятных для распространения огня метеорологических условиях через 30-40 мин после взрыва могут развиваться массовые пожары с образованием очагов огня, охватывающих более 25 % зданий в жилом массиве. При высокой плотности застройки и значительном числе очагов огня массовые пожары могут слиться в сплошной пожар, когда огнем будет охвачено более 90 % зданий.

Огневой шторм - это вид сплошного пожара, когда территория города (не менее 250 га) охвачена пожаром, сопровождающимся сильным (ураганным) ветром по направлению к центру взрыва, так как в центре пожара возникают мощные восходящие потоки, создающие условия для такого ветра.

В августе 1945 г. от взрыва ядерной бомбы, сброшенной на Хиросиму (Япония), возник огневой шторм, бушевавший около 6 ч. В результате большая часть города (его центр около 60 тыс. домов) выгорела дотла. Ураганные ветры достигли скорости 50-60 км/ч.

Борьба с огневым штормом невозможна. Поэтому важно принять меры заблаговременно (при планировании городов, определении плотности застройки, качества строительных материалов). Распространение пожаров зависит от плотности застройки. При расстоянии между зданиями в 15 м в 50 случаях из 100 огонь перебрасывается на соседние здания, при расстоянии в 90 м и более это исключается.

Оценка возможной пожарной обстановки в очаге ядерного поражения производится в целях разработки и осуществления инженерно-технических мероприятий гражданской обороны по повышению противопожарной устойчивости города (объекта), а также для расчета сил и средств противопожарных мероприятий при проведении спасательных неотложных аварийно-восстановительных работ (СНАВР) и включает: выявление участков, на кото­рых возможно образование сплошных пожаров и огневых штормов; определение возможной пожарной обстановки на маршрутах ввода сил ГО и на объектах ведения СНАВР, возможных рубежей локализации сплошных пожаров, обеспеченности города (объекта) водой для тушения пожаров; расчет противопожарных сил и средств, задействованных в СНАВР.

Оценка пожарной обстановки после ядерного удара производится для определения объемов и сроков противопожарных мероприятий при проведении СНАВР, действий по восстановлению источников противопожарного водоснабжения, а также в целях уточнения расчета сил и средств и принятия решения об их использовании.

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемый в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Она может распространяться в воздухе на многие сотни метров и даже километры (2, 5-3 км). Время ее действия при взрыве зарядов не превышает нескольких секунд.

Проникающая радиация характеризуется дозой излучения и мощностью дозы излучения.

Экспозиционная доза излучения оценивается по ионизации сухого атмосферного воздуха. На практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют внесистемную единицу рентген (Р). Рентген - это такая доза гамма-излучения, при которой в 1 см³ сухого воздуха при температуре О° С и давлении 760 мм рт. ст. образуется более 2 млрд. пар ионов (2, 1 • 10⁹). В системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1 P = 2, 58 • 10 ^-4 Кл/кг; 1 Кл/кг = 3876 Р). Кулон на килограмм - доза рентгеновского или гамма-излучения, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака.

Единицей мощности экспозиционной дозы является кулон на килограмм в секунду (Кл/кг • с). Внесистемные единицы - рентген в секунду (Р/с) и рентген в час (Р/ч). Кл/кг∙ с = 3, 88-10³ Р/с.

Поглощенная доза ионизирующего излучения - это количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. Для измерения поглощенной дозы излучения установлена единица грей (Гр). Грей - доза излучения, при которой облучаемому веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж (1 Гр = 1 Дж/кг). В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица - рад. Рад - доза любого вида излучения, при которой 1 г вещества поглощает количество энергии, равное 100 эрг (100 рад = 1Гр). Единицы мощности поглощенной дозы - грей в секунду (Гр/с) и рад в секунду (рад/с).

Доза облучения может оцениваться по биологическому эквиваленту рентгена - бэру. Бэр - доза любого излучения, поглощенная 1 г биологической ткани, при которой возникает такой же эффект, как и при поглощенной дозе в 1 рад образцового излучения. В системе СИ единицей эквивалентной дозы излучения является зиверт (Зв). Зиверт - доза любого излучения, поглощенная 1 кг биологической ткани, при которой возникает такой же эффект, как и при поглощенной дозе в 1 Гр образцового излучения (1 Зв = 100 бэр).

Подвергаясь воздействию проникающей радиации, человек не испытывает боли и у него не обнаруживается никаких видимых изменений. Проходя через биологическую ткань, гамма-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. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах поражения ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимые поражения отдельных органов или всего организма.

Степень поражения людей проникающей радиацией зависит от величины дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Различают четыре степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь первой степени (легкой) возникает при общей экспозиционной дозе излучения в пределах 100-200 Р. Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, головокружение, тошнота, может повышаться температура. В крови уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй степени (средней) возникает при общей экспозиционной дозе излучения в пределах 200-400 Р. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания такие же, как и при первой степени лучевой болезни, но они выражены более ярко: повышенная температура, резкое снижение аппетита, жажда, тошнота, рвота, понос часто с примесью крови. Количество лейкоцитов в крови уменьшается более чем наполовину. При активном печении выздоровление наступает через 1, 5-2 месяца.

Лучевая болезнь третьей степени (тяжелой) возникает при общей экспозиционной дозе излучения 400-600 Р, крытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. Так как ослаблены защитные силы организма, появляются различные инфекционные Осложнения. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6-8 месяцев.

Лучевая болезнь четвертой степени (крайне тяжелой) наступает при облучении экспозиционной дозой свыше 600 Р и является наиболее опасной.

При изучении действия излучения на организм человека определены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощенной энергии (малое количество поглощенной энергии может вызывать глубокие биологические изменения в организме).

2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

3. Действие малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.

4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.

5. Органы живого организма имеют чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0, 002-0, 005 Гр уже наступают изменения в крови.

6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

На технику проникающая радиация поражающего действия практически не оказывает. Однако под действием больших доз радиации (тысячи и десятки тысяч рентген) стекла оптических приборов (биноклей, дальномеров, прицелов, панорам, перископов) темнеют, фотопленка и фотобумага даже при малых дозах (2-3 Р) засвечиваются. Проникающая радиация может выводить из строя радиоэлектронную аппаратуру.

При прохождении через любую среду действие проникающей радиации ослабевает. Сильнее всего его ослабляют материалы, имеющие высокую плотность (свинец, сталь, бетон). Защитные свойства материала принято характеризовать слоем половинного ослабления, т.е. слоем при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза.

Радиоактивное заражение местности, воды, воздуха возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. РВ не имеют внешних признаков (цвета, запаха). Их можно обнаружить только дозиметрическими приборами. Распадаясь, РВ испускают альфа-, бета-частицы и гамма-лучи. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи, меньшей - бета-частицы и незначительной - альфа-частицы.

Особенно сильное радиоактивное заражение происходит при наземном взрыве. В момент взрыва большое количество радиоактивных продуктов смешивается с частицами грунта. Радиоактивная пыль под воздействием потоков воздуха увлекается вверх, образуя гигантское грибовидное облако, а затем переносится на десятки и сотни километров от места взрыва. Постепенно оседая, она образует полосу заражения - след радиоактивного облака, имеющий форму вытянутого эллипса. В отличие от других поражающих факторов ядерного взрыва радиоактивное заражение может быть опасным на протяжении нескольких суток, недель и месяцев после взрыва. Для характеристики степени заражения пользуются понятием уровень радиации. Это мощность экспозиционной дозы излучения (Р/ч) на высоте 1 м над зараженной поверхностью.

О количестве радиоактивных веществ, выпавших на местность или попавших внутрь организма, судят не по их весу, а по активности. Она измеряется в беккерелях (Бк). 1 Бк равен одному распаду ядра в секунду. Внесистемной единицей измерения является кюри (Ки). 1 Ки - это такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 37 млрд. распадов ядер атомов за 1 с. 1 Ки = 3, 7 • 10¹⁰ Бк. Плотность заражения (характеризует степень заражения) открытых поверхностей измеряется в беккерелях на квадратный метр (Бк/м²) или в кюри на квадратный сантиметр (Ки/см²), объемная активность - в беккерелях на кубический метр (Бк/м³) или в кюри на литр (Ки/л). На практике часто плотность заражения поверхностей различных объектов измеряется числом распадов ядер за единицу времени на определенной площади (расп./мин • см²).

В зависимости от степени опасности заражения местность в районе взрыва и по следу движения радиоактивного облака принято делить на четыре зоны (рис. 4).

Зона А - умеренного заражения самая большая по размерам (70-80 % площади всего радиоактивного следа). Экспозиционная доза излучения до полного распада радиоактивных веществ колеблется от 40 до 100 Р.

Рис. 4. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака.

Люди, находящиеся в простейших укрытиях и зданиях, как правило, не получают доз радиации, приводящих к утрате трудоспособности. За пределами зоны население сохраняет трудоспособность даже при открытом расположении на местности.

Зона Б - сильного заражения составляет примерно 10 % площади радиоактивного следа. На внешней границе зоны экспозиционная доза излучения до полного распада радиоактивных веществ составляет 400 Р, на внутренней -1200 Р. Население при открытом расположении на местности в этой зоне в течение первых 12 ч после выпадения радиоактивных веществ может получить серьезные радиационные поражения.

Зона В - опасного заражения. На внешней ее границе экспозиционная доза излучения до полного распада радиоактивных веществ составляет 1200 Р, на внутренней границе - 4000 Р. Эта зона занимает примерно 8-10 % площади следа облака.

Зона Г - чрезвычайно опасного заражения. На внешней границе этой зоны экспозиционная доза излучения до полного распада радиоактивных веществ равна 4000 Р, а в середине зоны - примерно 10 000 Р. Население при нахождении даже в каменных зданиях в течение первых часов после заражения получит тяжелые радиационные поражения. Пребывание людей вне укрытий возможно не ранее чем через трое-четверо суток после взрыва.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является быстрый спад уровня радиации в первые часы после взрыва. Это объясняется тем, что среди многочисленных радиоактивных продуктов взрыва имеется большое количество изотопов с малым периодом полураспада. Через 2 ч после взрыва уровень радиации уменьшается вдвое, спустя 3 ч - в четыре раза, через 7 ч - в десять, а через 49 ч - в сто раз. Для приблизительной оценки спада уровня радиации можно принять, что каждое семикратное увеличение времени после взрыва приводит к уменьшению радиоактив­ности в десять раз.

Атмосферные осадки (дождь, снег) могут усилить заражение местности, при этом его степень будет в два-три раза выше, чем в сухую погоду. Но вместе с тем сильный дождь после взрыва смывает РВ с поверхности земли, а большой снегопад ослабляет их действие.

В лесных массивах уровень радиации, как правило, меньше, чем на открытой местности: кроны деревьев частично экранируют излучение. Но если после заражения в лесу прошел дождь, то опасность облучения значительно увеличивается, так как РВ смываются с листьев деревьев.

Степень поражения человека зависит от величины дозы радиации. Поражающее действие радиоактивного заражения определяется главным образом общим внешним облучением, которому он подвергается, если находится на зараженной территории или вблизи зараженных предметов. Как и проникающая радиация в районе ядерного взрыва, общее внешнее гамма-облучение вызывает у людей лучевую болезнь. Допустимые дозы внешнего гамма-облучения человека, не приводящие к утрате трудоспособности, следующие: при однократном облучении в течение первых четырех суток - 50 Р; при многократном облучении в течение первых 10-30 суток - 100 Р, в течение трех месяцев -200 Р, в течение года - 300 Р. Попадание радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма с воздухом, пищей и водой увеличивает поражающий эффект внешнего облучения.

Загрязнение открытых участков кожи и слизистых оболочек радиоактивными веществами, испускающими альфа- и бета-частицы, может привести к возникновению на теле радиационных очагов.

Заражение огромных территорий радиоактивными веществами создает реальные условия для попадания их внутрь организма человека. РВ проникают в организм главным образом через желудочно-кишечный тракт и в меньшей степени через органы дыхания, так как относительно быстро оседают на поверхности земли, а зараженные продукты, вода используются длительное время.

В условиях сильного запыления воздуха при попадании продуктов ядерного деления внутрь организма РВ могут всасываться в кровь и ее потоком разноситься по органам и тканям. Некоторые из РВ, например изотопы цезия, относительно равномерно распределяются в организме. Изотопы йода откладываются преимущественно в щитовидной железе, а изотопы стронция и бария - в основном в костной ткани. Всасывание в кровь продуктов ядерного деления зависит от физико-химических свойств радиоактивной пыли, которые обусловлены характером грунта в районе взрыва.

Согласно международным исследованиям в органах дыхания задерживается 75 % из находящегося в воздухе количества частиц. Из них 62, 5 % быстро поступает в желудок и только 12, 5 % задерживается в легких. Следовательно, при ядерном взрыве реальная опасность поступления радиоактивных продуктов в органы дыхания значительно меньше опасности одновременно воздействующего гамма-излучения на загрязненной местности. Причем органическое повреждение при вдыхании радиоактивных частиц наступает лишь в том случае, когда доза внешнего гамма-излучения уже близка к смертельной. Таким образом, поступление продуктов взрыва через органы дыхания представляет меньшую опасность, чем воздействие внешнего излучения. Попадание радиоактивных веществ в водоемы приводит к заражению воды. Радиоактивные частицы постепенно оседают, разбавляются в воде. Концентрация радиоактивных продуктов ядерного деления зависит от растворимости радиоактивных частиц и отношения поверхности водоема к его глубине.

Сильно зараженными могут оказаться мелкие непроточные водоемы (пруды, водохранилища, небольшие озера и др.). Радиоактивные вещества, попавшие в реки, относятся вниз по течению. При быстром течении заражение уменьшается. Вода артезианских скважин городских водопроводов заражению радиоактивными веществами, как правило, не подвергается.

Пищевые продукты, загрязненные радиоактивными веществами, могут быть условно разделены на две категории:

1) изготовленные до ядерного взрыва, хранящиеся на складах, в магазинах и у населения;

2) загрязненные выпавшими радиоактивными веществами сырье и продукты, которые предстоит собрать и переработать на территории радиоактивного следа; к ним относятся продукты растительного (зерно, овощи, фрукты) и животного (мясо, молоко) происхождения.

Продукты первой категории могут быть источниками поступления РВ в организм человека, если они не защищены от радиоактивной пыли. Поэтому организация защиты запасов продовольствия является эффективной мерой ограничения или исключения поступления продуктов взрыва с пищей. Необходимо уплотнить окна и двери в складских помещениях, плотно закрыть крышками лари и ящики, в которых хранятся сыпучие продукты, завернуть в бумагу личные запасы продовольствия. Если сырье хранится на открытой местности, то необходимо укрыть его подручными материалами (брезентом, соломенными матами, полиэтиленовой пленкой).

Наиболее интенсивно радиоактивными веществами загрязняется продовольствие, отнесенное ко второй категории, поскольку зерно, овощи, фрукты на полях и в садах, траву на пастбищах, являющуюся источником поступлений РВ в организм животных и загрязнения получаемой от них продукции (мяса, молока), защитить практически невозможно.

Из спелого зерна, загрязненного на корню, переходит в хлеб даже из муки грубого помола 10-15 % радиоактивных веществ. Наиболее интенсивно загрязняются радиоактивными частицами те овощи, которые растут над почвой (зелень, огурцы, помидоры, баклажаны, перец, капуста).

Источником проникновения радиоактивных веществ в мясомолочную продукцию является растительность пастбищ. Серьезную опасность представляет потребление моло­ка от коров, пасущихся на загрязненных территориях. При его потреблении в щитовидной железе человека отклады­вается 25-30 % поступившего количества изотопов йода.

Исследования показали, что поглощенные дозы в щитовидной железе взрослого человека, потребляющего свежее молоко, могут быть соизмеримы с дозами внешнего гамма-облучения или выше их. Учитывая, что у детей вес щитовидной железы примерно в десять раз меньше, чем у взрослых, а количество потребляемого молока почти такое же, тканевые дозы облучения этого органа у данного контингента населения могут достигать нескольких тысяч рад. Поэтому вопрос о защите населения, и особенно детей, от внутреннего облучения радиоактивным йодом при употреблении молока имеет важное значение в системе противорадиационной защиты. Из всего комплекса мероприятий противорадиационной защиты детей можно рекомендовать следующее:

1) отказ от потребления свежего молока в течение двух ближайших недель после взрыва;

2) перевод молочно-продуктивного скота на стойловое содержание с использованием для кормления животных сена и силоса, заготовленных до взрыва и защищенных от радиоактивных веществ;

3) замена свежего молока концентрированным (сгущенным, порошковым и др.) на две-три недели;

4) прием таблеток йодистого калия, обеспечивающих резкое уменьшение (в 50-100 раз) поступления радиоактивного йода в щитовидную железу и ускорение выведения его из организма.

Следует отметить, что йодная профилактика является одним из наиболее простых и эффективных способов защиты организма человека от внутреннего облучения радиоактивным йодом.

РВ, выпадающие на поверхность земли, чepез растения включаются в биологический круговорот. Наибольшую опасность представляют радионуклиды стронция и цезия, обладающие длительным периодом, полурас пада. При любом способе попадания в организм стронций прочно фиксируется в нем и очень медленно выводится. В целях сокращения поступления этих и других радионуклидов организм человека и животных необходимо снижать интенсивность их вовлечения в биологический круговорот через растения путем глубокой вспашки почвы, внесения органических удобрений и извести.

Электромагнитный импульс (ЭМИ). При ядерном взрыве испускается огромное количество мгновенных гамма-квантов и нейтронов. Часть из них поглощается оболочкой боеприпаса, а остальные выходят в окружающую среду и взаимодействуют с атомами других веществ. В воздухе возникают кратковременные электрические и магнитные поля, которые и представляют собой ЭМИ ядерного взрыва.

Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления. В них появляется электрическое напряжение, под действием которого могут происходить пробои изоляции кабеля, повреждение вводных элементов аппаратуры, подключенной к воздушным и подземным линиям (пробой трансформаторов связи, выход из строя разрядников, порча полупроводниковых приборов, конденсаторов, сопротивлений и т.д.), а также выгорание плавких вставок, включенных в линии для защиты аппаратуры. Защитой аппаратуры от ЭМИ служат специальные автоматические устройства, подобные применяемым для защиты от грозовых разрядов.

Очагом ядерного поражения называется территория, на которой под воздействием поражающих факторов ядерного взрыва возникают paзрушения зданий и сооружений, пожары, радиоактивное заражение местности и массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений. Его paзмеры зависят от мощности и вида взрыва, характера застройки, метеорологических условий, рельефа местности и др. Ярко выраженных контуров очаг ядерного поражения не имеет. Внешней его границей считается условная линия на местности, где избыточное давление воздушной ударной волны составляет 10 кПа (0, 1 кгс/см²).

Площадь очага ядерного поражения можно принять за площадь круга и вычислить по формуле S = π R², где R - радиус зоны поражения с избыточным давлением 10 кПа, который определяется по таблицам или вычисляется.

Очаг ядерного поражения характеризуется: массовым поражением людей и животных; разрушением и повреждением наземных зданий и сооружений; частичным разрушением, повреждением или завалом защитных сооружений ГО; возникновением пожаров; массовыми авариями на сетях коммунального хозяйства; образованием сплошных и частичных завалов улиц, проездов, внутриквартальных участков; зонами радиоактивного заражения местности.

Поскольку поражающие факторы ядерного взрыва действуют почти одновременно, у людей, находящихся в очаге ядерного поражения, могутнаблюдаться комбинированные поражения, представляющие собой сочетание ранений, контузий, ожогов, поражений от проникающей радиации и радиоактивных веществ. Комбинированное поражение создает значительные трудности при лечении. Травмы и ожоги осложняют течение лечевой болезни, а радиационные поражения затрудняют лечение ран и ожогов.