Ядерное оружие: принцип действия, разновидности, поражающие факторы, характер их воздействия на население и территорию

Ядерное оружие – оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжёлых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза лёгких ядер - изотопов водорода.

Состоит из ядерных боеприпасов, средств доставки их к цели и средств управления.

Различают следующие разновидности ядерного оружия:

атомное оружие. Основано на цепной реакции деления изотопов урана или плутония. Критическая масса образуется после соединения изолированных частей изотопов обычным взрывным устройством. Критическая масса для урана составляет 24кг, при этом минимальные размеры бомбы могут быть менее 50кг. Критическая масса для плутония 8кг, что при плотности 18,7г/см3 составляет примерно объём теннисного мяча;

термоядерное оружие:

водородная бомба. Высвобождение энергии вследствие превращения легких ядер в более тяжелые при реакции синтеза. Для начала реакции необходима температура в 10 млн. градусов Цельсия, что достигается взрывом обычной атомной бомбы;

нейтронное оружие. Как разновидность ядерных боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности. Достигается повышенное нейтронное излучение за счет большего расхода энергии (примерно в 5-10 раз) на создание проникающей радиации.

Мощность ядерных боеприпасов принято измерять в тротиловом эквиваленте, т.е. количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного боезапаса. Особенность ядерного оружия – огромное количество выделяемой энергии. По мощности ядерные боеприпасы условно подразделяют на сверхмалые (мощностью до 1 кт), малые (1 - 10 кт), средние (10 - 100 кт), крупные (100 кт - 1 Мт), сверхкрупные (свыше 1 Мт).

Поражающие факторы ядерного взрыва

В зависимости от мощности заряда и условий взрыва энергия взрыва распределяется следующим образом:

ударная волна — от 40 до 60 %;

световое излучение — 30-50 %;

проникающая радиация — 5 %;

радиоактивное заражение — 5-10 %;

кроме того, к поражающим факторам относятся:

электромагнитный импульс, психологическое воздействие.

Основные поражающие факторы — ударная волна и световое излучение - аналогичны поражающим факторам традиционных взрывчатых веществ, но значительно мощнее.

Ударная волна - одним из основных параметров ударной волны, характеризующих её разрушающее и поражающее действие, является избыточное давление во фронте ударной волны (ΔРф) - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением Р₀ перед этим фронтом.

Ударная волна может нанести незащищённым людям и животным травмы, контузии или быть причиной их гибели. Например, при ΔРф = 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 штук на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с. Ударная волна может нанести человеку травмы от лёгких до крайне тяжёлых. Крайне тяжёлые контузии и травмы возникают при избыточном давлении более 100 кПа. При этом наблюдаются переломы костей, сотрясение мозга, множественные разрывы внутренних органов. Лёгкие поражения (при избыточном давлении от 20 до 40 кПа) - скоро проходящий звон в ушах, головокружение, головная боль. Возможны вывихи, ушибы.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, находящихся на открытой местности, считается безопасным.

Воздействуя на здания и сооружения, ударная волна наносит им слабые, средние, сильные или полные разрушения. Объём разрушений зависит от характера строений, их этажности и плотности застройки.

Световое излучение, по своей природе - поток лучистой энергии оптического диапазона - близок к спектру солнечного излучения.

Таблица 7

Действие светового излучения в зависимости от характеристики атмосферы

Характеристика атмосферы	Дальность видимости, км
Воздух очень прозрачен (очень ясно)	До 100
Хорошая прозрачность	До 50
Средняя прозрачность	До 20
Слабая дымка	До 10
Сильная дымка	До 5
Туман	До 1

Проникающая радиация Время действия проникающей радиации не превышает 10-15 секунд с момента взрыва.

Основные параметры, характеризующие ионизирующее излучение - доза и мощность дозы излучения, поток и плотность потока энергии. Ионизирующая (повреждающая) способность гамма-лучей характеризуется экспозиционной дозой излучения и на практике измеряется в рентгенах (Р). Мощность экспозиционной дозы измеряется в рентген-часах (Р/ч).

Доза 50 - 80 Р, полученная за первые четверо суток (однократная доза), не вызывает поражения и потерю трудоспособности у людей, за исключением некоторых изменений крови. При общей экспозиционной дозе 100 - 200 Р возникает лучевая болезнь I степени, которая излечима; при дозе 200 - 400 Р - лучевая болезнь II степени (возможны смертельные исходы - до 20%); при 400 - 600 Р - лучевая болезнь III степени (20 - 70% смертельных исходов, чаще от инфекционных осложнений или кровотечений); 600 Р и более - лучевая болезнь IV степени (без лечения заканчивается смертью в течение двух недель).

Безопасной для человека является однократно поглощенная экспозиционная доза излучения 50 Р.

Электромагнитный импульс - кратковременное магнитное поле, возникающее при взрыве ядерного заряда в результате взаимодействия гамма-лучей и нейтронов с атомами окружающей среды. ЭМИ непосредственного действия на человека не оказывает. В момент взрыва на доли секунд возникает импульс электрического тока и появляется разность потенциалов относительно земли в линиях связи, сигнализации, на металлоконструкциях.

Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва во время его движения.

Масштабы и степень радиоактивного заражения зависят от количества, мощности и вида ядерных взрывов, метеорологических условий и, прежде всего, от скорости и направления ветра в пределах высоты подъема радиоактивного облака, а также от рельефа местности, типа грунта и растительности.

Радиоактивное заражение местности имеет ряд особенностей: большая площадь заражения; длительность сохранения поражающего действия (дни, недели, месяцы); трудность обнаружения радиоактивных веществ.