Ядерное оружие

Ядерным оружием называются боеприпасы, основанные на использовании внутриядерной энергии, мгновенно выделяющейся при ядерных превращениях. Ядерные боеприпасы, в зависимости от способов получения энергии подразделяются на три основных вида:

· ядерное, в котором используется энергия, выделяющаяся в результате деления ядер тяжелых элементов (урана, плутония и др.);

· термоядерное, использующее энергию, выделяющуюся при синтезе легких элементов (водорода, дейтерия, трития и др.);

· нейтронное – разновидность боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности, отличающимся повышенным выходом нейтронного излучения.

Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений, техники. Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда.

Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом. Тротиловым эквивалентом называется – вес обычного взрывчатого вещества (тротила), энергия взрыва которого равна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса.

Поражающие факторы ядерного взрыва. Взрыв ядерных боеприпасов обладает комбинированным действием. Поражение может быть нанесено одновременным действием ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

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 миллиарды атмосфер. Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до большого давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. 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 удалениях 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 ударной волны быстро падает и ослабевает. На больших удалениях ударная волна переходит в обычную акустическую волну, и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т.е. 330 м/сек.

Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит, примерно, 1000 м за 1, 4 сек., 2000 м. за 4 сек., 3000 м, за 7 сек.

Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие являются:

Ø избыточное давление во фронте волны (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом);

Ø скоростной напор воздуха (динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха движущимся в волне);

Ø время действия избыточного давления.

Единицей избыточного давления и скоростного напора воздуха в системе (СИ) является паскаль (Па), внесистемная единица – килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2; 1 кгс/см2 = 100 кПа.)

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.

Световое излучение представляет собой поток лучистой энергии, включающей видимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Источник светового излучения – светящаяся область, состоящая из раскаленных газообразных продуктов взрыва.

Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависит от мощности ядерного взрыва. С ее увеличением они возрастают. По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва.

Время действия светового излучения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс.т. составляет 1 сек., 10 тыс.т. – 2, 2 сек., 100 тыс.т. – 4, 6 сек.

Основным параметром, определяющим поражающее действие светового излучения является световой импульс (Исв). Световым импульсом называется количество прямой световой энергии падающей на 1 квадратный метр поверхности, перпендикулярной направлению распространения светового излучения за все время свечения. Величина светового импульса зависит от вида взрыва и состояния атмосферы, и в системе СИ измеряется в джоулях на 1 метр кв. Внесистемная единица – калория на 1 см.кв. 1 кал/см.кв. 4, 2х104 Дж/м2.

Проникающая радиация. Проникающей радиацией ядерного взрыва называют поток гамма-излучения и нейтронов испускаемых из зоны и облака ядерного взрыва. Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции, протекающие в боеприпасе в момент взрыва и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления в облаке взрыва.

Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15-25 сек. и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту (2-3 км.), при которой гамма-нейтронное излучение, поглощаясь толщей воздуха, практически, не достигает поверхности земли.

Радиоактивное заражение. Среди поражающих факторов ядерного взрыва радиоактивное заражение занимает особое место, так как его воздействию может подвергаться не только район, прилегающий к месту взрыва, но и местность, удаленная на десятки и даже сотни километров. При этом на больших площадях и на длительное время может создаваться заражение, представляющее опасность для людей и животных.

На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются:

Ø осколки (продукты) деления ядерного взрыва вещества;

Ø наведенная активность в грунте и других материалах;

Ø неразделившаяся часть ядерного заряда.

При взрыве ядерного боеприпаса радиоактивные продукты поднимаются вместе с облаком взрыва, перемешиваются с частицами грунта и под действием высотных ветров перемещаются на большие расстояния. По мере перемещения облака они выпадают, заражая местность (как в районе взрыва, так и по пути движения облака). Образуется, так называемый, след радиоактивного облака.

След радиоактивного облака имеет форму вытянутого эллипса и условно делится на четыре зоны:

ü умеренного;

ü сильного;

ü опасного;

ü чрезвычайно опасного заражения.

Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для людей принято характеризовать дозой гамма-излучения, получаемой за время от момента образования следа до полного распада радиоактивных веществ. Доза измеряется в Радах через час после взрыва. Или мощность дозы излучения уровнем радиации (Р).

Электромагнитный импульс. При ядерных взрывах в атмосфере возникают мощные электромагнитные поля с волнами от 1 до 1000 м и более. В силу кратковременности существования таких полей их принято называть электромагнитным импульсом. Поражающее действие ими обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах, кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации электропередач, антеннах радиостанций.

Одновременно с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния.