0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие бывают ядерные взрывы

Виды ядерных взрывов;

Ядерные взрывы могут произойти в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (под водой). Соответственно различают высотные, воздушные, наземные, надводные, подземные и подводные взрывы.

Центром взрыва называют точку, в которой происходит вспышка или находится центр огненного шара (Рисунок 1). Эпицентром взрыва называется проекция центра взрыва на землю.

Рисунок 1 — Центр и эпицентр ядерного взрыва

Космический взрыв, это взрыв на высоте более 100 км.

Высотным ядерным взрывом называется взрыв выше границы тропосферы. Наименьшая высота взрыва условно принимается равной 10 км.

Воздушным ядерным взрывом называется взрыв, при котором светящаяся область не касается поверхности земли. Почти вся масса радиоактивных продуктов в виде очень маленьких частиц уходит в стратосферу и только небольшая часть остается в тропосфере. Из нее радиоактивные вещества выпадают в течение 1-2 месяцев, а из стратосферы- 5-7 лет. За это время радиоактивно-зараженные частицы уносятся воздушными потоками на большие расстояния от места взрыва и распределяются на огромных площадях. Поэтому они могут создать опасность радиоактивного заражения местности. Опасность может представлять радиоактивность, наведенная в грунте и предметах, расположенных вблизи эпицентра ядерного взрыва. Размеры этих зон, как правило, не будут превышать радиусы зон полных разрушений.

Воздушный взрыв сопровождается яркой вспышкой, вслед за которой образуется огненный шар, быстро увеличивающийся в размерах и поднимающийся вверх. Через несколько секунд огненный шар превращается в клубящееся темно-бурое облако с огненно-красными просветами. В это время к облаку с земли подтягивается столб пыли, поднятой в эпицентре взрыва, который принимает грибовидную форму (Рисунок 2).

Рисунок 2 — Воздушный взрыв

Высота воздушных взрывов в зависимости от мощности ядерного взрыва может колебаться от сотен метров до нескольких километров.

При высоком воздушном взрыве поднимающийся с земли столб пыли не соединяется с облаком взрыва. Ядерная реакция сопровождается излучением гамма-лучей, нейтронов и образованием большого количества радиоактивных продуктов, находящихся в облаке взрыва. Размеры и высота подъема радиоактивного облака зависят от мощности взрыва. При ядерном взрыве облако поднимается на высоту 10 — 20 км, а при термоядерном — на высоту 20 -40 км.

Постепенно радиоактивное облако утрачивает характерную грибовидную форму и, двигаясь по направлению ветра, рассеивается. При воздушном ядерном взрыве разрушаются здания и поражаются люди. Он вызывает поражение ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Радиоактивное заражение местности при воздушном ядерном взрыве практически отсутствует, так как радиоактивные продукты взрыва поднимаются вместе с огненным шаром на очень большую высоту, не смешиваясь с частицами грунта.

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или на такой высоте от нее, когда светящаяся область касается грунта и имеет, как правило, форму полусферы. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта.

Увеличиваясь в размерах и остывая, огненный шар, отрываясь от земли, темнеет и превращается в клубящееся облако, состоящее из огромного количества радиоактивных и не активных оплавленных частиц. Размеры этих частиц от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течении 7-10 минут радиоактивное облако поднимается, увлекая за собой столб пыли, и достигает своей максимальной высоты, стабилизируется, приобретает характерную грибовидную форму (Рисунок 3), и под действием воздушных потоков, перемещается с определенной скоростью и в определенном направлении.

Рисунок 3 – Наземный ядерный взрыв

Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает сильное заражение местности, выпадает из облака в течении 10-20 часов после ядерного взрыва.

При наземном ядерном взрыве в воздух поднимается большое количество грунта, на поверхности земли образуется воронка, размеры которой зависят от мощности взрыва и вида грунта. В месте взрыва грунт оплавляется и покрывается слоем шлака. В облако взрыва вовлекается огромное количество грунта, которое придает ему темную окраску. Наземный взрыв разрушает прочные наземные сооружения.

Радиус поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией наземного взрыва несколько меньше, чем при воздушном взрыве, но разрушения при наземном взрыве более значительны. Характерной особенностью наземного взрыва являются сильное заражение местности, как в районе взрыва, так и по направлению движения радиоактивного облака.

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный под землей. При подземном взрыве огромное количество грунта выбрасывается на высоту нескольких километров и в месте взрыва образуется глубокая воронка, размеры которой больше, чем при наземном взрыве (Рисунок 4).

Рисунок 4- Подземный ядерный взрыв

Основным поражающим фактором подземного ядерного взрыва является волна сжатия, распространяющаяся в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе в грунте возникают продольные и поперечные сейсмические волны, а ударная волна не имеет ярко выраженного фронта. Скорость распространения сейсмических волн в грунте зависит от состава грунта и может составлять 5 -10 км/с.

Разрушения подземных сооружений в результате действия волны сжатия в грунте подобны разрушениям от местного землетрясения. Световое излучение и проникающая радиация поглощаются грунтом. Подземный взрыв вызывает сильное заражение местности вокруг эпицентра взрыва.

Надводным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности воды или на такой высоте, при которой светящаяся область касается поверхности воды. Под действием ударной волны поднимается столб воды, а на поверхности воды в эпицентре взрыва образуется впадина, заполнение которой приводит к образованию сходящихся концентрических волн.

В облако взрыва вовлекается большое количество воды и пара, образовавшегося под действием светового излучения. После остывания облака, пар конденсируется и капли воды выпадают в виде радиоактивного дождя, сильно заражая воду в районе взрыва и по направлению движения облака.

Поражающими факторами при надводном ядерном взрыве являются воздушная ударная волна и волны, образующиеся на поверхности воды. Действие светового излучения и проникающей радиации значительно ослабляется в результате экранирующего действия большой массы водяного пара.

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный под водой на глубине, которая может колебаться в широких пределах. При подводном ядерном взрыве поднимается полый водяной столб с большим облаком в верхней части (Рисунок 5). Диаметр водяного столба достигает нескольких сотен метров, а высота — нескольких километров и зависит от мощности и глубины взрыва. При обрушении водяного столба у его основания образуется мощная концентрическая расходящаяся волна, которая называется базисной волной.

Рисунок 5 – Подводный ядерный взрыв

Основным поражающим фактором подводного взрыва является ударная волна в воде, скорость распространения которой равна скорости распространения звука в воде, т. е. примерно 1500 м/с. Ввиду значительной плотности воды и малой сжимаемости ее давление ударной волны на равных расстояниях больше, чем в воздухе.

Однако при встрече с преградой давление во фронте ударной волны мало повышается. Время действия избыточного давления в воде также значительно меньше, чем в воздухе. Ударная волна в воде разрушает подводные части кораблей и различных гидротехнических сооружений. Световое излучение и проникающая радиация при подводном взрыве поглощаются толщей воды и водяными парами.

Подводный взрыв вызывает сильное радиоактивное заражение воды. При взрыве вблизи от берега зараженная вода выбрасывается базисной волной на побережье, затопляет его и вызывает сильное заражение объектов, расположенных на берегу.

И так, поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс.

Распределение энергии ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере на долю ударной волны приходится около 50 % энергии взрыва, на долю светового излучения -35 %, на долю проникающей радиации и электромагнитного импульса — 5 %, а остальные 10 % приходятся на радиоактивное заражение.

Какие бывают ядерные взрывы

Поражающее действие ударной волны на людей и разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства прежде всего определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в ее фронте. Незащищенные люди могут, кроме того поражаться летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий, падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники, комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери войск могут оказаться большими, чем от непосредственного действия ударной волны. Ударная волна способна наносить поражения и в закрытых помещениях, проникая туда через щели и отверстия. Поражения, наносимые ударной волной, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха, общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей. Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости, сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. Степень поражения ударной волной зависит, прежде всего, от мощности и вида ядерного взрыва. При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние — до 2 км, тяжелые — до 1,5 км от эпицентра взрыва. С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном — в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца.

Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую, что приводит к разогреву поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным, что возможно обугливание или воспламенение горючего материала и растрескивание или оплавление негорючего, что может приводить к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерного взрыва эквивалентно массированному применению зажигательного оружия, которое рассматривается в четвертом учебном вопросе.

Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги. В первую очередь ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения. Ожоги, вызываемые световым излучением, не отличаются от обычных, вызываемых огнем или кипятком. Они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности. В зависимости от воспринятого светового импульса ожоги делятся на три степени. Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи: покраснении, припухлости, болезненности. При ожогах второй степени на коже появляются пузыри. При ожогах третьей степени наблюдается омертвление кожи и образование язв. При воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2 км от центра взрыва; при взрыве заряда мощностью 1 МгТ это расстояние увеличится до 22,4 км ожоги второй степени проявляются на расстояниях 2,9 и 14,4 км и ожоги третьей степени на расстояниях 2,4 и 12,8 км соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МТ.

Проникающая радиация представляет собой невидимый поток гамма квантов и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гамма кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма-квантов и нейтронов, проходящее через единицу поверхности, уменьшается. При подземном и подводном ядерных взрывах действие проникающей радиации распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма-квантов водой.

Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. 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. 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 1 р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов. В зависимости от дозы излучения различают три 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 быстрее, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300 р; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжелая форма нередко приводит к смертельному исходу.

Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда и непрореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью. 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, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, бета-активны, распад многих из них сопровождается гамма-излучением. 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 его 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 МТ она составляет 25 м. 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 нескольких десятков километров. Поражения в результате внутреннего облучения появляются в результате 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.

Электромагнитный импульс воздействует, прежде всего, на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции, порча полупроводниковых приборов, перегорание предохранителей и т.д.). Электромагнитный импульс представляет собой возникающее на очень короткое время мощное электрическое поле.

Виды ядерных взрывов.

Ядерные взрывы могут производиться на различном расстоянии от поверхности земли (воды). При этом характер физико-химических процессов во многом зависит от среды, в которой осуществляли ядерный взрыв. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное поражение местности и объектов, а также электромагнитный импульс.

Различают следующие виды ядерных взрывов: высотный, воздушный, наземный (надводный), подземный (подводный).

Высотный взрыв – взрыв выше границы тропосферы, высота ее зависит от географической широты и колеблется в пределах от 8 до 18 км (в среднем 12-15 км). Наименьшей высотой высотного взрыва условно считается высота 10 км. Высотный взрыв применяется для уничтожения находящихся в полете летательных аппаратов (самолетов, ракет и т.п.).

При высотных ядерных взрывах радиоактивное заражение местности практически отсутствует.

Воздушный взрыв – это взрыв в воздухе, ниже границы тропосферы, при нем светящаяся область не касается поверхности земли (воды). При низком воздушном взрыве светящаяся область снизу слегка деформирована, но все же не касается поверхности земли, столб пыли соединяется с облаком, воронка не образуется.

При высоком воздушном взрыве пылевой столб не соединен с облаком. Радиоактивное заражение местности при воздушных взрывах небольшое.

Наземный (надводный) взрыв – взрыв на поверхности земли (воды) или в воздухе на высоте, когда светящаяся область касается поверхности земли или воды (контактный взрыв). При этом светящаяся область имеет форму усеченного шара. Столб пыли с поверхности земли, соединяясь с облаком взрыва образует характерное грибовидное облако. Возможно образование значительной воронки. Контактный надводный взрыв вследствие интенсивного испарения воды образует паровой султан. Характерной особенностью контактных взрывов является сильное радиоактивное заражение как в районе взрыва, так и по направлению движения облака.

Подземный (подводный) взрыв – взрыв произведенный под землей или водой. Подземный взрыв осуществляется с помощью заранее установленного ядерного заряда. Такой взрыв может быть произведен на большой глубине без выброса грунта (камуфлетный взрыв). При взрыве с выбросом грунта образуется воронка, размеры которой превышают величину воронки при наземном взрыве. При неглубоком залегании заряда величина радиоактивного заражения может превышать размеры радиоактивного заражения при наземном взрыве в 1,5-2 раза. Одним из поражающих факторов подземного взрыва являются сейсмовзрывные волны в грунте.

При подводном взрыве вначале образуется водяной купол, через который прорывается водяной столб с грунтовидным облаком на вершине («взрывным султаном»). Падая, огромные массы воды образуют у основания султана вихревое кольцо – базисную волну. В дальнейшем взрывной султан и базисная волна могут сливаться в одно слоисто-кучевое облако, из которого выпадают радиоактивные осадки (радиоактивный дождь) (Рис.4).

Контрольные вопросы.

1. Что называется ядерным оружием? (1.).

2. Что такое радиоактивность? (1.1.).

3. Виды ионизирующих излучений и их свойства (1.1.).

4. Назовите единицы измерения радиоактивности и радиоактивных излучений (1.2.).

5. Укажите условия осуществления ядерного взрыва (1.3.).

6. В чем состоят отличия ядерного заряда от термоядерного? (1.3.).

7. Что такое тротиловый эквивалент? (1.4.).

8. Назовите существующие средства доставки и носители ядерных боезарядов (1.4.).

9. Перечислите виды ядерных взрывов и дайте краткую характеристику каждого из них (1.5.).

10. Какие поражающие факторы присущи ядерному взрыву? (1.5.).

Дата добавления: 2016-01-09 ; просмотров: 1478 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Виды ядерных взрывов и их отличие по внешним признакам

Ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим ядерные взрывы разделяют на воздушные, высотные, наземные (надводные) и подземные (подводные). Мощность ядерных боеприпасов характеризуют тротиловым эквивалентом, то есть таким количеством тратила в тоннах, при взрыве которого выделяется такое же количество энергии, что и при взрыве данного ядерного заряда. По мощности ядерные боеприпасы условно делятся на сверхмалые (до 1 кт), малые (от 1 до 10 кт), средние (от 10 до 100 кт), крупные (от 100 кт до 1 мт), сверхкрупные (свыше 1 мт).

Воздушный ядерный взрыв

К воздушным ядерным взрывам относятся взрывы в воздухе на такой высоте, когда светящаяся область взрыва не касается поверхности земли (воды). Одним из признаков воздушного взрыва является то, что пылевой столб не соединяется с облаком взрыва (высокий воздушный взрыв). Воздушный взрыв может быть высоким и низким. Точка на поверхности земли (воды), над которой произошел взрыв, называется эпицентром взрыва. Воздушный ядерный взрыв начинается ослепительной кратковременной вспышкой, свет от которой может наблюдаться на расстоянии нескольких десятков и сотен километров. Вслед за вспышкой в месте взрыва возникает шарообразная светящаяся область, которая быстро увеличивается в размерах и поднимается вверх. Температура светящейся области достигает десятков миллионов градусов. Светящаяся область служит мощным источником светового излучения. Увеличиваясь, огненный шар быстро поднимается вверх и охлаждается, превращаясь в поднимающееся клубящееся облако. При подъеме огненного шара, а затем клубящегося облака создается мощный восходящий поток воздуха, который засасывает с земли поднятую взрывом пыль, которая удерживаются в воздухе в течение нескольких десятков минут. При низком воздушном взрыве столб пыли, поднятый взрывом, может соединиться с облаком взрыва; в результате образуется облако грибовидной формы. Если воздушный взрыв произошел на большой высоте, то столб пыли может и не соединиться с облаком. Облако ядерного взрыва, двигаясь по ветру, утрачивает свою характерную форму и рассеивается. Ядерный взрыв сопровождается резким звуком, напоминающим сильный раскат грома. Этот звук слышен за несколько десятков километров. Воздушные взрывы могут применяться противником для поражения войск на поле боя, разрушения городских и промышленных зданий, поражения самолетов и аэродромных сооружений. Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс.

Высотный ядерный взрыв

Высотный ядерный взрыв производится на высоте от 10 км и более от поверхности земли. При высотных взрывах на высоте нескольких десятков километров в месте взрыва образуется шарообразная светящаяся область, размеры ее больше, чем при взрыве такой же мощности в приземном слое атмосферы. После остывания светящаяся область превращается в клубящееся кольцевое облако. Пылевой столб и облако пыли при высотном взрыве не образуются. При ядерных взрывах на высотах до 25-30 км поражающими факторами этого взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс. С увеличением высоты взрыва вследствие разрежения атмосферы ударная волна значительно ослабевает, а роль светового излучения и проникающей радиации возрастает. Взрывы, происходящие в ионосферной области, создают в атмосфере районы или области повышенной ионизации, которые могут влиять на распространение радиоволн (ультракоротковолнового диапазона) и нарушать работу радиотехнических средств. Радиоактивное заражение поверхности земли при высотных ядерных взрывах практически отсутствует. Высотные взрывы могут применяться для уничтожения воздушных и космических средств нападения и разведки: самолетов, крылатых ракет, спутников, головных частей баллистических ракет.

Наземный ядерный взрыв

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или в воздухе на небольшой высоте, при котором светящаяся область касается земли. При наземном взрыве светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. Если наземный взрыв осуществляется на поверхности земли (контактный взрыв) или в непосредственной близости от нее, в грунте образуется большая воронка, окруженная валом земли. Размер и форма воронки зависят от мощности взрыва; диаметр воронки может достигать несколько сотен метров. При наземном взрыве образуется мощное пылевое облако и столб пыли, чем при воздушном, причем столб пыли с момента его образования соединен с облаком взрыва, в результате чего в облако вовлекается огромное количество грунта, который придает ему темную окраску. Перемешиваясь с радиоактивными продуктами, грунт способствует их интенсивному выпадению из облака. При наземном взрыве радиоактивное заражение местности в районе взрыва и по следу движения облака значительно сильнее, чем при воздушном. Наземные взрывы предназначаются для разрушения объектов, состоящих из сооружений большой прочности, и поражения войск, находящихся в прочных укрытиях, если при этом допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности и объектов в районе взрыва или на следе облака. Эти взрывы применяются и для поражения открыто расположенных войск, если необходимо создать сильное радиоактивное заражение местности. При наземном ядерном взрыве поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Подземный ядерный взрыв

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный на некоторой глубине в земле. При таком взрыве светящаяся область может не наблюдаться; при взрыве создается огромное давление на грунт, образующаяся ударная волна вызывает колебания почвы, напоминающие землетрясение. В месте взрыва образуется большая воронка, размеры которой зависят от мощности заряда, глубины взрыва и типа грунта; из воронки выбрасывается огромное количество грунта, перемешанного с радиоактивными веществами, которые образуют столб. Высота столба может достигать многих сотен метров. При подземном взрыве характерного, грибовидного облака, как правило, не образуется. Образующийся столб имеет значительно более темную окраску, чем облако наземного взрыва. Достигнув максимальной высоты, столб начинает разрушаться. Радиоактивная пыль, оседая на землю, сильно заражает местность в районе взрыва и по пути движения облака. Подземные взрывы могут осуществляться для разрушения особо важных подземных сооружений и образования завалов в горах в условиях, когда допустимо сильное радиоактивное заражение местности и объектов. При подземном ядерном взрыве поражающими факторами являются сейсмовзрывные волны и радиоактивное заражение местности.

Надводный ядерный взрыв

Этот взрыв имеет внешнее сходство с наземным ядерным взрывом и сопровождается теми же поражающими факторами, что и наземный взрыв. Разница заключается в том, что грибовидное облако надводного взрыва состоит из плотного радиоактивного тумана или водяной пыли. Характерным для этого вида взрыва является образование поверхностных волн. Действие светового излучения значительно ослабляется вследствие экранирования большой массой водяного пара. Выход из строя объектов определяется в основном действием воздушной ударной волны. Радиоактивное заражение акватории, местности и объектов происходит вследствие выпадения радиоактивных частиц из облака взрыва. Надводные ядерные взрывы могут осуществляться для поражения крупных надводных кораблей и прочных сооружений военно-морских баз, портов, когда допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение воды и прибрежной местности.

Подводный ядерный взрыв

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, осуществленный в воде на той или иной глубине. При таком взрыве вспышка и светящаяся область, как правило, не видны. При подводном взрыве на небольшой глубине над поверхностью воды поднимается полый столб воды, достигающий высоты более километра. В верхней части столба образуется облако, состоящее из брызг и паров воды. Это облако может достигать несколько километров в диаметре. Через несколько секунд после взрыва водяной столб начинает разрушаться и у его основания образуется облако, называемое базисной волной. Базисная волна состоит из радиоактивного тумана; она быстро распространяется во все стороны от эпицентра взрыва, одновременно поднимается вверх и относится ветром. Спустя несколько, минут базисная волна смешивается с облаком султана (султан — клубящееся облако, окутывающее верхнею часть водяного столба) и превращается в слоисто-кучевое облако, из которого выпадает радиоактивный дождь. В воде образуется ударная волна, а на ее поверхности — поверхностные волны, распространяющиеся во все стороны. Высота волн может достигать десятков метров. Подводные ядерные взрывы предназначены для уничтожения кораблей и разрушений подводной части сооружений. Кроме того, они могут осуществляться для сильного радиоактивного заражения кораблей и береговой полосы.

Виды ядерных взрывов и их характеристика

Подземнымназывается взрыв, произведенный ниже поверхности земли. В зависимости от глубины подземные взрывы могут быть с выбросом грунта и без выброса грунта (камуфлетные).

Основными поражающими факторами подземного ядерного взрыва с вы­бросом грунта являются сейсмовзрывные волны и радиоактивное заражение ме­стности.

Основным поражающим фактором камуфлетного подземного ядерного взрыва являются сейсмовзрывные волны.

Подземные ядерные взрывы в боевых условиях осуществляются, как прави­ло, при заблаговременной установке ядерного боеприпаса.

Подводнымназывается взрыв в воде на различных глубинах.

Основными поражающими факторами подводного ядерного взрыва являют­ся подводная и воздушная ударные волны, проникающая радиация и радиоактив­ное заражение воды и прибрежных участков суши.

Подводные ядерные взрывы применяются для поражения надводных кораб­лей и подводных лодок, а также для разрушения прочных гидротехнических со­оружений.

Наземнымназывается взрыв в воздухе вблизи поверхности земли.

Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются воздушная ударная и сейсмовзрывная волны, световое излучение, проникающая радиация, сильное радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Наземные ядерные взрывы применяются для поражения личного состава, техники и для разрушения различных объектов, если по условиям обстановки до­пустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности.

Надводнымназывается взрыв в воздухе вблизи поверхности воды.

К основным поражающим факторам надводного ядерного взрыва относится воздушная ударная волна, интенсивное световое излучение, поникающая радиа­ция, радиоактивное заражение воды и прибрежных участков суши.

Надводные ядерные взрывы применяются для поражения надводных кораб­лей, гидротехнических сооружений и прочных портовых объектов, когда допус­тимо радиоактивное заражение воды и прибрежной полосы местности.

Воздушнымназывается взрыв над поверхностью земли ниже границы тро­посферы.

В зависимости от высоты различают низкие и высокие воздушные ядерные взрывы.

Поражающим факторами воздушного взрыва являются ьо^душная ударная и сейсмовзрывная волны, световое излучение, проникающая радиация, электро­магнитный импульс, а при низком взрыве, кроме того, — радиоактивное заражение местности в районе взрыва.

Воздушные ядерные взрывы применяются для поражения личного состава, расположенного открыто или в открытых фортификационных сооружениях, а также для поражения техники и разрушения объектов, состоящих из сооружений малой прочности. Кроме того, воздушные взрывы могут применяться для пора­жения личного состава и техники, находящихся в прочных укрытиях, а также объектов, состоящих из сооружений высокой прочности, когда условия обстанов­ки накладывают ограничения на радиоактивное заражение местности.

Высотнымназывается взрыв, осуществленный на высоте более 10 км.

При взрывах на высотах от 10км до 100км вместе с ударной волной, свето­вым излучением, проникающей радиацией и электромагнитным импульсом образуется и специфические поражающие факторы — рентгеновское излучение, газо­вый поток и ионизация атмосферы.

Взрыв на высотах более 100км сопровождается весьма кратковременной световой вспышкой. Видимого облака взрыва не образуется. Ядерные взрывы на этих высотах сопровождаются проникающей радиацией, рентгеновским излуче­нием, газовым потоком и ионизацией атмосферы. В связи с незначительной плот­ностью атмосферы ударная волна, световое излучение и электромагнитный им­пульс не образуются.

Высотные ядерные взрывы применяются для уничтожения в полете воз­душных и космических средств нападения. Кроме того, они создают помехи в ра­боте или даже временно нарушают работу средств радиосвязи, радиолокации.

Ударная волна.

Ударная волна представляет собой область резкого и значительного сжатия среды (воздуха, грунта, воды), распространяющейся от центра взрыва.

При наземных и воздушных ядерных взрывах в воздухе возникают воздуш­ная ударная волна, а в грунте — сейсмовзрывные волны.

Воздушная ударная волна распространяется со сверхзвуковой скоростью. На определенном удалении от места взрыва ударная волна превращается в звуко­вую.

Максимальное давление в сжатой области наблюдается на ее передней гра­нице, называемой фронтом ударной волны.

Поражение людей воздушной волной вызывается непосредственным и кос­венным ее действием.

Непосредственное воздействие ударной волны проявляется в действии на тело человека повышенного давления, возникающего мгновенно в момент прихо­да ударной волны и воспринимаемого человеком как резкий удар, и в действии односторонне направленной смещающей силы, вызывающей деформации и пере­грузки, как в начальный момент воздействия, так и при ударах тела о землю или о другие преграды при отбросе.

При непосредственном воздействии ударной волны в организме человека возникает различные механические повреждения и функциональные нарушения (сотрясение головного мозга, повреждение внутренних органов, переломы костей, баротравмы органов слуха).

Косвенное воздействие ударной волны проявляется в виде травм, наноси­мых обломками разрушающихся сооружений, техники, деревьев, зданий, летящи­ми осколками стекла и т.п.

В ряде случаев большее количество пораженных возможно от косвенного воздействия ударной волны. Чем от непосредственного ее действия.

Поражения, наносимые личному составу ударной волной, условно делятся на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие поражения наблюдаются при избыточном давлении 0,2-0,3кгс/см 2 и характеризуется временным повреждениями слуха, ушибами. Люди в большинст­ве случаев не нуждаются в госпитализации.

Средние поражения (при избыточном давлении 0,3-0,6 кг с/см 2 ) характери­зуются контузиями, повреждениями органов слуха, кровотечением из носа и ушей, переломами и вывихами конечностей.

Тяжелые поражения (при избыточном давлении 0,6-1 кг с/см 2 ) характери­зуются сильными контузиями, сильным кровотечением из носа и ушей, тяжелыми переломами конечностей.

Крайне тяжелые поражения (при избыточном давлении более 1 кг с/см 2 ) заканчивается преимущественно смертельным исходом.

Для личного состава, расположенного открыто на местности, за безопас­ную величину избыточного давления во фронте воздушной ударной волны при­нимается давление 0,1 кг с/см 2 .

При оценке степени и характера повреждений техники и сооружений при­нята следующая классификация:

Слабые повреждения (разрушения) — повреждения (разрушения), сущест­венно не влияющие на боевое использование техники, использование сооружений и устраняемые текущем ремонтом;

Средние повреждения (разрушения) — повреждения (разрушения), устра­няемые средним ремонтом;

Сильные повреждения (разрушения) — повреждения (разрушения), которые могут быть устранены капитальным (восстановительным) ремонтом (для техники — в заводских условиях);

Полное разрушение — разрушение, при котором объект не может быть вос­становлен или его восстановление нецелесообразно.

Световое излучение.

Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение, включающее ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область.

Основным параметром, характеризующим световое излучение, падающие за все время излучения на единицу площади неподвижной и неэкранированной по­верхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения. Световой импульс измеряется в калориях на квадратный сантиметр.

Световое излучение, падающее на объект, частично поглощается, частично отражается. Поглощенная энергия светового излучения, превращаясь в тепловую, нагревает облучаемый объект. Тепловое поражение горючих материалов приво­дит к воспламенению и горению.

Величина светового импульса не полностью определяет степень поражения объектов световым излучением, так как существенную роль в поражающем дей­ствии светового излучения играет время облучения объектов. Так, облучение им­пульсом 15 кал/см 2 в течение нескольких секунд вызывает тяжелые ожоги поверхности тела человека, в то же время облучение таким же по величине импуль­сом в течение 15 минут поражения кожи не вызовет.

Одним из серьезных последствий действия светового излучения является возникновение пожаров на большой площади.

Световое излучение при воздействии на людей может вызвать ожоги откры­тых участков тела, ожоги под обмундированием и поражение глаз. Кроме того, ожоги возможны в результате воспламенения одежды, а также от пожаров. Пора­жение глаз световым излучением возможно в виде временного ослепления, ожо­гов переднего отдела глаза (роговицы, век) и ожогов глазного дна.

Проникающая радиация.

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-излучений и ней­тронов, испускаемых в окружающую среду при ядерном взрыве.

Гамма-излучение и нейтроны ядерного взрыва действуют на любой объект практически одновременно. Поэтому поражающее действие проникающей радиа­ции определяется их суммарной дозой. Основную часть суммарной дозы прони­кающей радиации (до 80%) объект получает в течение 3-5 секунд.

Поражающее действие проникающей радиации на людей обусловлено тем, что гамма-излучение и нейтроны, проходя через живую ткань, вызывают процес­сы, в результате которых происходит ионизация атомов и молекул, входящих в состав клеток. Это приводит к нарушению жизненных функций отдельных орга­нов и систем и к развитию в организме специфического заболевания, называемого лучевой болезнью.

Характерной особенностью проникающей радиации является отсутствие боли и видимых изменений в организме человека во время облучения. Лучевая болезнь развивается у пораженных спустя некоторое время.

По тяжести заболеваний лучевую болезнь принято делить на четыре степе­ни.

Лучевая болезнь I степени (легкая) развивается при дозах облучения 100 -200 рад и характеризуется общей слабостью, повышенной утомляемостью, голо­вокружением, тошнотой, которые исчезают обычно через несколько дней. В большинстве случаев специального лечения не требуется.

Лучевая болезнь II степени (средней тяжести) развивается при дозах облу­чения 200 — 400 рад. Она характеризуется теми же признаками, что и лучевая бо­лезнь III степени, но выраженными менее резко. Заболевание в большинстве слу­чаев заканчивается выздоровлением.

Лучевая болезнь III степени (тяжелая) развивается при дозах облучения 400 — 600 рад. Она характеризуется тем, что у пораженных появляется сильная голов­ная боль, повышенная температура, слабость, резкое снижение аппетита, жажда, тошнота, рвота, понос (нередко с кровью), кровоизлияние во внутренних органах и в коже, изменение состава крови. Выздоровление возможно при условии свое­временного и эффективного лечения.

Лучевая болезнь IV степени (крайне тяжелая) развивается при облучении дозами свыше 600 рад и в большинстве случаев заканчивается смертельным исхо­дом.

При облучении дозами свыше 5000 рад возникает молниеносная форма лу­чевой болезни. Первичная реакция при этом возникает в первые минуты после облучения, а скрытый период вообще отсутствует. Пораженные погибают в пер­вые дни после облучения.

Виды ядерных взрывов и их отличие по внешним признакам

Ядерные взрывы могут осуществляться на различной высоте. В зависимости от положения центра ядерного взрыва относительно поверхности земли (воды) различают воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный и высотный ядерный взрыв.

Воздушным ядерным взрывом называется взрыв в атмосфере на высоте, при которой светящаяся область не касается поверхности земли (воды), но не выше 10км. Воздушные ядерные взрывы подразделяются на низкие и высокие.

Основными поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс. При воздушном ядерном взрыве в районе эпицентра вспучивается грунт. Радиоактивное заражение местности, оказывающее влияние на боевые действия войск, образуется только от низких ядерных взрывов.

В районах применения нейтронных боеприпасов образуется наведенная активность в грунте, технике и сооружениях, которая может явиться причиной поражения (облучения) личного состава.

Низкий воздушный взрыв применяется в тех случаях, когда требуется на наибольшей площади вывести из строя боевую технику и, вместе с тем, избежать сильного радиоактивного заражения местности.

Высокий воздушный взрыв применяется, когда по условиям обстановки недопустимо радиоактивное заражение местности и требуется обеспечить разрушение на большей площади, чем при низком воздушном, взрыве, малопрочных наземных объектов (самолетов, ракет и т, д.)

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли (контактный) или на такой высоте, когда светящаяся область касается поверхности земли.

Основными поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, сейсмовзрывные волны в грунте и электромагнитный импульс.

При наземных ядерных взрывах на поверхности земли образуются воронка взрыва и сильное радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и по следу радиоактивного облака.

При наземных и низких воздушных ядерных взрывах в грунте возникают сейсмовзрывные волны, которые могут выводить из строя заглубленные сооружения.

Наземный взрыв целесообразно применять для поражения объектов, находящихся в сооружениях большой прочности и войск, находящихся в прочных укреплениях, когда допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности.

Надводным ядерным взрывом называется взрыв, осуществляемый на поверхности воды (контактный) или на такой высоте от нее, когда светящаяся область взрыва касается поверхности воды.

Основными поражающими факторами надводного взрыва являются: воздушная и подводная ударные волны, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение акватории и береговой зоны.

Надводный ядерный взрыв применяется для поражения надводных кораблей и гидротехнических сооружений.

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный ниже поверхности земли. Подземный взрыв в зависимости от глубины подрыва может быть с выбросом или без выброса грунта (камуфлетный взрыв).

При подземном ядерном взрыве с выбросом грунта образуется воронка, имеющая больший диаметр и глубину, чем при наземном ядерном взрыве.

Основными поражающими факторами подземного взрыва являются: сейсмовзрывные волны в грунте, воздушная ударная волна, радиоактивное заражение местности и атмосферы. При камуфлетном взрыве основным поражающим фактором является сейсмовзрывная волна.

Подземный ядерный взрыв в боевых условиях осуществляется при заблаговременной установке ядерного боеприпаса, он применяется с целью создания заграждений, а также разрушения особо прочных подземных сооружений.

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный в воде на определенной глубине

Основными поражающими факторами подводного взрыва являются: подводная и воздушная ударные волы, радиоактивное заражение акватории, участков побережья и береговых объектов.

При подводных ядерных взрывах выброшенный грунт может перегородить русло реки и вызвать затопление обширных районов.

Подводный взрыв применяется для поражения подводных лодок и надводных кораблей, для разрушения гидротехнических сооружений, средств противодесантной обороны, минных и противолодочных заграждений.

Высотным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный выше тропосферы Земли (выше 10км).

Основными поражающими факторами высотных взрывов являются: воздушная ударная волна (на высоте до 30км), проникающая радиация, световое излучение (на высоте до 60км), рентгеновское излучение, газовый поток (разлетающиеся продукты взрыва), электромагнитный импульс, ионизация атмосферы (на высоте свыше 60км).

Высотные ядерные взрывы подразделяются на стратосферные — взрывы на высотах от 10 до 80км и космические — взрывы на высотах более 80км.

Поражающими факторами стратосферных взрывов являются: рентгеновское излучение, проникающая радиация, воздушная ударная волна, световое излучение, газовый поток, ионизация среды, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение воздуха.

Космические взрывы отличаются от стратосферных не только значениями характеристик, но и сопровождающими их физическими процессами.

Поражающими факторами космических ядерных взрывов являются проникающая радиация; рентгеновское излучение, ионизация атмосферы, вследствие которой возникает люминесцентное свечение воздуха, длящееся часами, газовый поток, электромагнитный импульс, слабое радиоактивное заражение воздуха.

Высотный взрыв применяется для поражения в полете воздушных и космических целей.

Сопутствующие ядерному взрыву явления варьируются от местонахождения его центра. Ниже рассматривается случай атмосферного ядерного взрыва в приземном слое, который был наиболее общим до запрета ядерных испытаний на земле, под водой, в атмосфере и в космосе. После инициирования реакции деления или синтеза за очень короткое время порядка долей микросекунд в ограниченном объёме выделяется огромное количество лучистой и тепловой энергии. Реакция обычно заканчивается после испарения и разлёта конструкции взрывного устройства вследствие огромных температур (до 107К) и давления (до 109 атм.) в точке взрыва. Однако массивный корпус устройства способен в значительной степени продлить процесс реакции, так как на его испарение требуется больше энергии, а следовательно и времени; в результате при той же массе делящегося вещества или топлива для термоядерного синтеза мощность ядерного взрыва получается больше. Визуально эта фаза воспринимается как очень яркая светящаяся точка.

Световое давление от электромагнитного излучения при реакции начинает нагревать и вытеснять окружающий воздух от точки взрыва — образуется огненный шар и начинает формироваться скачок давления между сжатым излучением и невозмущённым воздухом, поскольку скорость перемещения фронта нагрева изначально многократно превосходит скорость звука в среде. После затухания ядерной реакции энерговыделение прекращается и дальнейшее расширение происходит уже не за счёт светового давления, а за счёт разницы температур и давлений в области эпицентра и в окружающем его воздухе. Эта фаза характеризуется превращением светящейся точки в растущий в размерах огненный шар, постепенно теряющий свою яркость.

Начиная с определённого момента, скорость перемещения скачка давления становится больше скорости расширения огненного шара, ударная волна полностью сформировалась и отрывается от огненного шара, унося значительную долю энергии ядерного взрыва. Каверна, образовавшаяся в результате светового давления, схлопывается, нагретый до чудовищных температур воздух в районе угасающего огненного шара начинает подниматься вверх, увлекая с собой с поверхности пыль, грунт, предметы. Начинается процесс конвективного выравнивания температур и давлений в месте взрыва с окружающей средой. Вихрь поднятой пыли и частиц грунта с земли стремится к огненному шару, образуя ножку «ядерного гриба». В считанные минуты развивается полное грибовидное облако, продолжающее расти в высоту и в диаметре; огненный шар исчезает.

После выравнивания температур и давлений подъём пыли и частиц с земли прекращается, ножка «гриба» истончается и исчезает, его «шляпка» превращается в тёмное облако, которое после своего охлаждения может выпасть осадками и окончательно исчезнуть.

При высотном ядерном взрыве «гриб» не образуется, а при экзоатмосферном нет и облака — в отсутствие атмосферы ему не из чего образовываться. Эффекты при наземном ядерном взрыве схожи с эффектами атмосферного ядерного взрыва в приземном слое, но светящаяся область будет иметь форму полусферы, а не шара, даже при незначительном заглублении подрывного устройства в землю возможно образование кратера значительных размеров. Эффекты при подземном ядерном взрыве зависят от мощности заряда, глубины его залегания и характера горных пород в месте взрыва. После взрыва может образоваться как полость без видимых наземных изменений ландшафта, так и курган, кратер или кальдера. Наземный и подземный ядерные взрывы сопровождаются существенным землетрясением.

Описанные выше эффекты характерны для любого взрыва большой мощности, например очень яркая вспышка и высокое грибовидное облако появились после взрыва гружёного взрывчаткой (до 3—4 килотонн тротила и пикратов в сумме) военного транспорта «Монблан» в канадском Галифаксе в 1917 году. Однако ядерный взрыв в дополнение к ним обладает целым рядом специфичных только для него явлений и следствий.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×