Радиация

Световое излучение

В момент взрыва ядерной бомбы формируется тепловое излучение, представляющее собой направленную энергию в виде лучей видимого спектра, ультрафиолета и инфракрасных волн. В книге «Ядерное оружие после «холодной войны»», авторов А. Г. Арбатова и В. З. Дворкина, говорится, что, в зависимости от мощности боезаряда, действие светового излучения колеблется от долей секунды до нескольких его десятков. Но даже за это незначительное время у любого живого существа, оказавшегося в радиусе поражения, моментально возникает обугливание и оплавление всех тканей. Даже если человек находится от эпицентра взрыва настолько далеко, что не пострадает от последующей ударной волны, ослепление и ожоги кожи разной степени тяжести ему все равно гарантированы.

Первая ядерная война.

Также по теме:

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ

В 8 ч 15 мин утра 6 августа 1945 Хиросиму внезапно накрыло ослепительное голубовато-белесое сияние. Первая атомная бомба была доставлена к цели бомбардировщиком Б-29 с базы ВВС США на острове Тиниан (Марианские острова) и взорвана на высоте 580 м. В эпицентре взрыва температура достигла миллионов градусов, а давление – ок. 109 Па. Три дня спустя другой бомбардировщик Б-29 прошел мимо своей основной цели – Кокура (ныне Китакюсю), так как она была покрыта густыми облаками, и направился к запасной – Нагасаки. Бомба взорвалась в 11 ч утра местного времени на высоте 500 м с приблизительно той же эффективностью, что и первая. Тактика нанесения бомбового удара единственным самолетом (сопровождаемым лишь самолетом наблюдения за погодными условиями) при одновременных рутинных массированных налетах была рассчитана на то, чтобы не привлекать внимания японской противовоздушной обороны. Когда Б-29 появился над Хиросимой, большинство ее жителей не бросились в укрытия вопреки нескольким нерешительным объявлениям по местному радио. Перед этим был объявлен отбой воздушной тревоги, и многие люди находились на улицах и в легких строениях. В итоге убитых оказалось втрое больше, чем предполагалось. К концу 1945 от этого взрыва погибло уже 140 000 человек, столько же было раненых. Площадь разрушений составила 11,4 кв. км, где пострадало 90% домов, треть из которых была полностью уничтожена. В Нагасаки оказалось меньше разрушений (пострадало 36% домов) и людских потерь (вдвое меньше, чем в Хиросиме). Причиной тому были вытянутая территория города и то, что его отдаленные районы прикрывали холмы.

В первой половине 1945 Япония подвергалась интенсивным бомбардировкам с воздуха. Количество ее жертв достигло миллиона (включая 100 тыс. убитых при налете на Токио 9 марта 1945). Отличие атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки от обычных бомбежек состояло в том, что один самолет произвел такие разрушения, для каких потребовался бы налет 200 самолетов с обычными бомбами; эти разрушения носили мгновенный характер; соотношение погибших к раненым оказалось намного выше; атомный взрыв сопровождался мощной радиацией, которая во многих случаях привела к раку, лейкемии и губительным патологиям у беременных женщин. Число непосредственно пострадавших достигло 90% от количества погибших, но длительные последействия радиации оказались еще более губительными.

Оружие повышенной радиации.

Оружие повышенной радиации по проникающей радиации не уступает атомному (основанному на делении), которое оно призвано заменить, но выделяет значительно меньше тепла, создает более слабую ударную волну и меньше радиоактивных осадков. Такая «нейтронная бомба» (на самом деле не бомба, а артиллерийский снаряд), уничтожающая живую силу, представляет собой тактическое оружие, рассчитанное на применение против бронетехники на малых полях сражения. Нейтронная бомба была испытана в США, Франции, Советском Союзе и, вероятно, в КНР, но, по-видимому, не была принята на вооружение. См. также ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ.

Опасность войны и катастрофы, связанные с атомом

Ядерные энергетика и оружие были и остаются предметов самых острых споров. Поскольку невозможно реально оценить безопасность в этой сфере. Наличие сверхмощного оружия с одной стороны, является сдерживающим фактором, однако, с другой — его применение может вызвать масштабную мировую катастрофу.

Опасность любой атомной отрасли в первую очередь связана с утилизацией отходов, которые еще долгое время излучают высокий радиационный фон. А также с безопасной и эффективной работой всех производственных отсеков. Существует более 20 случаев, когда «мирный атом» выходил из под контроля, и приносил колоссальные потери. Одной из самых больших катастроф считается авария на Чернобыльской АЭС.

Устройство бомбы

Основные компоненты:

• корпус;
• автоматическая система;
• ядерный заряд.

Корпус производится из прочного и надежного металла, способного уберечь боеголовку от негативных внешних факторов. В частности, от перепада температур, механических повреждений или других влияний, способных вызвать незапланированный взрыв.

Автоматика осуществляет контроль над следующими функциями:

• предохранительные устройства;
• механизм взведения;
• устройство аварийного подрыва;
• питание;
• подрывная система (датчик подрыва заряда).

Ядерный заряд — устройство, содержащее запас определенных веществ и обеспечивающее высвобождение энергии непосредственно для взрыва.

Ядерные арсеналы мира.

В 1970 у США было 1054 МБР, 656 БРПЛ и 512 бомбардировщиков дальнего действия, т. е. всего 2222 единицы средств доставки стратегического оружия (табл. 2). Через четверть века у них осталось 1000 МБР, 640 БРПЛ и 307 дальних бомбардировщиков – всего 1947 единиц. За этим незначительным уменьшением численности средств доставки скрывается огромная работа по их модернизации: старые МБР «Титан» и некоторые «Минитмен-2» заменены на «Мини, все БРПЛ типа «Поларис» и многие типа «Посейдон» заменены ракетами «Трайдент», некоторые бомбардировщики Б-52 заменены бомбардировщиками Б-1. Асимметричный, но примерно равный ядерный потенциал был у Советского Союза. (Бóльшую часть этого потенциала унаследовала Россия.) Таблица 2. АРСЕНАЛЫ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ В РАЗГАР ХОЛОДНОЙ ВОЙНЫ

Три менее мощные ядерные державы – Великобритания, Франция и Китай – продолжают совершенствовать свои ядерные арсеналы. В середине 1990-х годов Великобритания приступила к замене своих подводных лодок с БРПЛ «Поларис» лодками, вооруженными ракетами «Трайдент». Французские ядерные силы состоят из подводных лодок с БРПЛ типа М-4, баллистических ракет среднего радиуса действия и эскадрилий бомбардировщиков «Мираж-2000» и «Мираж-IV». Наращивает свои ядерные силы КНР.

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

Ядерное оружие предназначено для уничтожения живой силы и военных объектов противника. Важнейшими поражающими факторами для людей являются ударная волна, световое излучение и проникающая радиация; разрушающее действие на военные объекты обусловлено в основном ударной волной и вторичными тепловыми эффектами.

При детонации взрывчатых веществ обычного типа почти вся энергия выделяется в виде кинетической энергии, которая практически полностью переходит в энергию ударной волны. При ядерном и термоядерном взрывах по реакции деления ок. 50% всей энергии переходит в энергию ударной волны, а ок. 35% – в световое излучение. Остальные 15% энергии высвобождаются в форме разных видов проникающей радиации.

При ядерном взрыве образуется сильно нагретая, светящаяся, приблизительно сферическая масса – т.н. огненный шар. Он сразу же начинает расширяться, охлаждаться и подниматься вверх. По мере его охлаждения пары в огненном шаре конденсируются, образуя облако, содержащее твердые частицы материала бомбы и капельки воды, что придает ему вид обычного облака. Возникает сильная воздушная тяга, всасывающая в атомное облако подвижный материал с поверхности земли. Облако поднимается, но через некоторое время начинает медленно опускаться. Опустившись до уровня, на котором его плотность близка к плотности окружающего воздуха, облако расширяется, принимая характерную грибовидную форму. Таблица 1. Действие ударной волны

Устройство ядерной бомбы

Конструкция атомной бомбы состоит из целого ряда различных компонентов, среди которых выделяют два основных:

• корпус,
• система автоматики.

Автоматика вместе с ядерным зарядом располагается в корпусе, который защищает их от различных воздействий (механического, теплового и др.). Система автоматики контролирует, чтобы взрыв произошел в строго установленное время. Она состоит из следующих элементов:

• аварийный подрыв;
• устройство предохранения и взведения;
• источник питания;
• датчики подрыва и подрыва заряда.

Доставка атомных бомб осуществляется с помощью зенитных, баллистических и крылатых ракет. При этом ядерные боеприпасы могут быть элементом фугаса, торпеды, авиабомбы и др.

Системы детонирования для ядерных бомб бывают разными. Самым простым является инжекторное устройство, при котором толчком для взрыва становится попадание в цель и последующее образование сверхкритической массы.

Еще одной характеристикой атомного оружия является размер калибра: малый, средний, крупный. Чаще всего мощность взрыва характеризуют в тротиловом эквиваленте. Малый калибр ядерного оружия подразумевает мощность заряда в несколько тысяч тонн тротила. Средний калибр равен уже десяткам тысяч тонн тротила, крупный – измеряется миллионами.

История применения ядерного оружия

Со времен создания ядерного оружия появилась серьезная угроза. Самым известным в истории событием является гонка вооружений между двумя сверхдержавами, которые занимают эти положения и по сей день — СССР (РФ) и США. Начиная с 1950 года эти две страны постоянно соревнуются друг с другом за мировое господство. Кто обладает более мощным ядерным потенциалом и его количеством, тот может управлять всем миром.Своего пика СССР по количеству ядерного оружия достиг в 1990-х годах, когда численность перевалила за отметку в 40 000 штук. Такого запаса хватило бы, чтобы разнести всю планету в пух и прах. Хиросима и Нагасаки — японские города, которые познали на себе всю мощность и опасность ядерного вооружения. В 1945 году был зафиксирован единственный случай, когда ядерное оружие стало не потенциальной, а уже реальной угрозой, превратившейся в действие:

• Вооруженные силы США сбросили на Хиросиму ядерную ракету “Малыш”, мощность которой составляла около 15 килотонн в тротиловом эквиваленте.
• На Нагасаки была сброшена бомба “Толстяк”. Ее мощность составила более 21 килотонны тротила.

По сегодняшним меркам это может показаться маленьким, но в то время этого количества вполне хватило для того, чтобы последствия этих двух взрывов оставили свой отпечаток в истории даже по сей день.
Огромный ядерный потенциал стран мира может легко уничтожить все живое на Земле. Гонка ядерного вооружения между СССР и США продолжалась длительное время. Поняв, что США проигрывает, власти обеих сторон снизили темпы производства ядерного вооружения, так как их общая численность превысила 80 000 штук только в 1990-х годах. На сегодняшний день ядерный щит Российской Федерации представляет собой более 2440 боеголовок с различной мощностью. Среди них находятся как баллистические ракеты, так и крылатые. Располагаются они на всей территории нашей страны, включая подводные лодки, которые готовы нажать смертоносную кнопку в любой момент, если последует приказ.Нижепредложенное видео поможет вам наглядно увидеть поражающие факторы ядерного оружия.

Никто не хочет хранить отходы

Хотя все боятся аварий на ядерных реакторах, многие не задумываются о гигантском количестве ядерных отходов, которые нам приходится хранить. Учитывая длиннющий период полураспада большинства радиоактивных веществ, эти отходы представляют существенную проблему. А тот факт, что радиоактивный материал чрезвычайно сложно хранить в безопасности, даже если его немного, усложняет проблему еще больше. Очевидно, никто не захочет жить рядом с отходами ядерной промышленности. Не так давно мы писали о проекте, по которому США (проблема наболевшая) планировали создать хранилище ядерных отходов в Юкка-Маунтин в штате Невада. Против проекта выступал президент Обама и общественный лидер Сената Гарри Рид, родом из Невады. Даже исследования на тему безопасности предложенной площадки не смогли переубедить мощную оппозицию. Очевидно, люди испытывают иррациональный страх, когда им предлагают похоронить ядерные отходы на заднем дворе.

Устройство бомбы

Основные компоненты:

• корпус;
• автоматическая система;
• ядерный заряд.

Корпус производится из прочного и надежного металла, способного уберечь боеголовку от негативных внешних факторов. В частности, от перепада температур, механических повреждений или других влияний, способных вызвать незапланированный взрыв.

Автоматика осуществляет контроль над следующими функциями:

• предохранительные устройства;
• механизм взведения;
• устройство аварийного подрыва;
• питание;
• подрывная система (датчик подрыва заряда).

Ядерный заряд — устройство, содержащее запас определенных веществ и обеспечивающее высвобождение энергии непосредственно для взрыва.

Цепные ядерные реакции

Одного удара нейтрона достаточно для расщепления менее стабильного атома U-235, создания атомов меньших элементов (чаще всего бария и криптона) и высвобождения тепла и гамма-излучения (самой мощной и смертоносной формы радиоактивности).

Эта цепная реакция происходит, когда «запасные» нейтроны из этого атома вылетают с достаточной силой, чтобы расщепить другие атомы U-235, с которыми они соприкасаются. В теории необходимо расщепить только один атом U-235, который будет выпускать нейтроны, которые будут расщеплять другие атомы, которые будут выпускать нейтроны … и так далее. Эта прогрессия не арифметическая; он геометрический и происходит в миллионную долю секунды.

Минимальная сумма для начала цепной реакции, как описано выше, называется сверхкритической массы. Для чисто U-235, 110 фунтов (50 килограмм). Однако Уран никогда не бывает достаточно чистым, поэтому в действительности потребуется больше, например, U-235, U-238 и плутоний.

Последствия ядерных взрывов для людей.

Если различные физические эффекты, возникающие при ядерных взрывах, можно рассчитать достаточно точно, то предсказать последствия их воздействий сложнее. Исследования привели к заключению, что не поддающиеся предварительной оценке следствия ядерной войны столь же значительны, как и те, которые могут быть рассчитаны заранее.

Возможности защиты от воздействия ядерного взрыва весьма ограниченны. Невозможно спасти тех, кто окажется в эпицентре взрыва. Всех людей спрятать под землю нельзя; это осуществимо только для сохранения правительства и руководства вооруженных сил. Кроме упоминаемых в руководствах по гражданской обороне способах спасения от жара, света и ударной волны, имеются практичные способы эффективной защиты только от радиоактивных осадков. Можно эвакуировать большое количество людей из зон повышенного риска, но при этом возникнут тяжелые осложнения в системах транспорта и снабжения. В случае критического развития событий эвакуация примет, скорее всего, неорганизованный характер и вызовет панику.

Как уже упоминалось, на распределение радиоактивных осадков будут влиять погодные условия. Разрушение плотин может привести к наводнениям. Повреждения атомных электростанций вызовут дополнительное повышение уровня радиации. В городах обрушатся высотные здания и образуются груды обломков с погребенными под ними людьми. В сельской местности радиация поразит посевы, что приведет к массовому голоду. В случае ядерного удара зимой уцелевшие при взрыве люди останутся без укрытий и погибнут от холода.

Возможности общества хоть как-то справиться с последствиями взрыва будут очень сильно зависеть от того, в какой степени пострадают государственные системы управления, здравоохранения, связи, правоохранительные и противопожарные службы. Начнутся пожары и эпидемии, мародерство и голодные бунты. Дополнительным фактором отчаяния станет ожидание дальнейших военных действий.

Повышенные дозы радиации приводят к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных. На животных было экспериментально установлено, что радиация поражает молекулы ДНК. В результате такого поражения возникают генетические мутации и хромосомные аберрации; правда, большинство таких мутаций не переходит к потомкам, поскольку приводят к летальным исходам.

Первым пагубным воздействием долговременного характера явится разрушение озонового слоя. Озоновый слой стратосферы экранирует земную поверхность от большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Это излучение губительно для многих форм жизни, поэтому считается, что образование озонового слоя ок. 600 миллионов лет назад стало тем условием, благодаря которому появились многоклеточные организмы и вообще жизнь на Земле. Согласно докладу национальной академии наук США, в мировой ядерной войне может быть взорвано до 10 000 Мт ядерных зарядов, что приведет к разрушению озонового слоя на 70% над Северным полушарием и на 40% – над Южным. Эти разрушения озонового слоя повлекут за собой губительные последствия для всего живого: люди получат обширные ожоги и даже раковые заболевания кожи; некоторые растения и мелкие организмы погибнут мгновенно; многие люди и животные ослепнут и потеряют способность ориентироваться.

В результате крупномасштабной ядерной войны произойдет климатическая катастрофа. При ядерных взрывах загорятся города и леса, одлака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, что неминуемо приведет к резкому падению температуры у земной поверхности. После ядерных взрывов суммарной силой 10 000 Мт в центральных районах континентов Северного полушария температура снизится до минус 31° С. Температура вод мирового океана останется выше 0° С, но из-за большой разности температур возникнут жестокие штормы. Затем, спустя несколько месяцев, к Земле прорвется солнечный свет, но, по-видимому, богатый ультрафиолетом из-за разрушения озонового слоя. К этому времени уже произойдут гибель посевов, лесов, животных и голодный мор людей. Трудно ожидать, что где-либо на Земле уцелеет хоть какое-то человеческое сообщество.

Факторы поражения

Атомное оружие имеет несколько типов поражения:

• световое излучение,
• радиоактивное заражение,
• ударная волна,
• проникающая радиация,
• электромагнитный импульс.

Ядерный взрыв сопровождается яркой вспышкой, которая образуется из-за высвобождения большого количества световой и тепловой энергии. Сила этой вспышки во много раз выше, чем мощность солнечных лучей, поэтому опасность поражения светом и теплом распространяется на несколько километров.

Еще одним очень опасным фактором воздействия ядерной бомбы является радиация, образующаяся при взрыве. Она действует только первые 60 секунд, но обладает максимальной проникающей способностью.

Ударная волна имеет большую мощность и значительное разрушающее действие, поэтому в считанные секунды причиняет огромный вред людям, технике, строениям.

Проникающая радиация опасна для живых организмов и является причиной развития лучевой болезни у человека. Электромагнитный импульс поражает только технику.

Все эти виды поражений в совокупности делают атомную бомбу очень опасным оружием.

Радиация

Вместе со световым излучением возникает проникающая радиация. Это — потоки гамма-лучевых компонентов, способных ионизировать любое вещество, в том числе живую плоть. Попадая в клетки тканей человеческого тела, они негативно действуют на атомы, из которых те состоят. Это приводит к быстрой гибели и дальнейшей нежизнеспособности целых органов и систем, что влечет за собой мучительную смерть. Но даже если человек находится на достаточно удаленном расстоянии от эпицентра взрыва и проникающей радиации, он все равно окажется в месте, где распространится ядерное загрязнение.

В книге К. Зигбана, «Альфа, бета и гамма-спектроскопия. Методы ядерной спектрометрии», говорится, что в некоторых боезарядах может использоваться наведенная радиоактивность. То есть, после удара ядерной бомбы в грунте специально образуются вещества, способные излучать радиацию. Но главную опасность для людей и животных, оказавшихся весьма далеко от эпицентра такого взрыва, является возникновение радиоактивных облаков, которые на значительное расстояние разносит ветер. В результате радиоактивные частицы затем выпадают с осадками, загрязняют землю, озера и реки. Ну, а далее вместе с дыханием и использованием растительных культур и воды, радиация проникает в живой организм и вызывает лучевую болезнь различной степени тяжести.

Световое излучение

Самое страшное проявление взрыва — не гриб, а быстротечная вспышка и образованная ею ударная волна

Образование головной ударной волны (эффект Маха) при взрыве 20 кт

Разрушения в Хиросиме в результате атомной бомбардировки

Жертва ядерной бомбардировки Хиросимы

Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва — нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар, при наземном — полусферу.

Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения — максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).

Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.

При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.

Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.

В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.

Очаг ядерного поражения (ОЯП)

Зоны разрушений и радиоактивного заражения в очаге поражения при ядерном взрыве: I — зона слабых разрушений; II — зона средних разрушений; III — зона сильных разрушений; IV — зона полных разрушений; 1 — зоны радиоактивного заражения (А — умеренного, Б — сильного, В — опасного, Г — чрезвычайно опасного); 2 — направление среднего ветра; R — радиус очага ядерного поражения

Зона полных разрушений
_п.р.Зона сильных разрушений
Зона средних разрушений
Зона слабых разрушений

222В ОЯП выделяются три основные зоны пожаров

Характеристика зон пожаров в очаге ядерного поражения: I — зона отдельных пожаров; II — зона сплошных пожаров; III — зона пожаров в завалах; 1 — границы зон разрушений; 2 — границы зон пожаров (нижние значения световых импульсов соответствуют мощности ядерных боеприпасов до 100 кт, верхние — 1000 кт и более)

Зона отдельных пожаров22_ффЗона сплошных пожаров2_фф