Ядерное оружие

СОДЕРЖАНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

      Я́дерное  ору́жие (или а́томное ору́жие) — взрывное устройство, в котором источником энергии является синтез или деление атомных ядер — ядерная реакция. В узком смысле — взрывное устройство, использующее энергию деления тяжёлых ядер. Устройства, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе лёгких ядер, называются термоядерными. Ядерное оружие включает как ядерные боеприпасы, так и средства их доставки к цели и средства управления; относится к оружию массового поражения (ОМП) наряду с биологическим и химическим оружием. 

            Виды  ядерных зарядов

      а) Атомные заряды.

Действие  атомного оружия основывается на реакции  деления тяжелых ядер (уран-235, плутоний-239 и т.д.). Цепная реакция деления развивается не в любом количестве делящегося вещества, а лишь только в определенной для каждого вещества массе. Наименьшее количество делящегося вещества, в котором возможна

саморазвивающаяся цепная ядерная реакция, называют критической массой. Уменьшение критической массы будет наблюдаться при увеличении плотности вещества. Делящееся вещество в атомном заряде находится в подкритическом состоянии. По принципу его перевода в надкритическое состояние атомные заряды делятся на пушечные и имплозивного типа. В зарядах пушечного типа две и более частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро соединяются друг с другом в надкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества (выстреливания одной части в другую). При создании зарядов по такой схеме трудно обеспечить высокую надкритичность, вследствие чего его коэффициент полезного действия невелик. Достоинством схемы пушечного типа является возможность создания зарядов малого диаметра и высокой стойкости к действию механических нагрузок, что позволяет использовать их в артиллерийских снарядах и минах. В зарядах имплозивного типа делящееся вещество, имеющее при нормальной

плотности массу меньше критической , переводится  в надкритическое состояние повышением его плотности в результате обжатия с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества . В таких зарядах представляется возможность получить высокую надкритичность и, следовательно , высокий коэффициент полезного использования делящегося вещества.

      б)Термоядерные заряды.

Действие  термоядерного оружия основывается на реакции синтеза ядер легких элементов . Для возникновения цепной термоядерной реакции необходима очень высокая (порядка нескольких миллионов градусов) температура, которая достигается взрывом обычного атомного заряда . В качестве термоядерного горючего используется обычно дейтрид лития-6 (твердое вещество, представляющее собой соединение лития-6 и дейтерия).

      в)Нейтронные заряды.

Нейтронный  заряд представляет собой особый вид термоядерного заряда, в котором резко увеличен выход нейтронов . Для боевой части ракеты "Лэнс" на долю реакции синтеза приходится порядка 70% освобождающейся энергии.

      г)"Чистый" заряд.

Чистый  заряд-это ядерный заряд, при взрыве которого выход долгоживущих радиоактивных изотопов существенно снижен.

        Конструкция и  способы доставки

Основными элементами ядерных боеприпасов  являются:

-корпус

-система  автоматики

Корпус  предназначен для размещения ядерного заряда и системы автоматики , а также предохраняет их от механического, а в некоторых случаях и от теплового воздействия. Система автоматики обеспечивает взрыв ядерного заряда в заданный момент времени и исключает его случайное или преждевременное срабатывание.

Она включает:

-систему  предохранения и взведения

-систему  аварийного подрыва

-систему  подрыва заряда

-источник  питания

-систему  датчиков подрыва

Средствами  доставки ядерных боеприпасов могут  являться баллистические ракеты, крылатые и зенитные ракеты, авиация. Ядерные боеприпасы применяются для снаряжения авиабомб, фугасов, торпед , артиллерийских снарядов (203,2 мм СГ и 155 мм СГ-США).

      Мощность  ядерных боеприпасов

Ядерное оружие обладает колоссальной мощностью . При делении урана массой порядка килограмма освобождается такое же количество энергии, как при взрыве тротила массой около 20 тысяч тонн. Термоядерные реакции синтеза являются еще более энергоемкими. Мощность взрыва ядерных боеприпасов принято измерять в единицах тротилового эквивалента. Тротиловый эквивалент - это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв, по мощности эквивалентный взрыву данного ядерного боеприпаса . Обычно он измеряется в килотоннах (кТ) или в мегатоннах (МгТ).

В зависимости  от мощности ядерные боеприпасы делят  на калибры:

-сверхмалый (менее 1кТ)

-малый  (от 1 до 10 кТ)

-средний  (от 10 до 100 кТ)

-крупный  (от 100 кТ до 1 МгТ)

-сверхкрупный (свыше 1 МгТ)

Термоядерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного, крупного и среднего калибров; ядерными - сверхмалого , малого и среднего калибров, Нейтронными - сверхмалого и малого калибров.

      Виды  ядерных взрывов

В зависимости  от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов , по которым планируются ядерные удары , а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой).

В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

-воздушный  (высокий и низкий)

-наземный (надводный)

-подземный  (подводный) 
 
 
 

     1. Поражающие факторы ядерного оружия и их краткая характеристика. 

     Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.

     Поражающее  действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом. Единица ее измерения - т, кт, Мт.

     Рассмотрим  поражающие факторы наземного ядерного взрыва и их воздействие на человека, промышленные объекты и т.д.

Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются:

• воздушная ударная волна (50%);
• световое излучение (35%);
• проникающая радиация (4%);
• радиоактивное заражение (10%);
• электромагнитный импульс (1%).

Дадим краткую характеристику поражающих факторов ядерного взрыва. 

     1.1. Воздушная ударная  волна - это зона сжатого воздуха, распространяющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва. Основные параметры ударной волны, определяющие ее поражающее действие:

• избыточное давление во фронте ударной волны, ΔР_ф, Па (кгс/см2);
• скоростной напор, ΔР_ск, Па (кгс/см2).

      Скоростной  напор ΔРск - это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, движущимся за фронтом ударной волны. Метательное  действие скоростного напора воздуха  заметно сказывается в зоне с  избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с. При давлениях менее 50 кПа влияние ΔРск быстро падает.

время действия ударной волны  (с) (при q=20 кт - = 0,6 с, при q=1 Мт - = 3 с).

      При воздействии на людей ударная волна вызывает различные по степени тяжести поражения (травмы):

• прямые - от избыточного давления и скоростного напора;
• косвенные - от ударов обломками ограждающих конструкций, осколков стекла и т.д.

По степени  тяжести поражения людей от ударной волны делятся:

• на легкие при ΔР_ф = 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см²), (вывихи, ушибы);
• средние при ΔР_ф = 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см²), (контузии, кровь из носа и ушей);
• тяжелые при ΔР_ф ≥ 60 кПа (тяжелые контузии, повреждения слуха и внутренних органов, потеря сознания, переломы);
• смертельные при ΔР_ф ≥ 100 кПа.

Рис 1. Зоны разрушения

      Характер  разрушений промышленных зданий в зависимости от нагрузки, создаваемой ударной волной:

• полные разрушения при ΔР_ф ≥ 50 кПа (разрушение всех элементов конструкции зданий);
• сильные разрушения при ΔР_ф ≥ 30-50 кПа (обрушение 50% конструкций зданий);
• средние разрушения при ΔР_ф = 20-30 кПа (трещины в несущих элементах конструкций, обрушение отдельных участков стен);
• слабые разрушения при ΔР_ф ≥ 10-20 кПа (повреждения окон, дверей, легких перегородок).

 

       1.2.Световое  излучение. Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

     Световое  излучение ядерного взрыва поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.

     Основным  параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (U_св). При воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела.

     U_св - это количество световой энергии, падающей на 1 м² площади, перпендикулярной к направлению излучения за все время свечения огненного шара. Единица измерения U_св - Дж/м²; 1 кал/см² = 40 кДж/м². Величина U_св зависит от интенсивности и продолжительности излучения. Продолжительность в свою очередь зависит от мощности боеприпаса:  
при q = 20 кт - 3 с; 
q = 1 Мт - 10 с; q = 10 Мт - 23 с.