Питання № 1. Загальна характеристика ЗМУ.

До зброї масового ураження відноситься: ядерна зброя (ЯЗ), хімічна зброя (ХЗ), біологічна зброя (БЗ).

Любий вид озброєння складається з засобів ураження і засобів доставки. Будемо розглядувати тільки засоби ураження.

1.1. ЯДЕРНА ЗБРОЯ – це зброя, вражаюча дія якої обумовлене енергією, що виділяється при ядерних реакціях ділення та синтезу.

Здійснюються два способи виділення цієї енергії:

– розподіл важких ядер на більше легкі складові;

– синтез легких ядер в одне більше важке.

Розподіл ядер важких елементів здійснюється впливом на їхні ядра нейтронами, якщо енергія нейтронів перевищує деяке критичне значення, що має назву енергія активації ядра.

Найбільше легко діляться ядра урану і плутонію .

Розглянемо процес розподілу ядра :

Продуктами реакції є:

Осколки розподілу ядра Х₁ і Х₂;

деяка кількість нейтронів і гама - квантів V_n і V_γ ;

енергія реакції Ер=200 Мев.

Час тривалості реакції порядку 10^-14 сек.

Осколки розподілу представляють собою близько 300 радіоактивних ізотопів з масовим числом від 70 до 160.

При одному акті розподілу виділяється в середньому 2, 5 нейтронів з енергією порядку 1 Мев і 7, 4 гамма-квантів.

1ев - це кінетична енергія електрона, що він здобуває в електричному полі з різницею потенціалів в 1 У.

1 МеВ = 10⁶ еВ = 4, 45 ·10^-20 кВт/час.

В 1 кг урану втримується 2, 56 ·10²⁴ ядер.

Так, при розподілі 1 кг урану виділяється енергія:

що еквівалентно енергії, що утвориться під час вибуху 20 тис. тонн тротилу.

В енергію, що виділяється, перетворюється близько 0, 1% речовини, що ділиться.

Другим шляхом виділення внутреядерной енергії є здійснення реакції синтезу більше важкого елемента із двох легенів.

Найбільше легко можуть бути здійсненні реакції синтезу ядер гелію із двох ядер ізотопів водню: - дейтерію (), і тритію ().

Енергія, що виділяється при одному акті синтезу Ер = 17, 6 МеВ. Взагалі в енергію перетворюється близько 0, 5% початкової маси, тобто в 5 разів більше, ніж при реакції розподілу. Труднощі здійснення цієї реакції складається в тім, що вона наступає лише в тому випадку, коли ядра ізотопів водню вдається зблизити, переборюючи сили електростатичного взаємного відштовхування, на відстань менше 10^{-14 м, а для цього необхідно передати їм енергію, що досяжна при їхньому нагріванні до температури порядку 5·107} К.

В земних умовах така температура досяжна лише при реакції розподілу. Таким чином, реакція розподілу обов'язково повинна передувати реакції синтезу.

ЯЗ складається з ядерних боєприпасів та їх засобів доставки. Основною частиною ЯБ є ядерний заряд (ЯЗар). Ядерні заряди поділяються на однофазні (атомні, „ділення”); двофазні (термоядерні, „ділення-синтез”); трьохфазні (термоядерні з підсиленням, „ділення-синтез-ділення”).

Для характеристики енергії вибуху ядерного заряду часто використають поняття “потужність”, що прийнята кількісно оцінювати тротиловим еквівалентом.

Тротиловий еквівалент – це маса тротилу, енергія вибуху якого рівняється енергії, що виділяється під час повітряного вибуху ЯЗ. Він виражається в тонах.

ЯБ за потужністю поділяються на:

надмалі (до q < 1 кт)

малі (1 ≤ q < 10 кт)

середні (10 ≤ q < 100 кт)

крупні (100 кт ≤ q < 1 Мт)

надкрупні (q ≥ 1 Мт)

Залежно від завдань, що вирішуються за допомогою ЯЗ, характеру й місця розташування, мети, ядерні вибухи можуть відбуватися на різній висоті в повітрі, на поверхні землі (води) і під землею. У зв'язку із цим і з огляду на, що навколишнє середовище впливає на характер фізичних процесів, які супроводжують вибух, ядерні вибухи діляться на:

висотні (Н > 10 км) космічні Н > 80 км

стратосферні Н = 10‑ 80 км

повітряні ( км)

наземні ( км)

підземні (Н < 0)

Рис. 1. Загальний вигляд наземного ядерного вибуху.

При ЯВ виділяється велика кількість енергії, яка розходується на утворення уражаючіх факторів ЯВ. Якщо вибух відбувається у щільних шарах атмосфери (на висотах до 10 км) розподіл енергії між вражаючими факторами такий:

ударна хвиля (УХ) – 50%,

світлове випромінювання (СВ) – 30%,

проникаюча радіація (ПР) – 10%,

радіоактивне зараження місцевості (РЗМ) – 9%,