Ядерный взрыв

В зависимости от вида примененно­го противником оружия массового по­ражения могут образовываться очаги ядерного, химического, бактериологи­ческого (биологического) поражения и зоны радиоактивного, химического и бактериологического (биологического) заражения. Очаги поражения могут возникать и при применении обычных средств поражения противника. При воздействии двух видов и более ору­жия массового поражения образуется очаг комбинированного поражения. Первичные действия поражающих факторов ОМП и других средств на­падения противника могут привести к возникновению взрывов, пожаров, за­топлений местности и распростране­нию на ней сильнодействующих ядо­витых веществ. При этом образуются вторичные очаги поражения. В этом реферате мы рассмотрим воздействие ядерного оружия на окр. среду, человека, животных и т.д.

Итак, воздействие ядерного оружия.

Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной волны, тепло­вым воздействием светового излуче­ния, радиационным воздействием про­никающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором явля­ется электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.

Распределение энергии между по­ражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и ус­ловий, в которых он происходит. При

взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на обра­зование ударной волны, 30—40%— на световое излучение, до 5 % — на проникающую радиацию и электромаг­нитный импульс и до 15 %—на радио­активное заражение.

Для нейтронного взрыва характер­ны те же поражающие факторы, одна­ко несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8—10%—на образо­вание ударной волны, 5—8 % — на световое излучение и около 85 % рас­ходуется на образование нейтронного и гамма-излучений (проникающей ра­диации).

Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воз­действия, характеру и масштабам по­ражения.

Ударная волна—это область рез­кого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимо­сти от среды распространения разли­чают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).

Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энер­гии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов ат­мосфер (до 105 млрд. Па). Раскален­ные пары и газы, стремясь расширить­ся, производят резкий удар по окру­жающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движе­ние последующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение раскален­ных газов происходит в сравнительно малых объемах, поэтому их действие на более заметных удаленьях от цент­ра ядерного взрыва исчезает и основ­ным носителем действия взрыва ста­новится воздушная ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость рас­пространения ударной волны в не­сколько раз превышает скорость зву­ка в воздухе. С увеличением расстоя­ния от места взрыва скорость распро­странения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает; на больших удаленьях ударная волна переходит, по существу, в обычную акустическую волну и скорость ее распространения приближается к скорости звука в ок­ружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воз­душная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м—за 4 с. 3000 м—за 7с, 5000 м—за 12 с. Отсюда следует, что человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближайшее укрытие (складку местно­сти, канаву, кювет, простенок и т. п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качествен­но напоминает ударную волну в воз­духе. Однако подводная ударная вол­на отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время дейст­вия—меньше. Например, максималь­ное избыточное давление на расстоя­нии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в глубоком водоеме составляет 19000 кПа, а при взрыве в воздушной среде—около 100 кПа.

При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фрон­те волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом. Давле­ние во фронте волны сжатия уменьша­ется довольно быстро с удалением от центра взрыва, и на больших расстоя­ниях волна сжатия становится подоб­ной сейсмической волне.

При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грун­та, напоминающее по своему действию землетрясение.

Характер воздействия ударной волны на людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и жи­вотным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибе­ли. Поражения могут быть непосред­ственными или косвенными.

Непосредственное поражение удар­ной волной возникает в результате воз­действия избыточного давления и ско­ростного напора воздуха. Ввиду не­больших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охва­тывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интен­сивностью в течение всего периода фа­зы сжатия, т. е. в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давле­ния в момент прихода ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар. В то же самое время скоростной напор создает значитель­ное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в про­странстве.

Косвенные поражения люди и жи­вотные могут получить в результате ударов обломками разрушенных зда­ний и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дере­ва и других предметов. Например, при избыточном давлении во фронте удар­ной волны 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 шт. на квад­ратный метр при средней скорости пе­ремещения этих предметов 50 м/с.

Характер и степень поражения не­защищенных людей и животных зави­сят от мощности и вида взрыва, рас­стояния, метеоусловий, а также от ме­ста нахождения (в здании, на откры­той местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.

Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей харак­теризуется легкими, средними, тяже­лыми и крайне тяжелыми травмами.

Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа (1 кгс/см2). Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутрен­ние кровотечения, сотрясение мозга, длительная потеря сознания. Разры­вы наблюдаются в органах, содержа­щих большое количество крови (пе­чень, селезенка, почки), наполненных газом (легкие, кишечник) или имею­щие полости, наполненные жидкостью (желудочки головного мозга, мочевой и желчный пузыри). Эти травмы мо­гут привести к смертельному исходу.

Тяжелые контузии и травмы воз­можны при избыточных давлениях от 60 до 100 кПа (от 0,6 до 1,0 кгс/см2). Они характеризуются сильной конту­зией всего организма, потерей созна­ния, переломами костей, кровотечени­ем из носа и ушей; возможны повреж­дения внутренних органов и внутрен­ние кровотечения.

Поражения средней тяжести возни­кают при избыточном давлении 40— 60 кПа (0,4—0,6 кгс/см2). При этом могут быть вывихи конечностей, кон­тузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей.

Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20—40 кПа (0,2—0,4 кгс/см2). Они выражаются в скоропроходящих нарушениях функ­ций организма (звон в ушах, голово­кружение, головная боль). Возможны вывихи, ушибы.

Избыточные давления во фронте ударной волны 10 кПа (0,1 кгс/см2) и менее для людей и животных, распо­ложенных вне укрытий, считаются безопасными.

Радиус поражения обломками зда­ний, особенно осколками стекол, раз­рушающихся при избыточном давле­нии более 2 кПа (0,02 кгс/см2) может превышать радиус непосредственного поражения ударной волной.

Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах. При отсутст­вии убежищ используются противорадиационные укрытия, подземные вы­работки, естественные укрытия и рель­еф местности.

Механическое воздейст­вие ударной волны. Характер разрушения элементов объекта (пред­метов) зависит от нагрузки, создавае­мой ударной волной, и реакции пред­мета на действие этой нагрузки.

Общую оценку разрушений, вы­званных ударной волной ядерного взрыва, принято давать по степени тя­жести этих разрушений. Для большин­ства элементов объекта, как правило, рассматриваются три степени—сла­бое, среднее и сильное разрушение. Для жилых и промышленных зданий берется обычно четвертая степень— полное разрушение. При слабом раз­рушении, как правило, объект не вы­ходит из строя; его можно эксплуати­ровать немедленно или после незна­чительного (текущего) ремонта. Средним разрушением обычно называют разрушение главным образом второ­степенных элементов объекта. Основ­ные элементы могут деформироваться и повреждаться частично. Восстанов­ление возможно силами предприятия путем проведения среднего или капи­тального ремонта. Сильное разруше­ние объекта характеризуется сильной деформацией или разрушением его основных элементов, в результате чего объект выходит из строя и не может быть восстановлен.

Применительно к гражданским и промышленным зданиям степени разрушения характеризуются следующим состоянием конструкции.

Слабое разрушение. Разрушаются оконные и дверные заполнения и лег­кие перегородки, частично разрушает­ся кровля, возможны трещины в сте­нах верхних этажей. Подвалы и ниж­ние этажи сохраняются полностью. Находиться в здании безопасно и оно может эксплуатироваться после про­ведения текущего ремонта.

Среднее разрушение проявляется в разрушении крыш и встроенных эле­ментов— внутренних перегородок, окон, а также в возникновении трещин в стенах, обрушении отдельных участ­ков чердачных перекрытий и стен верх­них этажей. Подвалы сохраняются. После расчистки и ремонта может быть использована часть помещений нижних этажей. Восстановление зда­ний возможно при проведении капи­тального ремонта.

Сильное разрушение характеризу­ется разрушением несущих конструк­ций и перекрытий верхних этажей, об­разованием трещин в стенах и дефор­мацией перекрытий нижних этажей. Использование помещений становится невозможным, а ремонт и восстановле­ние чаще всего нецелесообразным.

Полное разрушение. Разрушаются все основные элементы здания, вклю­чая и несущие конструкции. Использо­вать здания невозможно. Подвальные помещения при сильных и полных раз­рушениях могут сохраняться и после разбора завалов частично использо­ваться.

Наибольшие разрушения получают наземные здания, рассчитанные на собственный вес и вертикальные на­грузки, более устойчивы заглубленные и подземные сооружения. Здания с ме­таллическим каркасом средние разру­шения получают при 20—40 кПа, а полные—при 60—80 кПа, здания кир­пичные—при 10—20 и 30—40, здания деревянные— при 10 и 20 кПа соответ­ственно. Здания с большим количест­вом проемов более устойчивы, так как в первую очередь разрушаются запол­нения проемов, а несущие конструкции при этом испытывают меньшую на­грузку. Разрушение остекления в зда­ниях происходит при 2—7 кПа.

Объем разрушений в городе зави­сит от характера строений, их этаж­ности и плотности застройки. При плотности застройки 50 % давление ударной волны на здания может быть меньше (на 20—40 %), чем на здания, стоящие на открытой местности, на таком же расстоянии от центра взры­ва. При плотности застройки менее 30 % экранирующее действие зда­ний незначительно и не имеет практи­ческого значения.

Энергетическое, промыш­ленное и коммунальное обо­рудование может иметь следую­щие степени разрушений.

Слабые разрушения: деформации трубопроводов, их повреждения на стыках; повреждения и разрушении контрольно-измерительной аппарату­ры; повреждение верхних частей ко­лодцев на водо-, тепло- и газовых се­тях; отдельные разрывы на линии электропередач (ЛЭП); повреждения станков, требующих замены электро­проводки, приборов и других повреж­денных частей.

Средние разрушения: отдельные разрывы и деформации трубопрово­дов, кабелей; деформации и повреж­дения отдельных опор ЛЭП; деформа­ция и смещение на опорах цистерн, разрушение их выше уровня жидкости;

повреждения станков, требующих ка­питального ремонта.

Сильные разрушения: массовые разрывы трубопроводов, кабелей и разрушения опор ЛЭП и другие раз­рушения, которые нельзя устранить при капитальном ремонте.

Наиболее стойки подземные энер­гетические сети. Газовые, водопровод­ные и канализационные подземные се­ти разрушаются только при наземных взрывах в непосредственной близости от центра при давлении ударной вол­ны 600—1500 кПа. Степень и харак­тер разрушения трубопроводов зависят от диаметра и материала труб, а также от глубины прокладки. Энергети­ческие сети в зданиях, как правило, выходят из строя при разрушении эле­ментов застройки. Воздушные линии связи и электропроводок получают сильные разрушения при 80—120 кПа, при этом линии, проходящие в ради­альном направлении от центра взры­ва, повреждаются в меньшей степени, чем линии, проходящие перпендику­лярно к направлению распространения ударной волны.

Станочное оборудование предприя­тий разрушается при избыточных давлениях 35—70 кПа. Измерительное оборудование—при 20—30 кПа, а наиболее чувствительные приборы мо­гут повреждаться и при 10 кПа и даже 5 кПа. При этом необходимо учиты­вать, что при обрушении конструкций зданий также будет разрушаться обо­рудование.

Для гидроузлов наиболее опасны­ми являются надводный и подводный взрывы со стороны верхнего бьефа. Наиболее устойчивые элементы гид­роузлов — бетонные и земляные пло­тины, которые разрушаются при дав­лении более 1000 кПа. Наиболее слабые — гидрозатворы водосливных плотин, электрическое оборудование и различные надстройки.

Степень разрушений (поврежде­ний) транспортных средств зависит от их положения относитель­но направления распространения ударной волны. Средства транспорта, расположенные бортом к направлению действия ударной волны, как прави­ло, опрокидываются и получают боль­шие повреждения, чем машины, обра­щенные к взрыву передней частью. Загруженные и закрепленные средст­ва транспорта имеют меньшую сте­пень повреждения. Более устойчивы­ми элементами являются двигатели. Например, при сильных повреждениях двигатели автомашин повреждаются незначительно, и машины способны двигаться своим ходом.

Наиболее устойчивы к воздействию ударной волны морские и речные суда и железнодорожный транспорт. При воздушном или надводном взрыве по­вреждение судов будет происходить главным образом под действием воз­душной ударной волны. Поэтому по­вреждаются в основном надводные части судов—палубные надстройки, мачты, радиолокационные антенны

и т. д. Котлы, вытяжные устройства и другое внутреннее оборудование по­вреждаются затекающей внутрь удар­ной волной. Транспортные суда полу­чают средние повреждения при давлениях 60—80 кПа. Железнодорожный подвижной состав может эксплуатиро­ваться после воздействия избыточных давлений: вагоны—до 40 кПа, тепло­возы—до 70 кПа (слабые разру­шения).

Самолеты—более уязвимые объ­екты, чем остальные транспортные средства. Нагрузки, создаваемые из­быточным давлением 10 кПа, доста­точны для того, чтобы образовались вмятины в обшивке самолета, дефор­мировались крылья и стрингеры, что может привести к временному снятию с полетов.

Воздушная ударная волна также действует на растения. Полное по­вреждение лесного массива на­блюдается при избыточном давлении, превышающем 50 кПа (0,5 кгс/см2). Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуя сплошные завалы. При избы­точном давлении от 30 до 50 кПа (03,—0,5 кгс/см2) повреждается около 50 % деревьев (завалы также сплош­ные), а при давлении от 10 до 30 кПа (0,1—0,3 кгс/см2)—до 30% деревьев. Молодые деревья более устойчивы к воздействию ударной волны, чем ста­рые и спелые.

Световое излучение. По своей при­роде световое излучение ядерного взрыва — совокупность видимого све­та и близких к нему по спектру уль­трафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения — светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Тем­пература светящейся области в тече­ние некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум 8000—10000 и минимум 1800 °С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность све­тового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощ­ностью 20 кт световое излучение про­должается 3 с, термоядерного заряда 1Мт—10с. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом на­зывается отношение количества свето­вой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпен­дикулярно распространению световых лучей. Единица светового импульса — джоуль на квадратный метр (Дж/м2) или калория на квадратный сантиметр (кал/см2). 1 Дж/м2=23,9* 10-6кал/см2;

1 кДж/м2= 0,0239 кал/см2; 1 кал/см2 = 40 кДж/м2. Световой импульс зави­сит от мощности и вида взрыва, рас­стояния от центра взрыва и ослабле­ния светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздейст­вия дыма, пыли, растительности, неровностей местности и т.д.

При наземных и надводных взры­вах световой импульс на тех же рас­стояниях меньше, чем при воздушных взрывах такой же мощности. Это объ­ясняется тем, что световой импульс излучает полусфера, хотя и большего диаметра, чем при воздушном взрыве. Что касается распространения свето­вого излучения, то большое значение имеют другие факторы. Во-первых, часть светового излучения поглощает­ся слоями водяных паров и пыли непо­средственно в районе взрыва. Во-вто­рых, большая часть световых лучей прежде, чем достичь объекта на по­верхности земли, должна будет прой­ти воздушные слои, расположенные близко к земной поверхности. В этих наиболее насыщенных слоях атмосфе­ры происходит значительное поглоще­ние светового излучения молекулами водяных паров и двуокиси углерода; рассеяние в результате наличия в воз­духе различных частиц здесь также гораздо большее. Кроме того, необхо­димо учитывать рельеф местности. Количество световой энергии, достига­ющей объекта, находящегося на опре­деленном расстоянии от наземного взрыва, может составлять для малых расстояний порядка трех четвертей, а на больших—половину импульса при воздушном взрыве такой же мощности.

При подземных или подводных взрывах поглощается почти все свето­вое излучение.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучае­мые исключительно сильно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большими толщами разреженного воз­духа. Поэтому температура огненного шара (значительно больших размеров, чем при воздушном взрыве) ниже. Для высот порядка 30—100 км на све­товой импульс расходуется около 25— 35 % всей энергии взрыва.

Обычно для целей расчета пользу­ются табличными данными зависимо­стей световых импульсов от мощности и вида взрыва и расстояния от центра (эпицентра) взрыва. Эти данные приведены для очень прозрач­ного воздуха с учетом возможности рассеяния и поглощения атмосферой энергии светового излучения.

При оценке светового импульса не­обходимо учитывать возможность воз­действия отраженных лучей. Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, высохшая тра­ва, бетонное покрытие и др.), то пря­мое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным. Суммарный световой импульс при воздушном взрыве может быть боль­ше прямого в 1,5—2 раза. Если взрыв происходит между облаками и землей, то световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, за­крытые от прямого излучения.

Световой импульс, отраженный от облаков, может достигать половины прямого импульса.

Воздействие светового из­лучения на людей и сельскохозяйственных животных. Световое излучение ядерною взрыва при непосредственном воздействии вы­зывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сет­чатки глаз. Возможны вторичные ожо­ги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности,

воспламенившейся или тлеющей оде­жды.

Независимо от причин возникнове­ния, ожоги разделяют по тяжести по­ражения организма.

Ожоги первой степени выражают­ся в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представ­ляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо послед­ствий. При ожогах второй степени об­разуются пузыри, заполненные проз­рачной белковой жидкостью; при по­ражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами первой и второй степеней, достигающими даже 50—60 % поверх­ности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризу­ются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (подкож­ной клетчатки, мышц, сухожилий кос­тей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу. Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у живот­ных — на участках тела, покрытых ко­ротким и редким волосом. Импульсы светового излучения, необходимые для поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

Степень ожогов световым излуче­нием закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плот­ности и толщины. Люди, одетые в сво­бодную одежду светлых тонов, одеж­ду из шерстяных тканей, обычно мень­ше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегаю­щую одежду темного цвета или про­зрачную, особенно одежду из синте­тических материалов.

Большую опасность для людей и сельскохозяйственных животных пред­ставляют пожары, возникающие на объектах народного хозяйства в ре­зультате воздействия светового излу­чения и ударной волны. По данным иностранной печати, в городах Хиро­сима и Нагасаки примерно 50 % всех смертельных случаев было вызвано ожогами; из них 20—30 % — непосред­ственно световым излучением и 70— 80 % — ожогами от пожаров.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления — под влиянием яркой световой вспыш­ки. В солнечный день ослепление длит­ся 2—5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него прохо­дит больше света, — до 30 мин и бо­лее. Более тяжелое (необратимое) по­ражение — ожог глазного дна — воз­никает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва. Такие необратимые поражения возникают в результате концентрированного (фокусируемого хрусталиком глаза) на сетчатку глаза прямо падающего потока световой энергии в количестве, достаточном для ожога тканей. Концентрация энергии, достаточной для ожога сетчатой обо­лочки, может произойти и на таких расстояниях от места взрыва, на кото­рых интенсивность светового излучения мала и не вызывает ожогов кожи. В США при испытательном взрыве мощ­ностью около 20 кт отметили случаи

ожога сетчатки на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва, на расстоянии, где прямой световой импульс составлял примерно 6 кДж/м2 (0,15 кал/см2). При закрытых глазах временное ослеп­ление и ожоги глазного дна исключа­ются.

Защита от светового излучения бо­лее проста, чем от других поражаю­щих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Лю­бая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут слу­жить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и т. п., можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излуче­ния. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные ук­рытия.

Тепловое воздействие на материалы. Энергия светового им­пульса, падая на поверхность предме­та, частично отражается его поверхно­стью, поглощается им и проходит че­рез него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) пораже­ния элементов объекта зависит как от светового импульса и времени его дей­ствия, так и от плотности, теплоемкос­ти, теплопроводности, толщины, цве­та, характера обработки материалов, расположения поверхности к падаю­щему световому излучению, — всего, что будет определять степень поглоще­ния световой энергии ядерного взры­ва.

Световой импульс и время высве­чивания светового излучения зависят от мощности ядерного взрыва. При продолжительном действии светового излучения происходит больший отток тепла от освещенной поверхности в глубь материала, следовательно, для нагрева ее до той же температуры, что и при кратковременном освещении, требуется большее количество свето­вой энергии. Поэтому, чем выше тротиловый эквивалент, тем больший све­товой импульс требуется для воспла­менения материала. И, наоборот, рав­ные световые импульсы могут вызвать большие поражения при меньших мощностях взрывов, так как время их высвечивания меньше (наблюдаются на меньших расстояниях), чем при взрывах большой мощности.

Тепловое воздействие проявляется тем сильнее в поверхностных слоях материала, чем они тоньше, менее про­зрачны, менее теплопроводны, чем меньше их сечение и меньше удельный вес. Однако, если световая поверхность материала быстро темнеет в началь­ный период действия светового излуче­ния, то остальную часть световой энер­гии она поглощает в большем количе­стве, как и материал темного цвета. Если же под действием излучения на поверхности материала образуется большое количество дыма, то его эк­ранирующее действие ослабляет общее воздействие излучения.

К материалам и предметам, спо­собным легко воспламеняться от све­тового излучения, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, су­хие листья, стружка, резина и резино­вые изделия, пиломатериалы, деревян­ные постройки. Некоторые данные по возгоранию материалов приведены в табл.29 (гл.6).

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Наименьшее избыточ­ное давление, при котором могут воз­никнуть пожары от вторичных при­чин, — 10 кПа (0,1 кгс/см2). Возгора­ние материалов может наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см2) и более. Эти импульсы светового излучения в ясный солнеч­ный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной волны

10 кПа. Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную сол­нечную погоду деревянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранс­порт—до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу — до 17 км. Тогда, как действие избыточ­ного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на расстоянии

11 км. Большое влияние на возникнове­ние пожаров оказывает наличие горю­чих материалов на территории объек­та и внутри зданий и сооружений. Све­товые лучи на близких расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли; на боль­ших расстояниях — практически па­раллельно поверхности земли. В этом случае световое излучение проникает через застекленные проемы в помеще­ния и может воспламенять горючие материалы, изделия и оборудование в цехах предприятий (большинство сор­тов хозяйственных тканей, резины и резиновых изделий загорается при световом импульсе 250—420 кДж/м2 (6—10 кал/см2).

Распространение пожаров на объ­ектах народного хозяйства зависит от огнестойкости материалов, из которых возведены здания и сооружения, изго­товлено оборудование и другие элемен­ты объекта; степени пожарной опас­ности технологических процессов, сы­рья и готовой продукции; плотности и характера застройки.

С точки зрения производства спаса­тельных работ пожары классифициру­ют по трем зонам: зона отдельных по­жаров, зона сплошных пожаров и зона горения и тления в завалах. Зона по­жаров представляет территорию, в пре­делах которой в результате воздейст­вия оружия массового поражения и других средств нападения противника или стихийного бедствия возникли по­жары. Радиусы зон пожаров для раз­личных мощностей ядерных взрывов приведены в табл.2.

Зоны отдельных пожаров пред­ставляют собой районы, участки заст­ройки, на территории которых пожа­ры возникают в отдельных зданиях, со­оружениях. Маневр формирования между отдельными пожарами без средств тепловой защиты возможен.

Зона сплошных пожаров — терри­тория, на которой горит большинство сохранившихся зданий. Через эту тер­риторию невозможен проход или на­хождение на ней формирований без средств защиты от теплового излуче­ния или проведения специальных про­тивопожарных мероприятий по лока­лизации или тушению пожара.

Зона горения и тления в завалах представляет собой территорию, на ко­торой горят разрушенные здания и со­оружения I, II и III степени огнестой­кости. Она характеризуется сильным задымлением: выделением окиси угле­рода и других токсичных газов и про­должительным (до нескольких суток) горением в завалах. Сплошные пожа­ры могут развиться в огневой шторм, представляющий собой особую форму пожара. Огневой шторм характеризу­ется мощными восходящими вверх по­токами продуктов сгорания и нагрето­го воздуха, создающими условия для ураганного ветра, дующего со всех сто­рон к центру горящего района со ско­ростью 50—60 км/ч и более. Образование огненных штормов возможно на участках с плотностью застройки зда­ниями и сооружениями III, IV и V сте­пени огнестойкости не менее 20 %. По­следствием воспламеняющего действия светового излучения могут быть об­ширные лесные пожары. Возникнове­ние и развитие пожаров в лесу зависит от времени года, метеорологических условий и рельефа местности. Сухая погода, сильный ветер и ровная мест­ность способствуют распространению пожара. Лиственный лес летом, когда деревья имеют зеленые листья, заго­рается не так быстро и горит с мень­шей интенсивностью, чем хвойный. Осенью световое излучение ослабляет­ся кронами меньше, а наличие сухих опавших листьев и сухой травы спо­собствует возникновению и распрост­ранению низовых пожаров. В зимних условиях возможность возникновения пожаров уменьшается в связи с нали­чием снежного покрова.

Проникающая радиация. Это один из поражающих факторов ядерного оружия, представляющий собой гамма-излучение и поток нейтронов, испуска­емых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Кроме гамма-излу­чения и потока нейтронов выделяются ионизирующие излучения в виде аль­фа- и бета-частиц, имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на людей и ма­териалы пренебрегают. Время дейст­вия проникающей радиации не превы­шает 10—15 с с момента взрыва.

Основные параметры, характеризу­ющие ионизирующие излучения, —до­за и мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.

Степень тяжести лучевого пораже­ния главным образом зависит от по­глощенной дозы. Для измерения погло­щенной дозы любого вида ионизирую­щего излучения Международной систе­мой измерений «СИ» установлена еди­ница грэй (Гр); в практике применяет­ся внесистемная единица— рад. Грэй равен поглощенной дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж иони­зирующего излучения любого вида, пе­реданной облучаемому веществу мас­сой 1 кг. Для типичного ядерного взры­ва один рад соответствует потоку ней­тронов (с энергией, превышающей 200 эВ) порядка 5-Ю14 нейтрон /м2 (5): 1 Гр =1 Дж/кг =100 рад =10 000 эрг/г.

Радиоактивное заражение возника­ет в результате выпадения радиоак­тивных веществ (РВ) из облака ядер­ного взрыва. Основные источники ра­диоактивности при ядерных взрывах:

продукты деления веществ, составля­ющих ядерное горючее (200 радиоак­тивных изотопов 36 химических эле­ментов); наведенная активность, воз­никающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, вхо­дящие в состав грунта (натрий, крем­ний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в ре­акции деления и попадает в виде мель­чайших частиц в продукты взрыва.

Излучение радиоактивных веществ со­стоит из трех видов лучей: альфа, бе­та и гамма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи (в воздухе они проходят путь в несколь­ко сот метров), меньшей—бета-час­тицы (несколько метров) и незначи­тельной — альфа-частицы (несколько сантиметров). Поэтому основную опас­ность для людей при радиоактивном заражении местности представляют гамма- и бета-излучения.

Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерно­го взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения — тысячи и десят­ки тысяч квадратных километров; дли­тельность сохранения поражающего действия — дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаружения радио­активных веществ, не имеющих цве­та, запаха и других внешних призна­ков.

Очаг ядерного поражения. Очагом ядерного поражения называется тер­ритория, в пределах которой в резуль­тате воздействия ядерного оружия про­изошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, рас­тений и (или) разрушения и повреж­дения зданий и сооружений.

Очаг ядерного поражения харак­теризуется: количеством пораженных;

размерами площадей поражения; зо­нами заражения с различными уров­нями радиации; зонами пожаров, за­топления, разрушения и повреждения зданий и сооружений; частичным раз­рушением, повреждением или завалом защитных сооружений.

Поражение людей и животных в очаге может быть от воздействия ударной волны, светового излучения, про­никающей радиации и радиоактивного заражения, а также от воздействия вторичных факторов поражения. Сте­пень разрушения элементов производ­ственного комплекса объекта опреде­ляется в основном действием ударной волны, светового излучения, вторичных факторов поражения, а для некоторых объектов — также действием проника­ющей радиации и электромагнитного импульса. Одновременное непосредственное и косвенное действие всех поражающих факторов ядерного взрыва на людей, оказавшихся в очаге, утяжеляет сте­пень поражения. Такое одновременное действие может увеличить степень раз­рушений зданий, сооружений, вывод из строя оборудования и т. д. Однако соотношение отдельных видов пора­жений и разрушений непостоянно; в зависимости от конкретных условий, мощности и вида взрыва оно может меняться в широких пределах. Так, с увеличением мощности взрыва увели­чивается площадь разрушений зданий и при прочих равных условиях пора­жается большее количество людей. В зависимости от метеорологических условий изменяется степень пораже­ния световым излучением. При ядер­ных взрывах малой мощности, как уже отмечалось, воздействие проника­ющей радиации на людей значитель­нее, чем воздействие ударной волны и светового излучения.

Использованная литература:

Гражданская оборона – В. Г. Атаманюк, Л. Г. Ширшев, Н. И. Акимов.

Москва 1986г

Фото взяты по адресу: http://cclib.nsu.ru/koi/tcd/art_sf&f/space/

Ярослав Емельяненко 1999-11-28