А. Ядерна зброя

Питання 2.Основні види сучасних засобів масового ураження.

Ядерна зброя – це така зброя, дія якої базується на використанні ядерної енергії, яка виділяється при вибухових ядерних реакціях.

Вражаюча дія ядерного вибуху залежить від: потужності боєприпасів, виду вибуху, типу ядерного заряду. Потужність ядерного боєприпасів характеризують тротиловим еквівалентом масою звичайної вибухової речовини (ВР) (тротилу), енергія вибуху якої еквівалентна енергії вибуху даного ядер­ного боєприпасу. За потужністю ядерні боєприпаси розподіляють на: надмалі (менше 1 тис. т тротилу), малі (1-10 кт), середні (10-100 кт), великі (100-1000 кт), надвеликі (понад 1 Мт).

Вибухи ядерних боєприпасів могуть відбуватися в повітрі на різ­ній висоті від поверхні землі (води), а також під землею (водою). В залежності від нього ядерні вибухи розподіляють на види: висотний (понад 10 км), повітряний (високий, низький), світлова хмара не до­тикає до поверхні; наземний, надводний, підземний, підводний.

Вид вибуху ядерного боєприпасу визначається задачами застосування ядерної зброї, властивостями об'єктів ураження, їх захистом, а також характеристиками носія ядерної зброї.

Масові ураження людей, сільськогосподарських тварин та рослин, руйнування та пошкодження будівель та споруд, пожежі, радіоактивне зараження визначатимуться дією вражаючих факторів ядерного вибуху, якими є: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження, електро­магнітний імпульс, що мають такі кількісні характеристики за енергією наземного ядерного вибуху:

- ударна хвиля (УХ) - 50%;

- світове випромінювання (СВ) - 35%;

- проникаюча радіація (ПР) - 4%;

- радіоактивне зараження місцевості (РЗМ) - 10%;

- електромагнітний імпульс (ЕМІ) - 1%.

Більшість руйнувань та пошкоджень будівель, споруд та обладнання об'єктів, а також уражень людей обумовлено, як правило, впливом ударної хвилі. В той же час захистити об'єкти від ударної хвилі набагато складніше, ніж від інших вражаючих факторів. Залежно від того, в якому середовищі розповсюджується хвиля в повітрі, воді або ґрунті, її називають повітряною ударною хвилею, в воді - підводною ударною хвилею, в ґрунті – сейсмо вибуховою. Повітряна ударна хвиля уявляє собою ділянку сильного стиснення повітря, що поширюється з надзвуковою швидкістю (350 м/с) в усі сторони від центру вибуху. Вона складається з фази стиснення (де тиск вище атмосферного) і дози розрідження (тиск нижче атмосферного). Передня межа хвилі на­вивається фронтом. У фазі стиснення ударної хвилі на її зовнішній межі спостерігається найбільший тиск повітря (у фронті хвилі).

Під час поширення ударної хвилі відбувається переміщення мас повітря спочатку в напрямку її руху - при проходженні зони стиснення, потім у зворотному - при проходженні зони розрідження. Коли фронт ударної хвилі доходить до будь-якої точки на поверхні землі, в цій точні моментально підвищується надмірний тиск DР_ф і температура, а повітря починає переміщуватися в бік руху ударної хвилі. Потім з рухом ударної хвилі, тиск падає нижче атмосферного і повітря рухається в зворотному напрямку.

Світлове випромінювання - це електромагнітне випромінювання в ультрафіолетові видимій та інфрачервоній областях спектру. На доля світлового випромінювання припадає 30-40% всієї енергії ядерного вибуху (ЯВ). На відкритій місцевості СВ має більший радіус дії у порівнянні з УХ (швидкість світла більша, швидкості звуку). Основним параметром, який характеризує вражаючу дію СВ світловий імпульс СІ(І_св). СІ - це кількість світлової енергії, яка падає на 1 м² освітленої поверхні, що перпендикулярна до напряму випромінювання, за весь час освічення області вибуху. В одиницях СІ світловий імпульс вимилюється в Дж/м. Позасистемна одиниця кал/см². 1 кДж/м² = 0,238 кал/см²; 1 кал/см²=42 кДж/м².

Тривалість світлового імпульсу (t_c, с) залежить від потужності боєприпасу, та визначається за формулою:

,

де q - потужність боєприпасу, кт.

СІ в даній точці прямо пропорційний потужності вибуху та обернено пропорційний квадрату відстані від центру вибуху. На СІ також впливають вид ядерного вибуху, стан (прозорість) атмосфери та інші фактори. При наземних вибухах СІ поверхні землі при тих же відстанях приблизно на 40% менше ніж при повітряних вибухах такої ж потужності. Пояснюється це тим, що у горизонтальному напрямку випромінює не вся поверхня сфери вогняного жару, а лише полу сфера, хоч і великого радіусу. Вражаюча дія СВ визначається поглинутою частиною енергії світлового імпульсу, яка перетворюється в теплоту та нагріває опромінений об'єкт.

Проникаюча радіація.Ядерний вибух супроводжується сильними іонізуючими випромінюваннями, що виникають при радіоактивному розпаді ядер атомів Іонізуюче випромінювання розподіляють на початкове та остаточне. Початкове випромінювання спостерігаються десь на протязі 10...15с. з моменту вибуху, складається з g - промінів, потоку нейтронів, а також a і b - частинок, які мають малу довжину вільного пробігу, тому їх вплив на дію ПР не враховується. Основним джерелом остаточного випромінювання є радіоактивні уламки розподілу, які знаходяться в радіоактивній хмарі та випадають на землю за її рухом. РЗ по сліду руху хмари може поширюватися на сотні кілометрів від місця вибуху. В наслідок великої проникаючої здібності g - промені та n` - нейтрони уражають людей на значних відстанях й через захисні товщі, проникають скрізь тканини організму, органи дихання та з їжею.

Біологічну дію проникаючої радіації оцінюють дозою опромінення. Для сховищ ЦО розрахунковим вражаючим фактором є початкове ядерне випромінювання, що за своєю інтенсивністю значно перевищує остаточне. Іонізуюче випромінювання, що створюється безпосередньо при ядерному вибуху, називається проникаючою радіацією. ПР - g та n` - нейтронне випромінювання із зони ядерного вибуху. Джерелами ПР є ланцюгова реакція та розпад радіоактивних продуктів, які створюються в результаті ядерної реакції. Час дії ПР залежить від потужності боєприпасу і складатиме 15...25с. з моменту вибуху.

Основним параметром, який характеризує вражаючу дію ПР є доза випромінювання (Д). Доза випромі­нювання, це кількість енергії іонізуючих випромінювань, яка поглину­та одиницею маси опроміненого середовища.

Радіоактивне зараження - це зараження поверхні землі, атмосфери, водоймищ та різних предметів радіоактивними речовинами, що випали з хмари ядерного вибуху. РЗ як вражаючий фактор при наземному ядерному вибуху (ЯВ) відрізняється масштабністю, тривалістю дії, зниженням ступеню дії - з часом. Дже­релами радіоактивного зараження є: продукти ланцюгової ядерної реакції розпо­ділу; частина ядерного заряду, що не прореагувала; наведена радіоактивними речовинами у ґрунті під впливом нейтронів. Масштаби та ступінь РЗ місцевості залежать від потужності та виду вибуху, метеоумов, рельєфу місцевості, типу ґрунту і рослинності. Ступінь РЗ місцевості радіоактивними речовинами (РР) ха­рактеризується потужністю дози (рівнем радіації) і позначається літерою Р. Рівень радіації або потужність дози показує яку дозу може отри­мати людина в одиницю часу.

Електромагнітний імпульс (ЕМІ). Ядерний вибух супроводжується також магнітним випромінюванням у вигляді потужного короткого імпульсу, що уражає, головним чином електричну і електронну апаратуру. За природою електромагнітний імпульс в першому наближенні можна порівняти з електромагнітним полем близької блискавки, що створює перешкоди для радіоприймачів.

Виникає ЕМІ в основному в результаті взаємодії g-випромінювання, що утворюється під час вибуху, з атомами навколишнього середовища. При взаємодії g-квантів з атомами середовища останнім надається імпульс енергії, невелика частка якого витрачається на іонізацію атомів, а основна – на надання поступального руху електронам і іонам, що утворилися в результаті іонізації. Так як електрону передається значно більше енергії, ніж іону, а також із-за великої різниці в масі, електрони отримують більш високу швидкість у порівнянні з іонами. Можна вважати, що іони практично залишаються на місці, а електрони віддаляються від них із швидкостями, близькими до швидкості світла в радіальному напрямку від центру вибуху. Таким чином, у просторі на деякий час відбувається розподілення позитивних і негативних зарядів.

Внаслідок того, що густина повітря в атмосфері зменшується з висотою, на ділянці, що обмежує місце вибуху, утворюється асиметрія, в розподілі електричного заряду (електронів). Асиметрія потоку електронів може також виникнути із-за несиметричності самого потоку g-квантів внаслідок різних товщин оболонки реактора чи боєприпасу, а також наявності магнітного поля Землі та ін. факторів. Несиметричність електричного заряду (потоку електронів) у місці вибуху в повітрі утворює імпульс струму. Він випромінює електромагнітну енергію так само, як і під час проходження його у випромінюючий антені.

Нейтронні боєприпаси являють собою малогабаритні термоядерні заряди з потужністю не більш 10 кг, у яких основна частина енер­гії виділяється за рахунок реакції синтезу ядер дейтерій та тритій.

Вражаючі фактори: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження. Для порівняння нижче у таблиці наведена кількість виділеної енергії, при термоядерному та ядерному вибухах %:

	ПР	УХ	СВ	РЗ
Синтез
Поділ

Для порівняння: під час вибуху нейтронного боєприпасу потужністю 1 кт на висоті 150 м зона комбінованого ураження дорівнює біля 430 м; зона найважких уражень – 1200 м; зона важких уражень – 1450 м; зона середніх уражень – 1550 м; легких уражень – 1650 м.

Дата добавления: 2014-11-29