Поражающие факторы ядерного оружия.

Световое излучение — это видимый свет, а также ультрафиолетовые и инфракрасные лучи в виде огненного- шара с температурой до 10 000 градусов Цельсия. На световое излучение расходуется до 35% энергии ядерного взрыва при продолжительности действия около 12секунд. Световое излучение вызывает пожары и ожоги у незащищенных людей, особенно вблизи эпицентра взрыва и временное (до 30 минут) ослепление незащищенных глаз на расстоянии в 10км от эпицентра взрыва мегатонного боезапаса.

Электромагнитный импульс— это электромагнитные поля, возникающие в результате ионизирующего излучения на окружающую среду. Электромагнитный импульс повреждает аппаратуру связи, радиоэлектронные устройства. У людей могут быть вторичные травмы от поврежденной аппаратуры. На электромагнитный импульс расходуется до 1% энергии ядерного взрыва.

Ударная волна— это область сжатого воздуха, возникающая в момент взрыва и стремительно распространяющаяся от эпицентра взрыва. Основная ее характеристика - избыточное давление по фронту волны. На это уходит до 50% энергии ядерного взрыва. При ее действии происходит разрушение зданий, сооружений, магистралей транспорта. В начале ее пути из-за высокой скорости движения воздуха температура его может достигать 350 градусов Цельсия. Это становится причиной возникновения пожаров. У людей от ударной волны происходит контузия всего организма. Кровотечение из носа и ушей, переломы и вывихи конечностей, разрушаются полые органы, например легкие, желудок. Люди могут получать ожоги и вторичные повреждения, например от обломков разрушающихся зданий. Действие ударной волны продолжается до 15 секунд и действует на расстоянии в 20 км.

Ионизирующая (проникающая) радиация взрыва- это поток нейтронов и гамма-лучей, обладающих большой проникающей способностью и расходующих до 4% энергии ядерного взрыва. Действие этого фактора составляет около 15 секунд, расстояние действия- до 1 500 м. На своем пути гамма-лучи и нейтроны вызывают лучевое поражение людей и ионизацию окружающих материалов (воздуха, воды, почвы, материалов сооружений и т.д.), так называемую наведенную радиацию.

Радиоактивное заражение местности возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. Основные источники радиоактивности при ядерных взрывах: продукты деления веществ, составляющих ядерное горючее (около 200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов); наведенная радиоактивность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и др.); непрореагировавшая часть ядерного горючего, которая попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.

Как известно, излучение радиоактивных веществ бывает трех видов: 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 рад особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения - до десятков тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия - дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других органолептических признаков.

При наземном (подземном) ядерном взрыве огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта. В результате образуется мощное облако, состоящее из огромного количества радиоактивных и неактивных оплавленных частиц, размеры которых колеблются от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течение 7-10 минут радиоактивное облако поднимается и достигает своей максимальной высоты (у мегатонного боеприпаса— до 25 км), стабилизируется, приобретая характерную грибовидную форму, и под действием воздушных потоков перемещается с определенной "скоростью и в определенном направлении. Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает сильное заражение местности выпадает из облака в течение 10-20 часов после ядерного взрыва.

При воздушном и высотном взрывах огненный шар не касается поверхности земли. При воздушном взрыве почти вся масса радиоактивных продуктов уходит в стратосферу, и только небольшая часть остается в тропосфере. Из тропосферы РВ выпадают в течение периода.до 2 месяцев, а из стратосферы — до 7 лет. За это время радиоактивно зараженные частицы уносятся воздушными потоками на большие расстояния от места взрыва и распределяются на огромных площадях. Поэтому они не могут создать опасного радиоактивного заражения местности. Опасность может лишь представлять радиоактивность, наведенная в грунте и предметах, расположенных вблизи эпицентра воздушного ядерного взрыва. Размеры этих зон, как правило, не будут превышать радиусов зон полных разрушений (до 4 км). Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении и скорости ветра радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса (см. рис. 8). Наиболее высокая степень заражения наблюдается на участках следа, расположенных недалеко от центра взрыва и на оси следа. Здесь выпадают более крупные оплавленные частицы радиоактивной пыли. Наименьшая степень заражения наблюдается на границах зон заражения и на участках, наиболее удаленных от центра наземного ядерного взрыва. Зараженность территории всегда увеличивается при дожде, снеге, тумане за счет конденсации.

При наземном взрыве слои почвы перемешиваются с РК и поднимаются вверх, а уже из пылевого облака крупные частицы оседают вблизи эпицентра взрыва, поэтому зараженность территории здесь намного выше. Таким образом, зараженность местности РВ при взрыве будет тем больше, чем крупнее частицы, чем меньше высота подъема облака, чем меньше скорость ветра и больше влажность.

При подземном взрыве выбрасывается большое количество грунта на небольшой территории. При подводном взрыве все РВ остаются в воде, поэтому заражение воды высокое, а также высока наведенная радиоактивность за счет нейтронного потока, действующего на воду.

Поражение людей на зараженной территории может происходить тремя основными путями: за счет принимающей радиации в момент взрыва, путем внутреннего облучения при инкорпорации РВ внутрь организма и путем контакта РВ с кожей, одеждой и возникновения поверхностной радиоактивной зараженности. Наиболее точные данные о поражении людей и заражении местности могут быть получены путем радиационной разведки с помощью дозиметрических приборов.

Поскольку процесс радиоактивного заражения местности длится несколько часов, штабы ГОЧС проводят предварительную ее оценку, прогнозируют. На основании имеющихся данных о мощности взрыва, его характере (наземный, воздушный), скорости ветра и других метеорологических условий, характера местности, времени, прошедшего после взрыва, штабам можно заранее, еще до подхода радиоактивного облака к населенному пункту, принять меры по защите населения, продовольствия, водоисточников. Однако такое прогнозирование относительно, и всегда необходима разведка радиационной обстановки, которая ведется непрерывно постами наблюдения либо специальными разведгруппами (подробнее см. раздел о разведке).

Очаг ядерного поражения

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

Размеры очага ядерного поражения в основном зависят от мощности, вида взрыва и рельефа местности; В качестве критерия для определения границ зон очага ядерного поражения принято избыточное давление во фронте ударной волны. Внешней границей очага ядерного поражения является условная линия на местности, где избыточное давление воздушной ударной волны 10кПа (0,1 атм). Такое избыточное давление считается безопасным для незащищенных людей. Для определения возможного характера разрушений и установления объема спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ, обусловленных воздействием воздушной ударной волны, очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны.

1. Зона полных разрушений возникает там, где избыточное давление во фронте ударной волны достигает 50 кПа (0,5 атм) и более. На ее долю приходится до 12 % всей площади очага поражения. В этой зоне полностью разрушаются жилые дома, промышленные здания и противорадиационные укрытия. Вокруг центра взрыва разрушаются убежища, получают различные разрушения или повреждения подземные сети коммунально-энергетического хозяйства. Большинство убежищ (до 75%) в зоне полных разрушений сохраняются. В результате разрушений зданий и сооружений на территории населенных пунктов и объектов образуются сплошные завалы в зависимости от ширины улиц, этажности зданий и плотности застройки. Пожары в зоне полных разрушений не возникают, так как воспламенившиеся от светового излучения постройки и предметы будут разбросаны и засыпаны обломками, а пламя сбито ударной волной. Поэтому будет наблюдаться горение и тление в завалах. Для зоны полных разрушений характерны массовые потери среди незащищенного населения. Характер поражений и разрушений определяет основное содержание спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в зоне полных разрушений.

2. Зона сильных разрушений образуется при избыточном давлении во фронте ударной волны от 30 до 50 кПа (0,3 атм) и составляет до 10% всей площади очага. Наземные здания и сооружения в основном будут иметь сильные разрушения; убежища и подземные сети коммунально-энергетического хозяйства, а также большинство противорадиационных укрытий сохраняются. Подвалы в зданиях не повреждаются, если выдержат их перекрытия. В результате разрушений зданий и сооружений образуются местные завалы, переходящие ближе к границе зоны полных разрушений в сплошные. Возможно возникновение сплошных пожаров. Для зоны характерны массовые, в значительной части безвозвратные, потери среди незащищенной части населения. Люди, оставшиеся в разрушенных зданиях, могут быть завалены либо получают травмы и ожоги, вне зданий - легкие и средней тяжести травмы и ожоги. Кроме того, возможны поражения обломками построек, осколками стекла и другими летящими предметами, а также «вторичные ожоги» от пламени горящих зданий, горюче-смазочных материалов и т.п. При попадании в зону радиоактивного заражения, образующуюся при наземных и подземных взрывах, население подвергнется воздействию радиоактивных веществ. Основное содержание спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в этой зоне заключается: в расчистке завалов, тушении пожаров, спасении людей из заваленных убежищ и противорадиационных укрытий, а также из разрушенных и горящих зданий.

3Зона средних разрушений характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 30 кПа (0,2 атм) и занимает до 15 % площади очага ядерного поражения. Деревянные здания будут сильно или полностью разрушены, каменные - получат средние и слабые разрушения. Убежища, противорадиационные укрытия и подвальные помещения полностью сохраняются. На улицах образуются отдельные завалы. От воздействия светового излучения произойдут массовые загорания горючих материалов, предметов и построек, приводящие к образованию сплошных пожаров. Для зоны характерны массовые санитарные потери среди незащищенного населения. Люди могут получить легкие травмы, ожоги, а при наземных взрывах возможны поражения радиоактивными осадками. Спасательные неотложные аварийно-восстановительные работы в зоне средних разрушений заключаются в тушении пожаров, спасении людей из-под завалов, из разрушенных и горящих зданий.

4. Зона слабых разрушений создается при избыточном давлении во фронте ударной волны от 10 до 20 кПа (0,1 атм). На ее долю приходится более 60% площади очага. В пределах этой зоны здания получают слабые разрушения (трещины, разрушение перегородок, дверных и оконных заполнений). В некоторых местах могут быть завалы, а от светового излучения пожары. Незащищенные люди могут получить,ожоги, легкие травмы от летящих осколков стекла и других небольших предметов, а также поражения радиоактивными веществами при наземных взрывах. В этой зоне проводятся работы по тушению пожаров и спасению людей из горящих и частично разрушенных зданий. За пределами зон разрушений очага ядерного поражения здания и сооружения могут получать незначительные повреждения: разрушение остекления, повреждение оконных рам, дверей, кровли. Возможно также возникновение отдельных очагов пожаров. В этих условиях люди могут получать легкие ранения и ожоги. Но эти поражения будут в ограниченном числе случаев, и население способно самостоятельно оказать помощь пострадавшим и устранить повреждения.

Для определения характера разрушений и объема спасательных и восстановительных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре круговые зоны: зона полных разрушений, зона сильных разрушений, зона средних разрушений и зона слабых разрушений. При этом принято потери среди населения делить на безвозвратные (погибшие сразу или умершие в первые часы после взрыва) и санитарные (нуждающиеся в медицинской помощи), см. таблицу 2.

Таблица 2 Структура людских потерь в очаге ядерного поражения, %

Зона разрушений Всего пострадавших Безвозвратные потери Санитарные потери

Полных 90 80 10

Сильных 50 35 15

Средних 40 10 30

Слабых 15 - 15

Санитарные потери складываются из механических повреждений и ожогов; механических и лучевых поражений; ожогов и лучевых поражений, т.е. чаще всего это комбинированные поражения.

По многочисленным данным, собранным в Хиросиме и Нагасаки, отмечены следующие поражения людей после действия на них однократных доз облучения:

11 - 50 Гр - 100%-ная смертность населения в течение недели от острой лучевой болезни;

5,5 - 7,5 Гр - болезнь продолжается до полугода, выживают единицы;

4,0 - 5,5 Гр - смертность около 50%, лучевой болезнью болеют все;

2,7 - 3,3 Гр — смертность почти 20%, лучевой болезнью болеют все;

1,8 - 2,2 Гр - заболевают 50%;

0,8 - 1,2 Гр — заболеваемость около 10%;

0,5 — Гр — признаков заболевания нет.

Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака (рис. 8). Зараженность местности РВ может также возникнуть в результате применения противником радиологического оружия, например снарядов, начиненных обедненным ураном. Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнем радиации на определенное время после взрыва и экспозиционной дозой радиации (гамма-излучения), полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ.

Уровнем радиации называют мощность экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7 -1м над зараженной поверхностью. Заражение техники, предметов, одежды, продовольствия, воды, а также кожных покровов людей и животных измеряют в миллирентгенах в час. 1 мР/ч = 10"³ Р/ч. Местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.

Уровень радиации зависит от плотности потока гамма-квантов и их энергии. Энергия гамма-квантов со временем изменяется незначительно, а плотность их уменьшается прямо пропорционально уменьшению активности радиоактивных продуктов. Естественные процессы непрерывного распада радиоактивных продуктов приводят к спаду уровня радиации с течением времени, особенно резко в первые часы после взрыва. Так, если через 1 час после взрыва принять уровень радиации равным 100 Р/час, то через 7 часов он составит 10 Р/ч, через 49ч— 1 Р/ч, и т.д. Пользуясь закономерностью спада уровня радиации во времени после взрыва, можно с достаточной точностью оценить радиационную обстановку.

В зависимости от степени радиоактивного заражения и возможных последствий внешнего облучения в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака выделяют зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. Границы зон на радиоактивно зараженной местности (см. рис. 8) определяют по значениям экспозиционных доз гамма-излучения, получаемых за время от 1 часа после взрыва до полного распада радиоактивных веществ. Для удобства решения задач по оценке радиационной обстановки границы зон на радиоактивно зараженной местности также принято характеризовать уровнями радиации на 1 и 10 часов после взрыва.

Зона умеренного заражения (зона А). Экспозиционная доза излучения за время полного распада РВ колеблется от 40 до 4 000 Р. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 час после взрыва - 8 Р/час, через 10 часов - 0,5 Р/час. В зоне А работы на объектах не прекращаются, а работы на открытой местности, расположенной ближе к ее внутренней границе, должны быть прекращены на несколько часов.

Зона сильного заражения (зона Б). Экспозиционная доза излучения за время полного распада РВ колеблется от 400 до 1 200 Р. Уровень радиации на внешней границе через 1 час после взрыва составляет 80 Р/час, через 10 часов- 5 Р/час. В зоне Б работы на объектах прекращаются до 1 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях, подвалах или других укрытиях.

Зона опасного заражения (зона В). На внешней границе зоны экспозиционная доза гамма-излучения до полного распада РВ составляет 1200Р, на внутренней границе- 4000Р; уровень радиации на внешней границе через 1 час- 240 Р/час, через 10 часов— 15 Р/час. В этой зоне работы на объектах прекращаются до 3 - 4 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО.

Зона чрезвычайно опасного заражения (зона Г). На внешней границе зоны экспозиционная доза гамма-излучения до полного распада РВ составляет 4000 Р; уровень радиации через 1 час - 800 Р/час, через 10 часов — 50 Р/час. В зоне Г работы на объектах прекращаются на четверо и более суток, рабочие и служащие укрываются в убежищах. По истечении указанного срока уровень радиации на территории объекта спадает до значений, обеспечивающих безопасную деятельность рабочих и служащих в производственных помещениях.

♫♫♫♫♫♫♫♫♫♫

Для расчета возможных экспозиционных доз излучения, полученных спасателями при действиях на местности, зараженной радионуклидами, необходимо знать коэффициенты ослабления облучения для различных сооружений и транспорта (табл. 3).

Таблица 3 Ослабление облучения населения в зависимости от типа укрытий

Наименование укрытий и транспортных средств Коэффициент ослабления

Открытое расположение на местности 1

Автомобили, автобусы, трамваи 2

Железнодорожные вагоны и локомотивы 3

Производственные одноэтажные цеха 7

Административные трехэтажные здания 6

Жилые каменные дома: одноэтажные 10

подвал 40

двухэтажные 15

подвал 100

трехэтажные 20

подвал 400

пятиэтажные 27

подвал 400

Жилые деревянные дома: одноэтажные 2

подвал 7

двухэтажные 8

подвал 12