Поражающие факторы ядерного взрыва
Во время взрыва ядерного боеприпаса энергия высвобождается в результате цепной реакции деления или синтеза атомного ядра. В результате образуется шар раскалённой плазмы, из-за своей температуры стремительно поднимающийся вверх. Ядерный взрыв может моментально уничтожить людей и военную технику, разрушить строения, вывести из стоя городскую инфраструктуру. Гарантированную защиту могут обеспечить только специально оборудованные убежища. Если же добраться до них нет возможности, нужно использовать подвалы, складки местности или любое укрытие поблизости. Выделяют следующие факторы поражения:
* Ударная волна - образуется, как и при любом взрыве, но в разы сильнее
* Световое излучение - может приводить к ожогам и возгораниям
* Проникающая радиация - является причиной лучевой болезни
* Радиоактивное заражение - долговременное воздействие на местность
* Электромагнитный импульс - выводит из строя электронные приборы
1. Ударная волна
На её создание уходит примерно 50% всей энергии взрыва и большая часть разрушений происходят именно из-за неё. Высокая температура в эпицентре создаёт стремительного расширяющуюся область крайне высокого давления, толкающую сжатый воздух. Так образуется фронт волны, двигающийся со скоростью в несколько раз превышающей скорость звука и оставляющий за собой область разреженного воздуха. С увеличением расстояния от эпицентра давление и скорость УВ быстро падают. Первый километр она проходит в среднем за 1.4 секунды. Второй - через 4 секунды от момента взрыва, а пятый - за 12. Поэтому у заметившего вспышку ядерного взрыва обычно есть лишь несколько секунд, чтобы найти укрытие и принять защитную позу. Для этого необходимо лечь головой от точки взрыва и спрятать открытые участки тела, вроде рук и шеи.
Ударная волна может нанести как прямые повреждения, так и косвенные. К первым относится непосредственное воздействие избыточного давления. Так называется разность между давлением фронта волны и атмосферным давлением. Травмы и повреждения, полученные от УВ разделяют на четыре типа.
* Если избыточное давление превышало 100 кПа, то повреждения относятся к крайне тяжёлым. Возможны переломы, разрывы кровеносных сосудов и внутренних органов, потеря сознания. Получивший такие травмы человек не выживает без медицинской помощи.
* При избыточном давлении от 60 до 100 кПа возникают тяжёлые повреждения. К ним относят тяжёлую контузию, также потерю сознания, повреждения внутренних органов.
* Давлением от 40 до 60 кПа, вызываются повреждения средней тяжести. Их можно определить по вывихнутым конечностям, симптомам сотрясения мозга, носовому кровотечению и глухоте.
* Избыточное давление от 20 до 40 кПа обеспечивает лишь лёгкие поражения. В этом случае можно отделаться ушибами и лёгкими травмами.
Меньшее давление считается относительно безопасным, однако следует остерегаться падения осколков стекла. Повреждения, полученные в результате попадания обломков зданий или осколков называются косвенными. На них приходится около 80% всех поражений.
2. Световое излучение
В зависимости от мощности, образованный ядерным взрывом шар может быть разогрет от 1800 до 10000 °С, что сравнимо с температурой поверхности солнца. Светящаяся область существует от 2 до 10 секунд, излучая в видимом, а также в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах. На это расходуется 35% энергии ядерного взрыва. Прямое излучение может быть значительно усиленно отражённым, например, от снега или облаков.
СИ является причиной ожогов первой, второй и третей степени тяжести. Особенно уязвимы открытые участки тела, поэтому при ядерном взрыве их рекомендуется прятать. Чем лучше одежда отражает свет, тем меньше вероятность ожогов. Хуже всего защищает чёрная или прозрачная синтетическая, а лучше всего - свободная одежда из шерсти светло-серых тонов.
Помимо непосредственных ожогов световое излучение может стать причиной пожара. Машины и строения могут загореться даже за несколько километров от области, пораженной ударной волной.
Световое излучение может временно ослепить. Длительность эффекта сильно зависит от окружающих условий. В солнечный день слепота пройдет за 5 минут, ночью для возвращения зрения потребуется 30, поскольку зрачок расширен и воспринимает больше света. Необратимые повреждения могут быть получены только при фокусировке взгляда на вспышке взрыва. Защитить глаза достаточно просто, нужно лишь закрыть глаза и спрятать лицо.
3. Проникающая радиация
Ядерный взрыв излучает не только свет, но и поток альфа, бета и гамма частиц, а также нейтронов. Эти излучения называют проникающей радиацией, а на их создание уходит всего 4% энергии взрыва. Альфа-частицы являются дважды ионизированными атомами гелия, они не могут проникнуть сквозь верхний слой кожи и потому не слишком опасны. Бета-частицы представляют собой электроны и позитроны, они могут проникнуть сквозь кожу на глубину нескольких сантиметров, но этого всё ещё недостаточно, чтобы причинить серьёзный вред. Альфа и бета частицы могут быть опасны при попадании радиоактивных веществ внутрь организма или на кожу, но при самом взрыве этого не происходит. Гамма-излучение обладает большой опасностью, поскольку способно проходить даже сквозь стены. Толщину стены, необходимую, чтобы вдвое уменьшить поражающе действие радиации называют слоем половинного ослабления. Для свинца он равен 1.8 см, а для бетона - 10 см. Наилучшим убежищем от проникающей радиации являются специальные убежища и глубинные станции метрополитена.
При взрыве ядерного боеприпаса небольшой мощности область поражения ПР может превышать область разрушений в результате ударной волны и светового излучения. Проникающая радиация опасна тем, что может вызвать лучевую болезнь. Её разделяют на четыре степени. При получении дозы от 100 до 200 рад проявляются симптомы первой степени лучевой болезни. Они состоят в головокружении, лёгкой слабости и потливости. Вторая степень характеризуется головной болью, желудочно-кишечным расстройством и температурой. Оно проявляется при облучении от 200 до 400 рад. При третьей к перечисленным добавляются и другие недомогания. Третья и четвёртая степени часто приводят к смертельному исходу.
4. Радиационное заражение
Раскалённый шар, образующийся при ядерном взрыве, быстро остывает. При температуре 1700 °С он перестаёт светится и выглядит, как облако грибовидной формы, за которым тянется след из дыма. Это облако сносится ветром, а не прореагировавшие продукты распада постепенно выпадают. Они всё ещё радиоактивны и могут нанести серьёзный вред людям и животным. Область РЗ, в отличии от областей поражения других факторов не является круглой, а может быть на десятки километров вытянута по направлению ветра.
Большая часть радиоактивных веществ распадается за первые сутки после ядерного взрыва, однако опасное радиационное заражение может продолжаться ещё несколько недель. При этом, в отличии от нейтронного взрыва, наведённая радиация почти отсутствует и военную технику всё ещё можно использовать. В сумме на радиационное заражение уходит около 10% энергии ядерного взрыва.
5. Электромагнитный импульс
Поток гамма-излучения взаимодействует с молекулами воздуха, выбивая из них электроны. Эти электроны создают электромагнитный импульс, мощность которого достаточно велика, чтобы повредить электроприборы на расстоянии нескольких километров. Хотя на ЭМИ затрачивается не более 1% всей энергии ядерного взрыва, последствиями импульса могут быть перебитая изоляция, перегоревшие предохранители и полностью вышедшая из строя тонкая электроника. Возможно даже повреждение искусственных спутников, двигающихся по низким орбитам. Существует технология высотных ядерных взрывов, при которой основным поражающим фактором является ЭМИ, а остальные незначительны. Для защиты от электромагнитных импульсов было разработано защищающее экранирование.