Ядерное оружие: история создания, устройство и поражающие факторы

Защитой от светового излучения  могут служить различные предметы, создающие тень, но лучшие результаты достигаются при использовании  убежищ и укрытий.

 

2.4.3 Проникающая радиация

Проникающая радиация представляет собой поток g квантов и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. g кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва. 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.

Зоны поражения проникающей  радиацией при взрывах ядерных  боеприпасов средней и большой  мощности несколько меньше зон поражения  ударной волной и световым излучением, но для боеприпасов с небольшим  тротиловым эквивалентом (1000 тонн и  менее), наоборот, зоны поражающего  действия проникающей радиацией  превосходят зоны поражения ударной  волной и световым излучением.

Поражающее действие проникающей  радиации определяется способностью гамма  квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они  распространяются. 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.

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. Продолжительность  действия проникающей радиации не превышает  нескольких секунд (»10-15с).

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 1 рентген соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.

В зависимости от дозы излучения  различают четыре степени лучевой  болезни:

 

Поглощённая доза облучения, рад	Степень лучевой болезни	Длительность скрытого периода
100 - 200	1 - лёгкая	2-3 недели
200 - 350	2 - средняя	неделя
350 - 600	3 - тяжёлая	несколько часов
Более 600	4 - крайне тяжёлая	нет (летальная доза)

 

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие  поток гамма - и нейтронного излучений. Защита основана на физической способности различных материалов ослаблять интенсивность радиоактивных излучений. Чем тяжелее материал и толще его слой, тем надежнее защита. Так проникающую радиацию в момент ядерного взрыва способны ослаблять в 2 раза слой стали толщиной 3,8 см, бетона - 15, грунта - 19, воды - 38, снега - 50 см, дерева - 58.

 

2.4.4 Радиоактивное заражение

Радиоактивное заражение  людей, боевой техники, местности и  различных объектов при ядерном  взрыве обусловливается осколками  деления вещества заряда (Pu-239, U-235) и  не прореагировавшей частью заряда, выпадающими  из облака взрыва, а также радиоактивные  изотопы, образующиеся в грунте и  других материалах под воздействием нейтронов - наведённая активность. С  течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту после взрыва.

При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном  своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа-частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами (радионуклидами), образующимися  в грунте в результате облучения  его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Периоды  полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов, сравнительно невелики - от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к эпицентру.

Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном  облаке, которое образуется после  взрыва. Высота поднятия облака для  боеприпаса мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину несколько десятков километров.

Возникающие зоны радиоактивного заражения по степени опасности  принято делить на следующие четыре зоны (рис.1):

 

Рисунок 1 - След радиоактивного облака

 

1. Зона "Г" - чрезвычайно опасного заражения. Ее площадь составляет 2-3% площади следа облака взрыва. Уровень радиации составляет 800 Р/ч.
2. Зона "В" - опасного заражения. Она занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва; уровень радиации 240 Р/ч.
3. Зона "Б" - сильного заражения, на долю которой приходится примерно 10 % площади радиоактивного следа, уровень радиации 80 Р/ч.
4. Зона "А" - умеренного заражения площадью 70-80 % от площади всего следа взрыва. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва составляет 8 Р/ч.

Поражения в результате внутреннего  облучения появляются вследствие попадания  радиоактивных веществ внутрь организма  через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные  излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм.

На вооружение, боевую технику  и инженерные сооружения радиоактивные  вещества не оказывают вредного воздействия.

 

2.4.5 Электромагнитный импульс

Ядерные взрывы в атмосфере  и в более высоких слоях  приводят к возникновению мощных электромагнитных полей. Длина волн электромагнитных полей может быть от 1 до 1000 м. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ). Диапазон частот ЭМИ до 100Мгц, но в основном его энергия распределена около средней частоты (10-15 КГц).

Поскольку амплитуда ЭМИ  быстро уменьшается с увеличением  расстояния, его поражающее действие - несколько километров от эпицентра  взрыва крупного калибра.

ЭМИ непосредственного действия на человека не оказывает. Поражающее действие обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках  различной протяженности, расположенных  в воздухе, технике, на земле или  на других объектах. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к радиоэлектронной аппаратуре, где под действием  ЭМИ наводятся электрические  токи и напряжения, которые могут  вызвать пробой электроизоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов и других элементов радиотехнических устройств. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления. Сильные электромагнитные поля могут повредить электрические цепи и нарушить работу неэкранированного электротехнического оборудования.

Высотный взрыв способен создать помехи в работе средств связи на очень больших площадях. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.

 

 

2.5 Виды ядерных взрывов

 

В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов, по которым планируются  ядерные удары, а также от характера  предстоящих боевых действий ядерные  взрывы могут быть осуществлены в  воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

• воздушный (высокий и низкий);
• высотный (в разряженных слоях атмосферы);
• наземный (надводный)
• подземный (подводный)

Воздушный ядерный взрыв - это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда светящаяся область не касается земли (воды). Воздушные взрывы подразделяются на низкие и высокие.

Сильное радиоактивное заражение  местности образуется только вблизи эпицентров низких воздушных взрывов. Заражение местности по следу  облака происходит незначительно и  на живые организмы существенного  влияния не оказывает. Наиболее полно  при воздушном ядерном взрыве проявляются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и  ЭМИ.

Высотный ядерный взрыв - это взрыв, произведенный с целью  уничтожения в полете ракет и  самолетов на безопасной для наземных объектов высоте (свыше 10 км). Поражающими факторами высотного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс (ЭМИ).

Наземный (надводный) ядерный  взрыв - это взрыв, произведенный  на поверхности земли (воды), либо на незначительной высоте над этой поверхностью, при котором светящаяся область касается поверхности земли (воды), а пылевой (водяной) столб с момента образования соединен с облаком взрыва (рис.2.5.2).

Характерной особенностью наземного (надводного) ядерного взрыва является сильное радиоактивное заражение  местности (воды) как в районе взрыва, так и по направлению движения облака взрыва.

Поражающими факторами этого  взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное  заражение местности и ЭМИ.

Подземный (подводный) ядерный  взрыв - это взрыв, произведенный  под землей (под водой) и характеризующийся  выбросом большого количества грунта (воды), перемешанного с продуктами ядерного взрывчатого вещества (осколками  деления урана-235 или плутония-239).

Эта смесь становится радиоактивной  и, следовательно, будет представлять опасность для живых организмов.

Поражающее и разрушающее  действие подземного ядерного взрыва определяется в основном сейсмовзрывными  волнами (основной поражающий фактор), образованием воронки в грунте и  сильным радиоактивным заражением местности. Световое излучение и  проникающая радиация отсутствуют. Характерным для подводного взрыва является образование базисной волны, образующейся при обрушении столба воды.

 

3 Устройство и принцип  действия ядерного оружия

 

3.1 Основные элементы ядерных  боеприпасов

 

Основными элементами ядерных  боеприпасов являются:

• Корпус,
• Ядерный заряд,
• Система автоматики.

Корпус предназначен для  размещения ядерного заряда и системы  автоматики, придания боеприпасу необходимой  баллистической формы, предохраняет их от механического, а в некоторых  случаях и от теплового воздействия, а также служит для повышения  коэффициента использования ядерного горючего.

Система автоматики обеспечивает взрыв ядерного заряда в заданный момент времени и исключает его  случайное или преждевременное  срабатывание. Она включает:

Блок автоматики,

Систему датчиков подрыва,

Систему предохранения,

Систему аварийного подрыва,

Источник питания.

Блок автоматики срабатывает по сигналам, поступающим от датчиков подрыва, и предназначен для формирования высоковольтного электрического импульса на приведение в действие ядерного заряда.

Датчики подрыва (взрывательные устройства) предназначены для подачи сигнала на приведение в действие ядерного заряда. Они могут быть контактного и дистанционного типов. Контактные датчики срабатывают в момент встречи боеприпаса с преградой, а дистанционные - на заданной высоте (глубине) от поверхности земли (воды).

Система предохранения исключает возможность случайного взрыва ядерного заряда при проведении регламентных работ, хранении боеприпаса и при полете его на траектории.

Система аварийного подрыва служит для самоуничтожения боеприпаса без ядерного взрыва в случае его отклонения от заданной траектории.

Источниками питания всей электрической системы боеприпаса являются аккумуляторные батареи различных типов, которые обладают одноразовым действием и приводятся в рабочее состояние непосредственно перед его боевым применением.