Ядерное оружие и обычные средства поражения

Ядерные государства мира в конце 80-х годов имели около 50000 ядер- ных боеприпасов общей мощностью 13000 Мт, из них стратегических ядер- ных боеголовок около 24000 общей мощностью 12000 Мт. В настоящее время их количество снижается, и как результат международных соглашений по сокращению ядерных вооружений, так и в связи с истечением гарантийного срока эксплуатации.

Несмотря на подписанные международные соглашения о предотвращении ядерной войны, об ограничении систем противоракетной обороны, о нераспространении ядерного оружия, опасность применения ядерного оружия сохраняется. Даже если оно не будет применено, то сохраняется опасность аварий и катастроф, при которых возможны несанкционированные пуски ракет и взрывы на пусковых установках, террористические акты. Существует угроза применения ядерного оружия и на территории Республики Беларусь.
Ядерное оружие характеризуется такими особенностями: внезапность и значительный радиус поражения; огромная разрушительная сила; массовый и комбинированный характер поражения людей, техники и экологическое бедствие; тяжелое морально-психологическое влияние на людей.
Краткая характеристика
поражающих факторов ядерного взрыва
Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях деления и синтеза. Мощность ядерных боеприпасов оценивается не массой, а тротиловым эквивалентом и измеряется в тоннах, килотоннах, мегатоннах. Боеприпасы могут быть различного калибра - от менее 1 кт до 1 Мт. Боеприпасы мощностью менее 1кт относятся, в основном, к нейтронным.
В планах военного командования ядерных государств при использовании ядерного оружия планируется применять по городам боеприпасы в основном среднего калибра и наносить только воздушные взрывы, так как в этом случае радиоактивное заражение минимальное. В случае наземного взрыва радиоактивное облако сможет обогнуть земной шар несколько раз, заражая территорию и применившего оружие государства. Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: проникающая радиация (5% от общей энергии взрыва, время действия несколько секунд в момент взрыва); электромагнитный импульс (менее 0,000001% от общей энергии взрыва, длительность 230 нс); световое излучение (35% от общей энергии взрыва, время действия от 1с до 15с в зависимости от мощности взрыва);
-ударная волна (50% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью звука); радиоактивное заражение (10% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью ветра).
Ударная волна. Источником ударной волны являются высокая температура в несколько миллионов градусов и давление несколько миллиардов атмосфер. Основными параметрами ударной волны являются: избыточное давление, скоростной напор, фаза сжатия и фаза разрежения (рис. 2.4).
Избыточное давление и скоростной напор измеряются в Паскалях или кгс/ см2 (1кгс/см2 = 105Па). Фаза сжатия и фаза разрежения измеряются в секундах. Скорость распространения ударной волны равна скорости звука.
Радиус поражения ударной волной подчиняется закону правдоподобия:
Ri/R^q,1'3/^1'3, (2.1)
где R, и R2 - радиусы поражения боеприпасами с мощностями q1 и q2 соответственно.

Рис. 2.4. Параметры ударной волны.
Р - давчение воздуха. PQ — нормачьное атмосферное давления воздуха;
Т - текущее время; I* - фаза сжатия: t - фаза разрежения.

Зная тротиловый эквивалент и радиус поражения одного боеприпаса, можно найти радиус поражения другого. Например, для боеприпаса мощностью 50 кт максимальный радиус поражения людей при воздушном взрыве составляет 4,5 км, тогда для боеприпаса мощностью в 1 кт радиус поражения, рассчитанный по формуле (2.1) будет равен 1,125 км.
При избыточном давлении Рф = 0,2 - 0,4 кгс/см2 люди получают легкие травмы и контузии, при избыточном давлении примерно 0,5 кгс/см2 люди получают в основном травмы средней тяжести, при избыточном давлении более 0,5 кгс/см2 люди получают травмы тяжелой и крайне тяжелой степени, и при избыточном давлении свыше 1 кгс/см2 люди погибают.
Таким образом, воздействие ударной волны на человека приводит или к его гибели, или к травмам различной степени, а также к ранениям осколками разрушающихся зданий и сооружений. Крупные здания и сооружения разрушаются, в основном, за счет избыточного давления, а малые объекты - за счет скоростного напора.
Механизм воздействия ударной волны на человека проявляется так: избыточное давление наносит удар по человеку, фаза сжатия приводит к сжиманию тела со всех сторон, скоростной напор обладает метательным действием, а фаза разрежения проявляется в образовании “обратной ударной волны”. В результате, люди получают травмы, ранения различной степени тяжести или погибают.
Световое излучение. Источником светового излучения является светящаяся область ядерного взрыва. Длительность светового излучения (Т) можно определить по формуле:
Т=0,1 q«3,              (2.2)
где Т - время свечения в секундах; q- тротиловый эквивалент в тоннах.
Параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс, который измеряется в Дж/м2 или кал/см2 (1 кал/см2 = 4,2 х 104 Дж/м2).
Световое излучение при воздействии на людей может вызвать ожоги различной степени и поражение глаз: ожоги первой степени - покраснение кожи (2-4 кал/см2); ожоги второй степени - образование на коже пузырей (4-8 кал/см2); ожоги третьей степени - обугливание кожи (8-12 кал/см2); ожоги четвертой степени - обугливание подкожных тканей (более 12 кал/см2).
Воздействуя на окружающую среду, световое излучение вызывает пожары: отдельные, массовые, сплошные.
Возгорание и устойчивое горение различных материалов зависит от величины светового (теплового) импульса и расстояния от источника до возгораемых материалов. Методика их определения изложена в части 2-ой пособия.
Величину светового импульса можно найти из выражения:
Vi'V2 = qi/q2,              (2.3)
где V1 и V2 - величины световых (тепловых) импульсов для боеприпасов с тротиловыми эквивалентами и q2 соответственно.
Расстояния, соответствующие заданным величинам теплового импульса можно найти из выражения:
R1/R2 = q1*'2/q2^gt;              (2.4)
Необходимые исходные данные можно найти в [21] или в [19].
Электромагнитный импульс. Электромагнитный импульс наблюдается при всех видах взрывов. Особенно он опасен при взрывах на высотах более 40 км, так как в этом случае он является наиболее мощным и распространяется на большие расстояния. Например, при взрыве над островом Джонстон ядерного боеприпаса на высоте 396 км в городах на расстоянии 1300 км от эпицентра взрыва полностью вышли из строя уличное освещение, линии электропередач и линии связи.
Длительность электромагнитного импульса составляет около 230 нс, полоса частот 10 кГц -100 мГц, напряженность поля достигает 50000В/м, в то время как в радиолокации она не превышает 200В/м, а в связи - 10В/м. Электромагнитный импульс, наводя электродвижущую силу в металлических предметах, в проводах, вызывает сильные наведенные токи, разрушающие оконечные электронные устройства и другое оборудование и поражают находящихся у оборудования людей. Особо чувствительны к воздействию электромагнитного импульса полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы.
Считается, что отдельно стоящий человек электромагнитным импульсом непосредственно не поражается, но в ряде случаев отдаленные последствия его воздействия для здоровья человека наблюдались.
Проникающая радиация. Проникающая радиация - это поток нейтронов и гамма-лучей, испускаемых от делящегося ядерного вещества в момент взрыва ядерного боеприпаса. Они распространяются в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5 - 3 км, производят ионизацию воздуха, всех предметов и человека, а нейтроны, проникая в землю, вызывают наведенную радиоактивность. Проникающая радиация является основным поражающим фактором нейтронных боеприпасов.
Радиоактивное заражение. Источниками радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются: осколки деления атомов ядерного горючего, наведенная радиоактивность, неразделившаяся часть ядерного горючего.
Радиоактивное заражение - результат выпадения осадков из радиоактивного облака, которое под воздействием ветра может распространяться при воздушном взрыве на глубину до 200 - 600 км и более в зависимости от мощности взрыва и скорости ветра.

Подробней поражающее воздействие проникающей радиации и радиоактивного заражения на человека и окружающую среду рассматривается в третьей части учебного пособия.
Характеристика очага ядерного поражения
Интегральную оценку последствиям ядерного взрыва можно дать путем рассмотрения очага ядерного поражения.
• Очаг ядерного поражения - территория, на которой произошли массовые поражения людей, домашних и диких животных, разрушения и пожары в результате ядерного взрыва. Условно очаг можно разделить на четыре зоны (рис. 2.5).
Очаг ядерного поражения характеризуется количеством пораженных, масштабами разрушений, повреждениями зданий и сооружений, частичными завалами или разрушениями защитных сооружений.
1. Зона полных разрушений. Избыточное давление в зоне достигает 50 кПа и более. Площадь зоны составляет 10-12% от общей площади очага по

ражения. В зоне: здания разрушаются полностью, пожаров нет (пламя сбито ударной волной), вне укрытий люди погибают или получают травмы и ранения крайне тяжелой степени, ожоги четвертой степени. Люди получают также сильные, часто смертельные дозы облучения от проникающей радиации, а через 7 -10 минут в зоне начинается сильное радиоактивное заражение от выпадения радиоактивных осадков из радиоактивного облака, что еще больше увеличивает дозу облучения людей. Таким образом, потери незащищенного населения в зоне составляют более 90%, из них безвозвратные - 80%, санитарные - 10%. Сохраняется не менее 75% убежищ и значительная часть подземных коммуникаций. Зона сильных разрушений. Избыточное давление от ударной волны в границах зоны составляет 50 - 30 кПа. Площадь зоны составляет 8-10% от общей площади очага. Здания получают сильные разрушения, т.е. восстановлению не подлежат. Наблюдаются сплошные пожары. Люди вне укрытий получают травмы и ранения, в основном тяжелой и средней степени тяжести, ожоги, в основном третьей и четвертой степени. Население получает большие дозы облучения от проникающей радиации и радиоактивного заражения.
Таким образом, общие потери в зоне сильных разрушений составят не менее 50%, из них безвозвратные потери - 35%, санитарные потери - 15%. Сохраняются все убежища и подземные коммуникации. Зона средних разрушений. Избыточное давление в границах зоны составляет 30 - 20 кПа. Площадь зоны 18 - 20% от общей площади очага. Здания получают, в основном средние разрушения, т.е. подлежат капитальному ремонту. Наблюдаются массовые пожары. Открыто расположенные люди получают травмы средней и легкой степени тяжести, ожоги - в основном второй и третьей степени. Люди также получают дозы облучения в зависимости от времени пребывания на радиоактивно зараженной местности. Таким образом, общие потери в зоне составят 40%, из них 10% - безвозвратные потери и 30% санитарные потери.
Зона слабых разрушений. Избыточное давление на границах зоны составляет 20-10 кПа. Площадь зоны составляет 60-70%. Здания получают слабые разрушения, т.е. подлежат текущему ремонту. Наблюдаются отдельные пожары. Открыто расположенные люди получают в основном легкие травмы, контузии и ожоги первой степени, дозы облучения в зависимости от времени пребывания на открытой местности.
Таким образом, в зоне слабых разрушений может быть только 15% санитарных потерь. Всего в очаге общие потери могут составить 50 - 60% от численности населения, из них безвозвратные - 15 - 20%. Санитарные - 35 - 45%. Из числа санитарных потерь легко пораженные будут составлять 20 - 40%, а пораженные средней тяжести и тяжелые - 60 - 80%. Возможная структура санитарных потерь: термические ожоги *-15- 25%; механические повреждения -15 - 50%; радиационные пражения -10 -15%; комбинированные поражения-45 - 55%. Следует учитывать, что до 25% непосредственно непораженных людей будут иметь острые психические расстройства и будут нуждаться в медицинской помощи.

Возможные последствия ядерной войны
Вопросами оценки последствий ядерной войны ученые начали заниматься только с 1982 года. Исследования проводились большими группами ученых СССР, США, Великобритании, Канады, Швеции и Франции. Первый научный отчет Академии наук СССР вышел в 1987 году. В США исследования проводили научные учреждения Министерства обороны, Национальной Академии наук, отдельные институты, группы ученых в областях экологии, биологии, экономики и др. Исследования проводились как аналитическим путем, так и с помощью моделирования на ЭВМ.
Известно, что сценарии ядерной войны могут быть разными, поэтому отобраны наиболее вероятные. Если рассматривать наиболее “щадящие" варианты широкомасштабной ядерной войны, когда в течение нескольких дней в северном полушарии будет взорвано около 40% имеющихся ядерных боеприпасов, общей мощностью примерно 5000 Мт, то будут следующие последствия, с которыми согласно большинство ученых мира: Прямые потери от поражающих факторов ядерных взрывов. В первые дни погибнет примерно 1 млрд 150 млн человек, столько же будет тяжелораненых, из них умрет не менее 70%. С учетом радиоактивного заражения потери составят 30 - 50% от населения Земного шара. Наступит “ядерная ночь" за счет поднятых в атмосферу дыма и пыли, так как в этом случае поступление солнечной энергии будет блокировано на 90%. “Ядерная ночь” продлится в северном полушарии от 1,5 до 8 месяцев, в южном - от 1 до 4. Фотосинтез прекратится как на земле, так и в мировом океане. В результате нарушатся все пищевые цепочки: погибнут растения, затем животные, наступит голод для человечества. Наступит "ядерная зима". Температура понизится в северном полушарии на 30 - 43°С (по данным ученых СССР - на 15 - 20 °С), в южном - на 15 - 20 °С. В результате скачкообразного понижения температуры, а также учитывая, что "ядерная зима” продлится в северном полушарии до года, в южном - до 10 месяцев, погибнут все сельскохозяйственные культуры, земля промерзнет на глубину до 1 м, пресной воды не будет, наступит голод. В результате изменения климата в различных районах мира возрастет количество стихийных бедствий, прежде всего, бурь, ураганов, засух и наводнений. Возникнут пожары. Выгорят леса (источники кислорода и утилизации углекислого газа) на площади не менее 1 миллиона кв.км. Пожары в городах вызовут выделение токсичных газов в концентрациях, которые приведут к отравлениям всего живого. Изменится газовый состав атмосферы с непредсказуемыми последствиями для биологического мира. Озоновый слой уменьшится на 17 - 70%. Для его восстановления потребуется не менее 10 лет. В течение этого времени ультрафиолетовое излучение Солнца будет в 100 раз более интенсивным, чем в нормальных условиях, и оно губительно для всего живого.
Ожидаются тяжелые генетические последствия, массовая гибель людей и животных от онкологических заболеваний, вырождение человечества. Правда, в первые месяцы после ядерных ударов ультрафиолетовое излучение Солнца будет поглощаться пылью и сажей, влияние его будет незначительным. По данным Шведской Академии наук из-за отсутствия топлива, питьевой воды, в результате голода, развала медицинского обеспечения и т.д. возникнут пандемии с непредсказуемыми последствиями.
Обычные средства поражения
Современные обычные средства поражения представляют не меньшую угрозу для жизни и здоровья населения, чем оружие массового уничто

жения. Так, мощность боеприпасов объемного взрыва незначительно уступает ядерному.
Применение высокоточных систем наведения делает обычные боеприпасы высокоэффективными. Особую опасность представляет зажигательное оружие, в частности, такие зажигательные вещества и смеси, как напалм, белый фосфор, термитные составы, пирогели. Ими снаряжаются различные боеприпасы, зажигательные баки и др. Они могут применяться с самолетов и с других летательных аппаратов.
Перспективными видами оружия следует считать: лазерное, источники некогерентного света, СВЧ и инфразвуковое оружие, высокоточное оружие нового поколения, средства радиоэлектронной и информационной борьбы, метеорологическое, геофизическое и биологическое оружие нового поколения (включая психотропные средства), биотехнологические средства, химическое и психотропное оружие нового поколения, оружие электромагнитного импульса, генетическое, радиологическое, этническое.

<< | >>

↑

Источник: Дорожко С. В.. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях. Радиационная безопасность: Уч. пособие в 3-х частях. Часть 1. 2001

Еще по теме Ядерное оружие и обычные средства поражения:

- Основы БЖД - Пожарная безопасность - Чрезвычайные ситуации - Школа выживания -