Ядерное оружие, его свойства и поражающие факторы».

Открытая лекция преподавателя

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

 

 

Введение
1-й учебный вопрос: «Ядерное оружие, его свойства и поражающие факторы»
2-й учебный вопрос: «Химическое оружие, классификация и краткая характеристика ОВ. Проблемы хранения и уничтожения запасов отравляющих веществ»
3-й учебный вопрос: «Биологическое оружие, краткая характеристика токсинов и болезнетворных микробов»

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

 

1.	Под редакцией Месникова В.В.. Защита от оружия массового поражения, М., «Воениздат», 1989
	Под редакцией Фалеева М.И. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях, Калуга, ГУП «Облиздат», 2001
3.	В.Г. Атаманюк, Л.Г. Ширшев, Н.И. Акимов Гражданская оборона, М., «Высшая школа», 1986

 

 

ПЕРВЫЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС:

Ядерное оружие, его свойства и поражающие факторы».

 

В случае возникновения на территории России локальных воо­руженных конфликтов и развертывания широкомасштабных бое­вых действий, источниками чрезвычайных ситуаций военного ха­рактера будут являться современные обычные средства поражения, при высокой вероятности применения противником ядерного, хи­мического и биологического оружия. Рассмотрим устройство, прин­цип действия и поражающие факторы современных средств пора­жения.

Ядерное оружие (ЯО) - оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер неко­торых изотопов урана и плутония или термоядерных реакциях син­теза легких ядер - изотопов водорода (дейтерия и трития) - в более тяжелые, например ядра изотопов гелия. Это оружие включает различные ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артилле­рийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными уст­ройствами), средства управления ими и доставки к цели.

Ядерное оружие на настоящий момент является самым мощным оружием массового поражения, обладающим такими поражающи­ми факторами, как ударная волна, световое излучение, проникаю­щая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный им­пульс. Поражающее действие того или иного ядерного взрыва зависит от мощности использованного боеприпаса, вида взрыва и типа ядерного заряда.

Мощность ядерного взрыва принято характеризовать тротиловым эквивалентом. Это означает, что если мощность какого-либо ядерно­го взрыва равна 20 тыс. т, то при данном ядерном взрыве выделяется такая же энергия, как и при взрыве 20 тыс. т. тринитротолуола. Ядер­ные боеприпасы всех типов, в зависимости от мощности, подразделя­ются на сверхмалые (менее 1 тыс. т), малые (1-10 тыс. т), средние (10-100 тыс. т), крупные (100 - 1000 тыс. т) и сверхкрупные (более 1000 тыс. т).

Источником энергии ядерного взрыва являются процессы, про­исходящие в ядрах атомов химических элементов. При различных превращениях ядер - разделении тяжелых ядер на части (осколки) или соединении легких ядер - за малый промежуток времени осво­бождается огромное количество энергии, называемой ядерной энер­гией. Иногда, в зависимости от типа заряда, употребляют более узкие понятия, например: атомное (ядерное) оружие (устройства, в которых используются цепные реакции деления), термоядерное оружие (основанное на цепной реакции синтеза), комбинирован­ные заряды, нейтронное оружие.

В качестве ядерного заряда в атомных боеприпасах использует­ся плутоний-239, уран-235 и уран-233.

В ядерных боеприпасах ядра атомов вещества делятся при по­мощи нейтронов, которые сравнительно легко проникают в ядро атомов не преодолевая электрические силы отталкивания. При мас­се заряда большей его критической массы в миллионные доли се­кунды протекает цепная ядерная реакция деления атомных ядер, сопровождающаяся выделением огромного количества энергии.

Критическая масса зависит от вида делящего вещества, его чис­тоты и плотности, а также от формы заряда. Критическая масса ура-на-233 и плутония-239 при нормальной плотности и чистоте 93,5 % составляет около 17 кг, а урана-235 - 48 кг. Критическая масса уменьшается обратно пропорционально квадрату плотности деля­щегося вещества.

Основными частями ядерного боеприпаса являются: ядерное за­рядное устройство (ядерный заряд), блок подрыва с предохранителями и источниками питания и корпус боеприпаса. В состав ядерно­го заряда входит главная часть - ядерное взрывчатое вещество. Существуют два способа осуществления ядерного взрыва. Первый из них состоит в том, чтобы два или несколько подкритических кусков ядерного взрывчатого вещества (ЯВВ) быстро со­единить в один, размеры и масса которого больше критических. Для этого используется выстрел одной частью заряда в другую его часть, закрепленную в противоположном конце металлического цилиндра. Такие боеприпасы называют боеприпасами «пушечно­го типа».

Второй способ заключается в сильном обжатии подкритической массы ЯВВ, что повышает плотность вещества заряда в несколько раз и переводит систему в надкритическое состояние, так как критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности вещества. Необходимое для этого обжатие можно получить путем взрыва обычных взрывчатых веществ, окружающих со всех сторон сферический заряд с ЯВВ. Такой способ называется имплозивным.

В термоядерных боеприпасах используются ядерные реакции синтеза атомных ядер легких элементов дейтерия и трития. Взрыв ядерного детонатора вызывает нагрев термоядерного горючего, в результате чего происходит интенсивная реакция, сопровождающаяся выделение огромного количества энергии.

Первой фазой взрыва такого боеприпаса является деление урана (плутония), находящегося в ядерном детонаторе. При взрыве ядерного детонатора испускаются нейтроны и рентгеновское излучение, которые облучают, а возникшая ударная волна обжимает заряд дейтерида лития. Образование трития и резкое повышение температуры инициируют термоядерную реакцию в боеприпасе (вторая фаза взрыва), в результате которой происходит соединение ядер дейтерия и трития.

Если у заряда корпус изготовить из природного U-238, то быстрые нейтроны могут вызвать деление ядер U-238. Это будет третья фаза взрыва. Такие боеприпасы, основанные на принципе «деление-синтез-деление», называют трехфазными или комбинированными.

Развитие ядерного оружия привело к созданию нейтронных боеприпасов.

Нейтронный боеприпас представляет собой термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс. т., у которого основная доля энергии и выделяется за счет реакции синтеза ядер дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакции синтеза. Нейронная составляющая проникающей радиации малого по мощности ядерного взрыва будет оказывать основное поражающее воздействие на население. Так, для нейтронного боеприпаса на одинаковом расстоянии от эпицентра взрыва доза проникающей радиации примерно в 5-10 раз больше, чем для ядерного боеприпаса той же мощности.

 

Виды ядерных взрывов

Взрывы ядерных боеприпасов могут производиться в воздухе на различной высоте, на поверхности земли (воды), а также под землей (водой). В зависимости от этого ядерные взрывы принято разделять на следующие виды: высотный, воздушный, наземный, надводный, подземный и подводный.

Высотный взрыв (наименьшая высота взрыва - 10 км) применя­ется для поражения воздушных и космических целей (самолетов, головных частей крылатых ракет и др.), а наземные объекты, как правило, существенных разрушений не получают.

При воздушном ядерном взрыве (высота - от сотен метров, до нескольких километров) поражение людей и наземных объектов вызывается ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией, радиоактивное заражение при этом практически отсут­ствует.

Наземный ядерный взрыв осуществляется непосредственно на поверхности земли или на незначительной высоте (до 100 м). При этом з грунте образуется воронка, а облако взрыва, вовлекая в себя большое количество грунта, обусловливает сильное радиоактив­ное заражение местности. Наземный ядерный взрыв применяется для поражения сооружений большой прочности и для сильного радиоактивного заражения местности.

Подземный взрыв - взрыв, произведенный под землей. Основ­ным поражающим фактором подземного ядерного взрыва являет­ся волна сжатия, распространяющаяся в грунте в виде продольных и поперечных сейсмических волн, скорость которых может дости­гать 5-10 км7с. При этом подземные сооружения получают разру­шения подобные разрушениям при землетрясениях. Вместе с тем, образуется сильное радиоактивное заражение в районе взрыва и по направлению движения облака, а световое излучение и прони­кающая радиация поглощаются грунтом.

Надводный взрыв - взрыв на поверхности воды или на такой высоте, при которой светящаяся область касается поверхности воды.

Вода и пар, образующийся под действием светового излучения, вовлекаются в облако взрыва, после остывания которого выпада­ют в виде радиоактивного дождя, вызывая сильное радиоактивное заражение прибрежной полосы местности и объектов, находящих­ся на суше и акватории.

При надводном взрыве основными поражающими факторами являются воздушная ударная волна и расходящиеся от эпицентра конические морские (океанические) волны.

Подводный взрыв - взрыв, произведенный под водой. При взры­ве выбрасывается столб воды с грибовидным облаком (султаном), диаметр которого достигает нескольких сотен метров, а высота нескольких километров. При оседании водяного столба у его ос­нования образуется вихревое кольцо радиоактивного тумана из капель водяных брызг (базисная волна).

Основным поражающим фактором подводного взрыва являет­ся ударная волна в воде, распространяющаяся со скоростью около 1500 м/с. Радиоактивное заражение обусловлено наличием радио­активного дождя, выпадающего из облаков, образованных из взрывного султана и базисной волны.