Що є одиницею вимірювання потужності ядерних боєприпасів. Ядерний вибух - найстрашніше відкриття людства

Час: 0 с. Відстань: 0 м (точно в епіцентрі).
Ініціація вибуху ядерного детонатора.

час:< 0,0000001 c. Відстань: 0 м. Температура: до 100 млн. ° C.
Початок і хід ядерних і термоядерних реакцій в заряді. Ядерний детонатор своїм вибухом створює умови для початку термоядерних реакцій: зона термоядерного горіння проходить ударною хвилею в речовині заряду зі швидкістю близько 5000 км / с (10 6 -10 7 м / с). Близько 90% виділяються при реакціях нейтронів поглинається речовиною бомби, решта 10% вилітають назовні.

час:< 10 -7 c. Відстань: 0 м.
До 80% і більше енергії реагує речовини трансформується і виділяється у вигляді м'якого рентгенівського і жорсткого УФ-випромінювання з величезною енергією. Рентгенівське випромінювання формує теплову хвилю, яка нагріває бомбу, виходить назовні і починає нагрівати навколишнє повітря.

час:< 10 −7 c. Расстояние: 2 м. Температура: 30 млн.°C.
Закінчення реакції, початок розльоту речовини бомби. Бомба відразу зникає з поля зору, і на її місці з'являється яскрава світиться сфера (вогненна куля), що маскує розліт заряду. Швидкість зростання сфери на перших метрах близька до швидкості світла. Щільність речовини тут за 0,01 с падає до 1% щільності навколишнього повітря; температура за 2,6 с падає до 7-8 тис. ° C, ~ 5 секунд утримується і далі знижується з підйомом вогненної сфери; тиск через 2-3 с падає до трохи нижче атмосферного.

Час: 1,1 × 10 -7 c. Відстань: 10 м. Температура: 6 млн. ° C.
Розширення видимої сфери до ~ 10 м йде за рахунок світіння іонізованого повітря під рентгенівським випромінюванням ядерних реакцій, а далі за допомогою радіаційної дифузії самого нагрітого повітря. Енергія квантів випромінювання, які покидають термоядерний заряд, така, що їх вільний пробіг до захоплення частинками повітря - близько 10 м, і спочатку порівняємо з розмірами сфери; фотони швидко оббігає всю сферу, усредняя її температуру і зі швидкістю світла вилітають з неї, іонізуя все нові верстви повітря; звідси однакова температура і швидкістю, близькою до зростання. Далі, від захоплення до захоплення, фотони втрачають енергію, і довжина їх пробігу скорочується, зростання сфери сповільнюється.

Час: 1,4 × 10 -7 c. Відстань: 16 м. Температура: 4 млн. ° C.
В цілому від 10-7 до 0,08 секунд йде перша фаза світіння сфери з швидким падінням температури і виходом ~ 1% енергії випромінювання, здебільшого у вигляді УФ-променів і яскравого світлового випромінювання, здатних пошкодити зір у далекого спостерігача без освіти опіків шкіри . Освітленість земної поверхні в ці миті на відстанях до десятків кілометрів може бути в сто і більше разів більше сонячної.

Час: 1,7 × 10 -7 c. Відстань: 21 м. Температура: 3 млн. ° C.
Пари бомби у вигляді клубів, щільних згустків і струменів плазми, як поршень, стискають перед собою повітря і формують ударну хвилю всередині сфери - внутрішній стрибок, що відрізняється від звичайної ударної хвилі неадіабатичних, майже ізотермічними властивостями, і при тих же тисках в кілька разів більшою щільністю : стискується стрибком повітря відразу випромінює більшу частину енергії через поки прозорий для випромінювань куля.
На перших десятках метрів навколишні предмети перед нальотом на них вогневої сфери через занадто великий її швидкості не встигають зреагувати ніяк - навіть практично не нагріваються, а, опинившись всередині сфери під потоком випромінювання, випаровуються миттєво.

Час: 0,000001 c. Відстань: 34 м. Температура: 2 млн. ° C. Швидкість 1000 км / с.
З ростом сфери і падінням температури енергія і щільність потоку фотонів знижуються, і їх пробігу (порядку метра) вже не вистачає для близькосвітлових швидкостей розширення вогневого фронту. Нагрітий об'єм повітря почав розширюватися, і формується потік його частинок від центру вибуху. Теплова хвиля при нерухомому повітрі на кордоні сфери сповільнюється. Розширюється нагріте повітря всередині сфери наштовхується на нерухомий у її межі, і, починаючи десь з 36-37 м, з'являється хвиля підвищення щільності - майбутня зовнішня повітряна ударна хвиля; до цього хвиля не встигала з'явитися через величезній швидкості росту світловий сфери.

Час: 0,000001 c. Відстань: 34 м. Температура: 2 млн. ° C.
Внутрішній стрибок і пари бомби знаходяться в шарі 8-12 м від місця вибуху, пік тиску до 17000 МПа на відстані 10,5 м, щільність в ~ 4 рази більше щільності повітря, швидкість ~ 100 км / с. Область гарячого повітря: тиск на кордоні 2500 МПа, всередині області до 5000 МПа, швидкість частинок до 16 км / с. Речовина парів бомби починає відставати від внутрішнього стрибка в міру того, як все більше повітря в ньому залучається до рух. Щільні згустки і струменя зберігають швидкість.

Час: 0,000034 c. Відстань: 42 м. Температура: 1 млн. ° C.
Умови в епіцентрі вибуху першої радянської водневої бомби (400 кт на висоті 30 м), при якому утворилася воронка близько 50 м діаметром і 8 м завглибшки. У 15 м від епіцентру, або в 5-6 м від основи вежі з зарядом, розташовувався залізобетонний бункер зі стінами завтовшки 2 м для розміщення наукової апаратури зверху укритий великий насипом землі товщиною 8 м - зруйнований.

Час: 0,0036 c. Відстань: 60 м. Температура: 600 тис. ° C.
З цього моменту характер ударної хвилі перестає залежати від початкових умов ядерного вибуху і наближається до типового для сильного вибуху в повітрі, тобто такі параметри хвилі могли б спостерігатися при вибуху великої маси звичайної вибухівки.
Внутрішній стрибок, пройшовши всю ізотермічну сферу, наздоганяє і зливається із зовнішнім, підвищуючи його щільність і утворюючи т.зв. сильний стрибок - єдиний фронт ударної хвилі. Щільність речовини в сфері падає до 1/3 атмосферної.

Час: 0,014 c. Відстань: 110 м. Температура: 400 тис. ° C.
Аналогічна ударна хвиля в епіцентрі вибуху першої радянської атомної бомби потужністю 22 кт на висоті 30 м згенерувала сейсмічний зсув, який зруйнував імітацію тунелів метро з різними типами кріплення на глибинах 10, 20 і 30 м; тварини в тунелях на глибинах 10, 20 і 30 м загинули. На поверхні з'явилося малопомітне тарілкоподібні поглиблення діаметром близько 100 м. Подібні умови були в епіцентрі вибуху «Трініті» (21 кт на висоті 30 м, утворилася воронка діаметром 80 м і глибиною 2 м).

Час: 0,004 c. Відстань: 135 м. Температура: 300 тис. ° C.
Максимальна висота повітряного вибуху 1 Мт для освіти помітною воронки в землі. Фронт ударної хвилі викривлений ударами згустків парів бомби.

Час: 0,007 c. Відстань: 190 м. Температура: 200 тис. ° C.
На гладкому і як би блискучому фронті ударної хвилі утворюються великі «пухирі» і яскраві плями (сфера як би кипить). Щільність речовини в ізотермічної сфері діаметром ~ 150 м падає нижче 10% атмосферної.
Немассівние предмети випаровуються за кілька метрів до приходу вогненної сфери ( «канатні трюки»); тіло людини з боку вибуху встигне обвуглитися, а повністю випаровується вже з приходом ударної хвилі.

Час: 0,01 c. Відстань: 214 м. Температура: 200 тис. ° C.
Аналогічна повітряна ударна хвиля першої радянської атомної бомби на відстані 60 м (52 м від епіцентру) зруйнувала оголовки стовбурів, провідних в імітації тунелів метро під епіцентром (див. Вище). Кожен оголовок був потужний залізобетонний каземат, укритий невеликий грунтовій насипом. Уламки оголовків обвалилися в стовбури, останні потім розчавлені сейсмічної хвилею.

Час: 0,015 c. Відстань: 250 м. Температура: 170 тис. ° C.
Ударна хвиля сильно руйнує скельні породи. Швидкість ударної хвилі вище швидкості звуку в металі: теоретичну межу міцності вхідних дверей в притулок; танк розплющується і згоряє.

Час: 0,028 c. Відстань: 320 м. Температура: 110 тис. ° C.
Людина розвіюється потоком плазми (швидкість ударної хвилі дорівнює швидкості звуку в кістках, тіло руйнується в пил і відразу згорає). Повне руйнування найміцніших наземних будівель.

Час: 0,073 c. Відстань: 400 м. Температура: 80 тис. ° C.
Нерівності на сфері пропадають. Щільність речовини падає в центрі майже до 1%, а на краю ізотермічної сфери диамером ~ 320 м - до 2% атмосферної. На цій відстані в межах 1,5 с нагрів до 30000 ° C і падіння до 7000 ° C, ~ 5 з утримання на рівні ~ 6500 ° C і зниження температури за 10-20 с в міру відходу вогненної кулі вгору.

Час: 0,079 c. Відстань: 435 м. Температура: 110 тис. ° C.
Повне руйнування шосейних доріг з асфальтовим і бетонним покриттям Температурний мінімум випромінювання ударної хвилі, закінчення першої фази світіння. Притулок типу метро, \u200b\u200bоблицьований чавунними тюбінгами з монолітним залізобетоном і заглиблених на 18 м, з розрахунку, здатне витримати без руйнування вибух (40 кт) на висоті 30 м на мінімальній відстані 150 м (тиск ударної хвилі близько 5 МПа), випробувано 38 кт РДС -2 на відстані 235 м (тиск ~ 1,5 МПа), отримало незначні деформації, пошкодження.
При температурах у фронті стиснення нижче 80 тис. ° C нові молекули NO 2 більше не з'являються, шар двоокису азоту поступово зникає і перестає екранувати внутрішнє випромінювання. Ударна сфера поступово стає прозорою, і через неї, як через затемнене скло, деякий час видно клуби пари бомби і изотермическая сфера; в цілому вогненна сфера схожа на феєрверк. Потім, у міру збільшення прозорості, інтенсивність випромінювання зростає, і деталі як би знову розгорається сфери стають не видно.

Час: 0,1 c. Відстань: 530 м. Температура: 70 тис. ° C.
Відрив і догляд вперед фронту ударної хвилі від кордону вогненної сфери, швидкість зростання її помітно знижується. Настає друга фаза світіння, менш інтенсивна, але на два порядки більше тривала з виходом 99% енергії випромінювання вибуху, в основному у видимому та ІЧ-спектрі. На перших сотнях метрів людина не встигає побачити вибух і гине без мук (час зорової реакції людини 0,1-0,3 с, час реакції на опік 0,15-0,2 с).

Час: 0,15 c. Відстань: 580 м. Температура: 65 тис. ° C. Радіація: ~ 100000 Гр.
Від людини залишаються обвуглені уламки кісток (швидкість ударної хвилі - близько швидкості звуку в м'яких тканинах: по тілу проходить руйнує клітини і тканини гідродинамічний удар).

Час: 0,25 c. Відстань: 630 м. Температура: 50 тис. ° C. Проникаюча радіація: ~ 40000 Гр.
Людина перетворюється на обвуглені уламки: ударна хвиля викликає травматичні ампутації, а підійшла через частку секунди вогненна сфера обугливает останки.
Повне руйнування танка. Повне руйнування підземних кабельних ліній, водопроводів, газопроводів, каналізації, оглядових колодязів. Руйнування підземних залізобетонних труб діаметром 1,5 м з товщиною стінок 0,2 м. Руйнування арочної бетонної греблі ГЕС. Сильне руйнування довготривалих залізобетонних фортсооруженій. Незначні пошкодження підземних споруд метро.

Час: 0,4 c. Відстань: 800 м. Температура: 40 тис. ° C.
Нагрівання об'єктів до 3000 ° C. Проникаюча радіація ~ 20000 Гр. Повне руйнування всіх захисних споруд цивільної оборони (сховищ), руйнування захисних пристроїв входів в метро. Руйнування гравітаційної бетонної греблі ГЕС. ДОТи стають небоєздатні на дистанції 250 м.

Час: 0,73 c. Відстань: 1200 м. Температура: 17 тис. ° C. Радіація: ~ 5000 Гр.
При висоті вибуху 1200 м нагрів приземного повітря в епіцентрі перед приходом ударної хвилі до 900 ° C. Людина - стовідсоткова загибель від дії ударної хвилі.
Руйнування притулків, розрахованих на 200 кПа (тип А-III, або клас 3). Повне руйнування залізобетонних дотів збірного типу на дистанції 500 м за умовами наземного вибуху. Повне руйнування залізничних шляхів. Максимум яскравості другої фази світіння сфери, до цього часу вона виділила ~ 20% світлової енергії.

Час: 1,4 c. Відстань: 1600 м. Температура: 12 тис. ° C.
Нагрівання об'єктів до 200 ° C. Радіація - 500 Гр. Численні опіки 3-4 ступеня до 60-90% поверхні тіла, важке променеве ураження, що поєднуються з іншими травмами; летальність відразу або до 100% в першу добу.
Танк відкидається на ~ 10 м і пошкоджується. Повний резрушеніе металевих і залізобетонних мостів прольотом 30-50 м.

Час: 1,6 c. Відстань: 1750 м. Температура: 10 тис. ° C. Радіація: ок. 70 Гр.
Екіпаж танка гине протягом 2-3 тижнів від украй важкою променевої хвороби.
Повне руйнування бетонних, залізобетонних монолітних (малоповерхових) і сейсмостійких будівель 0,2 МПа, притулків вбудованих і окремо розташованих, розрахованих на 100 кПа (тип А-IV, або клас 4), притулків в підвальних приміщеннях багатоповерхових будівель.

Час: 1,9 c. Відстань: 1900 м. Температура: 9 тис. ° C.
Небезпечні поразки людини ударною хвилею і покидьок до 300 м з початковою швидкістю до 400 км / год; з них 100-150 м (0,3-0,5 шляху) - вільний політ, а решта відстань - численні рикошети про грунт. Радіація близько 50 Гр - блискавична форма променевої хвороби, 100% летальність протягом 6-9 діб.
Руйнування вбудованих сховищ, розрахованих на 50 кПа. Сильне руйнування сейсмостійких будівель. Тиск 0,12 МПа і вище - вся міська забудова щільна і розрядження перетворюється в суцільні завали (окремі завали зливаються в один суцільний), висота завалів може становити 3-4 м. Вогняна сфера в цей час досягає максимальних розмірів (діаметром ~ 2 км) , підминається знизу відображеної від землі ударною хвилею і починає підйом; изотермическая сфера в ній схлопивается, утворюючи швидкий висхідний потік в епіцентрі - майбутню ніжку гриба.

Час: 2,6 c. Відстань: 2200 м. Температура: 7,5 тис. ° C.
Важкі поразки людини ударною хвилею. Радіація ~ 10 Гр - вкрай важка гостра променева хвороба, по поєднанні травм 100% летальність в межах 1-2 тижнів. Безпечне перебування в танку, в укріпленому підвалі з посиленим залізобетонним перекриттям і в більшості притулків ГО.
Руйнування вантажних автомобілів. 0,1 МПа - розрахунковий тиск ударної хвилі для проектування конструкцій і захисних пристроїв підземних споруд ліній мілкого закладення метрополітену.

Час: 3,8 c. Відстань: 2800 м. Температура: 7,5 тис. ° C.
Радіація 1 Гр - в мирних умовах і своєчасному лікуванні безпечне променеве ураження, але при супутніх катастрофи антисанітарії і важких фізичних і психологічних навантаженнях, відсутності медичної допомоги, харчування і нормального відпочинку до половини пострадавщего гинуть тільки від радіації і супутніх захворювань, а за сумою ушкоджень ( плюс травми і опіки) - набагато більше.
Тиск менше 0,1 МПа - міські райони з щільною забудовою перетворюються в суцільні завали. Повне руйнування підвалів без підсилення конструкцій 0,075 МПа. Середнє руйнування сейсмостійких будівель 0,08-0,12 МПа. Сильні пошкодження залізобетонних дотів збірного типу. Детонація піротехнічних засобів.

Час: 6 c. Відстань: 3600 м. Температура: 4,5 тис. ° C.
Середні ураження людини ударною хвилею. Радіація ~ 0,05 Гр - доза безпечна. Люди і предмети залишають «тіні» на асфальті.
Повне руйнування адміністративних багатоповерхових каркасних (офісних) будівель (0,05-0,06 МПа), укриттів найпростішого типу; сильне і повне руйнування масивних промислових споруд. Практично вся міська забудова зруйнована з утворенням місцевих завалів (один будинок - один завал). Повне руйнування легкових автомобілів, повне знищення лісу. Електромагнітний імпульс ~ 3 кВ / м вражає нечутливі електроприлади. Руйнування аналогічні землетрусу силою 10 балів.
Сфера перейшла в вогненний купол, як міхур, що спливає вгору, захоплюючи за собою стовп з диму і пилу з поверхні землі: росте характерний вибуховий гриб з початкової вертикальної швидкістю до 500 км / год. Швидкість вітру у поверхні до епіцентру ~ 100 км / ч.

Час: 10 c. Відстань: 6400 м. Температура: 2 тис. ° C.
Закінчення ефективного часу другої фази світіння, виділилося ~ 80% сумарної енергії світлового випромінювання. Решта 20% безпечно висвічуються протягом близько хвилини з безперервним зниженням інтенсивності, поступово гублячись у клубах хмари. Руйнування укриттів найпростішого типу (0,035-0,05 МПа).
На перших кілометрах людина не почує гуркіт вибуху через ураження слуху ударною хвилею. Покидьок людини ударною хвилею на ~ 20 м з початковою швидкістю ~ 30 км / год.
Повне руйнування багатоповерхових цегляних будинків, панельних будинків, сильне руйнування складів, середнє руйнування каркасних адміністративних будівель. Руйнування аналогічні землетрусу силою 8 балів. Безпечно майже в будь-якому підвалі.
Світіння вогняного купола перестає бути небезпечним, він перетворюється в вогняна хмара, з підйомом зростаюче в обсязі; розпечені гази в хмарі починають обертатися в Торообразная вихорі; гарячі продукти вибуху локалізуються у верхній частині хмари. Потік запиленого повітря в стовпі рухається в два рази швидше за швидкість підйому гриба, наздоганяє хмара, проходить наскрізь, розходиться і як би намотується на нього, як на кільцеподібну котушку.

Час: 15 c. Відстань: 7500 м.
Легкі поразки людини ударною хвилею. Опіки третього ступеня відкритих частин тіла.
Повне руйнування дерев'яних будинків, сильне руйнування цегляних багатоповерхових будинків 0,02-0,03 МПа, середнє руйнування цегляних складів, багатоповерхових залізобетонних, панельних будинків; слабке руйнування адміністративних будівель 0,02-0,03 МПа, масивних промислових споруд. Займання автомобілів. Руйнування аналогічні землетрусу силою 6 балів, урагану 12 балів зі швидкістю вітру до 39 м / с. Гриб виріс до 3 км над епіцентром вибуху (справжня висота гриба більше на висоту вибуху боєголовки, приблизно на 1,5 км), у нього з'являється «спідничка» з конденсату парів води в потоці теплого повітря, віялом затягує хмарою в холодні верхні шари атмосфери.

Час: 35 c. Відстань: 14 км.
Опіки другого ступеня. Запалюється папір, темний брезент. Зона суцільних пожеж; в районах щільної спалимої забудови можливі вогненний шторм, смерч (Хіросіма, «Операція Гоморра»). Слабке руйнування панельних будинків. Виведення з ладу авіатехніки і ракет. Руйнування аналогічні землетрусу силою 4-5 балів, шторму 9-11 балів зі швидкістю вітру 21-28,5 м / с. Гриб виріс до ~ 5 км, вогняна хмара світить все слабше.

Час: 1 хв. Відстань: 22 км.
Опіки першого ступеня, в пляжному одязі можлива загибель.
Руйнування армованого скління. Корчування великих дерев. Зона окремих пожеж. Гриб піднявся до 7,5 км, хмара перестає випромінювати світло і тепер має червонуватий відтінок через наявність в ньому оксидів азоту, ніж буде різко виділятися серед інших хмар.

Час: 1,5 хв. Відстань: 35 км.
Максимальний радіус ураження незахищеній чутливої \u200b\u200bелектроапаратури електромагнітним імпульсом. Розбиті майже всі звичайні і частина армованих стекол в окнах- актуально морозної взимку плюс можливість порізів летять осколками.
Гриб піднявся до 10 км, швидкість підйому ~ 220 км / ч. Вище тропопаузи хмара розвивається переважно в ширину.

Час: 4 хв. Відстань: 85 км.
Спалах схожа на велике і неприродно яскраве Сонце на обрії, може викликати опік сітківки очей, прилив тепла до обличчя. Підійшла через 4 хвилини ударна хвиля ще може збити з ніг людину і розбити окремі скла у вікнах.
Гриб піднявся понад 16 км, швидкість підйому ~ 140 км / ч.

Час: 8 хв. Відстань: 145 км.
Спалах не видно за обрієм, зате видно сильне заграва і вогняна хмара. Загальна висота гриба - до 24 км, хмара 9 км у висоту і 20-30 км в діаметрі, своєю широкою частиною воно «спирається» на тропопаузу. Грибоподібна хмара зросла до максі-мінімальних розмірів і спостерігається ще близько години або більше, поки не розвіється вітрами і не перемішається зі звичайною хмарністю. З хмари протягом 10-20 годин випадають опади з відносно великими частками, формуючи ближній радіоактивний слід.

Час: 5,5-13 годин. Відстань: 300-500 км.
Дальня межа зони помірного зараження (зона А). Рівень радіації на зовнішній межі зони 0,08 Гр / год; сумарна доза випромінювання 0,4-4 Гр.

Час: ~ 10 місяців.
Ефективне час половинного осідання радіоактивних речовин для нижніх шарів тропічної стратосфери (до 21 км); випадання також йде в основному в середніх широтах в тому ж півкулі, де проведений вибух.
===============

Усі творці ядерної зброї щиро вважали, що вони роблять добру справу, рятуючи світ від «коричневої чуми», «комуністичної зарази» і «імперіалістичної експансії». Для країн, які прагнули до володіння енергією атома, це було архіважливим завданням - бомба виступала символом і гарантом їх національної безпеки і спокійного майбутнього. Саме смертоносне з усіх винайдених людиною знарядь вбивства в очах творців було і найпотужнішим гарантом миру на Землі.

В основі поділу і синтезу

Десятиліття, що пройшли після сумних подій початку серпня 1945 року - вибухів американських атомних бомб над японськими містами Хіросіма і Нагасакі, - підтвердили правоту вчених, які дали в руки політиків небувале зброю нападу і відплати. Двох бойових застосувань цілком вистачило для того, щоб ми змогли прожити 60 років, обходячись у військових діях без застосування ядерної зброї. І дуже хочеться сподіватися на те, що даний вид зброї так і залишиться головним стримуючим фактором нової світової війни і ніколи не буде застосований за бойовим призначенням.

Ядерна зброя визначають як «зброю масового ураження вибухової дії, засноване на використанні енергії, що виділяється при ядерних реакціях поділу або синтезу». Відповідно ядерні заряди поділяють на ядерні та термоядерні. Шляхи звільнення енергії атомного ядра за допомогою поділу або синтезу були зрозумілі фізикам вже до кінця 1930-х років. Перший шлях припускав ланцюгову реакцію поділу ядер важких елементів, другий - злиття ядер легких елементів з утворенням важчого ядра. Потужність ядерного заряду зазвичай висловлюють через «тротиловий еквівалент», тобто кількість звичайної вибухової речовини тротилу, яке потрібно підірвати, щоб вивільнилася така ж енергія. Одна ядерна бомба може бути еквівалентна за такою шкалою мільйону тонн тротилу, проте наслідки від її вибуху можуть виявитися набагато гірше, ніж від вибуху мільярда тонн звичайної вибухівки.

наслідки збагачення

Для отримання ядерної енергії шляхом ділення особливий інтерес представляють ядра ізотопів урану з атомною вагою 233 і 235 (233 U і 235 U) і плутонію - 239 (239 Pu), діляться під впливом нейтронів. Зв'язок частинок у всіх ядрах обумовлена \u200b\u200bсильною взаємодією, особливо ефективним на малих відстанях. У великих ядрах важких елементів цей зв'язок слабший, оскільки електростатичні сили відштовхування між протонами як би «розпушують» ядро. Розпад ядра важкого елемента під дією нейтрона на два швидко летять осколка супроводжується вивільненням великої кількості енергії, випусканням гамма-квантів і нейтронів - в середньому 2,46 нейтрона на одне розпалося уранове ядро \u200b\u200bі 3,0 - на одне плутонієве. Завдяки тому що при розпаді ядер число нейтронів різко зростає, реакція поділу може миттєво охопити все ядерне пальне. Так відбувається при досягненні «критичної маси», коли починається ланцюгова реакція поділу, що призводить до атомного вибуху.

1 - корпус
2 - вибуховий механізм
3 - звичайне вибухова речовина
4 - електродетонатор
5 - нейтронний відбивач
6 - ядерне пальне (235U)
7 - джерело нейтронів
8 - процес обтиску ядерного пального у напрямку досередини вибухом

Залежно від способу отримання критичної маси розрізняють атомні боєприпаси гарматного і имплозивного типу. У простому боєприпасі гарматного типу дві маси 235 U, кожна з яких менше критичної, з'єднуються за допомогою заряду звичайної вибухової речовини (ВВ) шляхом пострілу з своєрідною внутрішньої гармати. Ядерне пальне можна розділити і на більше число частин, які будуть з'єднуватися вибухом навколишнього їх ВВ. Така схема складніше, але дозволяє досягати великих потужностей заряду.

У боєприпасі имплозивного типу уран 235 U або плутоній-239 Pu обжимается вибухом розташованого навколо них звичайного вибухової речовини. Під дією вибухової хвилі щільність урану або плутонію різко підвищується і «надкрітіческіх маса» досягається при меншій кількості ділиться матеріалу. Для більш ефективного протікання ланцюгової реакції пальне в боєприпасах обох типів оточують нейтронним відбивачем, наприклад на основі берилію, а для ініціювання реакції в центрі заряду розташовують джерело нейтронів.

Ізотопу 235 U, необхідного для створення ядерного заряду, в природному урані міститься лише 0,7%, решта - стабільний ізотоп 238 U. Для отримання достатньої кількості розділяти матеріалу виробляють збагачення природного урану, і це було однією з найскладніших в технічному плані завдань при створення атомної бомби. Плутоній отримують штучно - він накопичується в промислових ядерних реакторах, за рахунок перетворення 238 U в 239 Pu під дією потоку нейтронів.

Клуб взаємного залякування
Вибух радянської ядерної бомби 29 серпня 1949 року повідомив усім про закінчення американської ядерної монополії. Але ядерна гонка тільки розгорталася, до неї дуже скоро приєдналися нові учасники.

3 жовтня 1952 року вибухом власного заряду заявила про вступ до «ядерного клубу» Великобританія, 13 лютого 1960 року - Франція, а 16 жовтня 1964 року - Китай.

Політичне вплив ядерної зброї як засобу взаємного шантажу добре відомо. Загроза швидкого нанесення противнику потужного відповідного ядерного удару була і залишається головним стримуючим фактором, що змушує агресора шукати інші шляхи ведення військових дій. Це проявилося і в специфічному характері третьої світової війни, обережно іменувалася «холодної».

Офіційна «ядерна стратегія» добре відображала і оцінку загальної військової могутності. Так, якщо цілком впевнене в своїй силі держава СРСР в 1982 році оголосило про «незастосування ядерної зброї першим», то єльцинська Росія змушена була оголосити про можливість застосування ядерної зброї навіть проти «неядерного» противника. «Ракетно-ядерний щит» і сьогодні залишився головною гарантією від зовнішньої небезпеки та однією з основних опор самостійної політики. США в 2003 році, коли агресія проти Іраку була вже вирішеною справою, від балачок про «несмертельної» зброї перейшли до загрози «можливого використання тактичної ядерної зброї». Інший приклад. Уже в перші роки XXI століття «ядерний клуб» поповнили Індія і Пакистан. І майже відразу призвела до різкого загострення протистояння на їх кордоні.

Експерти МАГАТЕ і преса давно стверджують, що Ізраїль «у стані» провести кілька десятків ядерних боєприпасів. Ізраїльтяни ж вважають за краще загадково посміхатися - сама можливість наявності ядерної зброї залишається потужним засобом тиску навіть в регіональних конфліктах.

Згідно імплозівной схемою

При достатньому зближенні ядер легких елементів між ними починають діяти ядерні сили тяжіння, що робить можливим синтез ядер більш важких елементів, який, як відомо, продуктивніше розпаду. Повний синтез в 1 кг суміші, оптимальної для термоядерної реакції, дає енергії в 3,7-4,2 рази більше, ніж повний розпад 1кг урану 235 U. До того ж для термоядерного заряду не існує поняття критичної маси, а саме це обмежує можливу потужність ядерного заряду декількома сотнями кілотонн. Синтез дозволяє досягти рівня потужності в мегатонни тротилового еквівалента. Але для цього ядра треба зблизити на таку відстань, при якому виявляться сильні взаємодії - 10 -15 м. Зближенню перешкоджає електростатичне відштовхування між позитивно зарядженими ядрами. Щоб подолати цей бар'єр, треба розігріти речовину до температури в десятки мільйонів градусів (звідки і назва «термоядерна реакція»). При досягненні надвисоких температур і стану щільною іонізованої плазми ймовірність початку реакції синтезу різко підвищується. Найбільші шанси мають ядра важкого (дейтерій, D) і надважкого (тритій, T) ізотопів водню, тому перші термоядерні заряди і іменували «водневими». При синтезі вони утворюють ізотоп гелію 4 Нe. Справа залишається за малим - досягти таких високих температур і тиску, які бувають всередині зірок. Термоядерні боєприпаси ділять на двофазні (деленіесінтез) і трифазні (деленіесінтез-розподіл). Однофазним розподілом вважається ядерний або «атомний» заряд. Перша схема двухфазного заряду була знайдена на початку 1950-х Я.Б. Зельдовичем, А.Д. Сахаровим і Ю.А. Трутнєвим в СРСР і Е. Теллером і С. Уламом в США. В основі лежала ідея «радіаційної імплозії» - методу, при якому нагрів і обтиснення термоядерного заряду відбуваються за рахунок випаровування навколишнього його оболонки. В процесі виходив цілий каскад вибухів - звичайна вибухівка запускала атомну бомбу, а атомна бомба підпалювала термоядерну. Як термоядерного палива тоді використовували дейтерид літію-6 (6 LiD). При ядерному вибуху ізотоп 6 Li активно захоплював нейтрони ділення, розпадаючись на гелій і тритій, утворюючи необхідну для реакції синтезу суміш дейтерію і тритію.

22 листопада 1955 року було підірвана перша радянська термоядерна бомба проектною потужністю близько 3 Мт (за рахунок заміни частини 6 LiD на пасивний матеріал потужність знизили до 1,6 Мт). Це було більш досконале зброю, ніж громіздке стаціонарне пристрій, підірваний американцями трьома роками раніше. А 23 лютого 1958 роки вже на Новій Землі зазнали наступний, більш потужний заряд конструкції Ю.А. Трутнева і Ю.Н. Бабаєва, який став основою для подальшого розвитку вітчизняних термоядерних зарядів.

У трифазною схемою термоядерний заряд оточений ще і оболонкою з 238 U. Під впливом нейтронів високих енергій, що утворюються при термоядерному вибуху, відбувається поділ ядер 238 U, яке вносить додатковий внесок в енергію вибуху.

Детонацію ядерних боєприпасів забезпечують складні багатоступінчасті системи, що включають блокувальні пристрої, виконавчі, допоміжні, дублюючі вузли. Свідченням їх надійності та міцності корпусів боєприпасів може служити те, що жодна з багатьох аварій з ядерною зброєю, що трапилися за 60 років, не викликало вибуху або радіоактивного витоку. Бомби горіли, потрапляли в авто- і залізничні катастрофи, відривалися від літаків і падали на землю і в море, але жодна при цьому не вибухнула мимоволі.

Термоядерні реакції перетворюють в енергію вибуху всього 1-2% маси реагує речовини, і це далеко не межа з точки зору сучасної фізики. Значно більш високих потужностей можна досягти, використовуючи реакцію анігіляції (взаємне знищення речовини і антиречовини). Але поки реалізація таких процесів в «макромасштабах» - область теорії.

Вражаюча дія повітряного ядерного вибуху потужністю 20 кт. Для наочності вражаючі фактори ядерного вибуху «розкладені» по окремим «лінійок». Прийнято розрізняти зони помірного (зона А, доза радіації, отримана за час повного розпаду, від 40 до 400 р), сильного (зона Б, 400-1 200 р), небезпечного (зона В, 1 200-4 000 р), особливо небезпечного (зона Г, надзвичайна, 4 000-10 000 р) зараження

мертві пустелі
Вражаючі фактори ядерної зброї, можливі способи їх посилення, з одного боку, і захисту від них - з іншого перевірялися в ході численних випробувань, в тому числі - за участю військ. У Радянській Армії провели два військових навчання з реальним застосуванням ядерної зброї - 14 вересень 1954 року на Тоцький полігоні (Оренбурзька область) і 10 вересня 1956 на Семипалатинському. Про це у вітчизняній пресі в останні роки вийшло багато публікацій, в яких чомусь упустили той факт, що в США провели вісім аналогічних військових навчань. Одне з них - «Дезерт Рок-IV» - пройшло приблизно в той же час, що і Тоцький, в Юкка-Флет (штат Невада).

1 - ініціює ядерний заряд (з розділеним на частини ядерним пальним)
2 - термоядерна пальне (суміш D і T)
3 - ядерне пальне (238U)
4 - ініціює ядерний заряд після підриву шашок звичайного ВВ
5 - джерело нейтронів. Випромінювання, викликане спрацьовуванням ядерного заряду, породжує радіаційну імплозію (випаровування) оболонки з 238U, що стискає і підпалюють термоядерна паливо

реактивна катапульта

Будь-яке зброя повинна містити спосіб доставки боєприпасу до цілі. Для ядерних і термоядерних зарядів таких способів придумано чимало до різних видів збройних сил і родів військ. Ядерна зброя прийнято розділяти на «стратегічне» і «тактична». «Стратегічні наступальні озброєння» (СНО) призначені перш за все для ураження на території противника цілей, найбільш важливих для його економіки і збройних сил. Основними елементами СНО є міжконтинентальні балістичні ракети наземного базування (МБР), балістичних ракет підводних човнів (БРПЛ) і стратегічні бомбардувальники. У США таке поєднання отримало назву «ядерної тріади». В СРСР основна роль відводилася Ракетним військам стратегічного призначення, чия угруповання стратегічних МБР служила для противника головним стримуючим фактором. На ракетні підводні крейсера, що вважалися менш уразливими при ядерному нападі противника, покладалося завдання удару у відповідь. Бомбардувальники призначалися для продовження війни після обміну ядерними ударами. Тактичну зброю - зброю поля бою.

діапазон потужності
За потужністю ядерних боєприпасів їх ділять на надмалі (до 1 кт), малі (від 1 до 10 кт), середні (від 10 до 100 кт), великі (від 100 кт до 1 Мт), надвеликі (понад 1 Мт). Тобто Хіросіма і Нагасакі виявляються в нижній частині шкали «середніх» боєприпасів.

В СРСР на полігоні Нова Земля 30 жовтня 1961 року висадили найпотужніший термоядерний заряд (основні розробники - В.Б. Адамський, Ю.Н. Бабаєв, А.Д. Сахаров, Ю.Н. Смирнов і Ю.А. Трутнєв). Проектна потужність «супербомби» масою близько 26 т досягала 100 Мт, але для випробувань її «споловинив» до 50 Мт, а підрив на висоті 4 000 м і ряд додаткових заходів виключили небезпечне радіоактивне забруднення місцевості. А.Д. Сахаров пропонував морякам виготовити гігантську торпеду зі стомегатонним зарядом для удару по портам і прибережним містам противника. Як він сам згадував: «контр-адмірал П.Ф. Фокін ... був шокований «людоїдським характером» проекту і зауважив у розмові зі мною, що військові моряки звикли боротися з озброєним противником у відкритому бою і що для нього огидна сама думка про таке масове вбивство »(цитується по А.Б. Колдобскому« Стратегічний підводний флот СРСР і Росії, минуле, сучасне, майбутнє »). Видатний конструктор ядерної зброї Л.П. Феоктистов висловлюється про цю ідею: «В наших колах вона була широко відома і викликала і іронію своєї нездійсненністю, і повне неприйняття через блюзнірською, глибоко антигуманної суті».

Американці свій найпотужніший вибух в 15 Мт виробили 1 березня 1954 року біля атола Бікіні в Тихому океані. І знову не без наслідків для японців - радіоактивні опади накрили знаходився більш ніж в 200 км від Бікіні японський траулер «Фукурю-мару». 23 рибалки отримали високу дозу радіації, один помер від променевої хвороби.

Самим «малим» тактичною ядерною зброєю можна вважати американську систему «Деві Крокет» 1961 року - 120 і 155-мм безвідкатні гармати з ядерним снарядом в 0,01 кт. Втім, від системи незабаром відмовилися. Ідею «атомної кулі» на основі каліфорнія-254 (штучно одержуваного елемента з дуже малою критичною масою) не стали і реалізовувати.

ядерна зима
До кінця 1970-х років ядерний паритет протиборчих наддержав за всіма компонентами і безвихідь «ядерної стратегії» стали очевидні. І тут - дуже своєчасно - вийшла на арену теорія «ядерної зими». З радянського боку серед її творців називають академіків М.М. Моїсеєва і Г.С. Голіцина, з американської - астронома К. Сагана. Г.С. Голіцин коротко так викладає наслідки ядерної війни: «Масові пожежі. Небо чорне від диму. Попіл і дим поглинають сонячне випромінювання. Атмосфера нагрівається, а поверхня остигає - сонячні промені до неї не доходять. Зменшуються все ефекти, пов'язані з випарами. Припиняються мусони, які переносять вологу з океанів на континенти. Атмосфера стає сухою і холодною. Все живе гине ». Тобто незалежно від наявності притулків і рівня радіації вижили в ядерній війні приречені на смерть просто від голоду і холоду. Теорія отримала своє «математичне» чисельну підтвердження і чимало розбурхала уми в 1980-і роки, хоча відразу ж зустріла неприйняття в наукових колах. Багато фахівців сходилися на думці про те, що в теорії ядерної зими наукова достовірність принесена в жертву гуманітарних, а точніше, політичним, прагненням - прискорити ядерне роззброєння. Цим і пояснюється її популярність.

Обмеження ядерних озброєнь було цілком логічно і стало успіхом не дипломатії і «екологів» (які часто стають просто інструментом поточної політики), а військової технології. Високоточна зброя, здатна на дальності в кілька сот кілометрів «покласти» звичайний заряд з точністю до десятків метрів, генератори потужних електромагнітних імпульсів, що виводять з ладу радіоелектронні засоби, об'ємно-детонуючі і термобарические боєприпаси, що створюють великі зони руйнування, дозволяють вирішувати ті ж завдання, що і тактичну ядерну зброю, - без ризику викликати загальну ядерну катастрофу.

варіації пусків

Керовані ракети - головний носій ядерної зброї. Ракети міжконтинентальної дальності з ядерними бойовими частинами - найбільш грізна складова ядерних арсеналів. Боєголовка (бойовий блок) доставляється до мети за мінімальний час, при цьому є важко вражати ціль. З ростом точності попадання МБР перетворилися на засіб ураження добре захищених цілей, включаючи життєво важливі об'єкти військового і цивільного призначення. Істотно підвищили ефективність ракетно-ядерної зброї поділені боєголовки. Так, 20 боєприпасів по 50 кт по ефективності аналогічні одному в 10 Мт. Розділились головки індивідуального наведення легше проривають систему протиракетної оборони (ПРО), ніж моноблочна. Розробка маневрують бойових блоків, траєкторію яких противник не може прорахувати, ще більш ускладнила роботу ПРО.

МБР наземного базування зараз встановлюють або в шахти, або на мобільні установки. Шахтна установка - найбільш захищена і готова до негайного пуску. Американська ракета шахтного базування «Мінітмен-3» може доставити на дальність до 13 000 км разделяющуюся боєголовку з трьома блоками по 200 кт кожна, російська Р-36М - на 10 000 км боєголовку з 8 блоків мегатонного класу (можлива і моноблочна бойова частина). «Мінометний» пуск (без яскравого факела двигуна), потужний комплекс засобів подолання ПРО підсилюють грізний вигляд ракет Р-36М і Н, названих на Заході SS-18 «Сатана». Але шахта стаціонарне, як її не ховай, і з часом її точні координати виявляться в польотної програмі бойових блоків противника. Інший варіант базування стратегічних ракет - мобільний комплекс, за допомогою якого можна тримати супротивника в невіданні про місце пуску. Наприклад, бойовий залізничний ракетний комплекс, замаскований під звичайний склад з пасажирськими і рефрижераторними вагонами. Пуск ракети (наприклад - РТ-23УТТХ з 10 бойовими блоками і дальністю стрільби до 10 000 км) можна зробити з будь-якої ділянки шляху залізниці. Важкі всюдихідні колісні шасі дозволили розмістити пускові установки МБР і на них. Скажімо, російська універсальна ракета «Тополь-М» (РС-12м2 або SS-27) з моноблочною бойовою частиною і дальністю польоту до 10 000 км, поставлена \u200b\u200bна бойове чергування в кінці 1990-х, призначена для шахтних і мобільних грунтових установок, передбачено її базування і на підводні човни. Бойова частина цієї ракети при вазі 1,2 тонни має потужність 550 кт, тобто кожен кілограм ядерного заряду в даному випадку еквівалентний майже 500 тоннам вибухівки.

Основний спосіб підвищити раптовість удару і залишити противнику менше часу на реакцію - скоротити час підльоту, розмістивши пускові установки ближче до нього. Цим різні сторони займалися досить активно, створюючи оперативно-тактичні ракети. Договір, підписаний М. Горбачовим і Р. Рейганом 8 грудня 1987 года, призвела до скорочення ракет середньої (від 1 000 до 5 500 км) і меншою (від 500 до 1 000 км) дальності. Причому за наполяганням американців до Договору включили комплекс «Ока» з дальністю не більше 400 км, що не потрапляв під обмеження: унікальний комплекс пішов «під ніж». Але нині вже розроблений новий російський комплекс «Іскандер».

Потрапили під скорочення ракети середньої дальності досягали мети всього за 6-8 хвилин польоту, в той час як решта на озброєнні міжконтинентальні балістичні ракети зазвичай знаходяться в дорозі 25-35 хвилин.

В американській ядерної стратегії вже років тридцять важлива роль відводиться крилатим ракетам. Їх переваги - висока точність, скритність польоту на малих висотах з огибанием рельєфу, мала радіолокаційна помітність і можливість нанесення масованого удару з кількох напрямків. Крилата ракета «Томагавк», яка запускається з надводного корабля або підводного човна, може донести ядерну або звичайну боєголовку на дальність до 2 500 км, долаючи яку приблизно за 2,5 години.

Ракетодром під водою

Основу морських стратегічних сил складають атомні підводні човни з ракетними комплексами підводного старту. Незважаючи на досконалі системи стеження за підводними човнами, рухливі «підводні ракетодрому» зберігають переваги скритності і раптовості дій. Балістична ракета підводного старту - виріб своєрідне за умовами розміщення і застосування. Велика дальність стрільби при широкій автономності плавання дозволяє човнам діяти ближче до своїх берегів, зменшуючи небезпеку того, що противник знищить човен до пуску ракет.

Можна порівняти два комплексу БРПЛ. Радянський атомний підводний човен типу «Акула» несе 20 ракет Р-39, на кожній - 10 бойових блоків індивідуального наведення потужністю по 100 кт, дальність стрільби - 10 000 км. Американська човен типу «Огайо» несе 24 ракети «Трайдент-D5», кожна може доставити на 11 000-12 000 км 8 бойових блоків в 475 кт, або 14 в 100-150 кт.

нейтронна бомба
Різновидом термоядерних стали нейтронні боєприпаси, які характеризуються підвищеним виходом початковій радіації. Велика частина енергії вибуху «йде» в проникаючу радіацію, а основний внесок в неї вносять швидкі нейтрони. Так, якщо взяти, що при повітряному вибуху звичайного ядерного боєприпасу 50% енергії «йде» в ударну хвилю, 30-35% - в світлове випромінювання і ЕМІ, 5- 10% - в проникаючу радіацію, решта - на радіоактивне зараження, то в нейтронном (для випадку, коли його ініціює і основний заряди вносять рівний внесок в енергоутворення) на ті ж чинники витрачається відповідно 40, 25, 30 і 5%. Результат: при надземному вибуху нейтронного боєприпасу в 1 кт руйнування споруд відбувається в радіусі до 430 м, лісові пожежі - до 340 м, зате радіус, в якому людина миттєво «вистачає» 800 рад, становить 760 м, 100 рад (променева хвороба) - 1 650 м. зона ураження живої сили зростає, зона руйнування зменшується. У США нейтронні боєприпаси зробили тактичними - у вигляді, скажімо, 203- і 155-мм снарядів потужністю від 1 до 10 кт.

Стратегія «бомберів»

Стратегічні бомбардувальники - американський В-52, радянські Ту-95 і М4 - були першим міжконтинентальних засобом ядерного нападу. МБР істотно потіснили їх в цій ролі. З озброєнням стратегічних бомбардувальників крилатими ракетами - на кшталт американської AGM-86B або радянської Х-55 (обидві несуть заряд до 200 кт на дальність до 2 500 км), що дозволяють наносити удари, не входячи в зону дії ворожої ППО, - їх значення зросло.

На озброєнні авіації залишається і таке «просте» засіб, як вільно падаюча ядерна авіабомба, наприклад американська В-61/83 з зарядом від 0,3 до 170 кт. Ядерні бойові заряди створювали для комплексів ППО і ПРО, але з вдосконаленням ракет і звичайних бойових частин від таких зарядів відмовилися. Зате ядерні вибухові пристрої вирішили «підняти вище» - в космічний ешелон ПРО. Один з давно запланованих його елементів - лазерні установки, в яких ядерний вибух служить потужним імпульсним джерелом енергії для накачування відразу декількох лазерів рентгенівського діапазону.

Тактична ядерна зброя також є в різних видах збройних сил і родах військ. Ядерні бомби, наприклад, можуть нести не тільки стратегічні бомбардувальники, а й багато літаків фронтової або палубної авіації.

У ВМС для ударів по портах, військово-морських баз, великим кораблям були ядерні торпеди, такі як радянська 533-мм Т-5 з зарядом потужністю 10 кт і рівна їй по потужності заряду американська Mk 45 ASTOR. У свою чергу протичовнова авіація могла нести ядерні глибинні бомби.

Російський тактичний мобільний ракетний комплекс «Точка-У» (на плаваючому шасі) доставляє ядерний або звичайний заряд на дальність «всього» до 120 км.

Першими зразками атомної артилерії були громіздка американська 280-мм гармата 1953 року і що з'явилися трохи пізніше радянські 406-мм гармата і 420-мм міномет. Згодом віддали перевагу створити «спецснаряди» до звичайних наземних артилерійських систем - до 155-мм і 203-мм гаубиць в США (потужністю від 1 до 10 кт), 152-мм гаубиць і гармат, 203-мм гармат і 240-мм мінометів в СРСР . Ядерні спецснаряди створювалися і для морської артилерії, наприклад американський 406-мм снаряд в 20 кт потужністю ( «одна Хіросіма» у важкому артилерійському снаряді).

ядерний рюкзак

Привертають так багато уваги «ядерні рюкзаки» створювалися зовсім не для підкладання під Білий дім або Кремль. Це - інженерні фугаси, службовці для створення загороджень за рахунок утворення воронок, завалів в гірських масивах і зон руйнувань і затоплень в поєднанні з радіоактивними опадами (при наземному вибуху) або залишкової радіацією в районі воронки (при підземному вибуху). Причому в одному «рюкзаку» може знаходитися як ціле ядерний вибуховий пристрій сверхмалого калібру, так і частина пристрою більшої потужності. Американський «рюкзак» Mк-54 потужністю в 1 килотонну при цьому важить всього 68 кг.

Розроблялися фугаси та іншого призначення. У 1960-і роки, наприклад, американцями була висунута ідея створення по кордоні НДР і ФРН так званого ядерно-мінного пояса. А британці збиралися в разі залишення своїх баз в ФРН закладати потужні ядерні заряди, які повинні були вибухнути з радіосигналу вже в тилу «наступаючої радянської армади».

Небезпека ядерної війни породила в різних країнах колосальні за розмахом і вартості державні будівельні програми - підземні сховища, командні пункти, сховища, транспортні комунікації і системи зв'язку. Появі і розвитку ракетно-ядерної зброї людство багато в чому зобов'язане освоєнням навколоземного космічного простору. Так, знаменита королівська ракета Р-7, яка вивела на орбіту і перший штучний супутник, і корабель «Восток-1», була розроблена для «закидання» термоядерного заряду. Значно пізніше ракета Р-36М стала основою для ракет-носіїв «Зеніт-1» і «Зеніт-2». Але вплив ядерної зброї було куди ширше. Сама наявність ракетно-ядерних озброєнь міжконтинентальної дальності робило необхідним створення комплексу засобів розвідки та управління, що охоплюють практично всю планету і базуються на угрупованню орбітальних супутників. Роботи над термоядерним зброєю сприяли розвитку фізики високих тисків і температур, істотно просунули астрофізику, пояснивши ряд процесів, що відбуваються у Всесвіті.

Вибухового дії, засноване на використанні внутрішньоядерної енергії, що виділяється при ланцюгових реакціях поділу важких ядер деяких ізотопів урану і плутонію або при термоядерних реакціях синтезу ізотопів водню (дейтерію і тритію) в більш важкі, наприклад ядра ізогон гелію. При термоядерних реакціях виділяється енергії в 5 разів більше, ніж при реакції поділу (при одній і тій же масі ядер).

Ядерна зброя включає різні ядерні боєприпаси, засоби доставки їх до мети (носії) і засоби управління.

Залежно від способу отримання ядерної енергії боєприпаси поділяють на ядерні (на реакціях ділення), термоядерні (на реакціях синтезу), комбіновані (у яких енергія виходить за схемою «поділ - синтез - поділ»). Потужність ядерних боєприпасів вимірюється тротиловим еквівалентом, тобто. З. масою вибухової речовини тротилу, при вибуху якою виділяється така кількість енергії, як при вибуху цих ядерних босіріпаса. Тротиловий еквівалент вимірюється в тоннах, кілотонн (кт), мегатоннах (Мт).

На реакції поділу конструюються боєприпаси потужністю до 100 кт, на реакціях синтезу - від 100 до 1000 кт (1 Мт). Комбіновані боєприпаси можуть бути потужністю понад 1 Мт. За потужністю ядерні боєприпаси ділять на надмалі (до 1 кг), малі (1 -10 кт), середні (10-100 кт) і надвеликі (понад 1 Мт).

Залежно від цілей застосування ядерної зброї ядерні вибухи можуть бути висотними (вище 10 км), повітряними (не вище 10 км), наземними (надводними), підземними (підводними).

Вражаючі фактори ядерного вибуху

Основними вражаючими факторами ядерного вибуху є: ударна хвиля, світлове випромінювання ядерного вибуху, проникаюча радіація, радіоактивне зараження місцевості і електромагнітний імпульс.

Ударна хвиля

Ударна хвиля (УВ) - область різко стисненого повітря, що розповсюджується в усі сторони від центра вибуху з надзвуковою швидкістю.

Розпечені пари і гази, прагнучи розширитися, виробляють різкий удару оточуючим верствам повітря, стискають їх до великих тисків і щільності і нагрівають до високої температури (кілька десятків тисяч градусів). Цей шар стиснутого повітря являє ударну хвилю. Передня межа стислого шару повітря називається фронтом ударної хвилі. За фронтом УВ слід область розрядження, де тиск нижче атмосферного. Поблизу центру вибуху швидкість поширення УВ в кілька разів перевищує швидкість звуку. Зі збільшенням відстані від місця вибуху швидкість поширення хвилі швидко падає. На великих відстанях її швидкість наближається до швидкості поширення звуку в повітрі.

Ударна хвиля боєприпасу середньої потужності проходить: перший кілометр за 1,4 с; другий - за 4 с; п'ятий - за 12 с.

Вражаюча дія УВ на людей, техніку, будівлі та споруди характеризується: швидкісним напором; надлишковим тиском у фронті руху УВ і часом її впливу на об'єкт (фаза стиснення).

Вплив УВ на людей може бути безпосереднім і непрямим. При безпосередньому впливі причиною травм є миттєве підвищення тиску повітря, що сприймається як різкий удар, що веде до переломів, пошкодження внутрішніх органів, розриву кровоносних судин. При непрямому впливі люди уражаються летять уламками будівель і споруд, камінням, деревами, битим склом та іншими предметами. Непряме вплив досягає 80% від всіх поразок.

При надмірному тиску 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс / см 2) незахищені люди можуть одержати легкі поразки (легкі забиті місця і контузії). Вплив УВ з надлишковим тиском 40-60 кПа призводить до поразок середньої важкості: втраті свідомості, пошкодження органів слуху, сильні вивихи кінцівок, ураження внутрішніх органів. Вкрай важкі поразки, нерідко зі смертельним результатом, спостерігаються при надлишковому тиску понад 100 кПа.

Ступінь поразки ударною хвилею різних об'єктів залежить від потужності і виду вибуху, механічної міцності (стійкості об'єкта), а також від відстані, на якому стався вибух, рельєфу місцевості і положення об'єктів на місцевості.

Для захисту від впливу УВ слід використовувати: траншеї, щілини і окопи, що знижують се дію в 1,5-2 рази; бліндажі - в 2-3 рази; притулку - в 3-5 разів; підвали будинків (будівель); рельєф місцевості (ліс, яри, балки і т. д.).

світлове випромінювання

світлове випромінювання - це потік променевої енергії, що включає ультрафіолетові, видимі та інфрачервоні промені.

Його джерело - світна область, утворена розпеченими продуктами вибуху і розпеченим повітрям. Світлове випромінювання поширюється практично миттєво і триває, в залежності від потужності ядерного вибуху, до 20 с. Однак сила його така, що, незважаючи на короткочасність, воно здатне викликати опіки шкіри (шкірних покривів), поразку (постійне або тимчасове) органів зору людей і загоряння горючих матеріалів об'єктів. У момент утворення світиться області температура на її поверхні досягає десятків тисяч градусів. Основним вражаючим чинником світлового випромінювання є світловий імпульс.

Світловий імпульс - кількість енергії в калоріях, падаючої на одиницю площі поверхні, перпендикулярної напрямку випромінювання, за весь час світіння.

Ослаблення світлового випромінювання можливо внаслідок екранування його атмосферної хмарністю, нерівностями місцевості, рослинністю і місцевими предметами, снігопадом або димом. Так, густий леї послаблює світловий імпульс в А-9 разів, рідкісний - в 2-4 рази, а димові (аерозольні) завіси - в 10 разів.

Для захисту населення від світлового випромінювання необхідно використовувати захисні споруди, підвали будинків і будівель, захисні властивості місцевості. Будь-яка перешкода, що здатна створити тінь, захищає від прямої дії світлового випромінювання і виключає опіки.

проникаюча радіація

проникаюча радіація - ноток гамма-променів і нейтронів, що випромінюються із зони ядерного вибуху. Час її дії становить 10-15 с, дальність - 2-3 км від центру вибуху.

При звичайних ядерних вибухах нейтрони становлять приблизно 30%, при вибуху нейтронних боєприпасів - 70-80% від у-випромінювання.

Вражаюча дія проникаючої радіації засноване на іонізації клітин (молекул) живого організму, що призводить до загибелі. Нейтрони, крім того, взаємодіють з ядрами атомів деяких матеріалів і можуть викликати в металах і техніці наведену активність.

Основним параметром, що характеризує проникаючу радіацію, є: для у-випромінювань - доза і потужність дози випромінювання, а для нейтронів - потік і щільність потоку.

Допустимі дози опромінення населення у воєнний час: одноразова - протягом 4 діб 50 Р; багаторазова - протягом 10-30 діб 100 Р; протягом кварталу - 200 Р; протягом року - 300 Р.

В результаті проходження випромінювань через матеріали навколишнього середовища зменшується інтенсивність випромінювання. Послаблює дію прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто. З. такою товщиною матеріалу, проходячи через яку радіація зменшується в 2 рази. Наприклад, в 2 рази послабляють інтенсивність у-променів: сталь товщиною 2,8 см, бетон - 10 см, грунт - 14 см, дерево - 30 см.

В якості захисту від проникаючої радіації використовуються захисні споруди, які послаблюють її вплив від 200 до 5000 разів. Шар фунта в 1,5 м захищає від проникаючої радіації практично повністю.

Радіоактивне забруднення (зараження)

Радіоактивне забруднення повітря, місцевості, акваторії і розташованих на них об'єктів відбувається в результаті випадання радіоактивних речовин (РВ) з хмари ядерного вибуху.

При температурі приблизно 1700 ° С світіння світиться області ядерного вибуху припиняється і вона перетворюється в темна хмара, до якого піднімається пиловий стовп (тому хмара має грибовидную форму). Ця хмара рухається у напрямку вітру, і з нього випадають РВ.

Джерелами РВ в хмарі є продукти поділу ядерного пального (урану, плутонію), що не прореагували частина ядерного пального і радіоактивні ізотопи, що утворюються в результаті дії нейтронів на грунт (наведена активність). Ці РВ, перебуваючи на забруднених об'єктах, розпадаються, випускаючи іонізуючі випромінювання, які фактично і є вражаючим чинником.

Параметрами радіоактивного забруднення є доза опромінення (по впливу на людей) і потужність дози випромінювання - рівень радіації (за ступенем забруднення місцевості і різних об'єктів). Ці параметри є кількісною характеристикою вражаючих факторів: радіоактивного забруднення при аварії з викидом РВ, а також радіоактивного забруднення і проникаючої радіації при ядерному вибуху.

На місцевості, що зазнала радіоактивного зараження при ядерному вибуху, утворюються дві ділянки: район вибуху і слід хмари.

За ступенем небезпеки заражену місцевість по сліду хмари вибуху прийнято ділити на чотири зони (рис. 1):

зона А - зона помірного зараження. Характеризується дозою випромінювання до повного розпаду радіоактивних речовин на зовнішній межі зони 40 радий і на внутрішній - 400 рад. Площа зони А становить 70-80% площі всього сліду.

зона Б - зона сильного зараження. Дози випромінювання на кордонах рівні відповідно 400 рад і 1200 радий. Площа зони Б - приблизно 10% площі радіоактивного сліду.

зона В - зона небезпечного зараження. Характеризується дозами випромінювання на кордонах 1200 радий і 4000 рад.

зона Г - зона надзвичайно небезпечного зараження. Дози на кордонах 4000 рад і 7000 радий.

Мал. 1. Схема радіоактивного забруднення місцевості в районі ядерного вибуху і по сліду руху хмари

Рівні радіації на зовнішніх межах цих зон через 1 годину після вибуху становить відповідно 8, 80, 240, 800 рад / год.

Велика частина радіоактивних опадів, що викликає радіоактивне зараження місцевості, випадає з хмари за 10-20 год після ядерного вибуху.

електромагнітний імпульс

Електромагнітний імпульс (ЕМІ) - це сукупність електричних і магнітних полів, що виникають в результаті іонізації атомів середовища під впливом гамма-випромінювання. Тривалість його дії становить кілька мілісекунд.

Основними параметрами ЕМІ є наводяться в проводах і кабельних лініях струми і напруги, які можуть призводити до пошкодження і виведення з ладу радіоелектронної апаратури, а іноді і до пошкодження працюють з апаратурою людей.

При наземному і повітряному вибухах нищівну силу електромагнітного імпульсу спостерігається на відстані декількох кілометрів від центру ядерного вибуху.

Найбільш ефективним захистом від електромагнітного імпульсу є екранування ліній енергопостачання та управління, а також радіо- і електроапаратури.

Обстановка, що складається при застосуванні ядерної зброї в осередках ураження.

Осередок ядерного ураження - це територія, в межах якої в результаті застосування ядерної зброї відбулися масові поразки і загибель людей, сільськогосподарських тварин і рослин, руйнування і пошкодження будівель і споруд, комунально-енергетичних і технологічних мереж і ліній, транспортних комунікацій та інших об'єктів.

Зони вогнища ядерного вибуху

Для визначення характеру можливих руйнувань, обсягу та умов проведення аварійно-рятувальних та інших невідкладних робіт осередок ядерного ураження умовно ділять на чотири зони: повних, сильних, середніх і слабких руйнувань.

Зона повних руйнувань має па кордоні надлишковий тиск на фронті ударної хвилі 50 кПа і характеризується масовими безповоротними втратами серед незахищеного населення (до 100%), повними руйнуваннями будівель і споруд, руйнуваннями і ушкодженнями комунально-енергетичних і технологічних мереж і ліній, а також частини сховищ цивільної оборони, утворенням суцільних завалів у населених пунктах. Ліс повністю знищується.

Зона сильних руйнувань з надлишковим тиском на фронті ударної хвилі від 30 до 50 кПа характеризується: масовими безповоротними втратами (до 90%) серед незахищеного населення, повними і сильними руйнуваннями будівель і споруд, пошкодженням комунально енергетичних і технологічних мереж і ліній, освітою місцевих і суцільних завалів у населених пунктах і лісах, збереженням притулків і більшості протирадіаційних укриттів підвального типу.

Зона середніх руйнувань з надлишковим тиском від 20 до 30 кПа характеризується безповоротними втратами серед населення (до 20%), середніми і сильними руйнуваннями будівель і споруд, утворенням місцевих та вогнищевих завалів, суцільних пожеж, збереженням комунально-енергетичних мереж, притулків і більшості протирадіаційних укриттів.

Зона слабких руйнувань з надлишковим тиском від 10 до 20 кПа характеризується слабкими і середніми руйнуваннями будівель і споруд.

Осередок ураження але кількістю загиблих і уражених може бути порівняємо або перевершувати вогнище ураження при землетрусі. Так, при бомбардуванні (потужність бомби до 20 кт) міста Хіросіма 6 серпня 1945 року його велика частина (60%) була зруйнована, а число загиблих склало до 140 000 чол.

Персонал об'єктів економіки і населення, що потрапляють в зони радіоактивного зараження, піддаються впливу іонізуючих випромінювань, що викликає променеву хворобу. Тяжкість хвороби залежить від отриманої дози випромінювання (опромінення). Залежність ступеня променевої хвороби від величини дози випромінювання приведена в табл. 2.

Таблиця 2. Залежність ступеня променевої хвороби від величини дози опромінення

В умовах військових дій із застосуванням ядерної зброї в зонах радіоактивного зараження можуть виявитися великі території, а опромінення людей - набути масового характеру. Для виключення переопромінення персоналу об'єктів і населення в таких умовах і для підвищення стійкості функціонування об'єктів народного господарства в умовах радіоактивного зараження па воєнний час встановлюють допустимі дози опромінення. Вони складають:

• при одноразовому опроміненні (до 4 діб) - 50 рад;
• багаторазовому опроміненні: а) до 30 діб - 100 рад; б) 90 діб - 200 рад;
• систематичному опроміненні (протягом року) 300 радий.

Викликані застосуванням ядерної зброї, найбільш складні. Для їх ліквідації необхідні незрівнянно більші сили і засоби, ніж при ліквідації НС мирного часу.

3.2. ядерні вибухи

3.2.1. Класифікація ядерних вибухів

Ядерна зброя розроблена в США під час Другої світової війни в основному зусиллями європейських вчених (Ейнштейн, Бор, Фермі і ін.). Перше випробування цієї зброї відбулося в США на полігоні Аламогордо 16 липня 1945 року (в цей час в переможеної Німеччини проходила Потсдамська конференція). А тільки через 20 днів, 6 серпня 1945, на японське місто Хіросіму без всякої військової необхідності і доцільності була скинута атомна бомба колосальної для того часу потужності - 20 кілотонн. Через три дні, 9 серпня 1945, атомному бомбардуванню було піддано другий японське місто - Нагасакі. Наслідки ядерних вибухів були жахливі. У Хіросімі з 255 тис. Жителів були вбиті або поранені майже 130 тис. Осіб. З майже 200 тис. Жителів Нагасакі було уражено понад 50 тис. Чоловік.

Потім ядерну зброю було виготовлено і випробовувалася в СРСР (1949), у Великобританії (1952), у Франції (1960), в Китаї (1964). Зараз в науково-технічному відношенні до виробництва ядерної зброї готові понад 30 держав світу.

Тепер існують ядерні заряди, які використовують реакцію розподілу урану-235 і плутонію-239 і термоядерні заряди, в яких використовується (під час вибуху) реакція синтезу. При захопленні одного нейтрона ядро \u200b\u200bурану-235 ділиться на два осколка, виділяючи гамма - кванти і ще два нейтрони (2,47 нейтрона для урану-235 і 2,91 нейтрона для плутонію - 239). Якщо маса урану більше третину, то ці два нейтрони ділять ще два ядра, виділяючи вже чотири нейтрони. Після поділу наступних чотирьох ядер виділяються вісім нейтронів і т.д. Відбувається ланцюгова реакція, яка призводить до ядерного вибуху.

Класифікація ядерних вибухів:

За типом заряду:

- ядерні (атомні) - реакція поділу;

- термоядерні - реакція синтезу;

- нейтронні - великий потік нейтронів;

- комбіновані.

По призначенню:

випробувальні;

У мирних цілях;

- у військових цілях;

За потужністю:

- сверхмалі (менше 1 тис. т. тротилу);

- малі (1 - 10 тис. т.);

- середні (10-100 тис. т);

- великі (100 тис. т. -1 Мт);

- надвеликі (понад 1 Мт).

По виду вибуху:

- висотний (понад 10 км);

- повітряний (світлова хмара не досягає поверхні Землі);

наземний;

надводний;

підземний;

Підводний.

Вражаюча фактори ядерного вибуху. Вражаючими факторами ядерного вибуху є:

- ударна хвиля (50% енергії вибуху);

- світлове випромінювання (35% енергії вибуху);

- проникаюча радіація (45% енергії вибуху);

- радіоактивне зараження (10% енергії вибуху);

- електромагнітний імпульс (1% енергії вибуху);

Ударна хвиля (УХ) (50% енергії вибуху). УХ - це зона сильного стиснення повітря, яка поширюється з надзвуковою швидкістю в усі сторони від центру вибуху. Джерелом ударної хвилі є високий тиск в центрі вибуху, досягає 100 млрд. КПа. Продукти вибуху, а також дуже нагріте повітря, розширюючись, стискають навколишній шар повітря. Цей стислий шар повітря і стискає наступний шар. Таким чином тиск передається від одного шару до іншого, створюючи УХ. Передній кордон стисненого повітря називається фронтом УХ.

Основними параметрами УХ є:

- надлишковий тиск;

- швидкісний напір;

- час дії ударної хвилі.

Надмірний тиск - це різниця між максимальним тиском у фронті УХ і атмосферним тиском.

Г ф \u003d Г ф.макс Р 0

Вимірюється в кПа або кгс / см 2 (1 АГМ \u003d 1,033 кгс / см 2 \u003d \u003d 101,3 кПа; 1 атм \u003d 100 кПа).

Значення надлишкового тиску в основному залежить від потужності і виду вибуху, а також від відстані до центру вибуху.

Воно може досягати 100 кПа при вибухах потужністю 1 мт і більш.

Надмірний тиск швидко зменшується з видаленням від епіцентру вибуху.

Швидкісний напір повітря - це динамічне навантаження, яке створює потік повітря, позначається Р, вимірюється в кПа. Величина швидкісного напору повітря залежить від швидкості і щільності повітря за фронтом хвилі і тісно пов'язана з значенням максимального надлишкового тиску ударної хвилі. Швидкісний напір помітно діє при надмірному тиску понад 50 кПа.

Час дії ударної хвилі (надлишкового тиску) вимірюється в секундах. Чим більше час дії, тим більше нищівну силу УХ. УХ ядерного вибуху середньої потужності (10-100 кт) проходить 1000 м за 1,4 с, 2000 м через 4 с; 5000 м. - за 12 с. УХ вражає людей і руйнує будівлі, споруди, об'єкти і техніку зв'язку.

На незахищених людей ударна хвиля впливає безпосередньо і опосередковано (непрямі поразки - це ураження, які наносяться людині уламками будівель, споруд, осколками скла і іншими предметами, які під дією швидкісного напору повітря переміщаються з великою швидкістю). Травми, які виникають внаслідок дії ударної хвилі, підрозділяють на:

- легкі, характерні для РФ \u003d 20 - 40 кПа;

- / span\u003e середні, характерні для РФ \u003d 40 - 60 кПа:

- важкі, характерні для РФ \u003d 60 - 100 кПа;

- дуже важкі, характерні для РФ вище 100 кПа.

Під час вибуху потужністю в 1 Мт незахищені люди можуть одержати легкі травми, перебуваючи від епіцентру вибуху за 4,5 - 7 км, важкі - по 2 - 4 км.

Для захисту від УХ використовуються спеціальні сховища, а також підвали, підземні виробки, шахти, природні укриття, складки місцевості і ін.

Обсяг і характер руйнування будівель і споруд залежить від потужності і виду вибуху, відстані від епіцентру вибуху, міцності і розмірів будівель і споруд. З наземних будівель і споруд найбільш стійкими є монолітні залізобетонні споруди, будинки з металевим каркасом і будівлі антисейсмічного конструкції. При ядерному вибуху потужністю 5 Мт залізобетонні конструкції зруйнуються в радіусі 6,5 км., Цегляні будинки - до 7,8 км., Дерев'яні будуть повністю зруйновані в радіусі 18 км.

УХ має властивість проникати в приміщення через віконні і дверні прорізи, викликаючи руйнування перегородок і апаратури. Технологічне обладнання стійкіше і руйнується головним чином в результаті обвалення стін і перекриття будинків, в яких воно змонтоване.

Світлове випромінювання (35% енергії вибуху). Світлове випромінювання (СВ) є електромагнітним випромінюванням в ультрафіолетової, видимій та інфрачервоній областях спектру. Джерелом СВ є світлова область, яка поширюється зі швидкістю світла (300 000 км / с). Час існування світиться області залежить від потужності вибуху і становить для зарядів різних калібрів: надмалого калібру - десяті частини секунди, середнього - 2 - 5 с, надвеликого - кілька десятків секунд. Розмір світиться області для надмалого калібру - 50-300 м, середнього 50 - 1000 м, надвеликого - кілька кілометрів.

Основним параметром, що характеризує СВ, є світловий імпульс. Вимірюється в калоріях на 1 см 2 поверхні, розташованої перпендикулярно напрямку прямого випромінювання, а також в кілоджоулях на м 2:

1 кал / см 2 \u003d 42 кДж / м 2.

Залежно від величини сприйнятого світлового імпульсу і глибини ураження шкірного покриву у людини виникають опіки трьох ступенів:

- опіки i ступеня характеризуються почервонінням шкіри, припухлістю, болючістю, викликаються світловим імпульсом 100-200 кДж / м 2;

- опіки II ступеня (пухирі) виникають при світловому імпульсі 200 ... 400 кДж / м 2;

- опіки III ступеня (виразки, змертвіння шкіри) з'являються при величині світлового імпульсу 400-500 кДж / м 2.

Велика величина імпульсу (більше 600 кДж / м 2) викликає обвуглювання шкіри.

Під час ядерного вибуху 20 кт опіки І ступеня будуть спостерігатися в радіусі 4,0 км., 11 ступеня - в межах 2,8 кт, III ступеня - в радіусі 1,8 км.

При потужності вибуху 1 Мт ці відстані збільшуються до 26,8 км., 18,6 км., І 14,8 км. відповідно.

СВ поширюється прямолінійно і не проходить крізь непрозорі матеріали. Тому будь-яка перешкода (стіна, ліс, броня, густий туман, пагорби і т.п.) здатна утворити зону тіні, захищає від світлового випромінювання.

Найсильнішим ефектом СВ є пожежі. На розмір пожеж впливають такі фактори, як характер і стан забудови.

При щільності забудови понад 20% вогнища пожежі можуть злитися в одну суцільну пожежу.

Втрати від пожежі Другій світовій війні склали 80%. При відомому бомбардуванню Гамбурга одночасно підпалювалося 16 тис. Будинків. Температура в районі пожеж сягала 800 ° С.

СВ значно підсилює дію УХ.

Проникаюча радіація (45% енергії вибуху) викликається випромінюванням і потоком нейтронів, які поширюються на кілька кілометрів навколо ядерного вибуху, іонізуючи атоми цього середовища. Ступінь іонізації залежить від дози випромінювання, одиницею виміру якої служить рентген (в 1 см сухого повітря при температурі і тиску 760 мм рт. Ст. Утворюється близько двох мільярдів пар іонів). Іонізуюча здатність нейтронів оцінюється в екологічних еквівалентах рентгена (Бер - доза нейтронів, вплив яких дорівнює впливові рентгена випромінювання).

Вплив проникаючої радіації на людей викликає у них променеву хворобу. Променева хвороба i ступеня (загальна слабкість, нудота, запаморочення, спітнілість) розвивається в основному при дозі 100 - 200 рад.

Променева хвороба II ступеня (блювота, різкий головний біль) виникає при дозі 250-400 рад.

Променева хвороба III ступеня (50% помирає) розвивається при дозі 400 - 600 рад.

Променева хвороба IV ступеня (в основному настає смерть) виникає при опроміненні понад 600 рад.

При ядерних вибухах малої потужності вплив проникаючої радіації значніше, ніж УХ і світлового опромінення. Зі збільшенням потужності вибуху відносна частка поразок проникаючої радіації зменшується, оскільки зростає число травм і опіків. Радіус ураження проникаючою радіацією обмежується 4 - 5 км. незалежно від збільшення потужності вибуху.

Проникаюча радіація суттєво впливає на ефективність роботи радіоелектронної апаратури і систем зв'язку. Імпульсне випромінювання, потік нейтронів порушують функціонування багатьох електронних систем, особливо тих, що працюють в імпульсному режимі, викликаючи перерви в електропостачанні, замикання в трансформаторах, підвищення напруги, спотворення форми і величини електричних сигналів.

При цьому випромінювання викликає тимчасові перерви в роботі апаратури, а потік нейтронів - незворотні зміни.

Для діодів при щільності потоку 1011 (германієві) і 1012 (кремнієві) нейтронів / ем 2 змінюються характеристики прямого і зворотного струмів.

У транзисторах зменшується коефіцієнт посилення струму і збільшується зворотний струм колектора. Кремнієві транзистори більш стійкі і зберігають свої зміцнювальні властивості при потоках нейтронів понад 1014 нейтронів / см 2.

Електровакуумні прилади стійкі і зберігають свої властивості до щільності потоку 571015 - 571016 нейтронів / см 2.

Резистори і конденсатори стійкі до щільності 1018 нейтронів / см 2. Потім у резисторів змінюється провідність, у конденсаторів збільшуються витоку і втрати, особливо для електролічільніх конденсаторів.

Радіоактивне зараження (до 10% енергії ядерного вибуху) виникає через наведену радіацію, випадання на землю осколків поділу ядерного заряду і частини залишкового урану-235 або плутонію-239.

Радіоактивне зараження місцевості характеризується рівнем радіації, який вимірюється в рентгенах на годину.

Випадання радіоактивних речовин триває при русі радіоактивної хмари під впливом вітру, внаслідок чого на поверхні землі утворюється радіоактивний слід у вигляді смуги зараженої місцевості. Довжина сліду може досягати декількох десятків кілометрів і навіть сотень кілометрів, а ширина - десятків кілометрів.

Залежно від ступеня зараження і можливих наслідків опромінення виділяють 4 зони: помірного, сильного, небезпечного і надзвичайно небезпечного зараження.

Для зручності вирішення проблеми оцінки радіаційної обстановки межі зон прийнято характеризувати рівнями радіації на 1 годину після вибуху (Р а) і 10 годин після вибуху, Р 10. Також встановлюють значення доз гамма-випромінювання Д, які отримують за час від 1 години після вибуху до повного розпаду радіоактивних речовин.

Зона помірного зараження (зона А) - Д \u003d 40,0-400 радий. Рівень радіації на зовнішній межі зони Г в \u003d 8 Р / год., Р 10 \u003d 0,5 Р / год. У зоні А роботи на об'єктах, як правило, не зупиняються. На відкритій місцевості, розташованої в середині зони або у її внутрішньої межі, роботи припиняються на кілька годин.

Зона сильного зараження (зона Б) - Д \u003d 4000-1200 рад. Рівень радіації на зовнішній межі Г в \u003d 80 Р / ч., Р 10 \u003d 5 Р / ч. Роботи зупиняються на 1 добу. Люди ховаються в притулках або евакуюються.

Зона небезпечного зараження (зона В) - Д \u003d 1200 - 4000 рад. Рівень радіації на зовнішній межі Г в \u003d 240 Р / ч., Р 10 \u003d 15 Р / ч. У цій зоні роботи на об'єктах зупиняються від 1 до 3-4 діб. Люди евакуюються або ховаються в захисних спорудах.

Зона надзвичайно небезпечного зараження (зона Г) на зовнішньому кордоні Д \u003d 4000 рад. Рівні радіації Г в \u003d 800 Р / ч., Р 10 \u003d 50 Р / ч. Роботи зупиняються на кілька діб і поновлюються після спаду рівня радіації до безпечного значення.

Для прикладу на рис. 23 показані розміри зон А, Б, В, Г, які утворюються під час вибуху потужністю 500 кт і швидкості вітру 50 км / год.

Характерною особливістю радіоактивного зараження при ядерних вибухах є порівняно швидкий спад рівнів радіації.

Великий вплив на характер зараження виробляє висота вибуху. При висотних вибухах радіоактивна хмара піднімається на значну висоту, зноситься вітром і розсіюється на великому просторі.

Таблиця

Залежність рівня радіації від часу після вибуху

Час після вибуху, год.
	Рівень радіації,%				43,5		27,0		19,0		14,5		11,6				7,15				5,05						0,96

Перебування людей на зараженій місцевості викликає їх опромінення радіоактивними речовинами. Крім того, радіоактивні частинки можуть потрапляти всередину організму, осідати на відкритих ділянках тіла, проникати в кров через рани, подряпини, викликаючи той чи інший ступінь променевої хвороби.

Для умов воєнного часу безпечною дозою загального одноразового опромінення вважаються наступні дози: протягом 4 діб - не більше ніж 50 рад, 10 діб - не більше 100 рад, 3 місяці - 200 рад, за рік - не більше 300 радий.

Для роботи на зараженій місцевості використовуються засоби індивідуального захисту, при виході з зараженої зони проводиться дезактивація, а люди підлягають санітарній обробці.

Для захисту людей використовуються притулку і укриття. Кожна споруда оцінюється коефіцієнтом ослаблення До слу, під яким розуміють число, яке вказує, у скільки разів доза опромінення в сховище менше дози опромінення на відкритій місцевості. Для кам'яних будинків До посуд - 10, автомобіля - 2, танк - 10, підвалів - 40, для спеціально обладнаних сховищ він може бути ще більшим (до 500).

Електромагнітний імпульс (EMI) (1% енергії вибуху) являє собою короткочасний сплеск напруги електричного і магнітного полів і струмів внаслідок руху електронів від центру вибуху, що виникають внаслідок іонізації повітря. Амплітуда EMI дуже швидко зменшується по експоненті. Тривалість імпульсу дорівнює сотої частини мікросекунди (рис. 25). За першим імпульсом внаслідок взаємодії електронів з магнітним полем Землі виникає друге, більш тривалий імпульс.

Діапазон частот ЕМІ - до 100 м Гц, але в основному його енергія розподілена біля середньо-частотного діапазону 10-15 кГц. Вражаюча дія EMI - кілька кілометрів від центру вибуху. Так, при наземному вибуху потужністю 1 Мт вертикальна складова електричного поля EMI на відстані 2 км. від центру вибуху - 13 кВ / м, на 3 км - 6 кВ / м, 4 км - 3 кВ / м.

EMI безпосередньо на тіло людини не впливає.

При оцінці впливу на електронну апаратуру EMI потрібно враховувати і одночасний вплив EMI - випромінювання. Під впливом випромінювання збільшується провідність транзисторів, мікросхем, а під впливом EMI відбувається їх пробивання. EMI є надзвичайно ефективним засобом для пошкодження електронної апаратури. У програмі СОІ передбачено проведення спеціальних вибухів, при яких створюється EMI, достатній для знищення електроніки.

З курсу фізики відомо, що нуклони в ядрі - протони і нейтрони - утримуються разом сильною взаємодією. Воно значно перевершує сили кулонівського відштовхування, тому ядро \u200b\u200bв цілому стабільно. У 20 столітті великий учений Альберт Ейнштейн виявив, що маса окремо взятих нуклонів дещо більше, ніж їх же маса в зв'язаному стані (коли вони утворюють ядро). Куди дівається частина маси? Виявляється, вона переходить в енергію зв'язку нуклонів і завдяки їй можуть існувати ядра, атоми і молекули.

Більшість відомих ядер стабільні, але зустрічаються і радіоактивні. Вони безперервно випромінюють енергію, так як схильні до радіоактивного розпаду. Ядра таких хімічних елементів небезпечні для людини, але енергію, здатну зруйнувати цілі міста, вони не виділяють.

Колосальна енергія з'являється в результаті ланцюгової ядерної реакції. В як ядерне пальне в атомній бомбі використовують ізотоп урану-235, а також плутоній. При попаданні в ядро \u200b\u200bодного нейтрона воно починає ділитися. Нейтрон, будучи часткою без електричного заряду, може легко проникнути в структуру ядра, минаючи дію сил електростатичного взаємодії. В результаті воно почне розтягуватися. Сильна взаємодія між нуклонами почне слабшати, кулонівських сили ж залишаться колишніми. Ядро урану-235 розділиться на два (рідше три) осколка. З'являться два додаткових нейтрона, які потім можуть вступити в подібну реакцію. Тому вона називається ланцюгової: то, що викликає реакцію ділення (нейтрон), є її продуктом.

В результаті ядерної реакції виділяється енергія, яка пов'язувала нуклони в материнському ядрі урану-235 (енергія зв'язку). Ця реакція лежить в основі роботи ядерних реакторів і вибуху. Для її здійснення необхідно виконання однієї умови: маса пального повинна бути підкритичній. У момент з'єднання плутонію з ураном-235 відбувається вибух.

Ядерний вибух

Після зіткнення ядер плутонію і урану утворюється потужна ударна хвиля, що вражає все живе в радіусі близько 1 км. Вогненна куля, що з'явився в місці вибуху, поступово розширюється до 150 метрів. Його температура опускається до 8 тисяч Кельвін, коли ударна хвиля відійде досить далеко. Нагріте повітря переносить радіоактивний пил на величезні відстані. Ядерний вибух супроводжується потужним електромагнітним випромінюванням.