Ядерна зброя.

1. Види ядерних зарядів

а) Атомні заряди.

Дія атомної зброї грунтується на реакції поділу важких ядер (уран-235, плутоній-239 і т.д.). Ланцюгова реакція поділу розвивається не в будь-якій кількості ділиться речовини, а лише тільки в певній для кожної речовини масі. Найменша кількість ділиться речовини, у якому можлива котра саморозвивається ланцюгова ядерна реакція, називають критичною масою. Зменшення критичної маси буде спостерігатися при збільшенні щільності речовини.

що діляться речовина в атомному заряді знаходиться в підкритичних стані. За принципом його перекладу в надкрітіческое стан атомні заряди діляться на гарматні і імплозівного типу. У зарядах гарматного типу дві і більше частин ділиться речовини, маса кожної з яких менше критичної, швидко з'єднуються один з одним у надкрітіческую масу в результаті вибуху звичайного вибухової речовини (вистрілювання однієї частини в іншу). При створенні зарядів за такою схемою важко забезпечити високу надкритичність, внаслідок чого його коефіцієнт корисної дії невеликий. Перевагою схеми гарматного типу є можливість створення зарядів малого діаметру і високої стійкості до дії механічних навантажень, що дозволяє використовувати їх в артилерійських снарядах і мінах. У зарядах імплозівного типу діляться речовина, що має при нормальній щільності масу менше критичної, переводиться в надкрітіческое стан підвищенням його щільності в результаті обтиску за допомогою вибуху звичайної вибухової речовини. У таких зарядах представляється можливість отримати високу надкритичність і, отже, високий коефіцієнт корисного використання ділиться речовини.

б) Термоядерні заряди.

Дія термоядерної зброї грунтується на реакції синтезу ядер легких елементів. Для виникнення ланцюгової термоядерної реакції необхідна дуже висока (порядку декількох мільйонів градусів) температура, яка досягається вибухом звичайного атомного заряду. Як термоядерного пального використовується зазвичай дейтрід літію-6 (тверда речовина, що являє собою поєднання літію-6 і дейтерію).

в) Нейтронні заряди.

Нейтронний заряд є особливим видом термоядерного заряду, в якому різко збільшено вихід нейтронів. Для бойової частини ракети "Ленс" на долю реакції синтезу припадає близько 70% звільняється енергії.

г) "Чистий" заряд.

Чистий заряд-це ядерний заряд, при вибуху якого вихід довгоіснуючих радіоактивних ізотопів суттєво знижений.

2) Конструкція і способи доставки

Основними елементами ядерних боєприпасів є:

-корпус

-система автоматики

Корпус призначений для розміщення ядерного заряду і системи автоматики, а також оберігає їх від механічного, а в деяких випадках і від теплового впливу. Система автоматики забезпечує вибух ядерного заряду в заданий момент часу і виключає його випадкове або передчасне спрацьовування. Вона включає:

-систему оберігання

-систему аварійного підриву

-систему підриву заряду

-джерело харчування

-систему датчиків підриву

Засобами доставки ядерних боєприпасів можуть бути балістичні ракети, крилаті і зенітні ракети, авіація. Ядерні боєприпаси застосовуються для спорядження авіабомб, фугасів, торпед, артилерійських снарядів (203,2 мм СГ і 155 мм СГ-США).

3) Потужність ядерних боєприпасів

Ядерна зброя володіє колосальною потужністю. При розподілі урану масою близько кілограма звільняється така ж кількість енергії, як при вибуху тротилу масою близько 20 тисяч тонн. Термоядерні реакції синтезу є ще більш енергоємними. Потужність вибуху ядерних боєприпасів прийнято вимірювати в одиницях тротилового еквівалента. Тротиловий еквівалент-це маса тринітротолуолу, яка забезпечила б вибух, еквівалентний за потужністю вибуху даного ядерного боєприпасу. Зазвичай він вимірюється в кілотонн (кТ) або в мегатоннам (МТ).

В залежності від потужності ядерні боєприпаси поділяють на калібри:

-надмалих (менше 1кТ)

-малий (від 1 до 10 кТ)

-середній (від 10 до 100 кТ)

-великий (від 100 кТ до 1 МТ)

-надвеликих (понад 1 МТ)

термоядерного заряду комплектуються боєприпаси надвеликих, великого та середнього калібрів; ядерними - сверхмалого, малого та середнього калібрів, нейтронними сверхмалого і малого калібрів.

4) Види ядерних вибухів

В залежності від завдань, що вирішуються ядерною зброєю, від виду і розташування об'єктів, по яких плануються ядерні удари, а також від характеру майбутніх бойових дій ядерні вибухи можуть бути здійснені в повітрі, у поверхні землі (води) і під землею (водою). Відповідно до цього розрізняють наступні види ядерних вибухів:

-повітряний (високий і низький)

-наземний (надводний)

-підземний (підводний)

5) Вражаючі фактори ядерного вибуху.

Ядерний вибух здатний миттєво знищити чи вивести з ладу незахищених людей, відкрито стоять, техніку, спорудження і різні матеріальні кошти. Основними вражаючими факторами ядерного вибуху є:

-ударна хвиля

-світлове випромінювання

-проникаюча радіація

-радіоактивне зараження місцевості

-електромагнітний імпульс

Розглянемо їх.

а) Ударна хвиля в більшості випадків є основним вражаючим чинником ядерного вибуху. За своєю природою вона подібна ударній хвилі звичайного вибуху, але діє більш тривалий час і володіє набагато більшою руйнівною силою. Ударна хвиля ядерного вибуху може на значній відстані від центра вибуху наносити поразки людям, руйнувати споруди і пошкоджувати бойову техніку.

Ударна хвиля являє собою область сильного стиснення повітря, що поширюється з великою швидкістю в усі сторони від центра вибуху. Швидкість поширення її залежить від тиску повітря у фронті ударної хвилі; поблизу центра вибуху вона в кілька разів перевищує швидкість звуку, але із збільшенням відстані від місця вибуху різко падає. За перші 2 сек ударна хвиля проходить близько 1000 м, за 5 сек-2000 м, за 8 сек - близько 3000 м. Це служить обгрунтуванням нормативу N5 ЗОМП "Дії при спалаху ядерного вибуху ": відмінно - 2 сек, добре - 3 сек, задовільно-4 сек.

Вражаюча дія ударної хвилі на людей і руйнівну дію на бойову техніку, інженерні споруди та матеріальні засоби насамперед визначаються надлишковим тиском і швидкістю руху повітря в її фронті. Незахищені люди можуть, крім того дивуватися летять з величезною швидкістю осколками скла й уламками зруйнованих будівель, падаючими деревами, а також розкидаються частинами бойової техніки, грудками землі, камінням та іншими предметами, що приводяться в рух швидкісним натиском ударної хвилі. Найбільші непрямі поразки будуть спостерігатися в населених пунктах і в лісі; в цих випадках втрати військ можуть виявитися більшими, ніж від безпосередньої дії ударної хвилі. Ударна хвиля здатна наносити поразки й у закритих приміщеннях, проникаючи туди через щілини і отвори. Поразки, що наносяться ударною хвилею, підрозділяються на легкі, середні, важкі і украй важкі. Легкі поразки характеризуються тимчасовим пошкодженням органів слуху, загальною легкою контузією, ударами і вивихами кінцівок. Важкі поразки характеризуються сильною контузією всього організму; при цьому можуть спостерігатися пошкодження головного мозку і органів черевної порожнини, сильна кровотеча з носа і вух, важкі переломи і вивихи кінцівок. Ступінь поразки ударною хвилею залежить передусім від потужності і виду ядерного вибуху. При повітряному вибуху потужністю 20 кТ легкі травми у людей можливі на відстанях до 2,5 км, середні - до 2 км, важкі -- до 1,5 км від епіцентру вибуху. З ростом калібру ядерних боєприпасів радіуси поразки ударною хвилею ростуть пропорційно кореню кубічному з потужності вибуху. При підземному вибуху виникає ударна хвиля в грунті, а при підводному - у воді. Крім того, при цих видах вибухів частина енергії витрачається на створення ударної хвилі і в повітрі. Ударна хвиля, поширюючи в грунті, викликає пошкодження підземних споруд, каналізації, водопроводу; при поширенні її у воді спостерігається пошкодження підводної частини кораблів, що знаходяться навіть на значній відстані від місця вибуху.

б) Світлове випромінювання ядерного вибуху являє собою потік променевої енергії, що включає ультрафіолетове, видиме й інфрачервоне випромінювання. Джерелом світлового випромінювання є світна область, що складається з розпечених продуктів вибуху і розпеченого повітря. Яскравість світлового випромінювання в першу секунду в кілька разів перевершує яскравість Сонця.

Поглинена енергія світлового випромінювання переходить в теплову, що приводить до розігріву поверхневого шару матеріалу. Нагрівання може бути настільки сильним, що можливо обвуглювання запалення пального матеріалу і розтріскування або розплавлення негорючого, що може приводити до величезних пожеж. При цьому дія світлового випромінювання ядерного вибуху еквівалентно масованому застосуванню запальної зброї, що розглядається в четвертому навчальному питанні.

Шкіряний покрив людини також поглинає енергію світлового випромінювання, за рахунок чого може нагріватися до високої температури і отримувати опіки. У першу чергу опіки виникають на відкритих ділянках тіла, звернених у бік вибуху. Якщо дивитися у бік вибуху незахищеними очима, то можлива поразка око, що приводить до повної втрати зору. Опіки, що викликаються світловим випромінюванням, не відрізняються від звичайних, що викликаються вогнем або кип'ятком. Вони тим сильніше, чим менше відстань до

вибуху і чим більше потужність боєприпасу. При повітряному вибуху вражаюче дія світлового випромінювання більше, ніж при наземному тієї ж потужності. У залежності від сприйнятого світлового імпульсу опіки діляться на три ступеня. Опіки першого ступеня виявляються в поверхневій поразці шкіри: почервонінні, припухлості, болючості. При опіках другого ступеня на шкірі з'являються бульбашки. При опіках третього ступеня спостерігається омертвіння шкіри й утворення виразок. При повітряному вибуху боєприпасів потужністю 20 кТ і прозорість атмосфери порядку 25 км опіки першого ступеня будуть спостерігатися в радіусі 4,2 км від центра вибуху; при вибуху заряду потужністю 1 МгТ ця відстань збільшиться до 22,4 км опіки другого ступеня виявляються на відстанях 2,9 і 14,4 км і опіки третього ступеня на відстанях 2,4 і 12,8 км

відповідно для боєприпасів потужністю 20 кт і 1МТ.

в) Проникаюча радіація являє собою невидимий потік гамма квантів і нейтронів, що випускаються із зони ядерного вибуху. Гамма кванти і нейтрони поширюються в усі сторони від центра вибуху на сотні метрів. Зі збільшенням відстані від вибуху кількість гамма-квантів і нейтронів, що проходить через одиницю поверхні, зменшується. При підземному і підводному ядерних вибухах дія проникаючої радіації поширюється на відстані, значно менші, ніж при наземних і повітряних вибухах, що пояснюється поглинанням потоку нейтронів і гамма-

квантів водою.

Зони поразки проникаючою радіацією при вибухах ядерних боєприпасів середньої і великої потужності трохи менше зон поразки ударною хвилею і світловим випромінюванням. Для боєприпасів з невеликим тротиловим еквівалентом (1000 тонн і менш) навпаки, зони вражаючої дії проникаючої радіацією перевершують зони поразки ударною хвилею і світловим випромінюванням. Вражаюча дія проникаючої радіації визначається здатністю гамма-квантів і нейтронів іонізувати атоми середовища, у якій вони поширюються. Проходячи через живу тканину, гамма-кванти і нейтрони іонізують атоми і молекули, що входять до складу кліток, які приводять до порушення життєвих функцій окремих органів і систем. Під впливом іонізації в організмі виникають біологічні процеси відмирання і розкладання кліток. У результаті цього у уражених людей розвивається специфічне захворювання, зване променевою хворобою. Для оцінки іонізації атомів середовища, а отже, і вражаючої дії проникаючої радіації на живий організм введено поняття дози опромінення (або дози радіації), одиницею виміру якої є рентген (р). Дозі радіації 1 р відповідає утворення в одному кубічному сантиметрі повітря приблизно 2 мільярдів пар іонів. У залежності від дози випромінювання розрізняють три ступені променевої хвороби. Перша (легка) виникає при отриманні людиною дози від 100 до 200 р.. Вона характеризується загальною слабістю, легкою нудотою, короткочасним запамороченням, підвищенням пітливості; особовий склад, що отримав таку дозу, звичайно не виходить з ладу. Друга (середня) ступінь променевої хвороби розвивається при отриманні дози 200-300 р; в цьому випадку ознаки поразки: головний біль, підвищення температури, шлунково-кишковий розлад - виявляються більш різко і швидше, особовий склад у більшості випадків виходить з ладу. Третя (важка) ступінь променевої хвороби виникає при дозі понад 300 р; вона характеризується важкими головними болями, нудотою, сильною загальною слабістю, запамороченням і іншими нездужаннями; важка форма нерідко приводить до смертельного результату.

г) Радіоактивне зараження людей, бойової техніки, місцевості і різних об'єктів при ядерному вибуху обумовлюється осколками розподілу речовини заряду і непрореагіровавшей частиною заряду, що випадають із хмари вибуху, а також наведеною радіоактивністю. З часом активність осколків розподілу швидко зменшується,

особливо в перші години після вибуху. Так, наприклад, загальна активність осколків розподілу при вибуху ядерних боєприпасів потужністю 20 кТ через один день буде в кілька тисяч разів менше, ніж через одну хвилину після вибуху.

При вибуху ядерних боєприпасів частина речовини заряду не піддається розподілу, а випадає в звичайному своєму вигляді; розпад її супроводжується утворенням альфа-частинок. Наведена радіоактивність обумовлена радіоактивними ізотопами, що утворюються в грунті в результаті опромінення його нейтронами, що випускаються в момент вибуху ядрами атомів хімічних елементів, що входять до складу грунту. Утворилися ізотопи, як правило, бета-активні, розпад багатьох з них супроводжується гамма-випромінюванням.

Періоди напіврозпаду більшості з радіоактивних ізотопів, порівняно невеликі - від однієї хвилини до години. У зв'язку з цим наведена активність може представляти небезпеку лише в перші години після вибуху і тільки в районі, близькому до його епіцентру. Основна частина довгоживучих ізотопів зосереджена в радіоактивному хмарі, що утвориться після вибуху. Висота підняття хмари для боєприпасів потужністю 10 кТ дорівнює 6 км, для боєприпасів потужністю 10 МТ вона становить 25 м. У міру просування хмари з нього випадають спочатку найбільш великі частки, а потім все більш і більш дрібні, утворити по шляху руху зону радіоактивного зараження, так званий слід хмари. Розміри сліду залежать головним чином від потужності ядерних боєприпасів, а також від швидкості вітру і можуть досягати в довжину кілька сотень і в ширину декількох десятків кілометрів. Поразки в результаті внутрішнього опромінення з'являються в результаті потрапляння радіоактивних речовин всередину організму через органи дихання і шлунково-кишковий тракт. У цьому випадку радіоактивні випромінювання вступають в безпосередній контакт з внутрішніми органами і могут викликати сильну променеву хворобу; характер захворювання буде залежати від кількості радіоактивних речовин, що потрапили в організм. На озброєння, бойову техніку і інженерні споруди радіоактивні речовини не роблять шкідливого впливу.

д) Електромагнітний імпульс впливає насамперед на радіоелектронну і електронну апаратуру (пробою ізоляції, псування напівпровідникових приладів, перегорання запобіжників і т.д.). Електромагнітний імпульс являє собою виникає на дуже короткий час могутнє електричне поле.