"ОМП" часть первая Ядерное оружие

Ядерное оружие

"Ядерные боеприпасы. Принцип устройства ядерных, термоядерных, нейтронных боеприпасов. Краткая характеристика средств применения ядерных боеприпасов , поражающих факторов ядерного взрыва и их воздействие на

организм человека, боевую технику и сооружения".

1. 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.

A Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компоненты термоядерной бомбы.

B Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния инициируя цепную реакцию расщепления.

C В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола.

D Вторая ступень сжимается в следствии абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла.

E В сжатом и разогретом Дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется...

2. 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 взедения

-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 применя-

ются для снаряжения авиабомб, фугасов, торпед , артиллерийских снарядов

(203,2 мм СГ и 155 мм СГ-США).

3. 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 син-

теза являются еще более энергоемкими.Мощность взрыва ядерных боеприпасов

принято измерять в единицах тротилового эквивалента. Тротиловый эквива-

лент-это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв,по мощности

эквивалентный взрыву даного 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)

Термодерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного, крупного

и среднего калибров; ядерными-сверхмалого , малого и среднего калибров,

нейтронными-сверхмалого и малого калибров.

4. 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). Всоответствии

с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

-воздушный (высокий и низкий)

-наземный (надводный)

-подземный (подводный)

5. Поражающие факторы ядерного взрыва

.

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя

незащищенных людей , открыто стоящую технику , сооружения и различные

материальные средства . Основными поражающими факторами ядерного взрыва

являются:

-ударная волна

-световое излучение

-проникающая радиация

-радиоактивное заражение местности

-электромагнитный импульс

Рассмотрим их.

а) Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим

фактором ядерного взрыва . По своей природе она подобна ударной волне

обычного взрыва , но действует более продолжительное время и обладает

гораздо большей разрушительной силой . Ударная волна ядерного взрыва

может на значительном расстоянии от центра взрыва наносить поражения

людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику.

Ударная волна представляет собой область сильного сжатия воздуха,

распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва.

Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте

ударной волны ; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает

скорость звука,но с увуличением расстояния от места взрыва резко падает.

За первые 2 сек ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек-2000 м,

за 8 сек - около 3000 м. Это служит обоснованием норматива N5 ЗОМП

"Действия при вспышке ядерного взрыва": отлично - 2 сек, хорошо - 3 сек,

удовлетврительно-4 сек.

Поражающее действие ударной волны на людей и разрушающее действие на

боевую технику, инженерные сооружения и материальные средства прежде

всего определяются избыточным давлением и скоростью движения воздуха в

ее фронте . Незащищенные люди могут, кроме того поражаться летящими с

огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушаемых зданий,

падающими деревьями, а также разбрасываемыми частями боевой техники,

комьями земли , камнями и другими предметами , приводимыми в движение

скорстным напором ударной волны . Наибольшие косвенные поражения будут

наблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях потери войск

могут оказаться большими , чем от непосредственного действия ударной

волны.

Ударная волна способна наносить поражения и в закрытых помещениях,

проникая туда через щели и отверстия . Поражения, наносимые ударной

волной , подразделяются на легкие , средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха,

общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей. Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут

наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости,

сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. Степень поражения ударной волной зависит прежде всего от мощности и

вида ядерного взрыва.При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы

у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние-до 2 км , тяжелые-до

1,5 км от эпицентра взрыва.

С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной

растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подзем-

ном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном-в воде.

Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание

ударной волны и в воздухе . Ударная волна , распространяясь в грунте,

вызывает повреждения подземных сооружений , канализации, водопровода;

при распространении ее в воде наблю дается повреждение подводной части

кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

б) Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток

лучистой энергии , включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное

излучение . Источником светового излучения является светящаяся область,

состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха.Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца.

Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую , что приводит к разогреву поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным , что возможно обугливание или воспламенение горючего материала и растрескивание или оплавление негорючего,что может приводить к огромным пожарам.При этом действие светогого излучения ядерного взрыва эквивалентно массированному применению зажигательного оружия, которое

рассматривается в четвертом учебном вопросе.

Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги. В первую очередь ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных всторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения.

Ожоги , вызываемые световым излучением , не отличаются от обычных,вызываемых огнем или кипятком. они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности.

В зависимости от воспринятого светогого импульса ожоги делятся на тристепени.

Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи:

покраснении , припухлости , болезненности . При ожогах второй степени на коже появляются пузыри. При ожогах третьей степени наблюдается омертв- ление кожи и образование язв.

При воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2км от центра взрыва ; при взрыве заряда мощностью 1 МгТ это расстояние увеличится до 22,4 км. ожоги второй степени проявляются на расстояниях 2,9 и 14,4 км и ожоги третьей степени-на расстояниях 2,4 и 12,8 км соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МгТ.

в) Проникающая радиация представляет собой невидимый поток гаммаквантов и нейтронов , испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гамма-кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров. С увеличением расстояния от взрыва количество гамма-квантов и нейтронов , проходящее через единицу поверхности , уменьшается . При подземном и подводном ядерных взрывах действие проникающей радиации

распространяется на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных и воздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма-квантов водой.

Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом (1000 тонн и менее) наоборот , зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением.

Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма-квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются . Проходя через живую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток , которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.

Для оценки ионизации атомов среды, а следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации) , единицей измерения которой является рентген(р). Дозе радиации 1 рсоответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.

В зависимости от дозы излучения различают три степени лучевой болезни.

Первая (легкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до

200 р . Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший

такую дозу, обычно не выходит из строя. Вторая (средняя) степень лучевой

болезни развивается при получении дозы 200-300 р; в этом случае признаки

поражения-головная боль, повышение температуры, желудочнокишечное расстройство-проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве

случаев выходит из строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300 р; она характеризуется тяжелыми головными

болями , тошнотой , сильной общей слабостью, головокружением и другими

недомоганиями; тяжелая форма наредко приводит к смертельному исходу.

г) Радиоактивное заражение людей,боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда и непрореагировавшей частью заряда,выпадающими из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью.

С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается,особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через один день будет в несколько тысяч раз меньше,чем через одну минуту после взрыва.

При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается

делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа-частиц . Наведенная радиоактивность обусловлена радиоак-

тивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его

нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов , входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило,бета-активны , распад многих из них сопровождается гамма-излучением.

Периоды полураспада большинства из образующихся радиоктивных изотопов,сравнительно невелики-от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к его эпицентру.

Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном

облаке, которое образуется после взрыва . Высота поднятия облака для боеприпаса мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ она составляет 25 км.По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие , образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака.

Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса,а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину нескольких десятков километров.

Поражения в результате внутреннего облучения появляются в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм.

На вооружение, боевую технику и инженерные сооружения радиоактивные

вещества не оказывают вредного воздействия.

д) Электромагнитный импульс воздействует прежде всего на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции,порча полупроводниковых приборов , перегорание предохранителей и т.д.). Электромагнитный импульс представляет собой возникающее на очень короткое время мощное электрическое поле.