История создания и применения. Поражающие факторы ядерного взрыва. Защита от поражающих факторов.

В 1896 году французским физиком А. Беккерелем было открыто явление радиоактивности. Оно положило начало эре изучения и использования ядерной энергии. Но вначале появились не атомные электростанции, не космические корабли, не мощные ледоколы, а оружие чудовищной разрушительной силы. Его создали в 1945 году бежавшие перед началом второй мировой войны из фашистской Германии в США и поддержанные правительством этой страны ученые-физики, возглавляемые Робертом Оппенгеймером.

Первый атомный взрыв был произведен 16 июля 1945 года. Это произошло в пустыне Jornada del Muerto штата Нью-Мексико на полигоне американской авиабазы Аламагордо.

6 августа 1945 г. - над городом Хиросима появились три американских самолета, среди которых бомбардировщик, несший на борту атомную бомбу мощностью 12, 5 кт с названием «Малыш». Огненный шар, образовавшийся после взрыва, имел диаметр 100 м, температура в его центре достигала 3000 градусов. Рушились дома со страшной силой, в радиусе 2км загорались. Люди вблизи эпицентра в буквальном смысле испарились. Через 5 минут над центром города повисла темно-серая туча диметром 5 км. Из нее вырвалось белое облако, быстро достигшее высоты 12 км и приобретшее форму гриба. Позднее на город опустилось облако грязи, пыли, пепла, содержащее радиоактивные изотопы. Хиросима горела 2 дня.

Через три дня после бомбардировки Хиросимы, 9 августа, ее участь должен был разделить город Кокура. Но из-за плохих метеоусловий новой жертвой стал город Нагасаки. На нее была сброшена атомная бомба мощностью 22 кт. (Толстяк). Город был разрушен наполовину, спас рельеф местности. Согласно данным ООН в Хиросиме было убито 78 тысяч человек, в Нагасаки – 27 тысяч.

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ - оружие массового поражения взрывного действия. В его основе - использование внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных ядерных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер - изотопов водорода (дейтерия и трития). Это оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства управления ими и доставки к цели (ракеты, авиация, артиллерия). Кроме того, ядерное оружие изготавливается в виде мин (фугасов). Оно является самым мощным видом оружия массового поражения и способно в короткое время вывести из строя большое количество людей. Массовое применение ядерного оружия чревато катастрофическими последствиями для всего человечества.

Развитие взрыва ядерного заряда любого вида начинается с цепной ядерной реакции деления. Осколки деления, нейтроны, бета-частицы и гамма-излучения, несущие энергию, освободившуюся при взрыве, взаимо­действуя с атомами непрореагировавшей части вещества за­ряда, передают им большую часть своей энергии, в резуль­тате чего в зоне реакции возни­кает температура до десятков миллионов градусов.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от:

* мощности заряда боеприпаса,

*вида взрыва

Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом, т.е., массой тротила, энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса, и измеряется в тоннах, тысячах, миллионах тонн. По мощности ядерные боеприпасы подразделяются на сверхмалые, малые, средние, крупные и сверхкрупные.

Выделяют следующие ВИДЫ ВЗРЫВОВ:

Высотный

Воздушный

Наземный

Надводный

Подземный

подводный

Точка, где произошел взрыв, называется центром, а ее проекция на поверхность земли (воды) эпицентром ядерного взрыва.

ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ наземного ядерного взрываи примерные соотношения между ними по причиняемым разрушениям

1. ударная волна - 50%

2. световое излучение - 35%

3. проникающая радиация - 5%

4. радиоактивное заражение -4 %

5. электромагнитный импульс - 1 %

1. УДАРНАЯ ВОЛНА представляет собой область резкого сжатия воздушной среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью (более 331 м/с). Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. Ударная волна, формирующаяся на ранних стадиях существования облака взрыва, представляет собой один из основных поражающих факторов атмосферного ядерного взрыва.

Ударная волна - распределяет свою энергию по всему пройденному ей объему, поэтому сила ее уменьшается пропорционально кубическому корню от расстояния.

Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей. Поражения, наносимые ударной волной непосредственно человеку, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Скорость движения и расстояние, на которое распространяется ударная волна, зависят от мощности ядерного взрыва; с увеличением расстояния от места взрыва скорость быстро падает.

Так, при взрыве боеприпаса мощностью 20 кт ударная волна проходит 1 км за 2 секунды, 2 км за 5 секунд, 3 км за 8 секунд. За это время человек после вспышки может укрыться и тем самым избежать поражения ударной волной.

Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на ней.

Защитой от ударной волны могут служить складки местности, убежища, подвальные сооружения.

2. СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - это поток лучистой энергии (поток световых лучей, исходящих из огненного шара), включающий видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Образуется раскаленными продуктами ядерного взрыва и раскаленным воздухом, распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 секунд. В течение этого времени, его интенсивность может превышать 1000 Вт/см² (максимальная интенсивность солнечного света - 0.14 Вт/см²).

Световое излучение поглощается непрозрачными материалами, и может вызывать массовые возгорания зданий и материалов, а также ожоги кожи (степень зависит от мощности бомбы и удаленности от эпицентра) и поражение глаз (повреждение роговицы, вследствие теплового действия света и временная слепота, при которой человек теряет зрение на время от нескольких секунд до нескольких часов. Более серьезные повреждения сетчатки происходят, когда взгляд человека направлен непосредственно на огненный шар взрыва. Яркость огненного шара не изменяется с расстоянием (за исключением случая тумана), просто уменьшается его видимый размер. Таким образом, повредить глаза можно на практически любом расстоянии, на котором видна вспышка. Вероятность этого выше в ночное время, из-за более широкого раскрытия зрачка. Дальность распространения светового излучения сильно зависит от погодных условий. Облачность, задымленность, запыленность сильно снижают эффективный радиус его действия.

Практически во всех случаях испускание светового излучения из области взрыва заканчивается к моменту прихода ударной волны. Это нарушается лишь в области тотального уничтожения, где любой из трех факторов (свет, радиация, ударная волна) причиняет смертельный урон.

Световое излучение, как и любой свет, не проходит через непрозрачные материалы, поэтому для укрытия от него подойдут любые предметы, создающие тень. Степень поражающего действия светового излучения резко снижается при условии своевременного оповещения людей, использования защитных сооружений, естественных укрытий (особенно лесных массивов и складок рельефа), индивидуальных средств защиты (защитной одежды, очков) и строгого выполнения противопожарных мероприятий.

3. ПРОНИКАЮЩАЯ РАДИАЦИЯ представляет собой поток гамма квантов (лучей) и нейтронов, испускаемых из области ядерного взрыва в течение нескольких секунд. Гамма кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва. Из-за очень сильного поглощения в атмосфере, проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма квантов и нейтронов, проходящее через единицу поверхности, уменьшается. При подземном и подводном ядерных взрывов действие проникающей радиации распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма квантов землей и водой.

Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Проходя через живую ткань, гамма кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.

Для оценки ионизации атомов среды, а, следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации), единицей измерения которой является рентген (Р). Дозе радиации 1Р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.

В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни. Первая (легкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до 200 Р. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу, обычно не выходит из строя. Вторая (средняя) степень лучевой болезни развивается при получении дозы 200-300 Р; в этом случае признаки поражения - головная боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство - проявляются более резко и быстро, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300-500 Р; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжелая форма нередко приводит к смертельному исходу. Доза облучения свыше 500 Р вызывает лучевую болезнь четвертой степени и для человека обычно считается летальной.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие поток гамма- и нейтронного излучений. Степень ослабления проникающей радиации зависит от свойств материалов и толщины защитного слоя.

Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, то есть такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в два раза. Например, в два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей: сталь толщиной 2, 8 см, бетон - 10 см, грунт - 14 см, древесина - 30 см (определяется плотностью материала).