Файл: ЧС и радбез. Курс лекций 2014.pdf

На основании многочисленных данных, собранных в Хиросиме и Нагасаки, было установлено, что доза радиации 5 Зв (500–600 бэр) является абсолютно смертельной для человека. Доза 3–4 Зв (300– 400 бэр) у 50% облученных вызывает смертельный исход. При облучении дозой 1,5–2 Зв (150–200 бэр) у половины людей наблюдаются выраженные признаки лучевого поражения.

Проникающая радиация является определяющим поражающим фактором для людей только при взрывах с тротиловым эквивалентом менее 10 кт, т. к. при более мощных взрывах радиус поражающего действия проникающей радиации будет значительно меньше радиуса действия ударной волны и светового излучения.

Защитные сооружения, обеспечивающие защиту населения от ударной волны, обеспечивают защиту и от проникающей радиации.

Радиоактивное заражение местности является следствием трех следующих причин.

1.Основной причиной радиоактивного заражения местности являются «осколки» деления ядерного горючего. Существует около 40 различных вариантов деления ядер урана или плутония в ходе цепной ядерной реакции. Это приводит к образованию 80 первичных осколков – изотопов различных химических элементов средней части периодической таблицы Д. И. Менделеева. Бета-распад многих осколков сопровождается гамма-излучением и образованием радиоактивных ядер атомов других элементов. В среднем каждый первичный осколок деления претерпевает 3–4 последовательные стадии радиоактивного распада, заканчивающиеся образованием стабильных ядер; при этом в каждой цепочке радиоактивных превращений испускается 3–4 бетачастицы и 1 гамма-квант. Всего среди продуктов деления обнаружено около 200 различных изотопов 36 химических элементов.

На каждую килотонну мощности взрыва образуется около 37 г продуктов деления (или 37 кг на 1 Мт).

2.Второй причиной радиоактивного заражения местности является наведенная активность, которая имеет важное значение только в зоне распространения нейтронов.

Радиоактивные изотопы алюминия, марганца и натрия под действием нейтронов образуются в зоне радиусом примерно 800–1000 м от центра взрыва. Наведенная активность может образоваться также в различных конструкционных материалах. При радиоактивном распаде активированных изотопов испускаются бета-частицы и гамма-кванты.

3.Кроме продуктов деления и наведенной активности существует еще третья причина радиоактивного заражения – не разделившаяся

168

часть ядерного заряда (урана или плутония). Эти элементы являются альфа-активными.

Степень радиоактивного заражения местности, размеры и форма зон заражения зависят от ряда факторов: мощности и вида взрыва, скорости и направления ветра на разной высоте в пределах высоты подъема радиоактивного облака, рельефа местности, характера грунта в районе взрыва.

Характер радиоактивного заражения местности в большой степени зависит от вида ядерного взрыва. При воздушном взрыве радиоактивные частицы образуются из атмосферной пыли, материалов боеприпаса и влаги воздуха. После остывания облака взрыва и конденсации паров средние размеры этих частиц равны нескольким микронам. Они медленно оседают в атмосфере, длительное время остаются во взвешенном состоянии, уносятся воздушными потоками на большое расстояние и распределяются на больших площадях. Поэтому при воздушных взрывах сильного заражения не наблюдается.

Наиболее сильное радиоактивное заражение местности образуется при наземных и неглубоких подземных ядерных взрывах. При наземном взрыве большое количество грунта захватывается огненным шаром. По мере подъема огненного шара и его охлаждения радиоактивные продукты перемешиваются с грунтовой пылью. После стабилизации облако перемещается в направлении движения воздушных потоков. Из облака осаждаются на поверхность земли частицы и образуют радиоактивный след. Размеры радиоактивного следа зависят от мощности взрыва и скорости среднего ветра, размеры зон заражения увеличиваются. Заражение местности на следе неравномерно.

Поскольку поражающее действие радиоактивного заражения обусловливается в основном гамма-излучением, испускаемым при распаде радиоактивных веществ, то степень заражения местности принято характеризовать мощностью экспозиционной дозы (МЭД) Х (Р/ч) либо дозой радиации до полного распада радиоактивных веществ Х (Р).

По степени заражения местности и возможным последствиям внешнего облучения след условно делится на 4 зоны: умеренного за-

ражения (зона А), сильного заражения (зона Б), опасного заражения (зона В) и чрезвычайно опасного заражения (зона Г). МЭД на внеш-

них границах этих зон через 1 час после взрыва составляют 8, 80, 240 и 800 Р/ч, дозы радиации до полного распада – соответственно 40,

169

400, 1200 и 4000 Р. С течением времени, вследствие естественного распада радиоактивных веществ, МЭД на следе радиоактивного заражения уменьшаются. Спад уровня радиации подчиняется зависимости

Xt X 0 tt0 1,2 ,

где Xt – уровень радиации (МЭД) на любое заданное время t после взрыва, Р/ч; X 0 – уровень радиации (МЭД) на известное время t0 по-

сле взрыва, Р/ч.

Для людей на зараженной местности основную опасность представляет внешнее гамма-облучение, которое обладает большой проникающей способностью и оказывает разрушающее действие на ткани организма и кроветворные органы.

Для надежной защиты людей от облучения необходимо использовать убежища и противорадиационные укрытия с коэффициентом ослабления более 100.

Электромагнитный импульс. При ядерных взрывах в окружающем пространстве возникают электромагнитные поля, которые наводят электрические токи и напряжения в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связи, управления, сигнализации, электропередачи, в антеннах радиостанций. В силу кратковременности электромагнитных полей ядерного взрыва их принято называть

электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Одновременно излучаются радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния от места взрыва. Радиоизлучения воспринимаются радиотехнической аппаратурой как кратковременная помеха, аналогичная помехе от далекой молнии.

Наведенные токи и напряжения большей величины достигают при контактах (наземных) и низких воздушных ядерных взрывах. При подземных (подводных) и высоких воздушных взрывах ЭМИ практически не оказывает поражающего воздействия.

При наземных и низких воздушных взрывах в зоне радиусом несколько километров от места взрыва в линиях связи и электроснабжения наводятся напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции проводов и кабелей относительно земли, пробои изоляции элементов аппаратуры и устройств, подключенных к воздушным и подземным линиям.

170

Линии электропередач и их оборудование рассчитываются на рабочее напряжение, измеряемое десятками и сотнями тысяч вольт. Поэтому воздействие на них ЭМИ не приводит к опасным последствиям.

Воздействию ЭМИ сильно подвержены линии связи, так как применяемые в них кабели и аппаратура имеют электрическую прочность, не превышающую 2–4 кВ напряжения постоянного тока.

Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть хорошо изолированными от земли.

10.3. Обычное оружие и его поражающие факторы

Наряду с совершенствованием категории оружия массового поражения современные государства развивают и совершенствуют обычные средства поражения, которые могут применяться как в ядерный, так и в безъядерный период войны.

Обычные средства поражения, при применении которых могут возникать очаги поражения, – это зажигательные средства, боеприпасы объемного взрыва, кассетные боеприпасы (так называемое «площадное» оружие), фугасные боеприпасы большой мощности и другие виды оружия.

Зажигательное оружие включает зажигательные боеприпасы и огнесмеси, а также средства их доставки к цели. Действие зажигательного оружия основано на использовании зажигательных веществ, которые применяют в виде смесей в жидком, желеобразном и твердом виде; при горении они способны выделять большое количество тепла и развивать высокую температуру. В зависимости от химического состава зажигательные вещества делятся на горящие с использованием кислорода воздуха (напалм, пирогель, белый фосфор, сплав «элек-

трон») и горящие без доступа воздуха (термит и термитно-за-

жигательные составы, кислородосодержащие соли). Последние в своем составе содержат окислители.

Зажигательные вещества на основе нефтепродуктов и органических горючих растворителей типа напалмов американские войска широко использовали в период войны в Корее и во Вьетнаме. Характерная особенность поражающего действия напалма – сочетание его зажигательных свойств с отравляющим действием окиси углерода, образующейся при горении напалма. Способность напалма налипать на пораженные участки приводит к сильным ожогам с коагуляцией

171

мышечных, жировых и других глубоко расположенных тканей, а при попадании на различные конструкции затрудняет тушение возникающих пожаров. Зажигательные боеприпасы и огнесмеси применяются авиацией (зажигательные баки, бомбы, кассеты), артиллерией (зажигательные снаряды, мины) и с помощью огнеметов.

Вакуумное оружие – боеприпасы объемного взрыва. Для снаряжения таких боеприпасов используются жидкие и пастообразные рецептуры углеводородных горючих веществ, которые при распылении в воздушной среде в виде аэрозоля образуют взрывчатые топливно-воздушные смеси. Действие таких боеприпасов основано на одновременном подрыве распыленного облака горючих смесей в нескольких точках. В результате взрыва по всему объему образуется жесткая ударная волна, резко возрастает температура воздуха, создается обедненная кислородом и отравленная продуктами сгорания атмосфера. Энергия взрыва и поражающее действие боеприпасов объемного взрыва в 4–6 раз, а в перспективе, по мнению американских специалистов, могут быть в 10–12 раз больше, чем у равных по весу фугасных боеприпасов, снаряженных тротилом. Например, при весе снаряжения такого боеприпаса 450 кг действие объемного взрыва может быть эквивалентным ядерному взрыву мощностью 10 т. Таким образом, боеприпасы объемного взрыва по поражающему действию сопоставимы с ядерными боеприпасами сверхмалого калибра.

Кассетные боеприпасы – это авиационные кассеты (управляемые и неуправляемые), установки кассетного типа с управляемыми ракетами, реактивные снаряды, снаряженные боевыми элементами (субснарядами), и др. Субснаряды выбрасываются вышибным снарядом над целью для ее поражения. Используются боевые элементы различного назначения: осколочные, осколочно-фугасные, кумулятивные, зажигательные и др.

Для разрушения малоразмерных особопрочных объектов, мостов, складов и других важных целей планируется использование оружия, отвечающего требованиям концепции, выдвигаемой военными специалистами: «выстрел – поражение».

Достижение сочетания мощности боевого заряда и точности его доставки к конкретно назначенной цели должно обеспечивать ее поражение первым выстрелом с вероятностью не менее 0,5.

Радиочастотное оружие – это средства, поражающее действие которых основано на использовании радиоизлучений сверхвысоких или очень низких частот (от 3 до 30 ГГц; от 3 до 30 кГц). Вызывают

172

поражения жизненно важных органов и систем человека (мозг, сердце, ЦНС); также воздействуют на психику.

Инфразвуковое оружие – это средства массового поражения, основанные на использовании направленного излучения мощных инфразвуковых колебаний – с частотой ниже 16 Гц. Такие излучения воздействуют на ЦНС и пищеварительные органы, вызывают головную боль, болевые ощущения, чувство страха и паники.

Радиологическое оружие – действие основано на использовании боевых радиоактивных веществ (порошки и растворы веществ, содержащих радиоактивные изотопы).

Воздействие на природу в военных целях, когда объектом воздействия является вещество биосферы, описывает термин «биосферное оружие». В военных целях могут быть использованы новые виды биосферного оружия: геофизическое и техносферное оружие.

Геофизическое оружие – это различные средства, позволяющие использовать в военных целях разрушительные силы неживой природы путем искусственно вызываемых изменений в физических процессах, протекающих в атмосфере и литосфере Земли. Геофизические процессы характеризуются огромными запасами энергии, которые по мощности превышают все средства поражения. К разновидностям геофизического оружия относят: метеорологическое, гидросферное, литосферное и климатическое оружие.

Метеорологическое оружие – воздействие на атмосферные процессы: разрушение слоя озона; изменение газового состава в локальных объемах; создание зон возмущений в ионосфере.

Гидросферное оружие – изменение химических, физических и электрических свойств океана: создание волн типа цунами; воздействие на тайфуны; разрушение гидротехнических сооружений и создание наводнений.

Литосферное оружие – инициирование землетрясений, стимулирование извержений вулканов.

Климатическое оружие – изменение температурного режима в определенных районах и климата в целом.

В развернутой гонке вооружения особое внимание уделяется со-

зданию оружия, основанного на новых физических принципах.

К таким видам оружия относится лучевое оружие (направленной энергии), которое основано на непосредственном переносе энергии от источника излучения к объекту поражения. Виды лучевого оружия: лазерное, пучковое и сверхвысокочастотное.

173