Ядерное оружие и защита от него
Ядерным оружием называются боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях, а также средства их управления и доставки. К ядерным боеприпасам относятся боевые части ракет и торпед, авиационные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, глубинные бомбы и ядерные фугасы.
Мощность ядерного боеприпаса (q) принято характеризовать тротиловым эквивалентом, т. е. количеством взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что при взрыве рассматриваемого ядерного боеприпаса. Тротиловый эквивалент выражается в тоннах (т), килотоннах (Кт) и мегатоннах (Мт).
При ядерном взрыве возникают следующие поражающие факторы: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное заражение местности.
Ударная волна – основной поражающий фактор ядерного взрыва. Большинство разрушений и повреждений зданий, сооружений и оборудования объектов экономики, а также поражение людей обусловлены, как правило, воздействием ударной волны.
Воздушная ударная волна представляет собой зону сильного сжатия воздуха, распространяющуюся во все стороны от центра взрыва волны со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом.
Воздействие воздушной ударной волны на человека может быть прямым или косвенным. При прямом поражении воздушная ударная волна наносит людям крайне тяжелые, тяжелые, средние или легкие травмы. При косвенном поражении эта волна, разрушая постройки, вовлекает в движение огромное количество твердых частиц, осколков стекла и других предметов. Наибольшее количество пострадавших – жертвы косвенного воздействия воздушной ударной волны.
Эти же параметры воздушной ударной волны приводят к разрушениям зданий и сооружений объектов экономики. Для характеристики этих разрушений приняты четыре степени разрушения: полные, сильные, средние и слабые.
Из наземных зданий и сооружений наиболее устойчивыми являются здания с металлическим каркасом и сооружения антисейсмической конструкции, которые разрушаются при избыточном давлении 50–80 кПа. Жилые кирпичные здания менее устойчивы и полностью разрушаются при давлении 30–40 кПа, а деревянные строения – при давлении 10–20 кПа.
При ядерном взрыве на местности образуется очаг ядерного поражения – территория, в пределах которой в результате ядерных ударов произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений, пожары, радиоактивное заражение местности. Граница очага ядерного поражения проходит через точки на местности, где избыточное давление во фронте ударной волны составляет 10 кПа. Таким образом, очаг ядерного поражения характеризуется: массовым поражением всего живого; разрушением и повреждением наземных объектов, частичным разрушением, завалом или повреждением защитных сооружений ГО; возникновением отдельных, сплошных или массовых пожаров; образованием завалов в жилых районах и на объектах экономики; возникновением массовых аварий на энергокоммунальных сетях и т. д.
Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.
Источник светового излучения – светящаяся область (огненный шар), состоящая из раскаленных продуктов взрыва и воздуха. В первые секунды образования огненного шара его температура может достигать 8–10 тыс.°С. Время действия светового излучения зависит от мощности ядерного боеприпаса и может продолжаться от 2 до 20 с. Прекращение светового излучения наступает при температурах огненного шара, лежащих ниже 1 000°С.
Распространяясь от центра взрыва со скоростью света, световое излучение вызывает ожоги открытых участков тела человека, временное ослепление, которое длится несколько минут, ожоги глазного дна, роговицы и век, а также воспламенение.
В атмосфере лучистая энергия ослабляется из-за поглощения или рассеивания света частицами дыма, пыли, каплями влаги, поэтому необходимо учитывать степень прозрачности атмосферы, а также экранирующее действие растительности, рельефа местности и т. д.
Падающее на объект световое излучение частично поглощается или отражается. Часть излучения проходит через прозрачные объекты: стекло окон пропускает до 90% энергии светового излучения, которое способно вызвать пожар внутри помещения. Таким образом, в городах и на объектах экономики возникают очаги горения. Так, при ядерной бомбардировке Хиросимы возник огневой шторм, который бушевал 6 часов. При этом центр города выгорел дотла (более 60 тыс. домов), а скорость ветра, направленного к центру взрыва, достигала 60 км/ч. Ожогами было вызвано 50% всех смертельных случаев, при этом 20–30% – непосредственно световым излучением и 70–80% – ожогами от пожаров.
Проникающая радиация – это ионизирующее излучение, образующееся непосредственно при ядерном взрыве и продолжающееся 10–15 с. Основную опасность при этом представляет поток гамма – излучений и нейтронов, испускаемых из зоны взрыва в окружающую среду. Источники проникающей радиации – цепная ядерная реакция, происходящая в боеприпасе в момент взрыва, и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления.
Основным параметром, характеризующим поражающее действие проникающей радиации, является доза излучения.
Проходя через биологическую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, результатом чего являются нарушение нормального обмена веществ и изменение характера жизнедеятельности клеток и систем организма, что приводит к возникновению лучевой болезни.
Электромагнитный импульс представляет собой совокупность электрических и магнитных полей, возникающих в результате воздействия г-излучения и нейтронов на атомы окружающей среды и образования потока электронов и положительных ионов. Продолжительность его действия несколько секунд. Поражающее действие электромагнитного импульса обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связей, сигнализаций, электропередач, антеннах радиостанций, радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре.
Радиоактивное заражение местности – это заражение поверхности земли, атмосферы, водоемов и других объектов радиоактивными веществами, выпавшими из облака, образованного ядерным взрывом. Источники радиоактивного загрязнения – радионуклиды, образовавшиеся как продукт ядерной реакции; непрореагировавшая часть ядерного горючего; наведенная радиоактивность в грунте под воздействием нейтронов.
Радиоактивное загрязнение отличается масштабом и продолжительностью воздействия, скрытностью поражения и спадом уровня радиации со временем. Плотность выпадения радиоактивных частиц на местности уменьшается с увеличением расстояния от центра взрыва.
Радиоактивное поражение людей на следе радиоактивного облака может вызываться внешним, внутренним и локальным облучением, которое может привести к возникновению лучевой болезни.
Наиболее опасно и разрушительно одновременное воздействие поражающих факторов ядерного оружия. При этом травмы и контузии людей могут сочетаться с ожогами, лучевой болезнью от воздействия проникающей радиации и радиоактивного загрязнения. Гражданские объекты могут быть разрушены (повреждены) ударной волной с одновременным возгоранием от светового излучения, электронная аппаратура и приборы – потерять работоспособность в результате электромагнитного импульса и ионизирующих излучений ядерного взрыва. В городах и населенных пунктах могут возникнуть зоны завалов, а в лесистой местности – зоны пожаров.
Защита населения в этих условиях достигается различными путями. Основной способ защиты людей и техники от поражения ударной волной – изоляция их от действия повышенного давления и скоростного напора. Для этого используются защитные сооружения (укрытия, убежища) различных типов.
Если принять, что при воздушном ядерном взрыве безопасное расстояние для незащищенного человека составляет R км, то люди находящиеся в открытых фортификационных сооружениях, не будут поражены уже на удалении 2/3R. Перекрытые траншеи уменьшают радиус поражающего действия в 2 раза, блиндажи – в 3 раза. Люди, находящиеся в подземных прочных сооружениях на глубине более 10 м, не поражаются даже в том случае, если это сооружение находится в эпицентре воздушного ядерного взрыва. Основным способом защиты является использование защитных сооружений – убежищ и укрытий гражданской обороны. Новое строительство защитных сооружений признано целесообразным вести только там, где это крайне необходимо (на предприятиях атомной энергетики, химически опасных объектах, а также в районах их размещения).
Для защиты людей должны использоваться подземные пространства городов, помещения в цокольных и наземных этажах существующих и строящихся зданий. Инженерно-технические мероприятия предусматривают также дооборудование метрополитенов, приспособление горных выработок и естественных полостей для защиты населения от воздействия ядерного оружия и некоторых чрезвычайных ситуаций.
В домах рекомендуется строить не подвалы, а подземные этажи с усиленными перекрытиями, размещать в них объекты обслуживания зданий, различные подсобные помещения, мастерские. В угрожаемый период при соответствующих конструктивных решениях эти сооружения можно будет дооборудовать до защитных сооружений.
Важным способом защиты является эвакуация населения из зоны поражения, но ее использование зависит от конкретных условий. Общая эвакуация населения из категорированных городов предусматривается только при прямой угрозе ядерного нападения. Для защиты людей при радиоактивном заражении применяют средства индивидуальной защиты, которыми обеспечивается в первую очередь население, проживающее в зонах вероятного опасного заражения. В условиях радиоактивного загрязнения обширных территорий устанавливается режим поведения (защиты) людей на загрязненной территории.
Основными мероприятиями, способами и средствами, обеспечивающими защиту населения от радиоактивного воздействия являются:
– выявление и анализ радиационной обстановки;
– организация радиационного контроля;
– установление и поддержание режима радиационной обстановки;
– проведение, при необходимости, на ранней стадии йодной профилактики;
– обеспечение населения и участников ликвидации последствий средствами индивидуальной защиты и правильное использование их;
– укрытие населения в убежищах и укрытиях;
– санитарная обработка людей;
– дезактивация объектов, транспорта, имущества, продовольствия, воды;
– эвакуация или отселение людей из зон, в которых уровень загрязнения превышает допустимый для проживания населения.
При осуществлении всего комплекса мероприятий по защите населения и объектов экономики можно значительно снизить губительные последствия применения ядерного оружия.