Ядерное оружие

Электромагнитный  импульс. Ядерный взрыв излучает радиацию на всех длинах волн света. Часть попадает в спектр радиоволн и порождает электромагнитный импульс. Эффект электромагнитного импульса усиливается с высотой вхождения в атмосферу. Высотные взрывы могут выводить из строя электронику, вызывая короткие замыкания в замкнутых проводящих цепях – электронных приборах, линиях электропередачи, телефонных линиях, телевизорах, радио и т.д. Радиус повреждения может достигать 1000 км.

 

VI. Краткий обзор первичных поражающих факторов ядерного взрыва

Существует  три категории первичных поражающих факторов ядерного взрыва – это сам взрыв, тепловое излучение и мгновенная ионизация или проникающая радиация. Их соотношение при взрыве зависит от мощности бомбы. Маломощные бомбы могут нанести значительные разрушения. Бомбы мощностью около 2,5 килотонн вызывают все три указанных эффекта в равной пропорции, уничтожая все живое в радиусе 1 км. Соотношение энергетического выброса в формах теплового излучения, ударной волны и проникающей радиации практически не меняется в зависимости от мощности бомбы, зато изменяется способ взаимодействия энергии с воздухом и целью. Воздух легко пропускает тепловое излучение, воздействующее на открытые поверхности, которые быстро нагреваются. Чем мощнее бомба, тем больше площадь поражения тепловым излучением. В лабораторных условиях с увеличением мощности бомбы область теплового поражения расширяется от эпицентра пропорционально квадрату радиуса. Таким образом, область поражения рассчитывается как квадратный корень мощности бомбы. В реальных условиях расширение будет несколько меньше, частично вследствие того, что большие бомбы порождают высокую температуру медленнее, что уменьшает уровень разрушений, производимых каждой калорией излучения. Следует отметить, что область поражения тепловым излучением увеличивается пропорционально мощности бомбы. Взрывная волна – это объемный эффект. Взрывная волна передает энергию любой материи, через которую проходит, включая воздух. Когда взрывная волна проходит через твердые объекты, всплеск энергии приводит к разрушениям. Проходя через воздух, она просто слабеет. Взрывная волна угасает, взаимодействуя с материальными объектами. Количество необходимой материи увеличивается соответственно объему воображаемой сферы с центром в точке взрыва. Воздействие взрывной волны, таким образом, измеряют по закону обратного куба, который связывает объем с радиусом. Интенсивность проникающей радиации, как и интенсивность теплового излучения, снижается по закону обратного квадрата радиуса. Однако проникающая радиация также сильно поглощается воздухом, через который проходит, что быстро снижает интенсивность воздействия.

Из этих законов  следует, что при увеличении мощности бомбы эффект теплового излучения возрастает быстрее, чем эффект ударной волны, а интенсивность проникающей радиации быстро уменьшается. При небольшом ядерном взрыве (мощность бомбы до 15 килотонн) к жертвам (включая смертельные случаи) могут привести все три поражающих фактора. Большинство смертей (до двух третей погибших в первый день) происходит от ожогов (в том числе вызванных огненной бурей). Этот фактор имеет наибольший радиус поражения. 60-70% выживших получают травмы, вызванные последствиями ударной волны и пожаров. Большинство людей, находившихся достаточно близко к эпицентру взрыва, чтобы пострадать от облучения, оказываются в радиусе смертельного поражения ударной волны и теплового излучения, поэтому только 30% выживших получают лучевую болезнь. Большинство из них – это те, кто сумел укрыться от двух первых поражающих факторов. Но даже в этом случае большинство жертв лучевой болезни не могут избежать ожогов и травм от последствий ударной волны. При взрыве бомб мощностью в сотни килотонн или больше (типичная мощность стратегических боеголовок) непосредственное лучевое поражение можно не принимать в расчет. Опасный уровень облучения существует настолько близко к эпицентру взрыва, что выжить в этой зоне невозможно. С другой стороны, смертельные ожоги можно получить и вне основной зоны поражения ударной волной. Бомба в 20 мегатонн может вызвать ожоги третьей степени в радиусе 40 км, где ударная волна способна разве что разбить окна и нанести легкие разрушения. Эмпирическое правило для подсчета смертей, причинами которых являются первичные поражающие факторы ядерного взрыва, заключается в том, чтобы считать мертвыми всех находящихся в зоне давления ударной волны, превышающего 5 фунтов на квадратный дюйм. В действительности заметное количество людей в пределах этой зоны выживут, но примерно столько же погибнут за ее пределами. Это правило не учитывает эффект радиоактивных осадков.

 

V. Краткий обзор вторичных поражающих факторов ядерного взрыва

Радиоактивное заражение

 Самую  большую опасность среди вторичных поражающих факторов представляет выброс огромной массы радиоактивного вещества с большим периодом полураспада (от нескольких дней до тысячелетий). Главный источник заражения – это продукты реакции радиораспада. Вторым потенциально опасным источником заражения является излучение медленных нейтронов, которые захватываются ядрами атомов нерадиоактивных веществ. В процессе распада атомы могут порождать приблизительно 80 различных изотопов. Эти изотопы широко варьируются по стабильности; некоторые полностью устойчивы, в то время как другие интенсивно распадаются за доли секунды. Распадающиеся изотопы могут сами формировать устойчивые или нестабильные вторичные изотопы. Таким образом, создается еще более сложная смесь, состоящая из приблизительно 300 различных изотопов 36 элементов. Короткоживущие изотопы быстро высвобождают энергию распада, создавая интенсивное радиоактивное поле, которое, однако, также быстро угасает. Долгоживущие изотопы высвобождают энергию за длительное время, создавая намного более слабый, но стабильный радиационный фон. Полезное эмпирическое правило – «правило семерок». Это правило гласит, что за каждые 7 часов остаточная радиоактивность снижается в 10 раз (относительно уровня первого часа после начала распада). Через 7*7 часов (49 часов, приблизительно 2 суток) уровень радиации снижается еще на 90 %. Через 7*2 дней (2 недели) он снизится еще на 90 %; и так далее в течение 14 недель. Правило действует с погрешностью 25% в течение первых двух недель и с погрешностью 200% в течение первых шести месяцев. Через 6 месяцев скорость снижения уровня радиации становится намного более высокой. Продукты радиоактивного распада представляют наибольшую опасность, когда они проникают в грунт в форме т.н. радиоактивных осадков. Скорость осаждения радиоактивных веществ зависит в первую очередь от высоты, на которой произошел взрыв, и в меньшей степени от мощности взрыва. Если взрыв произошел высоко в воздухе (вспышка не касается земли), испаренные радиоактивные вещества охлаждаются и конденсируются в форме микроскопических частиц. Эти частицы в большинстве своем утягиваются в верхние слои атмосферы, поднимающейся вспышкой взрыва, но заметное их число остается в нижних слоях благодаря конвекции внутри вспышки. Чем сильнее взрыв, тем быстрее осадки уходят вверх, и тем меньше их остается в нижних слоях атмосферы. При взрывах мощностью до 100 килотонн вспышка не поднимается выше тропосферы, где и происходит процесс конденсации. Все эти осадки выпадут на землю естественным путем за несколько месяцев или еще быстрее. При взрывах мощностью в пределах мегатонны вспышка поднимается настолько высоко, что входит в стратосферу. В стратосфере не происходит погодных процессов, и осадки могут выпадать до нескольких лет. Такие замедленные осадки станут гораздо менее опасны к моменту выпадения на землю и довольно равномерно распределятся по всей поверхности планеты. При взрывах мощностью более 100 килотонн все больше и больше радиоактивных частиц попадает в стратосферу. Более низкий взрыв (вспышка касается земли) захватывает большое количество грунта внутрь вспышки. Грунт обычно не испаряется, но даже в случае испарения формирует очень большие частицы. Радиоактивные изотопы захватываются частицами почвы, которые быстро осаждаются на землю. Длительность выпадения таких осадков может составлять от минут до нескольких суток и произвести заражение на территории до нескольких тысяч километров (при соответствующем ветре). Интенсивность радиационного загрязнения сильнее при осадках близко к эпицентру, поскольку плотность радиоактивных частиц выше, и короткоживущие изотопы не успели еще распасться. Погодные условия могут оказывать на этот эффект значительное влияние.

К примеру, ливень может ограничить область выпадения радиоактивных осадков, создавая районы очень интенсивного заражения. Как внешнее, так и внутреннее заражение (при приеме внутрь радиоактивных веществ) несет большую опасность для здоровья. Взрывы на небольшой от земли высоте могут также представлять существенную опасность непосредственно под точкой взрыва из-за активных нейтронов. Нейтроны, поглощенные почвой, могут производить значительное излучение в течение нескольких часов.

Мегатонные  бомбы в большинстве своем  были упразднены и заменены на значительно менее мощные боеголовки. Мощность современной стратегической боеголовки, за немногими исключениями, составляет около 200-750 килотонн. Недавние исследования сложных моделей климата показали, что сокращение мощности приводит к намного большей пропорции осадков, попадающих в нижние слои атмосферы, и намного более быстрому и более интенсивному выпадению осадков, чем предполагали исследования 1960-х и 1970-х годов. Сокращение общей мощности стратегических арсеналов после отказа от высокомощных бомб в пользу более многочисленных и маломощных привело к увеличению риска заражения радиоактивными осадками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Ядерная война. Сами эти слова вызывают в  сознании образы грибовидных взрывов, противогазов и перепуганных ребятишек, которые мечутся в панике и стараются укрыться под школьными партами. Но попытка представить себе последствия такой войны захватывает воображение целиком – во многом потому, что в реальном мире нам не с чем их сравнить. И надеюсь, сравнивать ни когда не придется, ни нам, не будущим поколениям.

Страшно представить, что жизни мирных граждан  планеты зависят всего лишь от того, как договорятся власти разных стран по поводу ядерной проблемы. И вовсе становится не по себе от мысли, что чья-то неуравновешенная рука может «случайно» нажать на «кнопку».

Да, человечество уже сталкивалось с ужасами атомных  взрывов, но к счастью, нам как-то удалось не взорвать всю планету – по крайней мере, пока что.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Ардашев А.Н. гл.5. Атомное пламя. // Огнемётно-зажигательное оружие. Иллюстрированный справочник. — Агинское, Балашиха: АСТ, Астрель, 2001. — 288 с. — (Военная техника). — 10 100 экз. — ISBN 5-17-008790-X</ref>
2. Юнг. «Ярче тысячи солнц». М, 1960.

¹ В. Б. Адамский, Ю. Н. Смирнов, Ю. А. Трутнев. Сверхмощные ядерные взрывы в США и СССР как проявление научно-технической и государственной политики в годы холодной войны. Доклад на международной конференции в Вене в октябре 1999 г.