Text
                    €T£P€T^0 OSGPOr bi СССР
8ГГ*маы-Г, т ' TXT И КИЩГи' нлгвуй
ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ


МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ СССР Для служебного пользования Экз. № ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ОФИЦЕРОВ Издание четвертое, переработанное и дополненное МОСКВА ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО 1987
Настоящее Пособие представляет собой переработанное издание пособия «Ядерное оружие», вышедшего в 1969 г. В новом издании уточнены характеристики поражающего действия ядер-ных взрывов на личный состав войск, вооружение, военную технику и другие объекты. v Основное внимание в Пособии уделено поражающему действию 'наземных и воздушных ядерных взрывов. Вопросы, относящиеся к защите войск от ядерного оружия и оценке результатов ядерных взрывов, из Пособия исключены, поскольку им посвящены изданные наставления и справочники. Пособие предназначено для офицеров и прапорщиков всех видов Вооруженных Сил, а также для курсантов военных училищ. Замечания и предложения по Пособию направлять по адресу: Москва, К-160, войсковая часть 31600. В книге пронумеровано всего 168 с. Сдано в набор 19.08.86. Подписано в печать 12.12.88. Формат 60 x90/ie> Печ. л. 1О‘/а. Усл. печ. л. 10,5. Усл. кр.-отт. 10,5. Уч.-изд. л. 11,07. Изд. № 13/2431 дсп Зак. 4343дсп
Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНОМ ОРУЖИИ Ядерным оружием называется оружие, поражающее действие которого обусловлено внутриядерной энергией, выделяющейся в результате взрывных процессов деления или синтеза ядер химических элементов. Оно включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления. В настоящем Пособии рассматриваются физические основы ядерного взрыва и его развитие, принципы устройства ядерных боеприпасов, основные поражающие факторы ядерных взрывов и их поражающее действие. 1.1. Физические основы ядерного взрыва Ядерным взрывом называется взрыв, происходящий в результате освобождения энергии, заключенной в ядрах атомов химических элементов. Возможность выделения внутриядерной энергии обусловлена следующими природными свойствами химических элементов: атомные ядра различных изотопов обладают различной средней энергией связи их нуклонов — энергией связи, приходящейся на один нуклон, которая с увеличением массового числа А изотопа сначала увеличивается, а затем, достигнув максимума при Д«60, постепенно уменьшается (рис. 1.1); превращение ядер с меньшей средней энергией связи нуклонов в ядра с большей средней энергией связи их нуклонов сопровождается выделением энергии, количество которой равно разности энергий связи нуклонов в новых и исходных ядрах. Эти свойства позволяют выделить внутриядерную энергию в результате деления ядер тяжелых химических элементов (с большим массовым числом) и синтеза ядер легких элементов (с малым массовым числом). Реакция деления атомных ядер. Деление атомных ядер может происходить самопроизвольно или при воздействии на них элементарных частиц и легких ядер. Для получения взрыва используют деление ядер тяжелых изотопов, которое происходит при воздействии на них нейтро-
нов любых энергий, протекает с высокой скоростью (одно деление длится 10-15—Ю-и с), сопровождается выделением большого количества энергии (около 200 МэВ на одно деление) и испусканием двух или более нейтронов, способных вызвать Рис. 1.1. Зависимость средней энергии связи нуклонов в атомном ядре от массового числа действием нейтронов любых энергий возникает саморазвиваю-щаяся цепная ядерная реакция деления, сопровождающаяся лавинообразным нарастанием числа делящихся ядер и выделением вследствие этого большого количества энергий в течение малого промежутка времени. Такими свойствами обладают уран-233, уран-235, плутоний-239, плутоний-241 и ряд трансплутониевых элементов. Их называют делящимися изотопами. В ядерных боеприпасах могут использоваться и изотопы, деление ядер которых вызывают нейтроны с энергией не ниже определенного значения — изотопы с пороговым характером деления, например уран-238. Ядра урана-238 делятся только под воздействием быстрых нейтронов. Их деление происходит без самоподдерживающейся цепной реакции. Вещества, которые используют для получения энергии в результате взрывных реакций деления их атомных ядер, называют ядерным горючим. К ним относятся делящиеся изотопы, а также изотопы с пороговым характером деления. Основными делящимися изотопами, используемыми в настоящее время в качестве ядерного горючего, являются 4
уран-235, плутоний-239 и уран-233. Из них практически только уран-235 существует в природе. Он встречается в природном уране, представляющем собой смесь трех изотопов: урана-238 (99,282%), урана-235 (0,712%) и урана-234 (0,006%). Изотопы плутония-239 и урана-233 в промышленных количествах получают в результате облучения нейтронами в ядерных реакторах урана-238 и тория-232 соответственно. Из изотопов с пороговым характером деления в качестве ядерного горючего применяется уран-238. Уран — металл серебристого цвета с голубоватым оттенком. Он обладает высокой химической активностью, в природе встречается только в виде соединений. Содержание урана в рудах большинства месторождений составляет менее одного процента. Плутоний — серебристый металл. Он токсичен, химически более активен, чем уран. В природе плутоний-239 в ничтожно малых количествах обнаруживается в урановых рудах. Его содержание по отношению к урану составляет 10-9%. Поэтому даже богатые урановые месторождения не могут быть источниками промышленного получения плутония. Уран и плутоний радиоактивны. Они подвержены самопроизвольному альфа-распаду (испусканию альфа-частиц, представляющих собой ядра гелия) и спонтанному делению. Периоды их полураспада приведены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Периоды полураспада основных изотопов урана и плутония, годы Изотопы Уран-233 Уран-235 Уран-238 Плутоний-239 Периоды полураспада Альфа-распад Спонтанное деление 1,62- 105 3-1017 7,1 • 10» 1,9-1017 4,51 • 109 8-1015 2,44-10* 5,5 • 1OIS Для каждого делящегося вещества существует своя минимальная масса, в которой возможно протекание самоподдер-живающейся цепной реакции деления. Ее называют критической. Критическая масса делящегося вещества зависит от его геометрической формы, объема, плотности и количества посторонних примесей, которые могут поглощать нейтроны, не подвергаясь делению, либо замедлять их (снижать их энергию). Критическая масса делящегося вещества в форме шара является наименьшей по отношению к другим геометрическим формам равного объема. Это объясняется тем, что для шара свойственно наименьшее отношение площади поверхности к
объему, а следовательно, минимальное относительное количество нейтронов, выходящих за пределы массы делящегося вещества не вызывая делений ядер (нейтронов утечки). Критическая масса шара из урана-235 при нормальной плотности и чистоте ~95% составляет 40—60 кг, а из плуто-ния-239 — 10—20 кг. При увеличении количества примесей в делящемся веществе его критическая масса увеличивается, при увеличении плотности делящегося вещества — уменьшается. Значение критической массы можно существенно уменьшить, если делящееся вещество окружить оболочкой, способной возвращать (отражать) нейтроны в зону реакции. Отражающим нейтроны свойством обладают водородосодержащие вещества и ряд легких элементов. Чтобы произошел взрыв, масса делящегося вещества должна быть надкритической, т. е. стать больше критической. Создание такой массы должно происходить за короткий промежуток времени, иначе возможно расплавление и преждевременное разбрасывание делящегося вещества. В связи с наличием в атмосфере блуждающих свободных нейтронов существует вероятность начала цепной реакции деления, а следовательно, расплавления, разбрасывания и даже взрыва делящегося вещества, масса которого больше или равна критической. Поэтому до момента взрыва делящееся вещество не должно иметь массу больше и равной критической. Энерговыделение при реакции деления атомнык ядер, приходящееся на единицу массы вещества, в десятки миллионов раз превышает соответствующее энерговыделение при обычном взрыве. Например, при делении всех ядер, содержащихся в одном килограмме урана, выделяется такое же количество энергии, как при взрыве 20 тыс. т тротила. Реакция синтеза атомных ядер. Реакция синтеза легких ядер может начаться и протекать лишь при нагреве вещества до температуры, при которой кинетическая энергия теплового движения ядер становится достаточной для преодоления сил взаимного электрического отталкивания, действующих между ними. Реакции синтеза легких ядер, эффективно протекающие в условиях нагрева вещества до температуры десятков миллионов градусов и более, называются термоядерными. Наиболее легко протекает реакция синтеза между ядрами изотопов водорода дейтерия и трития. Значительно более высокая температура требуется для реакций синтеза между ядрами только дейтерия, а также между ядрами только трития. Реакция синтеза ядер происходит с большой скоростью, при этом выделяется достаточно большое количество энергии. Например, один акт слияния дейтерия и трития длится несколько наносекунд (1 нс=10~9 с) с выделением энергии, равной 17,6 МэВ, и испусканием нейтрона высокой энергии. б
Температуру, при которой начинается реакция синтеза, достигают с помощью ядерного взрыва, основанного на реакции деления атомных ядер. Возможны реакции синтеза и между ядрами других элементов, однако вследствие необходимости крайне высоких температур для их начала и протекания они практического значения в настоящее время не имеют. Изотопы, которые используют для получения взрыва в результате реакции синтеза их атомных ядер, называют термоядерным горючим. В качестве термоядерного горючего в настоящее время используют изотопы водорода — дейтерий и тритий. В свободном виде дейтерий и тритий представляют собой газы. Атомарное содержание дейтерия в природном водороде составляет около 0,015%, трития— 10“16%. Дейтерий является стабильным изотопом, тритий — радиоактивным. Последний подвержен бета-распаду с периодом по-. лураспада около 12,3 лет. В результате распада тритий превращается в гелий-3. Дейтерий встречается в природе в свободном состоянии и в химическом соединении Р2О, называемом тяжелой водой. Тяжелая вода содержится в обычной воде в количестве 0,015%. Для практических нужд дейтерий получают электролизом тяжелой воды (из 1000 кг воды получается 20 г дейтерия). Тритий в небольшом количестве содержится в атмосфере. Он образуется в результате взаимодействия ядер азота с нейтронами и расщепления ядер различных химических элементов космическими частицами высоких энергий. Для промышленных нужд тритий получают в ядерных реакторах в результате облучения лития-6 нейтронами. При синтезе всех ядер дейтерия и трития, содержащихся в одном килограмме их смеси, освобождается примерно такая же энергия, как при взрыве 80 тыс. т тротила. 1.2. Ядерные заряды Устройства, предназначенные для осуществления взрывного процесса освобождения внутриядерной энергии, называются ядерными зарядами. В настоящее время различают два основных класса ядерных зарядов: заряды, энергия взрыва которых обусловлена цепной реакцией в делящихся веществах, переведенных в надкритическое состояние, — атомные заряды; заряды, энергия взрыва которых обусловлена реакциями деления и синтеза ядер, — термоядерные заряды. Атомные заряды. Основным элементом атомных зарядов является делящееся вещество. До взрыва делящееся вещество в заряде находится в поД-критическом состоянии. Для получения взрыва оно переводится в надкритическое состояние.
По принципу перевода делящегося вещества в надкритическое состояние атомные заряды разделяются на заряды пушечного и имплозивного типов. В зарядах пушечного типа две или больше частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро соединяются Делящееся вещество Взрывное устройство Обычное ВВ Металлическая •оболочка друг с другом в надкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества — «выстреливания» одной части в другую (рис. 1.2). При создании зарядов по такой схеме трудно обеспечить высокую надкритичность делящегося вещества, вследствие чего коэффициент полезного использования его невелик. Достоинством схемы пушечного типа является возможность создания зарядов сравнительно малого диаметра и высокой стойкости к воздействию 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 над- Рис. 1.2. Схема устройства атомного заряда пушечного типа критическое состояние повышением его плотности в результате всестороннего обжатия с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества (рис. 1.3). В таких зарядах представляется возможность получить высокую надкритичность и, следовательно, высокий коэффициент полезного использования делящегося вещества. Максимальное увеличение плотности делящегося вещества достигается при его сферическом обжатии в результате взрыва сферического слоя взрывчатого вещества. Термоядерные заряды. Основными элементами термоядерного заряда являются термоядерное горючее и атомный заряд— инициатор реакции синтеза (рис. 1.4). В связи с тем что дейтерий и тритий в свободном состоянии представляют собой газы, а тритий, кроме того, является радиоактивным и дорогостоящим изотопом, в качестве первичного
термоядерного горючего обычно используют дейтерид лития-6— твердое вещество, представляющее собой соединение дейтерия и лития-6. Обычное ВВ — Делящееся вещества Отражатель нейтронов Источник -нейтронов Электродетонатор Рис. 1.3. Схема устройства атомного заряда имплозивного типа При облучении лития-6 нейтронами, возникающими при взрыве атомного заряда (инициатора реакции синтеза), образуется тритий, который и вступает в реакцию синтеза с дейтерием. Источник нейтронов Рис. 1.4. Схема устройства термоядерного заряда Образующиеся при реакции синтеза нейтроны вновь приводят к образованию трития, а следовательно, к поддержанию реакции синтеза. Термоядерные заряды условно разделяют на обычные и специализированные,
Для обычных термоядерных зарядов распределение энергии взрыва между поражающими факторами близко к ее распределению при взрывах атомных зарядов, для специализированных—характерно резкое изменение распределения энергии взрыва между поражающими факторами по сравнению с ее распределением при взрывах атомных зарядов. К специализированным термоядерным зарядам относятся, например, нейтронные, «чистые» и др. Для нейтронных зарядов характерны в несколько раз больший удельный (на единицу энергии взрыва) выход нейтронов и повышенная их энергия. У «чистых» зарядов резко снижен вклад в общее энерговыделение реакции деления, т. е. резко уменьшен выход радиоактивных продуктов. В процессе реакции синтеза образуется большое количество нейтронов с высокой энергией, которые способны вызывать деление ядер урана-238. Поэтому для увеличения энергии взрыва в термоядерных зарядах используют оболочки из урд-на-238 — самого распространенного и наиболее дешевого изотопа урана. 1.3. Ядерные боеприпасы Ядерными называются боеприпасы, снаряженные ядерными зарядами: головные части (боевые блоки) баллистических ракет; Рис. 1.5. Схема устройства ядерного боеприпаса: 1 — система предохранения и взведения; 2 — система аварийного подрыва; <3 — система подрыва заряда; 4 — источники питания; 5 — система датчиков подрыва боевые части крылатых и зенитных ракет; авиационные бомбы; артиллерийские снаряды и мины;
боевые зарядные отделения торпед; инженерные мины. Основными элементами ядерных боеприпасов являются: корпус, ядерный заряд и система автоматики (рис. 1.5). Корпус предназначен для размещения ядерного заряда и системы автоматики, а также предохранения их от механических, а в некоторых случаях и от тепловых повреждений, для придания боеприпасу баллистической формы и для стыковки боеприпаса с носителем. Конструкция корпуса зависит от типа носителя. Так, например, головные части баллистических ракет имеют корпуса конической или цилиндроконической формы с теплозащитным покрытием, корпусом боевых зарядных отделений торпед, боевых частей крылатых и зенитных ракет служит тонкостенная ампула, размещаемая внутри носителя. Система ^автоматики обеспечивает взрыв ядерного заряда в заданный момент времени и исключает его случайное или преждевременное срабатывание. Она включает: источники питания; систему предохранения и взведения; систему датчиков подрыва; систему подрыва заряда; систему аварийного подрыва. Система предохранения и взведения обеспечивает безопасность при эксплуатации боеприпаса, исключает преждевременный взрыв его при боевом применении и служит для взведения устройств системы автоматики. Система датчиков подрыва предназначена для формирования исполнительной команды на взрыв заряда при достижении боеприпасом цели. Она обычно состоит из системы датчиков ударных и системы неконтактного подрыва. Ударные (контактные) датчики срабатывают при встрече боеприпаса с преградой. Датчики неконтактного подрыва срабатывают на заданной высоте (расстоянии) от цели. В качестве неконтактных датчиков могут использоваться радиодатчики, баросистемы, инерционные устройства и др. Система подрыва заряда обеспечивает срабатывание заряда по команде, поступающей от датчиков подрыва. Она состоит из блока формирования электрического импульса для подрыва электродетонаторов обычного взрывчатого вещества и системы нейтронного инициирования реакции деления. Система нейтронного инициирования в составе системы подрыва заряда может отсутствовать. В этом случае цепная реакция деления инициируется нейтронными источниками, расположенными в самом заряде. Система аварийного подрыва в некоторых боеприпасах может отсутствовать. Для характеристики энергии взрыва ядерного заряда обычно используют понятие «мощность». Мощность ядерных зарядов и ядерных боеприпасов принято характеризовать тротиловым эквивалентом — такой массой
тротила, энергия взрыва которого равна энергии, выделяющейся при воздушном взрыве ядерного заряда. Тротиловый эквивалент принято выражать в тоннах. Современные ядерные боеприпасы могут иметь мощность q взрыва от нескольких десятков тонн до десятков миллионов тонн. По мощности взрыва ядерные боеприпасы условно делят на пять диапазонов: сверхмалый (q<i тыс. т), малый (1^<?< <10 тыс. т), средний (10^9<100 тыс. т), крупный (100^ ^</<1000 тыс. т), сверхкрупный (<?^1 млн. т).
Глава 2 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ И ФОРМИРОВАНИЕ ИХ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ Взрыв любого ядерного заряда начинается с цепной реакции деления атомных ядер. Первоначально энергия при ядерных взрывах выделяется в виде кинетической энергии образовавшихся частиц (осколков деления, нейтронов, альфа-частиц и др.) и энергии гамма-квантов. Указанные частицы и гамма-кванты, взаимодействуя с атомами непрореагировавшей части вещества заряда, передают им большую часть своей энергии, в результате чего температура в зоне ядерной реакции в зависимости от ее типа и общей выделившейся энергии повышается до нескольких десятков миллионов градусов. При такой температуре вещество заряда и элементы конструкции боеприпаса мгновенно превращаются в ионизированный газ (плазму). В момент образования этот газ занимает ограниченный объем (объем боеприпаса) и давление в нем составляет несколько десятков миллионов атмосфер. Часть нейтронов и гамма-квантов, образующихся в процессе ядерной реакции (мгновенные нейтроны и гамма-излучение), выходят за пределы зоны взрыва. Их поток вместе с образующимися при радиоактивном распаде продуктов деления нейтронами (их называют запаздывающими) и гамма-излучением (его называют осколочным), а также гамма-излучением, возникающим в результате взаимодействия нейтронов с веществами боеприпаса и окружающей средой, представляет собой характерный для ядерного взрыва поражающий фактор, который называется проникающей радиацией. Образовавшийся в результате ядерной реакции ионизированный газ (плазма) испускает интенсивный поток рентгеновского излучения и, расширяясь, создает газовый поток, который представляет собой разлетающиеся с большой скоростью продукты взрыва заряда и испарившиеся вещества боеприпаса. Рентгеновское излучение и газовый поток в зависимости от окружающей зону взрыва среды могут проявлять себя как самостоятельные поражающие факторы или в результате пере
дачи своей энергии окружающей зону взрыва среде вызывать формирование других поражающих факторов. Радиоактивные продукты, образующиеся в результате цепной реакции деления атомных ядер (осколки деления, радиоактивные изотопы, возникающие при взаимодействии нейтронов с атомами неразделившегося урана или плутония и материалов боеприпаса), а также радиоактивные изотопы, образующиеся под действием испускаемых при ядерной реакции нейтронов на элементы окружающей среды, могут создать радиоактивное заражение атмосферы, местности и акватории. Итак, энергия из зоны ядерной реакции независимо от среды, в которой происходит взрыв, уносится проникающей радиацией, рентгеновским излучением, газовым потоком и радиоактивными продуктами. Ее распределение между указанными факторами зависит от конструктивных особенностей ядерного заряда и боеприпаса в целом. При взрыве атомного и обычного термоядерного боеприпасов это распределение энергии ориентировочно характеризуется следующими данными: проникающая радиация 5%, радиоактивные продукты 10%, рентгеновское излучение и газовый поток 85%. В результате взаимодействия проникающей радиации, рентгеновского излучения и газового потока с окружающей зону взрыва средой (воздух, грунт, вода) происходят характерные для каждой среды физические процессы, обусловливающие внешнюю картину и поражающие факторы взрыва. В зависимости от свойств окружающей зону взрыва среды различают воздушные, подземные, наземные, подводные, надводные и высотные ядерные взрывы. 2.1. Воздушный взрыв Воздушными ядерными взрывами называются взрывы, для которых средой, окружающей зону взрыва, является воздух. Практически к воздушным относятся взрывы в атмосфере на 3 высотах 3,5 V~q <ЯСЮ000 м, где q — мощность взрыва, т. Физические процессы, сопровождающие воздушные ядерные взрывы, обусловливаются взаимодействием проникающей ра-Дйацйи, рентгеновского излучения и газового потока с воздухом. Проникающая радиация и рентгеновское излучение, выходящие из зоны реакции, вызывают возбуждение и ионизацию атомов и молекул окружающего воздуха. Возбужденные атомы и молекулы при переходе в основное состояние испускают кванты света, в результате чего возникает так называемая область начального свечения воздуха. Это свечение носит люминесцентный характер (свечение холодного воздуха). Его длительность не. зависит от мощности взрыва и составляет приблизительно десять микросекунд, а радиус области начального свечения воздуха равен, примерно 300 м.
В результате взаимодействия гамма-излучения с атомами воздуха образуются высокоэнергетиче.ские электроны, движущиеся преимущественно по направлению движения гамма-квантов, и тяжелые положительные ионы, практически остающиеся на месте. Вследствие такого разделения положительных и отрицательных зарядов возникают электрические и магнитные поля — электромагнитный импульс (ЭМИ), который проявляет себя как поражающий фактор ядерного взрыва. Рис. 2.1. Зависимость яркостной температуры светящейся области от времени В электромагнитный импульс и в начальное свечение воздуха трансформируется незначительная доля энергии взрыва. Одновременно с ионизацией прилегающего к зоне реакции воздуха происходит его прогрев рентгеновским излучением. В результате этого начинается формирование светящейся области, представляющей собой плазменное образование нагретых до высоких температур воздуха и паров материалов конструкции боеприпаса (продуктов взрыва). За время существования' светящейся области температура внутри ее изменяется от миллионов до нескольких тысяч кельвинов (рис. 2.1). В развитии светящейся области различают три фазы: начальную, первую и вторую. Длительность каждой из них зависит от мощности взрыва: чем больше мощность взрыва, тем они длительнее. Продолжительность начальной фазы составляет доли миллисекунд, первой—-от нескольких миллисекунд до сотен миллисекунд, второй —от десятых долей секунды до десятков секунд,
Начальной фазой называют период развития светящейся области с момента образования до тех пор, пока распространение ее границы происходит в результате послойного прогрева окружающего зону ядерной реакции холодного воздуха сначала рентгеновским излучением, а затем, когда температура несколько снизится, лучистым прогревом. Явление расширения границы светящейся области в неподвижном воздухе в результате послойного лучистого прогрева называют тепловой волной. Передняя граница тепловой волны называется фронтом. Высокая температура внутри охваченной тепловой волной области в тонком наружном слое резко уменьшается до температуры окружающего холодного воздуха. Такой перепад температуры обусловливает возникновение около фронта тепловой волны больших градиентов давления. На границе области, охваченной тепловой волной, накапливаются гидродинамические возмущения, вследствие чего внутри светящейся области зарождается ударная волна, которая представляет собой резкое сжатие среды, распространяющееся со сверхзвуковой скоростью. Некоторое время ударная волна распространяется внутри светящейся области, так как скорость лучистого прогрева, которая определяет движение границы светящейся области, больше, чем скорость ударной волны. По мере охлаждения светящейся области скорость распространения тепловой волны уменьшается быстрее, чем скорость распространения ударной волны. При температуре 300 тыс. К они становятся равными, а при температуре меньшей 300 тыс. К скорость ударной волны становится больше скорости тепловой волны и ее передняя граница (фронт) выходит вперед. Момент выхода фронта ударной волны на поверхность светящейся области является окончанием начальной фазы ее развития и началом первой фазы. Яркостная температура светящейся области в начальной фазе некоторое время остается равной 10 тыс. К (рис. 2.1, участок аб). Это обясняется тем, что воздух, нагретый до 10 тыс. К, полностью поглощает излучение внутренних более нагретых слоев. При подходе фронта воздушной волны к границе светящейся области оптическая толщина экранирующего слоя уменьшается и ее яркостная температура увеличивается за счет излучения сильно нагретого воздуха во фронте ударной волны (рис. 2.1, участок бв). В момент выхода фронта ударной волны на поверхность светящейся области, ее яркостная температура становится практически равной температуре воздуха во фронте ударной волны (рис. 2.1, точка в). Первой фазой называют период развития светящейся области, в течение которого ее границей и источником интенсивного светового излучения является фронт воздушной ударной волны.
В этот период ударная волна полностью экранирует излучение, идущее из внутренних более горячих слоев светящейся области. При этом в то время, когда температура воздуха во фронте выше 10 тыс. К, экраном является сам фронт, а при более низких температурах, когда фронт прозрачен, экранирование излучения внутренних слоев продолжается окислами азота, образовавшимися за фронтом ударной волны. С течением времени фронт воздушной ударной волны перестает светиться и начинает отрываться (удаляться) от светящейся области. Момент отрыва воздушной ударной волны от светящейся области считают окончанием первой фазы ее развития и началом второй. Второй фазой называют период развития светящейся области, в течение которого источником светового излучения является нагретый воздух за прозрачным фронтом ударной волны. В этой фазе светящаяся область начинает подниматься (всплывать) вертикально вверх, вовлекая в себя окружающий воздух; яркостная температура сначала возрастает (рис. 2.1, участок гд), достигает максимума, равного 8—10 тыс. К, а затем уменьшается; свет излучается не только поверхностью светящейся области, но и всем ее объемом. По мере остывания светящейся области ее свечение прекращается, пары конденсируются, она превращается в облако взрыва, представляющее собой клубящуюся массу воздуха, перемешанную с отвердевшими частицами продуктов взрыва, окислами азота воздуха, каплями воды и частицами грунтовой пыли. На вторую фазу приходится основная доля энергии светового излучения (до 98%). Форма светящейся области во второй фазе зависит от вы-з ____________________________________________________ соты взрыва. При высоком воздушном взрыве (Я^12 м) она близка к сфере. Светящаяся область низкого воздушного взрыва (//<7 Уq м) в результате деформации ударной волной, отраженной от поверхности земли, имеет вид сферического сегмента. Время свечения и диаметр светящейся области зависят от мощности взрыва: Диапазон мощности взрыва Время свечения, с Максимальный диаметр, м Сверхмалый Доли секунды 50—200 Малый 1—2 200—400 Средний 2—5 400—800 Крупный 5-10 800—1500 Сверхкрупный Несколько десятков секунд Несколько тыс. м
Световое излучение ядерного взрыва по своей природе является в основном тепловым и проявляет себя как мощный поражающий фактор. При атомном и обычном термоядерном взрывах в воздухе в световое излучение трансформируется около 35% их энергии. Воздушная ударная волна, возникшая при развитии светящейся области, распространяется со сверхзвуковой скоростью. Она является одним из основных поражающих факторов ядерного взрыва. В воздушную ударную волну трансформируется примерно 50% энергии воздушного взрыва атомного и обычного термоядерного заряда. Образовавшееся в результате увеличения и охлаждения светящейся области облако взрыва вначале имеет красный или красновато-коричневый цвет, затем, по мере увеличения количества капель воды, он становится белым. С возрастанием высоты подъема облако взрыва за счет вовлечения в себя окружающего воздуха и действия аэродинамических сил увеличивается по размерам и массе, из сферы оно превращается в вихревой тороид. По мере подъема происходят выравнивание плотности и температуры внутри и вне облака, подъемная сила исчезает и его подъем прекращается. Максимальная высота подъема облака при ядерных взрывах средней мощности 8—12 км. На этой высоте горизонтальный размер облака достигает 5—9 км. Облако сверхкрупного термоядерного взрыва может подняться в стратосферу на высоту 25 км, его горизонтальный размер в этом случае может достигнуть десятков километров. Облако взрыва радиоактивно. При подъеме и после стабилизации высоты подъема облако под действием воздушных течений переносится на большое расстояние и рассеивается. Во время движения облака содержащиеся в нем радиоактивные продукты, смешавшись с пылью и каплями воды, постепенно выпадают и вызывают радиоактивное заражение атмосферы и местности. Поскольку облако ядерного взрыва радиоактивно и, кроме того, может оказывать аэродинамическое, тепловое и эрозионное (абразивное) действие на летательные аппараты, а также затруднять работу радиолокационных станций, его рассматривают как поражающий фактор ядерного взрыва. В результате воздействия на грунт светового излучения, ударной волны и воздушных потоков, следующих за ней, а также воздушных потоков, появляющихся вследствие подъема сначала светящейся области, а затем облака взрыва, образуется приземный запыленный слой атмосферы. Приземный запыленный слой существует десятки минут. Его максимальный диаметр зависит от мощности и высоту 18
Рис. 2.2. Грибовидное облако воздушного ядерного взрыва
взрыва, свойств грунта, характера местности и растительного покрова в районе эпицентра взрыва. Одновременно с приземным запыленным слоем атмосферы вследствие всасывающего эффекта, возникающего в районе эпицентра взрыва в результате подъема сначала светящейся области, а затем облака взрыва, а также конвективного теплообмена воздуха с неравномерно нагретой световым излучением поверхностью земли, образуется пылевой столб — восходящий поток воздуха с частицами грунта. Пылевой столб имеет темно-коричневый цвет — цвет грунта в районе эпицентра взрыва. з __ При взрыве па высоте //^20 q м пылевой столб догоняет облако и соединяется с ним. В этом случае в облако взрыва вносятся грунтовые частицы, оно приобретает коричневый цвет. з _ Если //>20 q м, пылевой столб не соединяется с облаком взрыва и оно практически не содержит грунтовых частиц. Пылевые образования (приземный запыленный слой атмосферы и пылевой столб) могут оказывать аэродинамическое, тепловое и эрозионное (абразивное) действие па летательные аппараты, затруднять работу радиолокационных станций, выводить из строя фильтровентиляционные системы. Поэтому пылевые образования рассматривают как поражающий фактор ядерного взрыва. К концу своего развития внешняя картина воздушного ядерного взрыва приобретает грибовидный вид (рис. 2.2). Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс, облако взрыва, ионизация и радиоактивное заражение атмосферы. Кроме того, при воздушном взрыве над сушей могут возникать пылевые образования, слабое радиоактивное заражение местности, а также слабые механические колебания грунта (сейсмовзрывные волны), образующиеся в результате воздействия на него воздушной ударной волны. 2.2. Подземный взрыв Подземными ядерными взрывами называют взрывы, для которых средой, окружающей зону реакции, является грунт. В результате воздействия рентгеновского излучения на окружающий зону реакции грунт его тонкий сферический слой сильно прогревается и превращается в раскаленный газ, излучение этого слоя превращает в раскаленный газ следующий тонкий слой грунта и т. д. Таким образом, в грунте в результате его послойного прогрева образуется раскаленный объем. Процесс расширения это-20
го объема в иевозмущснном грунте называется тепловой волной в грунте. Внутри раскаленного объема вследствие больших градиентов давления на его границе возникают механические возмущения. По мере увеличения этого объема и уменьшения температуры среды в нем скорость распространения тепловой волны уменьшается быстрее, чем скорость распространения механических возмущений. Начиная с определенного момента времени, скорость распространения механических возмущений начинает превышать скорость тепловой волны и в окружающем раскаленном объеме грунта происходит скачкообразное увеличение давления, плотности, температуры и скорости его движения до максимальных значений. Процесс распространения этих возмущений называется ударной волной в грунте. В отличие от взрыва в воздухе при ядерном взрыве в грунте ударная волна существует лишь в самой ближней зоне. С увеличением расстояния от центра взрыва увеличение давления и других возмущений в грунте до максимальных значений становится все более плавным. Процесс распространения плавно увеличивающихся давления и других возмущений в грунте до их максимальных значений называется волной сжатия. Итак, на начальной стадии развития подземного ядерного взрыва в грунте возникают и распространяются тепловая волна, ударная волна и волна сжатия. В результате их воздействия на окружающую зону реакции грунтовую среду в окрестностях взрыва возникают механические колебания, называемые сейсмовзрывпыми волнами, которые распространяются набольшие расстояния. Процессы развития подземного ядерного взрыва зависят от глубины заложения заряда в грунте. Если подземный ядерный взрыв происходит на большой глубине, расширение находящихся в небольшом объеме под высоким давлением раскаленных газов и продуктов, образовавшихся в результате термических превращений грунта, приводит к возникновению взрывной полости, зон механического разрушения грунта, трещин, пластических деформаций и механических колебаний грунта. Для большинства грунтовых сред взрывная полость не устойчива: происходит обрушение кровли и она заполняется обломками породы. При подземном ядерном взрыве на большой глубине проникающая радиация и газовый поток полностью поглощаются грунтом, радиоактивные продукты взрыва остаются в полости и в толще разрушенной породы. Подземные ядерные взрывы, при которых не происходит раскрытие грунтового купола и отсутствует прямой выход продуктов взрыва из его полости в атмосферу, называются ка-муфлетпымн. Минимальная глубина, начиная с которой не на
блюдается выброс грунта, зависит от мощности взрыва и вида грунта. Ориентировочно она составляет (7—10) К <7 м. Поражающими факторами камуфлетного ядерного взрыва являются: сейсмовзрывные волны и местное действие на грунт (полость и зоны разрушения грунта, остаточные деформации в грунте, вспучивания, отколы и проседания грунта). Если взрыв происходит па небольшой глубине, вначале происходят те же процессы, что и при взрыве на большой глубине. Затем в результате расширения взрывной полости на поверхности земли вырастает грунтовый купол, который тут же раскрывается. Через раскрывшийся купол из полости вырываются газообразные продукты, вследствие чего в воздухе образуются воздушная ударная волна и облако взрыва. Вырвавшиеся наружу газы поднимают с собой в атмосферу большое количество грунта. В грунте образуется воронка, вокруг нее — навал грунта; возникают пылевые образования. Вместе с газами и грунтом в атмосферу выбрасываются радиоактивные продукты, которые, смешавшись с частицами пыли, в последующем выпадают и создают сильное радиоактивное заражение местности и воздуха. Подземные ядерпые взрывы, при которых происходит раскрытие купола и прорыв газообразных продуктов наружу с выбросом в атмосферу грунта, называются взрывами с выбросом грунта. Отличительной особенностью таких взрывов является образование воронки в грунте и навала грунта вокруг воронки. Поражающими факторами подземного ядерного взрыва с выбросом грунта являются: сейсмовзрывные волны, местное действие взрыва (воронка, зоны разрушения, вспучивания и навал грунта, камнепад), сильное радиоактивное заражение местности и атмосферы, облако взрыва, пылевые образования. Проникающая радиация и газовый поток при подземном ядерном взрыве па небольшой глубине практически полностью поглощаются грунтом. 2.3. Наземный взрыв К наземным ядерным взрывам относят взрывы на поверхности земли (контактные) и взрывы в воздухе на высотах /7<3,5 ИТм, при которых светящаяся область касается поверхности земли. При наземных взрывах энергия из зоны реакции передается в воздушную и грунтовую среду, поэтому они обладают признаками, характерными как для воздушных, так и для подземных взрывов. В воздушной среде при наземных ядерных взрывах происходят те же процессы, что и при воздушных. Отличие наземных ядерных взрывов от воздушных состоит, главным образом, 22
Рнс, 2.3. Грибовидное облако наземного ядерного взрыва
в том, что при наземных взрывах светящаяся область в момент возникновения имеет вид усеченной сферы (контактного — полусферы), радиус которой больше радиуса сферы светящейся области воздушных взрывов той же мощности, среда внутри светящейся области в приземной ее части содержит большое количество частиц грунта, температура внутри светящейся области несколько меньше, чем при воздушных взрывах, пылевой столб соединяется с облаком взрыва в стадии его формирования, облако взрыва гораздо больше загрязнено частицами грунта. Признаками, по которым наземные взрывы сходны с подземными, являются: образование воронки и навала грунта, возникновение сейсмовзрывных волн в грунте. Образование воронки при наземных взрывах обусловливается испарением, плавлением, выбросом и вдавливанием грунта в массив: возникновение навала грунта — выбросом и выдавливанием грунта из воронки. Сейсмовзрывные волны при наземных взрывах возникают в результате непосредственной передачи энергии взрыва грунту и воздействия воздушной ударной волны на грунт. Образование воронки и интенсивность сейсмовзрывных волн существенно зависят от высоты взрыва. Воронка обра-з _________________________________________________ зуется только при взрывах на высотах менее 0,5 V q м. Интенсивные сейсмовзрывные волны возникают при взрывах на з высотах меньше 0,3 \^q м. К концу своего развития наземные ядерные взрывы, как и воздушные, приобретают грибовидный вид (рис. 2.3). Отличие внешнего вида наземных взрывов от воздушных состоит в том, что при наземных взрывах наблюдаются более мощные приземный запыленный слой атмосферы и пылевой столб, а также более темная окраска облака взрыва, которая обусловливается загрязнением большим количеством частиц грунта. Поражающими факторами наземных ядерных взрывов являются: воздушная ударная волна, световое излучение, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение местности и воздуха, пылевые образования, местное действие (воронка, зоны разрушения, вспучивание и навал грунта, камнепад), проникающая радиация, сейсмовзрывные волны в грунте, облако взрыва и ионизация воздуха. 2.4. Подводный взрыв Подводными ядерными взрывами называются взрывы ниже поверхности воды, т. е. взрывы, для которых средой, окружающей зону реакции, является вода.
В результате воздействия рентгеновского излучения на окружающую зону реакции воду ее тонкий слой сильно прогревается и превращается в раскаленный газ, излучением этого слоя превращается в раскаленный газ следующий тонкий слой воды и т. д. Таким образом, в воде в результате ее послойного прогрева образуется раскаленный объем. Процесс расширения этого объема в невозмущенной воде называется тепловой волной в воде. Рис. 2.4. Водяной купол подводного ядерного взрыва Внутри раскаленного объема вследствие больших градиентов давления на его границе возникают механические возмущения. С увеличением этого объема и уменьшением температуры среды в нем скорость распространения тепловой волны уменьшается быстрее, чем скорость распространения механических возмущений. На расстоянии от центра взрыва примерно з ____________ (0,03—0,04)КЯ м скорость распространения механических возмущений начинает превышать скорость тепловой волны и в окружающей раскаленный объем воде в это время происходит скачкообразное увеличение давления, плотности, температуры и скорости ее движения. Процесс распространения этих возмущений называется ударной волной в воде или подводной ударной волной. Подводная ударная волна, распространяясь от центра взрыва во все стороны, достигает поверхности воды. Падение подводной ударной волны на поверхность воды приводит к возникновению в воздухе преломленной ударной волны, а в воде — отраженной волны разрежения. В результате отражения подводной ударной волны от водной поверхности над эпицентром взрыва образуется водяной купол (рис. 2.4),
Вследствие значительного градиента давления в преломленной воздушной ударной волне и подъема водяного купола в воздухе формируется другая ударная волна, которая называется эпицентральной. При распространении волны разрежения в воде возникают растягивающие усилия, приводящие к разрыву сплошности — кавитации жидкости в большой области вокруг эпицентра взрыва. След этой области на поверхности воды виден в виде светлого расширяющегося вокруг водяного купола кольца. В результате воздействия на водяную среду сначала тепловой, а затем ударной волн в окрестности центра взрыва происходит ионизация, диссоциация и испарение воды, в воде возникает парогазовый пузырь, наполненный радиоактивными продуктами, образовавшимися в начальной стадии взрыва. Сразу же после возникновения парогазовый пузырь начинает расширяться сначала под действием своего внутреннего давления, затем, после того как оно станет меньше гидростатического, в результате инерционного движения масс воды, приобретенного на предыдущей стадии его расширения. Если взрыв происходит на значительной глубине и на достаточно большом расстоянии от дна акватории, давление пара внутри парогазового пузыря, достигшего максимального размера, становится значительно меньше давления окружающей воды. Более высокое давление в окружающей пузырь воде вызывает его сжатие, в результате чего давление внутри него повышается, происходит частичная конденсация пара. В конце стадии сжатия давление пара в пузыре вновь становится значительно выше гидростатического, поэтому начинается новый цикл его расширения — сжатия. После трех циклов расширения — сжатия (пульсаций) в пузыре конденсируется значительное количество пара и его дальнейшая пульсация практически прекращается. В стадии расширения пузырь имеет сферическую форму, в стадии сжатия она отличается от сферической, так как донная часть пузыря в результате действия большого гидростатического давления сжимается быстрее, чем верхняя. Во время сжатия в первой пульсации парогазовый пузырь начинает всплывать. По истечении определенного времени он прорывается через поверхность воды. При взрыве на небольшой глубине пузырь прорывается через поверхность воды во время расширения в первой пульсации, с увеличением глубины взрыва он может прорываться во время сжатия в первой пульсации или в любой момент расширения — сжатия во второй и третьей пульсации, а также после прекращения пульсации. При взрыве вблизи дна акватории пузырь «притягивается» ко дну и его всплытие резко замедляется. В результате прорыва парогазового пузыря через поверхность воды в воздухе образуется еще одна, третья воздушная ударная волна, а водяной купол превращается в поднимающийся полый водяной столб. Пары из пузыря вместе с радио-26
Рис. 2.5. Взрывной султан подводного ядерного взрыва
активными продуктами взрыва поднимаются в верхнюю часть столба, образуя конденсационное облако. Водяной столб, увенчанный конденсационным облаком, называют взрывным султаном (рис. 2.5). з __ При взрывах на глубинах до 0,4j/ Я м взрывной султан не образуется. В этом случае водяной купол превращается в пароводяной столб и пароводяное облако. Облако султана (пароводяное облако при взрыве на малой глубине) является источником проникающей радиации — главным образом гамма-излучения радиоактивных продуктов деления и активации. После достижения максимальной высоты подъема взрывной султан обрушается. В результате разрушения стенок султана (обрушение большой массы воды) и выпадения обильных осадков из конденсационного облака у его основания образуется базисная волна — вихревое кольцо плотного радиоактивного тумана, водяных капель и брызг (рис. 2.6). Базисная волна является вторым источником проникающей радиации в основном гамма-излучения радиоактивных продуктов взрыва. Базисная волна быстро распространяется над акваторией во всех направлениях от эпицентра взрыва, увеличивается по высоте и сносится ветром. С течением времени она отрывается от поверхности воды и сливается с конденсационным облаком, образуется остаточное облако взрыва, которое имеет слоистокучевой вид. Из движущегося под действием ветра остаточного облака выпадают радиоактивные осадки—создается радиоактивное заражение. В результате расширения парогазового пузыря и схлопывания воронки, образующейся в воде при прорыве пузыря в атмосферу, происходит радиальное движение воды, которое вызывает возникновение серии кольцевых гравитационных волн. Воздействие ударной волны в воде на дно акватории может привести к образованию отражений волны в воде и сейсмических волн в грунте. Последние могут генерировать волны в воде. Их называют волнами сейсмического происхождения в воде. При подводном ядерном взрыве вблизи дна в грунте образуется воронка и навал грунта. При подводном взрыве на мелководной акватории расширяющийся парогазовый пузырь приводит в движение большое количество грунта, который в дальнейшем вовлекается в образующееся облако султана или пароводяное облако. Поражающими факторами подводного ядерного взрыва являются: подводная ударная волна, взрывной султан (пароводяное облако и пароводяной столб при взрыве на небольшой 28
глубине), проникающая радиация, радиоактивное заражение акватории (прибрежных участков суши) и воздуха, гравитационные волны, сейсмовзрывные волны в грунте дна, волны сейсмического происхождения в воде, воздушные ударные волны, местное действие на грунт дна (воронка и навал грунта). Рис. 2.6. Разрушение взрывного султана и образование базисной волны
2.5. Надводный взрыв К надводным ядерным взрывам относят контактные взрывы 3 __ и взрывы в воздухе па высотах //<3,5 К Q м, при которых светящаяся область касается поверхности воды. При надводных ядерных взрывах энергия из зоны взрыва передается одновременно в воздушную и водную среды. В воздушной среде при надводных взрывах, так же как и при наземных, образуются проникающая радиация, электромагнитный импульс, светящаяся область. Процессы и источники формирования проникающей радиации при надводных ядерных взрывах такие же, как н при наземных взрывах. Однако значения некоторых параметров излучений при надводных и наземных взрывах различаются из-за различия химического состава морской воды и грунта. Качественные и количественные характеристики электромагнитного импульса и светящейся области при надводном взрыве такие же, как при наземном взрыве. Физические процессы формирования и распространения воздушной ударной волны при надводном взрыве аналогичны процессам ее формирования и распространения при наземном взрыве. Воздействие светового излучения и непосредственно светящейся области на воду вызывает испарение большой массы воды. Пары воды вовлекаются в поднимающуюся в воздухе светящуюся область. По мере подъема светящаяся область охлаждается и превращается в пароводяное облако взрыва. Пароводяное облако при подъеме и после стабилизации высоты подъема под действием воздушных течений переносится на большие расстояния и рассеивается. В это время содержащиеся в нем радиоактивные продукты, смешавшись с каплями воды, выпадают и создают радиоактивное заражение воздуха, акватории и прибрежных участков суши. При надводном взрыве, так же как и при наземном, образуются мощные восходящие потоки. Эти потоки увлекают за собой пары воды, которые образуют пароводяной столб. Пароводяной столб с момента своего возникновения соединяется с пароводяным облаком взрыва. В водной среде при надводном взрыве возникают ударные волны и волна сжатия. Ударные волны в воде образуются в результате преломления воздушной ударной волны, падающей на поверхность воды,— собственно преломленная ударная волна в воде и непосредственной передачи энергии взрыва воде — эпицентральная ударная волна в воде. Волна сжатия в воде формируется в результате воздействия на поверхность воды воздушной ударной волны. Проявление собственно преломленной и эпицептралытой ударных волн, а также волны сжатия в воде как поражающих 30
факторов зависит от высоты взрыва и глубины акватории, з _________________________________________________ При контактном взрыве и взрывах на высотах Ч м наибольшую амплитуду давления имеет эпицентральная волна, а при взрывах на больших высотах — собственно преломленная волна. При контактном взрыве на мелководной акватории в грунте могут возникать интенсивные сейсмовзрывные волны. В процессе развития надводного ядерного взрыва облако взрыва принимает грибовидную форму (рис. 2.7). Рис. 2.7. Грибовидное облако надводного ядерного взрыва Поражающими факторами надводных ядерных взрывов являются: воздушная ударная волна, световое излучение, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение воды, прибрежных участков суши и воздуха, проникающая радиация, ударные волны в воде, пароводяное облако, пароводяной столб. 2.6. Высотный взрыв Высотными ядерными взрывами называются взрывы, для которых средой, окружающей зону взрыва, является разреженный воздух. Практически к таким взрывам относят взрывы на высотах больше 10 км. Физические процессы, сопровождающие высотные ядерные взрывы, с увеличением высоты взрыва (т. е. уменьшением плотности воздуха) сначала претерпевают только количественные изменения значений их характеристик, а затем — и качественные изменения самих процессов. По этой причине высотные ядерные взрывы подразделяются на стратосферные (взрывы на высотах от 10 до 80 км) и космические (взрывы на высотах более 80 км).
Физические процессы развития стратосферных взрывов качественно подобны процессам развития воздушных взрывов. Однако значения характеристик этих процессов различаются. Их различие тем существеннее, чем больше высота стратосферного взрыва. Это обусловливается увеличением пробега всех излучений, выходящих из зоны взрыва, с возрастанием высоты взрыва. Для стратосферных взрывов характерно образование и развитие светящейся области и облака взрыва, возникновение области повышенной ионизации воздуха. С увеличением высоты взрыва размеры светящейся области возрастают, она становится все более вытянутой по вертикали. Форма и размеры облака взрыва с увеличением высоты взрыва изменяются подобно изменениям формы и размеров светящейся области. С увеличением высоты взрыва облако взрыва рассеивается все быстрее. Размеры области ионизации с увеличением высоты взрыва возрастают. При взрывах на высотах более 25 км ее размеры превышают размеры светящейся области и облака взрыва. Поражающими факторами стратосферных ядерных взрывов являются: рентгеновское излучение, проникающая радиация, воздушная ударная волна, световое излучение, газовый поток, ионизация среды, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение воздуха. Космические взрывы отличаются от стратосферных не только значениями характеристик сопровождающих их физических процессов, но и самими физическими процессами. При космических взрывах вследствие сильного разрежения воздуха пробег всех излучений, выходящих из зоны взрыва, достигает больших значений. Например, при взрывах на высотах 80—100 км пробег рентгеновского излучения в горизонтальном направлении составляет несколько километров, а на больших высотах — десятки и сотни километров; рентгеновское излучение, идущее вверх, распространяется на значительно большие расстояния, а идущее вниз, поглощается в слое воздуха на высотах 60—90 км. Поэтому при космических взрывах: воздух в окрестности взрыва прогревается слабо, светящаяся область, а следовательно, и световое излучение практически не образуются. Физические явления, протекающие вблизи зоны реакции, определяются в основном разлетом испарившихся веществ боеприпаса; излучение, поглощенное в обширной области атмосферы на высотах 60—90 км, вызывает ионизацию и возбуждение атомов молекул воздуха без заметного его нагрева. Вследствие перехода их в основное состояние возникает люминесцентное свечение воздуха. Это свечение длится часами; воздушная ударная волна образуется в результате торможения разлетающихся продуктов взрыва окружающим воздухом. В начальный момент времени воздух в волне нагревается до высоких температур и передняя граница волны светится. Ин-32
тепсивиость воздушной ударной волны такова, что она не приобретает роли поражающего фактора. Поражающими факторами космических ядерных взрывов являются: проникающая радиация, рентгеновское излучение, области повышенной ионизации атмосферы, газовый поток, ионизация среды, электромагнитный импульс, слабое радиоактивное заражение воздуха. 2—4343дсп 33
Глава 3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ НАЗЕМНОГО И ВОЗДУШНОГО ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 3.1. Воздушная ударная волна Физическая характеристика ударной волны. Воздушной ударной волной называется резкое сжатие воздуха, распространяющееся со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница сжатой области называется фронтом ударной волны. Рис. 3.1. Изменение давления в фиксированной точке пространства при прохождении через нее ударной волны С приходом фронта волны в какую-либо точку пространства давление воздуха резко (скачком) увеличивается и достигает максимальной величины (рис. 3.1). Так же резко в этой точке увеличивается плотность, массовая скорость и температура воздуха. Повышенное давление воздуха сохраняется в течение времени, называемого фазой сжатия. К концу фазы сжатия давление воздуха уменьшается до атмосферного. За фазой сжатия следует фаза разрежения, в течение которой давление воздуха, постепенно уменьшаясь, достигает минимума, а затем вновь увеличивается до атмосферного. Абсолютная величина уменьшения давления в фазе разрежения не превышает 0,3 кгс/см2. Непосредственно за фронтом ударной волны скорость движения воздуха имеет максимальное значение, а затем посте-34
пенно уменьшается. В фазе сжатия воздух движется в направлении от центра взрыва, а в фазе разрежения — к центру взрыва (рис. 3.2). Рис. 3.2. Направление движения воздуха в ударной волне Движение воздуха в ударной волне воспринимается как сильное ветровое давление. Это давление называется скоростным напором. Воздушная ударная волна характеризуется следующими основными параметрами: избыточным давлением во фронте Дрф, скоростью распространения фронта 1)$, скоростью воздуха во фронте t/ф, плотностью воздуха во фронте рф, температурой воздуха во фронте Тф, давлением скоростного напора воздуха во фронте Дрек и длительностью фазы сжатия т+. Параметры ударной волны зависят от мощности и вида ядерного взрыва, а также удаления от центра взрыва. Между избыточным давлением и другими параметрами во фронте ударной волны существует определенная связь. В табл. 3.1 приведены значения параметров воздуха во фронте волны, рассчитанные при различных избыточных давлениях Дрф. Движение воздуха за фронтом ударной волны даже при невысоком избыточном давлении играет большую роль в еепо-2* 35
ражающем действии. Например, на тех расстояниях от центра взрыва, где давление волны составляет 0,3 кгс/см2, скорость движения воздуха во фронте равна 63 м/с (см. табл. 3.1), т. е. более 200 км/ч. Таблица 3.1 Параметры воздуха во фронте ударной волны ДРф, кгс/см2 "ф- м/с Уф, м/с рф, КГС.С2/М* ГФ-к | Др(.к, кгс/см2 0 340 0 0,125 288 0 0,01 342 2,34 0,126 290 3,5-10 -б 0,04 346 9,26 0,129 293 5,6-10-1 0,1 354 22,6 0,134 297 3,5-10-3 0,2 367 43,5 0,142 305 1,4- К)-2 0,3 380 63 0,150 312 3 .10-2 0,4 392 82 0,158 318 5,3-10-2 0,5 404 99 0,165 325 8,1 • 10-2 0,6 416 115 0,173 331 0,114 0,7 427 131 0,180 337 0,154 0,8 438 145 0,187 343 0,203 0,9 449 160 0,194 348 0,218 . 1 459 171 0,201 354 0,304 2 554 288 0,261 407 1,08 3 634 378 0,309 456 2,21 5 769 519 0,384 551 5,16 10 1032 774 0,500 774 15 20 1413 1129 0,623 1185 39,8 Порыв такого ураганного ветра, который в зависимости от мощности взрыва может продолжаться от долей секунды до нескольких секунд, способен перевернуть находящиеся вне укрытий самолеты или причинить значительные разрушения жилым и промышленным зданиям. При ядерных, так же как и при обычных, взрывах существует простая связь между мощностью и расстоянием от центра взрыва, на котором наблюдается определенное значение избыточного давления. Эта связь называется законом подобия и может быть выражена следующим образом: при двух ядерных взрывах, мощности которых равны и д2, одинаковые избыточные давления во фронте ударных волн наблюдаются на расстояниях и /?2 (от центров первого и второго взрывов соответственно), пропорциональных корню кубическому из отношения мощностей взрывов 3 _ = 1/Ъ. ^2 ' #2 Из этого соотношения видно, что радиус поражающего действия ударной волны изменяется значительно слабее, чем мощность взрыва. Так, например, для увеличения радиуса зоны по
ражения в два раза мощность взрыва необходимо увеличить в 23 = 8 раз; для увеличения радиуса зоны поражения в три раза мощность взрыва должна быть увеличена в 27 раз и т. д. Закон подобия при взрывах дает возможность определить параметры воздушной ударной волны на различных расстояниях от центра (эпицентра) взрыва любой мощности, если эти параметры известны для взрыва какой-либо определенной мощности. Это обстоятельство, а также наличие связи между избыточным давлением во фронте ударной волны и остальными параметрами фронта позволяют ограничиться рассмотрением зависимости избыточного давления от расстояния до центра (эпицентра) только для взрыва одной мощности. В дальнейшем в качестве исходных приводятся данные для взрывов мощностью 1 тыс. т. Ударная волна наземного ядерного взрыва. При наземном взрыве фронт ударной волны имеет форму полусферы (рис. 3.3). Рис. 3.3. Распространение фронта воздушной ударной волны при наземном взрыве Изменение избыточного давления во фронте ударной волны с расстоянием от центра взрыва мощностью 1 тыс. т приведено на графике рис. 3.4. Пользуясь этим графиком и законом подобия при взрывах, можно определить избыточное давление и другие параметры фронта ударной волны при наземном взрыве любой мощности. Пример 1. Определить избыточное давление и другие параметры во фронте ударной волны на расстоянии /? = 0,5 км от центра наземного взрыва мощностью q = 2 тыс. т. Решение 1. По закону подобия вычисляем расстояние для взрыва мощностью ^1 = 1 тыс. т, на котором будет наблюдаться искомое значение Дрф. з _ з _ Ъ = 0,5 У« 0,4 км. VI 2. По графику рис. 3.4 находим, что на расстоянии от центра взрыва /?=0,4 км Дрф = 0,5 кгс/см2. Такое же давление будет и на расстоянии 0,5 км при взрыве мощностью 7=2 тыс. т.
Избыточное давление во фронте ударной волны Арф,кгс/см Рис. 3.4. Изменение избыточного давления с расстоянием при наземном ядерном взрыве мощностью 1 тыс. т
3. В табл. 3.1 по Дрф = 0,5 кгс/см2 находим другие параметры во фронте ударной волны. Они равны: Рф = 404 м/с; 4/ф == 99 м/с; рф = 0,165 кгс • с'!/м4; Тф = 325 К; Д/7СК = 0,08 кгс/см2. Пример 2. Определить радиус зоны, на границе которой избыточное давление при наземном взрыве мощностью <7 = 0,2 тыс. т равно 0,4 кгс/см2. Решение 1. По графику рис. 3.4 находим, что при взрыве мощностью <71 = 1 тыс. т давление 0,4 кгс/см2 будет на расстоянии /?1 = 470 м. 2. Используя закон подобия, вычисляем искомый радиус зоны 3 ________________________ з /? = /?! 1/ Я ^=470 J/o,2 = 275 м. Пример 3. Определить мощность q наземного ядерного взрыва, при котором давление на расстоянии /? = 2150 м от центра взрыва составит 1 кгс/см2. Решение 1. По графику рис. 3.4 находим, что при q\ = \ тыс. т заданная величина давления будет на расстоянии Ri =280 м. 2. По закону подобия вычисляем искомую мощность взрыва = ™с.т. Ударная волна воздушного ядерного взрыва. При воздушном взрыве от его центра сначала распространяется сферическая ударная волна. Встречаясь с поверхностью земли, сфери- Рис. 3.5. Последовательное положение фронтов падающей, отраженной и головной ударных волн при воздушном взрыве ческая падающая волна отражается. Отраженная волна у поверхности земли распространяется быстрее падающей (из-за прогретого слоя воздуха), поэтому на определенном расстоянии она догоняет падающую волну и сливается с ней (рис. 3.5), образуя головную волну. Область, где падающая и отраженная
волны еще не сливаются и головная волна не образуется, называют областью регулярного отражения. Радиус этой области примерно равен высоте взрыва Н. Область, где возникает головная волна, называют областью нерегулярного отражения. По мере распространения ударной волны вдоль поверхности земли точка пересечения падающей, отраженной и головной волн поднимается. Поражающее действие воздушного ядерного взрыва и параметры ударной волны зависят не только от мощности, высоты взрыва и расстояния от эпицентра, но и от состояния поверхности земли в районе взрыва. При взрывах над степной и пустынно-степной местностью воздух у поверхности земли сильно прогревается еще до прихода ударной волны. Это происходит потому, что под действием светового излучения сгорают травяной покров и органические вещества в верхнем слое почвы, а также растрескивается и измельчается грунт, что приводит к большому запылению и задымлению приземного слоя воздуха и значительному снижению его прозрачности. Этот слой поглощает часть энергии светового излучения и нагревается до высокой температуры. Нагретый слой воздуха меняет характер отражения падающей ударной волны от поверхности земли в ближней зоне взрыва. Фронт ударной волны у поверхности земли перестает быть резким, максимальное давление уменьшается, а скоростной напор возрастает. Эти особенности принято называть аномалией воздушной ударной волны. Аномалия ударной волны наиболее сильно выражена на расстоянии R3 от эпицентра взрыва, равном одной-двум высотам взрыва. На расстояниях R3>2H аномалия вследствие уменьшения температуры прогрева приземного слоя воздуха уменьшается, а на расстояниях R3>5H практически исчезает. Уменьшение величины максимального давления волны и отсутствие резкого фронта несколько снижают ее разрушающее действие на заглубленные сооружения по сравнению с тем, которое наблюдалось бы при взрыве без прогрева приземного слоя воздуха. Возрастание скоростного напора, а следовательно, и усиление метательного действия волны приводят к тому, что военная техника и другие объекты, расположенные вне укрытий, получают повреждения на большем расстоянии от эпицентра, чем при взрыве без прогрева приземного слоя воздуха. Изменение избыточного давления во фронте воздушной ударной волны на поверхности земли с расстоянием от эпицентра воздушного взрыва мощностью 1 тыс. т в условиях прогрева приземного слоя воздуха приведено на графике рис. 3.6. Величина избыточного давления при взрыве другой мощности определяется па основании закона подобия так же, как и при наземном взрыве.
Избыточное давление во фронте ударной волны Др$, кгс/см
Следует иметь в виду, что при воздушных взрывах законом подобия можно пользоваться только при равенстве отношений высот взрывов к корню кубическому из их мощностей, т. е. когда __ Н2 3__ 3 _ • V Qi V<h н Отношение з _ называется приведенной высотой взрыва и V я _ обозначается символом Н. Размерность приведенной высоты м/т1/3. При воздушных взрывах над водой, заснеженной или покрытой льдом поверхностью нагрев приземного слоя воздуха незначителен и практически не оказывает влияния на характер отражения и распространения ударной волны у поверхности земли. График изменения избыточного давления у поверхности земли в зависимости от расстояния R для воздушного взрыва мощностью 1 тыс. т на различных приведенных высотах приведен на рис. 3.7. При взрыве над лесисто-болотистой местностью весной и летом густая растительность и большое количество водных поверхностей препятствуют образованию под действием светового излучения запыленного прогретого воздуха, вследствие чего аномалия ударной волны выражена слабо. Параметры ударной волны в этом случае близки к параметрам при взрыве над водной поверхностью. Осенью сухая растительность и опавшие листья, наоборот, способствуют образованию прогретого слоя воздуха у поверхности земли. В этих условиях параметры ударной волны будут приближаться к значениям, наблюдаемым при взрывах над степью. Влияние условий взрыва на распространение ударной волны. На распространение ударной волны и ее поражающее действие основное влияние оказывают метеорологические условия, рельеф местности и лесные массивы. Метеорологические условия оказывают существенное влияние только на параметры слабых ударных волн (Дрф< <0,1 кгс/см2). При распространении слабых волн в реальной атмосфере давление у поверхности земли на больших расстояниях от центра взрыва может быть в несколько раз больше или меньше, чем при взрыве в однородной атмосфере. Как правило, летом в жаркую погоду характерно ослабление волны по всем направлениям, а зимой — ее усиление, особенно в направлении ветра. Вследствие этого размеры зон поражения объектов малой прочности могут изменяться в несколько раз. При дожде или тумане наблюдается уменьшение давления в воздушной ударной волне, особенно на больших расстояниях от места взрыва. Ослабляющее действие дождя и тумана проявляется на расстояниях, где Дрф<Я кгс/см2. При взрывах р 42
30 'Избытдоное давление в а фронте ударной волны йрф, кгс[см 20 10 8 3 2 1 0,8 0,3 0,2 0,6 0,5 0,4 6 5 4 100 1000 1100 1200 1300 200 300 400 500 600 700 800 900 Расстояние от эпицентра взрыва Рис. 3.7. Изменение избыточного давления с расстоянием при воздушном взрыве мощностью 1 тыс. т (без прогрева приземного слоя воздуха) СР °'1о
условиях среднего дождя или тумана давление в ударной волне на 5—15% меньше, чем при отсутствии осадков. В условиях сильного (ливневого) дождя или тумана давление в ударной волне уменьшается на 15—30%. Снегопад оказывает незначительное влияние на давление в ударной волне. Рельеф местности может усилить или ослабить действие ударной волны. Так, на передних (обращенных в сторону взрыва) скатах холмов и оврагов давление выше, чем на равнинной местности. При крутизне скатов 10—20° давление возрастает на 10—50%, а при крутизне 30° давление может увеличиться в 2 раза и более. При этом, чем больше давление во фронте проходящей ударной волны, тем больше степень увеличения его при одной и той же крутизне ската. На дне глубоких лощин и оврагов с крутыми скатами и значительной протяженностью, направление которых совпадает с направлением распространения ударной волны, давление на 10—20% больше, чем на поверхности. На обратных по отношению к центру взрыва скатах возвышенностей, а также в лощинах и оврагах, расположенных под большим углом к направлению распространения волны, давление волны уменьшается и ее поражающее действие ослабевает. Степень уменьшения давления зависит от крутизны обратного ската. При крутизне ската 20° давление уменьшается в 1,1 — 1,4 раза, а при крутизне 30° — в 1,2—1,7 раза. Влияние лесных массивов на ударную волну проявляется на расстояниях, где давление Дрф^0,5 кгс/см2. Сопротивление, которое оказывают деревья движению ударной волны, приводит к увеличению избыточного давления у поверхности земли на 10—15% и к снижению скоростного напора в 1,5—2 раза по сравнению с открытой местностью. Поэтому разрушающее действие волны на заглубленные сооружения, расположенные в лесу, несколько увеличивается, а метательное действие ее на военную технику будет существенно слабее, чем на открытой местности. Однако на тех расстояниях от центра взрыва, где избыточное давление составляет 0,3—0,5 кгс/см2, волна будет разрушать лес, и в этом случае личный состав войск (военная техника и другие объекты), находящийся вне укрытий, может быть поражен (повреждены) обломками деревьев. Действие ударной волны на наземные объекты. Характер действия ударной волны на различные объекты зависит от давления во фронте волны, размеров объекта и его положения относительно места взрыва. Вблизи эпицентра взрыва объекты, возвышающиеся над поверхностью земли, подвергаются воздействию падающей и отраженной волн (рис.. 3.8). В первый момент при встрече фронта падающей волны с объектом последний испытывает резкий удар вследствие внезапного возникновения вертикальной нагрузки, равной по величине давлению отражения, а затем всестороннее сжатие. При этом давление отражения более чем в 44
6 Избыточное давление Рис. 3.8. Давление на различные поверхности преграды при обтекании ее воздушной ударной волной
два раза превышает избыточное давление во фронте падающей волны. По мере удаления объекта от центра взрыва на него кроме всестороннего сжатия действует сдвигающее усилие. Это объясняется тем, что ударная волна не одновременно и не с одинаковой силой действует на различные поверхности объекта. В первую очередь и наиболее сильному действию ее подвергается лобовая поверхность преграды, которая воспринимает давление отражения и действие скоростного напора. В тот момент, когда фронт ударной волны встречает лобовую поверхность, воздух, движущийся в волне с большой скоростью, останавливается. Это вызывает резкое повышение давления и образование отраженной ударной волны (рис. 3.8, а). В результате давление воздуха во всех точках лобовой поверхности скачком увеличивается от атмосферного до давления отражения (рис. 3.8, д). Давление отражения на лобовую поверхность сохраняется сравнительно недолго, так как у верхней и боковых поверхностях объекта сразу же начинается перетекание воздуха из зоны с давлением отражения в общий поток воздуха в проходящей волне (рис. 3.8,6). Вследствие оттока воздуха избыточное давление на лобовую поверхность сравнительно быстро уменьшается. Это уменьшение давления происходит сначала у краев лобовой поверхности, а затем распространяется на всю поверхность. По мере распространения ударной волны избыточное давление передается на боковые и верхнюю стороны объекта (рис. 3.8, 6). Достигнув краев тыльной стороны, волна начинает затекать за объект (рис. 3.8,в). Давление затекающей волны меньше, чем проходящей; однако для ударных волн с давлением во фронте Дрф^2,5 кгс/см2 на тыльной поверхности объекта может возникнуть большее давление, чем на лобовой. После того как ударная волна охватит весь объект (рис. 3.8, г), ее воздействие будет представлять совокупность всестороннего сжатия объекта давлением и одностороннего действия скоростного напора. График изменения избыточного давления, действующего на лобовую и тыльную поверхности объекта при обтекании его ударной волной, показан на рис. 3.8, д. Роль избыточного давления и скоростного напора в повреждении или разрушении объекта зависит от его конструкции и размеров. При действии на объекты сравнительно больших размеров (промышленные и жилые здания, нефтяные резервуары и т. п.) определяющей нагрузкой в их разрушении является первоначальный кратковременный удар, возникающий в момент отражения волны от лобовой поверхности. Разрушающее действие ударной волны на такие сооружения, как трубы, опоры линий электропередачи, буровые вышки, мостовые фермы и т. п., определяется не первоначальным кратковременным ударом волны и не всесторонним сжатием, которому все эти кон-46
струкции хорошо противостоят, а действием скоростного напора. Это объясняется тем, что время установления режима обтекания таких сооружений будет значительно меньше, чем время обтекания, например, длинной и высокой стены здания. Поэтому при одинаковых допустимых нагрузках буровая вышка, например, может выдержать воздействие гораздо более сильной ударной волны, чем стена здания. Движущийся с большой скоростью воздух в ударной волне вызывает метательное действие волны, т. е. отбрасывает на большие расстояния различные объекты, например танки, бронетранспортеры, артиллерийские орудия, автомобили. Повреждения военной техники и вооружения от удара о поверхность земли при этом могут быть более значительными, чем от непосредственного действия ударной волны. Сооружения, заглубленные в грунт даже на небольшую глубину, при воздействии ударной волны находятся в значительно лучших условиях, чем сооружения, возвышающиеся над поверхностью земли. В этом случае на покрытие сооружения действует только избыточное давление в проходящей волне. Рассмотрение особенностей ударной волны позволяет дать некоторые рекомендации об основных принципах защиты от ее поражающего действия. 1. Для защиты от ударной волны возможно использование простейших укрытий: траншей, ходов сообщения, окопов, канав, а также естественных укрытий (оврагов, глубоких лощин). Защитные свойства таких укрытий проявляются в том случае, если они расположены перпендикулярно направлению на взрыв и глубина их превышает высоту укрываемого объекта. Еще лучше защищают от действия ударной волны полностью закрытые сооружения типа убежищ и блиндажей. 2. Объекты, расположенные по отношению к взрыву за какой-либо преградой (за холмом, высокой насыпью полотна железной или шоссейной дороги, в овраге и т. п.), будут защищены от прямого удара волны, и на них воздействует ослабленная волна. 3. Поражающее действие ударной волны на людей, находящихся на открытой местности, значительно снижается, если к моменту прихода волны они успеют лечь на землю. Лучше ложиться вдоль направления движения волны, так как при таком положении площадь поверхности тела, испытывающая прямой удар волны, уменьшается в несколько раз и вследствие этого снижается действие скоростного напора. 3.2. Световое излучение Физическая характеристика. Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, включающего ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область.
Спектральный состав светового излучения зависит от температуры светящейся области. Поскольку температура светящейся области непрерывно изменяется, изменяется и спектральный состав светового излучения. Его средний спектральный состав за все время существования светящейся области близок к спектральному составу излучения Солнца, находящегося в зените. Распространение светового излучения в атмосфере имеет сложный характер и сопровождается процессами поглощения, рассеяния и отражения лучистой энергии. На любой облучаемый объект наряду с прямым излучением, распространяющимся непосредственно от светящейся области, падают также рассеянное и отраженное излучения. При этом на поверхность объекта, расположенную параллельно распространению прямого излучения, и на тыльную поверхность действуют лишь рассеянное и отраженное излучения. Рассеянное излучение обусловливается взаимодействием излучения с молекулами воздуха, частицами пыли и воды, находящимися в атмосфере, а отраженное — отражением прямого излучения от поверхности земли (воды), от облаков или местных предметов. Непрозрачная преграда на пути распространения прямого излучения, образующая зону тени, является надежной защитой от светового излучения. Основной характеристикой светового излучения на различных расстояниях от центра взрыва служит световой импульс пс, кал/см2, — количество энергии светового излучения, падающее за все время излучения на единицу площади неподвижной неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения. Световой импульс уменьшается с увеличением расстояния от центра взрыва. Если бы световое излучение распространялось в пустоте, то световой импульс уменьшался бы строго пропорционально квадрату расстояния от центра взрыва. Например, при увеличении расстояния в 2 или 3 раза световой импульс уменьшился бы соответственно в 4 и 9 раз. Но так как на пути распространения излучения имеется воздух, содержащий к тому же частицы пыли и воды, то световой импульс уменьшается несколько быстрее, чем в пустоте. Следовательно, ослабление светового излучения зависит от состояния атмосферы. На практике ослабление светового излучения оценивается по дальности видимости — наибольшему расстоянию, на котором днем на фоне неба отчетливо различается большой темный предмет, например здание. Дальность видимости оценивается в баллах, сведения о которых можно получить от метеослужбы. Значительное ослабление светового излучения происходит при задымленном воздухе, наблюдающимся в индустриальных центрах. Так, например, при наземном взрыве мощностью 100 тыс. т в условиях чистого воздуха световой импульс на рас-48
стоянии 5 км от центра взрыва составляет примерно 3 кал/см2, при задымленном воздухе такой импульс будет лишь на расстоянии 3 км. Схема пользования Расстояние от центра взрыва , км графиком 0,2 0,30,40^50,60,8 / 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30 40506080 100 Ответ 0,2 0,30,40,50,60,8 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30 405060 80 100 150 200 Световой импульс при воздушном взрыве, кал/см2 ... 1 _____- ---------------1 J----i 1 £ .1 . 1 Li-1 1----1 »-.l—J 0,1 0,150,2 0,30,40,50,60,81 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 3040506080 Световой импульс при наземном взрыве, кал/см2 Рис. 3.9. Номограмма для определения световых импульсов Облака, расположенные на пути распространения светового излучения, также значительно ослабляют его, в результате чего уменьшается или полностью исключается поражающее действие светового излучения на наземные объекты. При одних и тех же атмосферных условиях световой импульс на заданных расстояниях от центра взрыва увеличивает
ся примерно прямо пропорционально увеличению мощности взрыва. Для объектов, расположенных на поверхности земли, при равных расстояниях от центра взрыва и одинаковых атмосферных условиях световой импульс при наземном взрыве примерно в 3 раза меньше, чем при воздушном взрыве той же мощности. Это объясняется тем, что при наземном взрыве светящаяся область в отличие от воздушного взрыва имеет форму полусферы и экранируется облаком пыли. Кроме того, с увеличением высоты возрастает прозрачность воздуха, поэтому для одних и тех же атмосферных условий световое излучение при воздушном взрыве ослабляется меньше, чем при наземном. Номограмма для определения расстояния, на котором при тех или иных атмосферных условиях можно ожидать заданную величину светового импульса, приведена на рис. 3.9. Расстояния на номограмме даны от центра взрыва, а расстояния от эпицентра взрыва R3 определяют по формуле где R— расстояние от центра взрыва; Н — высота взрыва. Для определения на рис. 3.9 номера кривой, соответствующей заданным атмосферным условиям'и виду взрыва, используется следующая таблица: Атмосферные условия Балл видимости Дальность видимости Номер кривой на рис. 3.9 при воздушных взрывах мощностью до 100 тыс. т и наземных взрывах воздушных взрывах мощностью более 100 тыс. т Чистый воздух 9 50 1 1 Очень слабая дымка 7 10-20 3 2 Слабая дымка 5 2-4 5 4 Задымленный воздух 4 1—2 6 5 Слабый туман 3 0,5-1 8 7 Умеренный туман 1—2 0,05-0,5 9 8 Пример 4. Определить расстояние от эпицентра воздушного взрыва мощностью 20 тыс. т, на котором величина светового импульса составляет 8 кал/см2. Высота взрыва 550 м. Атмосферные условия — задымленный воздух.. Решение. На шкале световых импульсов для воздушных взрывов (рис. 3.9) находим число 8 кал/см2 и от него проводим вертикальную линию до наклонной линии, соответствующей мощности взрыва 20 тыс. т. Из точки пересечения проводим горизонтальную линию до кривой с номером 6. Над точкой пересечения находим расстояние от центра взрыва, оно равно 1,9 км. Определяем расстояние от эпицентра взрыва, на котором будет наблюдаться световой импульс ис = 8 кал/см2. /?э = 1,92 — 0,552 = 1.8 км.
Пример 5. Определить величину светового импульса на расстоянии 4 км от центра наземного взрыва мощностью 100 тыс. т. Атмосферные условия — чистый воздух. Решение. По номограмме рис. 3.9 на шкале расстояний находим величину 4 км и от нее проводим вертикальную линию до кривой с номером L Из точки пересечения проводим горизонтальную линию до наклонной линии, соответствующей мощности взрыва 100 тыс. т. Под точкой пересечения на шкале наземного взрыва находим световой импульс, равный 5 кал/см2. Физические основы поражающего действия светового излучения. Световое излучение, падая на поверхность объекта, частично отражается, частично поглощается, а если объект пропускает излучение, то частично проходит сквозь него. Стекло, например, пропускает более 90% энергии светового излучения; черные поверхности поглощают до 90—95% всей падающей на них энергии излучения, а белые — 20—30%. Хорошо отражают световое излучение металлические, особенно полированные поверхности. Материалы, хорошо отражающие или пропускающие световое излучение, более устойчивы к его воздействию. Поглощенная часть энергии светового излучения превращается в тепло, вызывая нагрев облучаемого объекта. Основным видом поражающего действия светового излучения является тепловое поражение, наступающее при повышении температуры облучаемого объекта до определенного уровня. Негорючие материалы при нагреве могут деформироваться, терять прочность, разрушаться, плавиться и испаряться. Горючие материалы при нагреве воспламеняются и горят. Тепловое воздействие на кожу и глаза человека вызывает ожоги различной степени тяжести. Световое излучение может нарушать действие электронно-оптических устройств, фотоприемников и светочувствительной аппаратуры, а также приводить к временному ослеплению людей. Существенную роль в поражающем действии светового излучения играет время облучения объекта, зависящее от мощности взрыва. Поскольку при взрыве большей мощности излучение энергии продолжается дольше, то за время воздействия излучения на объект происходит больший отток тепла от облучаемой поверхности, т. е. для поражения материала требуется тем больший световой импульс, чем больше мощность взрыва. Основной характеристикой падающего на объект светового излучения, используемой при оценке его поражающего действия, является импульс облучения и, кал/см2,— количество энергии светового излучения, падающей на единицу площади облучаемой поверхности за все время излучения. Импульс облучения зависит от конкретных условий облучения: ориентации облучаемой поверхности, отраженного излучения, экранирования различными преградами, а также от перемещения облучаемого объекта. Импульс облучения пропорционален световому импульсу и может быть больше или меньше его. Если облучаемая поверх
ность ориентирована перпендикулярно направлению распространения прямого излучения, экранирование и ослабление излучения преградами отсутствует, а влиянием отраженного излучения и перемещения объекта можно пренебречь, то импульс облучения равен световому импульсу. Равенство импульса облучения световому импульсу принимается также при оценке поражающего действия светового излучения на наземные объекты, когда конкретные условия облучения учесть практически невозможно. Импульс облучения, при котором с заданной вероятностью наблюдается опасное поражение материала (объекта), приводящее к потере функциональных свойств, называется поражающим. В табл. 3.2 приведены поражающие импульсы для некоторых материалов. По величине поражающих импульсов с помощью номограммы (рис. 3.9) может быть определен радиус зоны поражения материалов. Таблица 3.2 Значения поражающих импульсов ип, кал/см2 Наименование материала Мощность взрыва, тыс. т 1 10 100 1000 Ватник хлопчатобумажный 9 11 13 14 Ткань хлопчатобумажная 10 12 13 14 Ткань шерстяная 16 19 23 27 Материал для плащ-накидок 10 12 15 18 Сукно шинельное серое 15 19 26 34 Бумага газетная 5 6 7 8 Обивка автомобилей 5 5 6 7 Древесина 9 12 16 21 Сукно шинельное черное 13 17 21 26 Существенное влияние на значения поражающих импульсов оказывают влажность материалов и ветер. В зависимости от влажности материала изменяется доля импульса облучения, затрачиваемая на испарение воды, содержащейся в материале. Поэтому с увеличением влажности материала поражающий импульс возрастает. Влияние ветра на значения поражающих импульсов объясняется увеличением теплоотдачи с обдуваемой воздушным потоком поверхности и уносом образующейся горючей смеси. В результате воздействия светового излучения на легковоспламеняющиеся материалы (древесина, ткани, бумага, сухая растительность и т. п.) может возникнуть большое количество пожаров на значительной площади. Особенно опасны пожары в городах, лесах и массивах созревающих хлебов. В связи с этим необходимо заблаговременно проводить защитные меро
приятия, уменьшающие опасность пожаров. К таким мероприятиям относятся: расчистка районов расположения войск от легковоспламеняющихся материалов, обмазка горючих объектов глиной, известью или намораживанием на них корки льда, применение огнестойких, хорошо отражающих световое излучение чехлов, тентов, штор и т. п. Необходимо отметить, что своевременное принятие мер защиты уменьшает возможность поражения людей световым излучением. Действие светового излучения продолжается от десятых долей секунды при взрывах боеприпасов сверхмалой мощности до десятков секунд при взрывах мощностью более 1 млн. т. Поэтому, если после вспышки взрыва человек успеет занять укрытие в течение, например, двух секунд, то время воздействия на него светового излучения при взрыве боеприпаса крупной мощности будет сокращено в несколько раз, что значительно уменьшит или полностью исключит поражение. Если же человек успеет укрыться за время менее двух секунд после вспышки, то тяжесть поражения его световым излучением может быть уменьшена и при взрывах боеприпаса малой мощности. 3.3. Проникающая радиация Физическая характеристика. Проникающая радиация представляет собой поток гамма-излучения и нейтронов. Оба эти вида излучения различны по своим физическим свойствам. Общим для них является то, что они распространяются в воздухе от центра взрыва на расстояния до нескольких километров и, проходя через живую ткань, вызывают ионизацию атомов и молекул, входящих в состав клеток, что приводит к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем и развитию в организме лучевой болезни. Гамма-излучение испускается из зоны ядерного взрыва в течение нескольких секунд с момента ядерной реакции. По своему происхождению это излучение разделяется на несколько составляющих, основными из которых являются: мгновенное гамма-излучение, сопровождающее ядерную реакцию; вторичное гамма-излучение, возникающее при неупругом рассеянии и захвате нейтронов в воздухе; осколочное гамма-излучение, сопровождающее радиоактивный распад осколков деления. Мгновенное гамма-излучение возникает в основном в процессе реакции деления ядер и испускается за время, равное десятым долям микросекунды. При взаимодействии с материалами конструкции боеприпаса это излучение существенно ослабляется, поэтому его роль в поражающем действии незначительна. Вторичное и осколочное гамма-излучения являются основными компонентами гамма-излучения. Вторичное гамма-излу
чение действует на наземные объекты практически мгновенно, а осколочное — в течение 10—20 с после взрыва. Гамма-излучение значительно ослабляется в воздухе. Это происходит, во-первых, потому, что с увеличением расстояния от центра взрыва увеличивается площадь поверхности сферы, Рис. ЗЛО. Зависимость дозы гамма-излучения от расстояния до центра взрыва через которую проходит общий поток гамма-квантов, а следовательно, уменьшается количество энергии излучения, падающего на 1 см2 поверхности сферы. Во-вторых, на пути распространения гамма-излучение ослабляется воздухом: одни гамма-кванты поглощаются атомами воздуха, другие, взаимодействуя
с атомами, теряют некоторую долю энергии и изменяют направление своего движения — рассеиваются. При рассеивании гамма-квант выбивает из электронной оболочки атома электрон. Выбив электрон, гамма-квант теряет часть энергии и меняет направление своего движения. Процесс рассеивания повторяется до тех пор, пока энергия гамма-кванта при очередном столкновении его с атомом не окажется исчерпанной. В результате взаимодействия гамма-кванта с атомами воздуха или другой среды, в которой он распространяется, на пути его движения остается след из свободных электронов и ионизированных атомов. Степень ионизации среды гамма-излучением определяется дозой гамма-излучения, единицей измерения которой служит рентген. В настоящее время для измерения дозы гамма-излучения, поглощаемой в любом веществе, применяют единицу рад. 1 рад соответствует 100 эрг поглощенной энергии в 1 г вещества. Поражающее действие гамма-излучения на личный состав пропорционально дозе. Время набора основной части дозы гамма-излучения (до 80%) равно нескольким секундам. При воздушном и наземном ядерных взрывах доза гамма-излучения на равных расстояниях от центра взрыва практически одинакова, но она значительно зависит от плотности воздуха. Плотность воздуха летом меньше, чем зимой, поэтому при взрыве летом доза гамма-излучения будет больше, чем зимой на одном и том же расстоянии от центра взрыва. Изменение дозы гамма-излучения при взрывах различной мощности летом в зависимости от расстояния до центра взрыва показано на рис. 3.10. При определении дозы гамма-излучения зимой или в горах дозу гамма-излучения, найденную по верхнему графику рис. 3.10, необходимо умножить на коэффициент, значение которого определяется по нижнему графику рис. 3.10. Пример 6. Определить дозу гамма-излучения на поверхности земли на удалении 1,6 км от эпицентра воздушного ядерного взрыва мощностью 100 тыс. т, произведенного зимой на высоте 1 км. Решение. Определяем расстояние от центра взрыва /? = Ю?2 + № = И1,62 + I2 = 1,9 км. где /?э — расстояние от эпицентра взрыва; Н — высота взрыва. По верхнему графику рис. 3.10 находим, что доза гамма-излучения летом на расстоянии 1,9 км от центра взрыва мощностью 100 тыс. т равна £>0^=280 рад. По нижнему графику рис. 3.10 определяем поправочный коэффициент; он равен 0,25. Следовательно, доза гамма-излучения зимой будет равна РАи = 280*0,25 = 70 рад. От
Нейтронное излучение. При ядерных взрывах нейтроны испускаются в процессе реакции деления и синтеза — мгновенные нейтроны, а также в результате распада осколков деления — запаздывающие нейтроны. Мгновенные нейтроны испускаются в течение долей микросекунды и практически все они поглощаются воздухом за 0,5 с. Запаздывающие нейтроны испускаются осколками деления с периодами полураспада от 0,5 до 50 с. Время действия запаздывающих нейтронов на наземные объекты 10—20 с. С увеличением расстояния от центра взрыва поток нейтронов уменьшается. Уменьшение потока нейтронов происходит также вследствие взаимодействия их со средой. Основными видами взаимодействия нейтронов со средой являются их рассеивание при соударениях с ядрами атомов среды и захват ядрами атомов. Рассеивание состоит в том, что нейтроны, взаимодействуя с ядрами атомов, передают им часть своей энергии. Нейтроны, потерявшие после ряда столкновений почти всю свою энергию, могут быть захвачены ядрами атомов (например, ядрами азота) и прекратить свое существование. Нейтроны, будучи электрически нейтральными, при прохождении через вещество сами непосредственно не вызывают его ионизацию. Однако они вызывают ионизацию косвенным путем, например, взаимодействуя с некоторыми легкими ядрами. Поражающее действие нейтронов на личный состав пропорционально дозе, измеряемой так же, как и для гамма-излучения в радах. Доза нейтронов зависит от плотности воздуха. Изменение дозы нейтронов летом при взрывах различной мощности в зависимости от расстояния до центра взрыва показано на верхнем графике рис. 3.11, а поправочные коэффициенты для зимы и горных условий — на нижнем графике. Суммарные дозы проникающей радиации. Гамма-излучение и нейтроны ядерного взрыва действуют на любой объект практически одновременно. Тот факт, что гамма-излучение испускается в течение нескольких секунд, а нейтроны в основном в первые секунды, существенного значения не имеет. Поэтому поражающее действие проникающей радиации определяется ее суммарной дозой, получаемой в результате сложения доз гамма-излучения и нейтронов. Изменение суммарных доз проникающей радиации для взрывов различной мощности в зависимости от расстояния показано на рис. 3.12. Соотношение между дозами гамма-излучения и нейтронов в суммарной дозе проникающей радиации зависит от мощности взрыва и расстояния до центра взрыва. Для больших доз и взрывов мощностью менее 10 тыс. т доза, обусловленная нейтронами, больше дозы, обусловленной гамма-излучением; для средних величин доз, а также для взрывов мощностью более 10 тыс. т справедливо обратное соотношение.
Принципы защиты от проникающей радиации. Выше указывалось, что гамма-излучение, как ни высока его проникающая способность, заметно ослабляется даже в воздухе. В ве- Рис. 3.11. Зависимость дозы нейтронов от расстояния до центра взрыва ществах же более плотных гамма-излучение ослабляется еще сильнее. Происходит это потому, что чем больше плотность вещества, тем больше в единице его объема атомов и тем большее количество раз взаимодействует с ними гамма-излучение.
Следовательно, на одном и том же отрезке пути гамма-излучение в более плотном веществе потеряет больше энергии, чем в менее плотном, а потеря энергии означает уменьшение дозы гамма-излучения. Рис. О ЪОС 830 1200 . 1600 2000 2300 2800 8200 . РассгпЬУ»^» от iffimpa 'взрыва. 3.12. Зависимость суммарной дозы проникающей радиации от расстояния до центра взрыва Пусть поток гамма-излучения падает на поверхность преграды толщиной I (рис. 3.13). Представим себе, что некоторый слой уменьшает дозу гамма-излучения в два раза. Тог-58
да на границе А—А доза радиации окажется равной ^т. Если преграда достаточно толстая и в ней умещается несколько слоев толщиной d.{, то на границе Б—Б доза радиации будет вдвое меньше, чем на границе А — А, или вчетверо меньше/)^. В общем виде ослабление дозы гамма-излучения преградой толщиной I пропорционально 211*1. Отсюда доза за преградой выражается зависимостью: 2Wt • Величина слоя d^, ослабляющая дозу гамма-излучения в два раза, называется слоем половинного ослабления. Рис. 3.13. Схема ослабления гамма-излучения толщей материала Аналогичные рассуждения справедливы и при прохождении через вещество потока нейтронов. Однако в отличие от гамма-излучения наибольшее ослабляющее действие на поток нейтронов оказывают материалы, в которых много легких ядер, например ядер атомов водорода, углерода и др. Дело в том, что нейтроны взаимодействуют не с электронами атомов, а с ядрами. Это взаимодействие в легких веществах напоминает удар двух упругих шаров — нейтрона и ядра. Если масса последних одинакова, а такой случай имеет место при ударе нейтрона по ядру атома водорода, то нейтрон при лобовом ударе передает всю свою энергию ядру, подобно передаче энергии при соударении бильярдных шаров. Если же масса ядра значительно больше массы нейтрона, то нейтрон при любом ударе, даже лобовом, не передаст ядру всей энергии, а отскочит от него, как, например, отскакивает мяч при ударе о стенку. При таком упругом соударении нейтрон может потерять лишь небольшую долю энергии.
Наряду с упругим соударением нейтронов с ядрами наблюдается и иной вид взаимодействия. Нейтрон, ударяясь о такое ядро, может проникнуть внутрь его, а затем вырваться наружу, потеряв при этом значительную (до 90%) долю своей энергии, которая выделяется в виде гамма-кванта или заряженной частицы. Хотя процессы взаимодействия нейтронов и гамма-излучения со средой различаются, ослабление дозы нейтронов выражается аналогичной зависимостью: Г) _ РрП п~~ 2^Г Значения слоев половинного ослабления гамма-излучения и нейтронов для некоторых материалов приведены в табл. 3.3. Таблица 3.3 Значения слоя половинного ослабления гамма-излучения и нейтронов Наименование материала Плотность материала, г/см3 Слой половинного сслабления см d„, СМ Древесина 0,7 30,5 9,7 Полиэтилен 0,9 21,8 2,7 Вода 1 20,4 2,7 Грунт 1,6 13 9 Кирпичная кладка 1,6 13 10 Стеклопластик 1,7 12 4 Стиробетон 1,85 11 5 Железобетон 2,3 9,5 8,2 Железо (броня) 7,8 3,5 11,5 Свинец 11,3 2 12 Если толща защиты состоит из нескольких слоев различных материалов, то для определения общего коэффициента ослабления необходимо найти коэффициент ослабления для каждого слоя, а затем перемножить их. Для упрощения расчетов можно пользоваться графиками зависимости ослабления дозы гамма-излучения (рис. 3.14) и нейтронов (рис. 3.15). Пример 7. Определить дозу проникающей радиации внутри убежища с покрытием из деревянных брусьев толщиной 20 см и грунтовой обсыпкой в 120 см при взрыве мощностью 10 тыс. т на высоте 600 м. Убежище расположено в эпицентре взрыва. Время года — лето. Решение. 1. По графикам рис. 3.10 и 3.11 находим дозы гамма-излучения и нейтронов на поверхности земли £5^=12000 рад; £>„„ = 20000 рад. 2. По графикам рис. 3.14 и 3.15 находим степень ослабления древесиной ч грунтом гамма-излучения и нейтронов Kw = 1,6; /<(ГР = 600; Knw = 4; Кп гР = И 000.
3. Определяем дозу проникающей радиации внутри убежища D -- D 4" Dn ~ j; — Л — + „ уу = 7 ''лгрЛ/гдр 12 000 , 20 000 __ ! 9 ~~1,6*С00 ' 4’11'000 ^ад* Рис. 3.14. Зависимость коэффициента ослабления дозы гамма-излучения от толщины материалов Пример 8. Определить дозу радиации, которую получит экипаж танка, находящегося на удалении 1200 м от центра взрыва мощностью 5 тыс. т, при боевых действиях в горной местности. Средняя толщина брони танка равна 8 см.
Решение. 1. По рис. З.'Ю и 3.11 находим дозы радиации вне танка £^ = 200-1,7^340 рад; £)Оп= 120-2,1 = 250 рад. woo о Коэффициент ослабления дозы нейтронов 1000 100 6 4 2 1 О 20 40 60 80 100 120 140 Толщина ослабляющем олоя,_,о& Рис. 3.15. Зависимость коэффициента ослабления дозы нейтронов от толщины материалов 2. По рис. 3.14 и 3.15 находим степень ослабления броней гамма-излучения и нейтронов /С7 = 5; /Ся = 1,7.
3. Определяем дозу радиации внутри танка л__ । Don _340 250 _Qi5 пап U~~iq+ ~Кп~ 5 + 1,7-21й РЭЛ- Из краткого рассмотрения физических основ ослабления проникающей радиации следует практический вывод: любые материалы, в том числе грунт, дерево и бетон, которые применяются при возведении фортификационных сооружений, могут быть использованы для ослабления гамма-излучения и нейтронов. Для этого требуется лишь, чтобы на пути распространения проникающей радиации была необходимая толща из этих материалов. Рис. 3.16. Схема ослабления проникающей радиации траншеей Наиболее эффективной преградой является такая, которая защищает объект со всех сторон от прямого потока проникающей радиации и от рассеянного излучения. Этому требованию отвечают сооружения закрытого типа (блиндажи, убежища, перекрытые щели), имеющие почти со всех сторон большие защитные толщи. Расчеты показывают, что сооружения, которые способны выдержать воздействие ударной волны, практически защищают находящийся в них личный состав и от поражения проникающей радиацией. Но не только сооружения закрытого типа являются надежной защитой от проникающей радиации. Во много раз уменьшают ее воздействие и такие наиболее распространенные фортификационные сооружения, как окопы, траншеи и ходы сообщения. Эти сооружения не имеют защитной толщи сверху, однако и в них доза проникающей радиации значительно меньше, чем на открытой местности (например, на дне траншеи в 10 раз).
Поясним уменьшение дозы радиации на примере траншеи (рис. 3.16). Пусть центр взрыва находится слева от траншеи. Как видно, прямой поток радиации и часть рассеянного излучения, прежде чем попасть в траншею, проходят сквозь толщу грунта. При этом, чем больше толща грунта, тем больше ослабление излучений. По этой причине на дне траншеи доза радиации в несколько раз меньше, чем в верхней ее части. Защитой от проникающей радиации могут служить и различные естественные укрытия: овраги, канавы, скаты холмов и другие неровности местности. Личный состав, находящийся в момент взрыва в оврагах, канавах и т. п., может получить дозу проникающей радиации примерно в 1,5 раза, а на обратных по отношению к взрыву скатах холмов и гор — в 5—10 раз меньшую, чем на равнинной местности. В лесу дозы проникающей радиации по сравнению с открытой местностью уменьшаются при наземном взрыве в 1,5 раза, а при воздушном — в 1,2 раза. 3.4. Радиоактивное заражение Радиоактивное заражение является специфическим поражающим фактором ядерного взрыва. Оно создается радиоактивными элементами, испускающими при своем распаде, главным образом, гамма-излучение и бета-частицы. Поражающее действие радиоактивного заражения обусловливается способностью гамма-излучения и бета-частиц ионизировать среду и вызывать радиационные нарушения структуры материалов. Как поражающий фактор радиоактивное заражение наибольшую опасность представляет для людей. Оно, как и проникающая радиация, может вызвать у людей лучевую болезнь. Кроме того, радиоактивное заражение вызывает потемнение стекол оптических приборов, изменение параметров элементов радиоэлектронной аппаратуры (особенно полупроводников), засвечивание светочувствительных фотоматериалов (пленки, пластинок, бумаги). Поражающее действие радиоактивного заражения на людей определяется, главным образом, внешним облучением. Попадание радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма может лишь несколько увеличить поражающий эффект внешнего облучения. Характерной особенностью радиоактивного заражения является то, что создающие его радиоактивные продукты не имеют ни запаха, ни вкуса и оно может быть обнаружено лишь при помощи специальных приборов; его поражающее действие может проявляться в течение длительного времени после взрыва. Основными величинами, с помощью которых характеризуют поражающее действие радиоактивного заражения, являются доза излучения и активность продуктов заражения.
Доза излучения — энергия излучения радиоактивного заражения, приходящаяся на единицу массы облучаемого вещества. В качестве единицы ее измерения принимают рад. 1 рад= 100 эрг/г. Доза излучения определяет степень (тяжесть) поражения радиоактивным заражением в результате внешнего облучения. Активность продуктов радиоактивного заражения обусловливает степень (тяжесть) поражения людей радиоактивным заражением вследствие попадания радиоактивных продуктов внутрь организма. Основной величиной, с помощью которой характеризуют степень радиоактивного заражения, является мощность дозы излучения. Мощность дозы излучения радиоактивного заражения — доза излучения в единицу времени. В качестве единицы ее измерения используют рад/ч. Радиоактивное заражение местности при ядерных взрывах создается как в районе центра (эпицентра) взрыва, так и по пути движения облака взрыва на удалениях в десятки и сотни километров от места взрыва. Основными источниками радиоактивного заражения местности в районе взрыва являются радиоактивные продукты ядерной реакции деления и наведенная активность элементов поверхностного слоя почвы — в основном от радиоактивных изотопов алюминия-28, марганца-56, натрия-24, железа-59, образующихся под действием нейтронов, выходящих из зоны взрыва. На поверхности земли эта зона имеет вид круга. Заражение местности по пути движения облака взрыва образуется в результате выпадения из облака и пылевого столба радиоактивных частиц (частиц грунта и капель воды с осевшими на них радиоактивными продуктами). Зону заражения местности по пути движения облака взрыва называют радиоактивным следом облака взрыва. Поскольку выпадение радиоактивных частиц на заданном расстоянии зависит от скорости и направления среднего ветра, то радиоактивный след облака взрыва в каждом конкретном случае имеет свои размеры, конфигурацию и ориентацию на местности. По степени заражения и возможным последствиям внешнего облучения личного состава войск на зараженной местности (как в районе взрыва, так и на следе облака) принято выделять зоны умеренного (зона А), сильного (зона Б), опасного (зона В) и чрезвычайно опасного (зона Г) заражения (табл. 3.4). Размеры этих зон (длина и максимальная ширина следа облака и радиусы зон заражения в^районе взрыва) для наземных и воздушных (на высоте Н — 4 У~а м) приведены в табл. 3.5, 3.6.
е> о Таблица 3.4 Характеристика зон Д, Б, В и Г радиоактивного заражения Зона заражения Доза излучения до полного распада радиоактивных продуктов, рад Воздействие радиоактивного заражения на личный состав войск На внешней по отношению к центру (эпицентру) взрыва границе зоны В середине ЗОНЫ На внутренней по отношению к центру (эпицентру) взрыва границе зоны 400 Личный состав войск, находящийся в зоне в течение первых суток после ее образования: при открытом расположении может получить дозы излуче- А 4Q 125 ния, приводящие к потере боеспособности; в автомобилях, бронетранспортерах, фортификационных сооружениях, зданиях и т. п., как правило, не получает доз излучения, приводящих к потере боеспособности. Личный состав войск, находящийся в зоне при открытом расположении, а также в автомобилях и бронетранспортерах в Б 400 700 1200 течение первых суток после ее образования, может получить дозы излучения, приводящие к потере боеспособности. Экипажи танков за это же время доз излучения, приводящих к выходу из строя, не получают. Возможны тяжелые радиационные поражения открыто расположенного личного состава войск даже при кратковременном пребывании в зоне, особенно в первые сутки после ее образования. Радиационных поражений может избежать только личный состав войск, находящийся в блиндажах и убежищах при строгом соблюдении регламента действий на зараженной местности. Получают тяжелые радиационные поражения даже экипажи танков, действующих в зоне в течение первых часов после ее образования. Непродолжительное пребывание в зоне личного состава войск в открытом положении возможно лишь через неделю после взрыва. В 1200 2200 4000 Г 4000 7000 Более ММЮ0
»/аз* Т аблкца 3$ Длина и юирина зон радиоактивного заражения местности иа следе облака взрнва, км Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Вид взрыва Зоны заражения А Б в г 0,01 10 н 0,9—1,6 25 в н 1,0—0,5 . . 50 в н 1,0—0,2 — в — *— •- - 0,05 10 н 2,4—^7 25 в н 1,1—0,9 3,0—1,8 - 50 в н 1,0—0,3 3,3—1,2 — —- — в — .— СМ Ю н 3,4—3,7 25 в н 1,7—1,5 4,5—2,5 — в 1,8—0,7 50 н 4,9—1,7 Ьи |» в 1,3—0,1 — - - «мм* М Ю н 7,4—4,7 2^—2,4 . . в 3,6—3,4 25 н 9,8—4,3 2,2—2,1 . в 4,6—2,1 50 н 12—3,3 - . . в 4,5—1,2 — сь
68 Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Вид взрыва А 1 10 Н 10—8,0 25 В 5,0—4,2 н 14—5,7 в 6,3—2,7 50 н 17—4,2 75 в 6,9—1,7 н 18—3,4 в 6,4—1,1 2 10 н 14—9,3 в 6,8—5,2 25 н 19—6,9 в 8,8—3,5 50 н 24—5,2 75 в 10—2,3 н 26—4,4 в 10—1,6 5 10 н 23—12 в 11—6,6 25 н 31—8,8 в 14—4,5 50 н 38—6,7 75 в 16—3,1 н 42—5,7 в 17—2,4
Зоны заражения Б В г 3,3—3,4 1,4—1,2 —> - 3,7—1,9 — — — — 3,0—0,8 — — — — 1,9—0,1 — — — — — 4,8—4,5 2,4—2,3 — — —- - 5,5—2,7 1,8—0,5 — —— 5,3—1,5 — — — 4,4—0,9 — — — — — 8,0—6,0 4,2—3,7 1,4—0,9 — 9,4—3,8 4,2—1,8 — — — 9,8—2,4 2,3—0,1 — — —* — 9,4—1,7 — —
4—4343дсп Мощность взрыва, тыс. т Вид взрыва Скорость среднего ветра, км/ч ю 10 Н 32—15 В 15—7,9 25 Н 44—11 В 20—5,5 50 Н 54—8,3 В 24—3,9 75 Н 61—7,0 В 26—3,2 100 Н 65—6,3 В 27—2,6 20 10 Н 43—16 В 20—8,4 25 Н 58—12 В 26—5,8 50 Н 72—9,2 В 31—4,2 75 н 81—7,9 в 33—3,4 100 н 88—7,0 в 35—2,9 50 10 н 68—21 в 32—11 25 н 93—16 в 43—7,7 50 н 115—12 в 52—5,8 о> ю
Зоны заражения Б в г 12—7,5 6,3—4,8 2,6—2,0 — — 14—4,8 6,6—2,7 — 15—3,3 5,6—1,3 — —— —- ___ 15—2,5 — — — 14—1,9 — — — — — 15—8,1 8,4—5,3 3,5—2,6 — 18—5,3 8,8—3,1 — — __ 20—3,7 7,9—1,6 — 20—2,8 5,3—0,4 — — 20—2,3 — — — — — 25—11 14—7,3 6,5—4,1 4,8—2,2 — 31—7,1 16—4,5 5,4—1,9 ! 34—5,1 15—2,9
О) Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Вид взрыва А 50 75 Н 130—11 100 В 57—4,8 н 140—10 в 60—4,1 100 10 н 96—26 25 в 46—13 н 135—20 50 в 64—9,6 н 165—16 в 79—7,4 75 н 190—14 100 в 88—6,2 н 205—12 в 94—5,5 200 10 н 140—31 в 68—16 25 н 195—24 в 96—12 50 н 245—20 в 120—9,5 75 н 280—18 в 140—8,2 100 н 300—16 в 150—7,3 1
Зоны заражения Б В г 35—4,1 14—1,9 — 35—3,5 11—1,1 — — — — 37—13 21—8,9 10—5,4 8,1—3,4 — — 46—8,8 24—5,7 6,4—2,9 •— ~— 52—6,4 24—3,8 — а— — .— 54—5,2 23—2,9 — ММ — — 55—4,5 21—2,2 — — — — 54—16 32—11 16—6,8 13—4,7 — — 68—11 37—7,1 16—4,0 22—2,0 — 78—8,0 39—5,0 12—2,2 — мм 83—6,7 38—4,0 — — — 86—5,8 36—3,3 —
Окончание табл. 3.5 Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Вид взрыва Зоны заражения А ь в г 500 10 н 210—44 85—22 51—15 27—9,9 в 105—23 23—7,3 25 н 295—33 105—15 60—10 28—6,2 в 150—18 24—3,9 — 50 н 350—29 125—12 65—7,3 24—4,0 в 195—14 —. 75 н 415—26 135—9,7 65—5,9 20—2,6 в 220—12 — — 100 н 450—24 140—8,5 63—5,1 13-1,1 в 240—11 — — — 1000 10 н 255—48 100—23 61—16 31—10 в 125—23 25—6,9 — 25 н 355—38 130—16 71—11 32—6,5 в 180—19 26—4,1 50 н 450—31 150—12 75—7,8 26—4,2 в 225—15 —- 75 н 510—28 155—10 74—6,4 21—3,0 в 255—13 — — 100 н 555—26 160—9,0 71—5,5 14—1,4 в 275—12 Примечания; 1. Первое число размера зоны заражения относится к ее длине по оси следа, второе — к максимальной ширине. 2. Прочерки означают, что при данных условиях взрыва зона заражения не образуется.
Радиусы зон радиоактивного заражения местности в районе взрыва с наветренной стороны, м Зона заражения Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 А н 81 150 195 325 390 465 575 660 735 865 970 1070 1220 1290 в 73 140 180 305 370 440 545 630 705 830 920 1020 1150 1200 Б н 29 60 80 150 195 245 325 390 450 560 645 735 865 990 в 24 52 71 140 175 225 300 360 415 515 590 670 775 815 В н 17 36 50 99 130 170 230 290 340 430 510 595 710 770 в 13 30 42 86 115 150 205 255 300 385 450 520 610 635 Г н — 21 29 60 80 105 150 195 235 310 375 450 560 610 в 12 18 44 62 85 125 160 190 255 305 360 430 440 Примечание. Прочерки означают, что при взрыве мощностью Ют зона заражения Г не образуется.
Значения мощности дозы излучения радиоактивного заражения местности в районе взрыва с наветренной стороны на 1 ч после взрыва, рад/ч Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, м Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 50 н 13 25 125 635 1270 9700 34 800 52 200 56 300 70 300 76 700 80 400 82 700 53800 100 в 9,6 45 86 340 565 890 2 190 11 100 17 850 28 310 33 860 37 400 40040 26500 н 2,5 13 25 125 250 505 1260 11 000 37 700 70 300 76 700 80 400 82 700 53800 в 1,9 9,6 19 87 165 295 605 970 1 230 7 370 18 800 27 200 34160 24 050 200 н — 1,1 4 20 40 79 200 395 670 1670 27 900 63 900 82700 53 800 300 в — —• 3,1 15 29 57 130 240 360 685 1010 1350 12440 14 800 н — — 1,1 5,6 11 22 56 110 185 465 935 1870 51 150 53 800 400 в — — 1 4,3 8,4 17 40 76 120 255 420 635 925 780 н — — — 2 3,9 7,9 20 40 66 166 ззо 665 1660 27 400 500 в — •— —— 1,5 3 6 15 28 46 100 180 290 480 450 н — — — 1 1,6 3,2 8 16 27 67 135 270 670 955 600 в — — — — 1,2 2,4 6 12 19 44 80 135 245 250 н — — — — — 1,4 3,5 7 12 29 59 115 295 420 700 в — — — — — 1,1 2,6 5,2 8,6 20 37 66 125 135 н — — — — — — 1,6 3,2 6.4 14 27 54 135 195 800 в — — — — — — 1,2 2,4 4,8 9,6 18 32 65 73 н — — — — — — 1 1,6 2,6 6,6 13 26 66 94 900 в — — — — — — — 1,2 2 4,7 8,9 16 34 40 н — — — — — — — 1 1,3 3,3 6,5 13 33 47 1000 в — — — — — — — — 1 2,4 4,5 8,4 18 22 ! н 1 D — — — — — — — — — 1,7 3,3 6,7 17 24 1500 — — — — — — — 1,2 2,4 ! 4,4 9,6 I 12 1,1 i — — Примечание. Прочерки означают, что мощности доз излучения на соответствующих расстояниях меньше 1 рад/ч. со
Масштабы и степень радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по пути движения облака взрыва зависят в основном от мощности и вида взрыва, времени, прошедшего с момента взрыва, и скорости среднего ветра. С увеличением мощности взрыва масштабы и степень радиоактивного заражения возрастают. При прочих равных условиях наиболее сильное заражение происходит при наземных взрывах. Радиоактивное заражение местности при воздушных з взрывах на высотах Я>6,бИ q м существенной опасности не представляет. Степень заражения местности с течением времени уменьшается. Это обусловливается распадом радиоактивных продуктов. Влияние на масштабы и степень радиоактивного заражения других факторов не значительно. Например, выпадение атмосферных осадков во время формирования радиоактивного следа может привести лишь к некоторому увеличению степени заражения в отдельных районах местности. Значения мощностей доз излучения радиоактивного заражения местности в районе взрыва с наветренной стороны на 1 ч после взрыва приведены в табл. 3.7. Изменение мощности дозы излучения с течением времени можно определить по формуле где Pt и Pi — мощность дозы излучения радиоактивного заражения местности в районе взрыва с наветренной стороны соответственно на время t и 1 ч после взрыва, рад/ч; /С(/)—коэффициент, характеризующий степень изменения мощности дозы излучения радиоактивного заражения местности с течением времени. Коэффициент /С(0 численно равен отношению Его значения в зависимости от времени, отсчитываемого с момента взрыва, приведены в табл. 3.8. Мощность дозы излучения радиоактивного заражения местности на следе облака взрыва является функцией многих переменных. Ее значения определяют используя мощность дозы излучения на оси следа облака взрыва, рассчитанную на 1 ч после взрыва при условии, что радиоактивное заражение местности на следе во всех его точках создается как будто одновременно. Значения такой мощности дозы излучения в виде функции расстояния х от центра (эпицентра) взрыва по оси следа, скорости среднего ветра V, вида и мощности взрыва приведены в табл. 3.9. Данные табл. 3.9 позволяют определить мощность дозы излучения Р(х, у) в каждой точке (х, у) следа облака на любой 74
момент времени после взрыва. Ее значение находят по формуле Р( (х, у) = О при t < -у-; Л (х)К(1№ у)При/>-у, где Pi(x)—средняя мощность дозы излучения на оси следа; /С(х, у) —коэффициент, характеризующий уменьшение мощности дозы излучения радиоактивного заражения на оси следа с изменением удаления у от оси следа. Таблица 3.8 Значения коэффициента К (/), характеризующего степень изменения мощности дозы излучения радиоактивного заражения местности в районе взрыва и на следе облака взрыва с течением времени Время после взрыва K(t) Время после взрыва 15 5,3 4 0,19 2 20 3,7 5 0,14 щ 30 2,3 6 0,12 S 40 1,6 из 8 0,082 50 1,2 у 10 0,063 12 0,051 18 0,031 1 1,0 Часы 1,5 2 2,5 3 3,5 0,61 0,44 0,33 0,27 0,22 Сутки 1 2 3 4 0,022 0,0096 0,0059 0,0012 Значения коэффициента К(х, у) представлены в табл. 3.10 в зависимости от двух величин: координаты у и параметра Ка, являющегося функцией координаты х, скорости среднего ветра, вида и мощности взрыва. Значения параметра для наземного и воздушного взрывов при прочих равных условиях практически одинаковы. Они приведены в табл. 3.11. Радиоактивному заражению в районе взрыва и на следе облака может подвергаться не только личный состав войск и население, но и местные предметы, техника, вооружение, имущество и т. п. Степень заражения указанных объектов зависит от степени заражения местности, их положения, состояния поверхности и свойств материала. Например, в районе ядерного взрыва наибольшему заражению подвергаются поверхности объектов, обращенные на взрыв; у объектов, находящихся на следе облака взрыва, сильнее заражаются горизонтальные поверхности.
о Таблица 3.9 Значение средней мощности дозы излучения радиоактивного заражения местности на оси следа облака взрыва на 1 ч после взрыва, рад/ч Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Скорость среднего ветра 10 км/ч 1 Н 4,9 21 37 135 220 360 665 1030 1250 2090 3000 4220 6390 5330 В 2,4 6,1 8,8 19 26 34 47 58 67 72 84 97 115 130 2 н 1,6 8,4 16 70 125 225 465 780 1030 1910 2970 4520 7560 6830 в 1 3 4,8 13 19 27 43 58 63 89 НО 140 175 130 4 н — 2,2 4,8 25 50 96 225 410 605 1260 2140 3570 6590 6530 в — 1 1,7 5,8 9,5 15 27 41 50 80 НО 155 220 180 6 н — — 2 12 25 50 125 245 380 850 1540 2710 5300 5560 в — — — 3,2 5,5 9,2 18 29 38 65 97 140 215 190 8 н — — 1 6,6 14 30 79 160 260 610 1140 2100 4280 4680 в — — — 1,9 3,5 6,1 13 21 29 53 83 135 200 185 10 н — — — 4 8,9 19 53 ПО 185 455 880 1670 3510 3960 в — — — 1,3 2,4 4,3 9,4 16 23 44 71 ПО 185 175 12 н — — — 2,6 6 13 38 80 140 350 695 1350 2920 3380 в —— — — — 1,7 3,2 7,2 13 19 37 61 99 170 165 14 н — — — 1,8 4,2 9,5 28 61 ПО 280 565 1120 2470 2920 в —> — — 1,3 2,4 5,6 10 15 31 53 88 155 155 16 н — — — 1,3 3,1 7,1 21 47 85 225 465 935 2110 2540 в — —- — — 1 1,9 4,5 8,4 13 27 46 79 140 145
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва 0,01 0,05 0,1 0,5 1 1 2 3 4 5 6 7 18 н — — — 1 2,3 в — — —- — —• 20 н — — — — 1,8 в — — — — —. 25 н — — — — 1 в — — — — — 30 н — — — — — в — — — — — 40 н — — — — — в — — — — — 50 н — — — — — в — — — — — 60 н — — — — — в — — — — — 80 н — — — — — в — — — — — 100 н — — — — — в — — — — — 125 н — — — — — в — — — — 150 н — — — — — в —— —— . ^2
Мощность взрыва, тыс. т 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 8 9 10 И 12 13 14 15 16 5,4 17 37 69 185 385 795 1820 2230 1,5 3,7 7 11 23 41 71 130 135 4,3 13 30 56 155 325 680 1590 1980 1,2 3,1 5,9 9,3 20 36 64 120 125 2,5 8 19 36 105 225 485 1160 1490 — 2 4 6,6 15 28 51 98 105 1,6 5,2 12 25 72 160 360 880 1160 — 1,4 2,9 4,9 11 22 41 81 91 — 2,6 6,4 13 40 94 215 550 755 — — 1,7 2,9 7,3 14 28 59 69 — 1,5 3,7 7,8 25 59 140 370 525 — — 1,1 1,9 5 10 21 44 54 — — 2,3 5 16 40 97 265 385 — — — 1,3 3,6 7,5 16 35 43 — — 1,1 2,4 8,2 21 53 150 225 — — — — 2 4,5 9,7 23 29 — — — 1,3 4,7 12 32 93 145 — — — — 1,3 2,9 6,5 16 21 — — — — 2,6 7 19 56 90 — — — — — 1,8 4,3 И 15 — — — — 1,6 4,4 12 37 60 — — — 1,2 3 7,6 11
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 13 14 15 16 175 Н 1 2,9 8 25 42 В — 2,1 5,7 8,3 200 н — — — — — — — — — — 2 5,6 18 31 в — — — — — — — — — — — 1,6 4,4 6,5 250 н — — — — — — — — — 1 3 10 18 в — 1 2,7 4,2 300 н — 1,8 6,2 11 в 1,8 2,9 400 н — 2,8 5,1 в 1,5 500 н — 1,4 2,7 в Скорость среднего ветра 25 км/ч 1 н 5,9 20 32 92 140 205 330 465 510 745 970 1240 1650 1250 в 2,8 5,8 7,6 13 16 19 23 26 24 26 29 32 36 28 2 н 2,6 10 18 63 105 165 295 450 540 880 1240 1710 2510 2050 в 1,5 3,8 5,4 11 15 20 27 34 33 41 47 53 59 39 4 н — 3,6 7 29 52 91 185 310 410 750 1160 1750 2830 2540 в — 1,6 2,5 6,8 9,9 14 23 31 34 48 61 75 94 70 6 н — 1,7 3,4 16 30 55 120 215 305 595 970 1550 2650 2520 в — — 1,4 4,3 6,7 10 17 25 30 45 61 81 НО 85
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 3 4 5 6 8 н 1,9 9,8 в — — — 2,9 10 н — — 1,2 6,5 в — — — 2,1 12 н — — — 4,6 в — — — 1,6 14 н — — — 3,4 в — — — 1,2 16 н — — ’— 2,6 в — — — 1 18 н — — — 2 в — — — — 20 н — — — 1,6 в — — — — 25 н в — — — — 30 н — — — — в — — — — 40 н — — — — в — — — 1 50 н — — — — в — —— — — •м с©
Мощность взрыва, тыс. т 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 37 85 155 230 475 805 1340 2390 2360 4,7 7,5 14 21 26 41 58 81 115 93 13 26 63 115 180 385 670 1150 2130 2170 3,5 5,8 11 17 22 37 54 77 115 96 9,5 19 48 91 145 315 570 1000 1900 1990 2,7 4,5 9 14 19 33 50 73 ПО 97 7,1 14 37 73 120 265 485 875 1700 1820 2,1 3,7 7,5 12 17 30 46 69 105 96 5,2 И 30 59 98 225 420 770 1520 1660 1,7 3 6,3 11 15 27 42 65 100 94 4,3 9 24 49 82 195 365 685 1370 1530 1,4 2,5 5,4 9,2 13 24 39 61 98 92 3,4 7,4 20 41 70 170 325 610 1240 1400 1,2 2,1 4,7 8,1 12 22 36 57 . 94 89 2,1 4,7 13 28 49 120 240 470 990 1150 — 1,5 3,4 6 8,9 18 30 49 83 82 1,4 3,2 9,3 20 36 92 185 375 805 960 — 1,1 2,5 4,6 7,1 15 25 43 74 75 — 1,7 5,1 11 21 57 120 250 560 700 — — 1,6 3 4,7 10 19 33 60 63 — 1 3,1 7,1 14 38 83 175 410 530 — — 1 2 3,4 7,6 14 26 49 54
о co Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва o,oi : 0,05 0,1 0,5 1 1 2 3 4 5 5 i в 7 60 Н В — — 80 н — — в — — 100 н — — в — — 125 н — — в — — 150 н — — в — — 175 н — — в — — 200 н — — в — — 250 н — — в — — 300 н — — в — — 400 н — — в — — 500 н — I в 1 —• — II II II II II II II II II II II Мощность взрыва, тыс. т 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 4,8 9,4 27 60 130 315 410 — — 1,5 2,5 . 5,9 11 21 41 46 — 1 2,5 5 15 35 79 195 270 — — — 1,5 3,7 7,4 15 30 35 — — 1,4 3 9,4 22 52 135 185 — — — 1 2,6 5,2 11 23 27 — — — 1,8 5,7 14 33 88 125 — — — — 1,7 3,6 7,6 17 21 — — — 1,1 3,7 9,2 23 61 91 — — — — 1,2 2,6 5,6 13 16 — — — — 2,5 6,4 16 45 68 — — — — — 2 4,3 10 13 — — — — 1,8 4,6 12 34 52 — — — — — 1,5 3,4 8,1 11 — — — — 1 2,7 7 20 32 — — — — — 1 2,2 5,5 7,7 — — — — — 1,7 4,5 13 22 — — — — — — 1,6 4 5,7 — — — — — — 2,1 6,7 11 2,3 3,4 1,2 3,8 6,5 1,4 2,2
Оо Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,Ъ 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ' 16 Скорость среднего ветра 50 км/ч 1 Н 5,7 16 25 59 82 115 165 215 220 290 350 420 510 370 В 2,8 4,8 5,8 8,4 9,5 10 11 12 10 И 12 14 18 16 2 н 3 10 17 49 74 ПО 180 255 280 415 545 695 925 700 в 1,8 3,7 5 8,9 11 13 17 19 17 19 21 21 22 13 4 н 1,1 4,4 7,8 28 46 74 140 210 260 430 620 865 1270 1060 в — 2 2,9 6,4 8,7 12 17 21 21 27 32 37 42 29 6 н — 2,3 4,3 17 30 51 100 165 216 380 580 860 1330 1170 в — 1,1 1,8 4,5 6,6 9,3 14 19 21 29 37 45 54 40 8 н — 1,4 2,6 11 20 36 77 130 180 330 520 805 1300 1200 в — — 1,2 3,4 5 7,4 12 17 20 29 38 48 61 47 10 н — — 1,8 8 15 27 60 105 150 285 465 740 1240 1180 в — — — 2,6 4 6,1 11 15 18 28 37 50 65 52 12 н — — 1,2 6 11 21 48 85 125 250 415 675 1160 ИЗО в — — — 2 3,2 5 9,1 13 17 26 36 50 67 55 14 н — — — 4,6 8,8 17 39 71 105 220 370 620 1080 1080 в — — — 1,6 2,7 4,3 7,9 12 15 24 35 49 68 57 16 н — — — 3,6 7,1 14 33 60 92 190 330 565 1010 1020 в —— — — Д,4 2,2 3,6 6,9 11 14 23 33 48 68 58 18 н — — — 2,9 5,8 И 27 51 80 170 300 520 940 970 в — — — 1,1 1,9 3,1 6,1 9,6 13 21 32 46 67 58 20 н — — — 2,4 4,8 9,5 23 44 70 150 270 480 880 920 в — — — 1 1,6 2,7 5,4 8,7 12 20 30 45 66 58
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыве Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 25 Н 1,5 3,1 6,4 16 32 52 120 115 390 745 805 В — — — — 1,2 2 4,2 6,9 9,5 17 27 41 63 57 30 Н — — — 1 2,2 4,6 12 24 40 94 175 325 640 705 В — — — — — 1,5 3,3 5,6 7,9 15 24 37 59 55 40 Н — — — — 1,2 2,6 7,2 15 26 63 125 240 480 555 В — — — — — 1 2,2 3,9 5,8 11 19 31 51 51 50 н — — — — 1,6 4,7 9,9 18 45 90 180 375 450 в — — — — — — 1,6 2,8 4,4 9 15 26 45 65 60 н — — — — 1,1 3,2 7 13 33 69 140 300 370 в — — — — — — 1,2 2,2 3,4 7,3 13 22 39 41 80 н — — — — — 1,7 3,9 7,5 20 43 91 205 260 в — — — — — — — 1,4 2,3 5 9,2 17 31 34 100 н — — — — — 1,1 2,4 4,8 13 29 64 150 195 в — — — — — — — — 1,6 3,7 7 13 25 28 125 н — — — — — — 1,5 3 8,6 19 43 105 140 в — — — — — — — — 1,1 2,6 5,1 9,9 20 23 150 н — — — — — — — 1 2 5,9 14 31 77 105 в — — — — — — — — — 1,9 3,9 7,8 16 19 175 н — — — — — — — — 1,4 4,2 9,9 23 58 82 в — — — — — — — — — 1,5 3,1 6,2 13 16 200 н — — — .— — — — — 1 3,1 7,5 18 46 65 в 1,2 2,5 5,1 11 14
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 250 н 1 1,9 4,6 1 И 30 43 в — — — — — — — — — 1,7 3,6 8 10 300 н — — — — — — — — 1,2 3 7,5 20 31 в — — — — — — — — — — 1,2 2,6 6 8 400 н — — — — — — — — — 1,5 3,9 11 17 в —— — — — — — — — — — 1,6 3,7 5,2 500 н — 2,3 6,6 11 в — — — — — — 1 2,5 3,6 Скорость среднего ветра 75 км/ч 1 Н — — — — 57 74 105 130 125 155 185 210 245 180 В — — — — 6,6 7 7,3 7,5 6,1 6,5 7,3 8,9 13 14 2 н — — — — 57 82 125 170 180 250 315 385 480 350 в — — — — 8,5 9,9 12 13 11 12 12 12 11 6,7 4 н — — — — 40 62 110 160 185 290 400 540 745 590 в — — — — 7,6 9,7 13 16 15 19 21 23 25 16 6 н — — — — 27 45 85 130 165 275 400 570 835 705 в — — — — 6,1 8,2 12 16 16 21 25 30 34 24 8 н — — — — 20 34 67 ПО 145 250 380 560 855 750 в — — — — 4,9 6,9 11 15 16 22 27 34 40 29 Оо Со
co 4^ Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 3 4 5 6 10 Н — — — В — — —— 12 Н — — — — В — —— — — 14 Н — — — — В —- —— — 16 н — — — — в —— —— — — 18 н — — — — в —— — — — 20 н — — — — в —— — —— — 25 н — — — — в —- — — — 30 н — — — — в — — — — 40 н — — — — в — —• — — 50 н — — — — в — — —-• — 60 н — — — — в — — —
Мощность взрыва, тыс» т 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15 26 55 91 125 225 350 535 840 765 4 5,9 9,6 13 15 22 28 36 45 34 12 21 45 77 105 200 320 505 815 755 3,4 5 8,5 12 14 21 28 37 47 37 9,4 17 38 66 94 180 295 470 780 740 2,9 4,4 7,6 И 13 20 28 37 49 39 7,7 14 32 57 83 165 270 440 745 720 2,4 3,8 6,8 Ю 12 20 27 37 50 41 6,4 12 28 50 74 150 250 410 705 695 2,1 3,4 6,1 9,3 12 19 26 37 50 42 5,4 10 24 44 66 135 230 385 670 675 1,9 3 5,6 8,5 11 18 26 36 50 43 3,7 7,2 17 33 51 110 190 320 590 610 1,4 2,3 4,4 7 9,3 16 23 34 50 43 2,7 5,3 13 25 40 88 160 285 520 555 1,1 1,8 3,6 5,9 8 14 21 32 48 43 1,5 3,1 8,3 16 27 62 115 215 415 455 — 1,2 2,5 4,3 6,1 11 18 28 44 41 1 2 5,6 11 19 46 89 170 335 380 — — 1,9 3,2 4,8 9,2 15 25 40 39 1,4 4 8,2 14 35 70 135 275 320 — — 1,4 2,5 3,8 7,7 13 22 36 36
00 О1 Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 3 4 5 6 80 Н — — — — В — — — —- 100 Н — — — — В — — — — 125 н — — — — в ——• — —— — 150 н — — — — в — — — — 175 н — — — — в ——• — — — 200 н — — — — в — —— — — 250 н — — — — в — — — — 300 н — — — — в — — — — 400 н —— — — — в — — — —— 500 н —— — — — в
Мощность взрыва, тыс. т 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2,3 4,8 8,8 23 46 93 200 240 — — 1,7 2,7 5,6 9,8 17 30 31 — 1,4 3,1 5,8 15 32 67 150 185 — — 1,2 1,9 4,2 7,1 14 25 27 1,9 3,8 10 22 48 110 140 — — — — 1,4 3,1 5,9 11 20 23 — - 1,3 2,6 7,3 16 35 82 105 — — — — 1 2,4 4,6 8,8 17 19 — -- 1,9 5,4 12 27 64 86 — — — — 1,9 3,7 7,2 14 17 — — — 1,4 4,1 9,3 21 51 70 — — — — 1,5 3 6 12 15 — — , - 2,5 5,9 14 34 48 — — — — — 1 2,1 4,4 9,2 11 — — 1,7 4 9,5 24 35 — — — — — — 1,6 3,3 7,2 9,1 — — 2,1 5,1 14 21 — — — — — — — 2,1 4,7 6,2 — — — 1,2 3,1 8,6 13 1 1,4 3,3 4,5
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 2С0 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Скорость среднего ветра 100 км/ч 1 Н — — — — — — — 86 82 99 НО 125 145 ПО В — — — — — — — 5,1 4,2 4,5 5,3 7 12 13 2 н — — — — — — — 125 130 170 205 245 295 210 в — — — — — — — 9,3 7,8 7,9 7,8 7,6 6,9 4 4 н — — — — — — — 125 145 215 285 370 495 380 в — — — — — — — 13 12 14 15 16 16 10 6 н — — — — — — — 110 135 215 300 415 580 475 в — — — — — — — 12 13 16 19 22 24 16 8 н — — — — — — — 94 120 200 295 420 615 525 в — — — — — — — 12 13 17 21 25 29 21 10 н — — — — — — — 80 105 185 280 410 620 545 в — —- — — — — — 11 13 18 22 28 33 24 12 и — — — — — — — 69 94 170 260 400 615 555 в — — — — — — — 10 12 18 23 29 36 27 14 н — — — — — — — 60 84 155 245 380 600 555 в — — — — — — — 9,4 12 17 23 30 38 29 16 н — — — — — — — 53 75 140 230 360 580 545 в 1 1 — 8,8 11 17 23 30 39 31
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва * 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 3 4 5 6 18 н — — в — — — — - 20 н — — — — - в — — — — - 25 н — — — — - в — — — — — 30 н — — — — - в — — — — — 40 н — —'» — — - в — — — — - 50 н — — — — I - в — — — । । — — 60 н — — — — - в — — — — — 80 н — — — — - в — — — — — 100 н — — — — - on в
Мощность взрыва, тыс. т 1 2 о 10 20 50 100 200 500 1000 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 47 67 130 210 340 560 535 - — — 8,2 И 16 23 30 40 32 42 61 120 200 325 540 525 - — — 6,9 10 16 22 30 40 33 32 48 99 170 280 485 485 - — — 5,9 8,8 14 21 30 41 35 25 39 83 145 250 440 450 - — — 4,4 7,7 13 19 28 40 35 ! I — 17 27 60 110 195 360 385 - — — 3,5 6,1 11 17 26 38 35 12 20 46 85 155 300 330 - — — 2,8 4,9 9,1 15 23 36 34 9 15 36 68 130 250 285 - — — 1,9 4,1 7,8 13 21 33 32 5,4 9,6 24 47 91 185 220 - — — 1,4 2,9 5,8 10 17 28 29 3,6 6,6 17 34 68 145 175 - — — 1 2,2 4,5 8 14 24 25
Расстояние от центра (эпицентра) взрыва, км Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,05 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 125 н 2,3 4,3 11 24 49 105 135 в — — — — — — — — 1,6 3,4 6,3 11 20 22 150 н — — — — — — — 1,6 3 8,2 18 37 83 105 в — — — — — — — — 1,2 2,7 5 9,3 17 19 175 н — — — — — — — 1,1 2,2 6,1 13 29 66 86 в — — — — — — — — — 2,2 4,1 7,8 15 17 200 н — | — — — — — — — 1,7 4,7 10 23 54 71 в — — — — — — — — 1,8 3,4 6,6 13 15 250 н — ! — — — — — — — 1 3 6,8 15 37 50 в — i — i — — — — — — — 1,2 2,5 4,9 10 12 300 н — — — — — — — — — 2 4,7 И 27 38 в — — — — — — — — — — 1,9 3,8 7,9 9,8 400 н — 1,1 2,6 6,1 16 23 в 1 1,2 2,5 5,4 6,9 500 н — 1,5 3,8 10 15 в 1 1 1,7 3,8 5,1 Примечание. Прочерки означают, что мощности доз излучения на соответствующем расстоянии меньше 1 рад/ч.
Значения коэффициента /С (х, у), характеризующего уменьшение мощности дозы излучения на следе облака взрыва с изменением удаления от оси следа со К, Удаление от оси следа у, км 0,1 0,2 0,5 1 г 4 6 8 10 1 15 20 ; 25 30 40 50 0,1 0,95 0,82 0,29 0,01 0,2 0,98 0,9 0,53 0,08 0,3 0,98 0,94 0,66 0,19 0,4 0,99 0,95 0,73 0,28 0,01 1 0,5 0,99 0,96 0,78 0,37 0,01 0,6 0,99 0,97 0,82 0,44 0,04 0,7 0,99 0,97 0,83 0,49 0,06 0,8 1 0,98 0,85 0,53 0,08 0,9 1 0,98 0,87 0,57 0,11 1 1 0,98 0,88 0,61 0,14 2 1 0,99 0,94 0,78 0,37 0,02 3 1 1 0,96 0,85 0,51 0,07 4 1 1 0,97 0,88 0,61 0,14 0,01 5 1 1 0,98 0,9 0,67 0,2 0,03 6 1 1 0,98 0,92 0,72 0,26 0,05 0,01 7 1 1 0,98 0,93 0,75 0,32 0,08 0,03 8 1 1 0,98 0,94 0,78 0,37 0,1 0,05 9 1 1 0,99 0,95 0,8 0,41 0,14 1 1 0,07
о о К' 0,1 0,2 0,5 1 2 4 10 1 1 0,99 0,95 0,82 0,45 12 1 1 0,99 0,96 0,84 0,51 14 1 1 0,99 0,97 0,86 0,56 16 1 1 1 0,97 0,88 0,61 18 1 1 1 0,98 0,89 0,64 20 1 1 1 0,98 0,9 0,67 25 1 1 1 0,98 0,92 0,73 30 1 1 1 0,98 0,93 0,76 40 1 1 1 0,99 0,95 0,82 50 1 1 1 0,99 0,96 0,85 75 1 1 1 1 0,97 0,89 100 1 1 1 1 0,98 0,92 150 1 1 1 1 0,99 0,95 200 1 1 1 1 0,99 0,96 300 1 1 1 1 0,99 0,97 400 1 1 1 1 1 0,98 500 1 1 1 1 1 0,98 750 1 1 1 1 1 0,99 1000 1 1 1 1 1 1 1500 1 1 1 1 1 1 Примечание. Значения параметра К с определяют по Удаление ст оси следа у, км 6 8 10 15 20 25 30 40 50 0,16 0,09 0,22 0,14 0,01 0,27 0,18 0,03 0,33 0,22 0,04 0,37 0,26 0,06 0,41 0,3 0,08 0,49 0,38 0,4 0,01 0,55 0,45 0,19 0,02 0,64 0,55 0,29 0,06 0,7 0,62 0,37 0,1 0,79 0,84 0,73 0,79 0,51 0,61 0,22 0,33 0,02 0,14 0,01 0,04 0,01 0,89 0,85 0,72 0,47 0,26 0,12 0,05 0,91 0,89 0,78 0,57 0,37 0,2 0,1 0,02 0,94 0,92 0,84 0,69 0,51 0,35 0,22 0,07 0,02 0,96 0,94 0,88 0,76 0,61 0,45 0,33 0,14 0,04 0,97 0,95 0,9 0,8 0,67 0,53 0,41 0,2 0,08 0,98 0,96 0,93 0,86 0,76 0,65 0,55 0,34 0,19 0,98 0,97 0,95 0,9 0,82 0,73 0,64 0,45 0,29 0,98 0,98 0,97 0,93 0,88 0,81 0,74 0,58 0,44 табл. 3.11.
Значения параметра АСа, являющегося входом в табл. 3.10 Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Расстояние от центра (эпицентра) взрыва по оси радиоактивного следа х, км 1 2 5 10 15 20 25 50 100 150 200 300 400 500 0,01 10 25 50 0,5 0,2 0,1 1,2 0,5 0,2 0,7 0,05 10 25 50 0,7 0,3 0,1 1,5 0,6 0,3 4,2 1,7 0,8 3,6 1,8 0,1 10 25 50 0,7 0,3 0,1 1,6 0,6 0,3 4,5 1,8 0,9 9,6 3,8 1,9 0,5 10 25 50 | 0,8 0,3 0,2 1,8 0,7 0,4 5 2 1 11 4,3 2,2 17 6,7 3,4 23 9,3 4,7 6,1 14 10 25 50 75 0,8 0,3 0,2 0,1 1,9 0,8 0,4 0,3 5,2 2,1 1 0,7 11 4,4 2,2 1,5 17 6,9 3,5 2,3 24 9,5 4,9 3,3 12 6,3 4,2 30 15 10 2 i 10 25 50 0,8 0,4 0,2 1,9 0,8 0,4 5,2 2,1 1,1 11 4,4 2,2 17 6,9 3,5 24 9,5 4,9 31 12 6,3 74 30 15 39 75 0,2 0,3 0,7 1,5 2,3 3,3 4,2 10 26 О >—*
Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Расстояние от центра (эпицентра) взрыва по оси радиоактивного следа х, км 1 2 5 10 15 20 25 50 100 150 200 300 400 500 5 10 0,8 1.8 4,9 10 16 23 29 70 25 0,4 0,8 2 4,2 6,5 9,3 12 28 74 50 0,2 0,4 1 2,1 3,3 4,6 5,9 14 37 75 0,2 0,3 0,7 1,4 2,2 3,1 4 9,4 24 10 0,8 1,8 4,8 10 16 22 28 68 180 10 25 0,4 0,8 2 4,1 6,4 9,2 12 27 72 50 0,3 0,5 1 2,1 3,3 4,5 5,8 14 36 75 0,2 0,4 0,8 1,4 2,2 3 3,9 9,2 24 44 100 0,2 0,3 о,6 1,1 1,7 1,9 3 6,9 18 33 53 10 0,8 1,7 4,2 8,8 14 20 20 25 59 155 . 20 25 0,4 0,8 1,8 3,6 5,6 8 10 24 62 114 50 0,3 0,5 1 1,9 2,9 4 5,1 12 31 57 91 75 0,3 0,4 0,7 1,4 2 2,8 3,5 8 21 38 60 100 0,3 0,4 0,6 1,1 1,6 2,1 2,6 6 16 29 45 90 10 1 1,8 4,2 8,5 13 19 24 56 145 270 430 50 25 0,6 0,9 1,9 3,6 5,5 7,8 10 23 59 ПО 175 340 50 0,5 0,6 1,1 2 2,9 4 5 12 30 55 85 170 75 0,4 0,6 0,9 1,5 2,1 2,8 3,5 7,8 20 36 58 115 160 0,4 0,5 0,8 1,2 1,6 2,1 2,7 5,9 15 27 45 85 145
Мощность взрыва, тыс. т Скорость среднего ветра, км/ч Расстояние от центра (эпицентра) взрыва по оси радиоактивного следа х, км 1 2 5 10 15 20 25 50 | 100 150 200 300 400 500 100 10 1.1 1,8 4,1 8 12 17 22 51 135 250 395 780 25 0,8 1,1 2 3,6 5,3 7,2 9,1 21 54 100 158 315 50 0,7 0,8 1,3 2,1 2,9 3,9 4,8 11 27 50 80 155 260 75 0,7 0,8 1,1 1.6 2,2 2,8 3,4 7,4 18 34 53 105 175 100 0,6 0,7 0,9 1,3 1,8 2,3 2,7 5,7 14 25 40 80 130 200 10 1,4 2,2 4,1 7,6 11 16 20 46 120 220 350 695 25 1,1 1,4 2,2 3.6 5,1 6,8 8,5 19 48 89 140 280 465 700 50 1 1,2 1,6 2,3 3 3,9 4,7 10 25 45 71 140 235 350 75 1 1,1 1,4 1,8 2,3 2,9 3,4 7 17 30 48 93 155 235 100 1 1 1,2 1,6 9 2,4 2,8 5,4 13 23 36 70 115 175 500 10 2,2 2,9 5 8,8 13 17 22 50 130 235 375 740 1240 25 1,9 2,2 3 4,6 6,2 8 9,8 21 52 96 150 295 495 745 50 1,8 2 2,4 3,1 3,9 4,8 5,8 11 27 49 76 150 250 375 75 1,8 1,9 2,2 2,7 3,2 3,8 4,4 8,2 19 33 51 100 165 250 100 1,8 1,8 2 2,4 2,8 3,2 3,7 6,5 14 25 39 76 125 190 1000 10 3,2 3,8 5,6 8,8 12 16 20 44 110 203 320 635 1060 25 2,9 3,1 3,9 5,1 6,5 8,1 9,6 19 46 83 130 255 425 640 50 2,8 2,9 3,3 3,9 4,6 5,4 6,2 11 24 43 66 130 215 320 75 2,8 2,9 3,1 3,5 4 4,5 5 8,2 17 29 45 87 145 215 100 2,8 2,8 3 3,3 3,7 4,1 4,4 6,8 14 23 35 66 НО 160 Примечание. На расстояниях, для которых значения Ка не приведены, радиоактивное заражение местности не обра-2 зуется.
CD 4л. Мощности доз излучения радиоактивного заражения поверхностей военной техники, вооружения и обмундирования личного состава после выхода из соответствующей зоны заражения, рад/ч Характер заражения 1 Погода, состояние грунта 1 Время нахождения в зоне заражения, исчисляемое с момента взрыва, ч Зона заражения А Б В Г Военная техника и вооружение Первичное Любая погода 1 4 7 10 12 3 U 1,9 2,7 3 6 0,5 0,8 1,2 1,4 12 0,2 0,4 0,5 0,6 24 0,1 0,2 0,2 0,2 Вторичное Грунт влажный 1 0,4 2 7 18 3 о,н 0,6 1,9 5 6 0,05 0,23 0,8 2 12 0,02 0,1 0,4 0,9 24 0,01 0,05 0,15 0,3 Снежный покров 1 0,2 1 3,5 9 3 0,06 0,3 1 2,5 6 0,02 0,12 0,4 1 12 0,0i 0,05 0,2 0,5 24 0,005 0,02 0,1 0,2
Характер заражения Погода, состояние грунта Время нахождения в зоне заражения, исчисляемое с момента взрыва, ч Зона заражения А Б В Г Обмундирование личного состава Первичное Без осадков или снего- 1 0,8 3 3,5 0,8 пад 3 0,2 0,8 1 0,2 6 0,09 0,35 0,4 0,09 12 0,04 0,1 0,2 0,04 24 0,02 0,05 0,1 0,02 Дождь 1 0,8 3 6 8 3 0,2 0,8 1,6 2 6 0,09 0,35 0,7 0,9 12 0,04 0,1 0,3 0,4 24’ 0,02 0,05 0,1 0,2 Примечание. Данные табл. 3.12 для первичного заражения относятся к военной технике закрытого типа. Степень за-о ражения техники открытого типа (например, бортовых автомобилей без тента) в зонах 4, Б, В и Г соответственно в 2, 6, V» 15 и 50 раз больше. Степень вторичного заражения военной техники закрытого и открытого типов одинакова.
В сухую погоду, кроме того, под действием ветра или в результате передвижения войск в воздух поднимается радиоактивная пыль, которая может стать источником вторичного заражения местных предметов, вооружения, техники, обмундирования и т. п. Вторичное заражение объектов не исключается и в ненастную погоду при движении машин по зараженной местности. В этом случае больше всего заражается ходовая часть машин. Степень заражения объектов обычно значительно меньше степени заражения той местности, на которой они находятся. Возможная степень заражения наружных поверхностей техники, транспорта и обмундирования личного состава после выхода из соответствующей зоны заражения может быть определена с помощью табл. 3.12. Для определения влияния радиоактивного заражения местности на боевые действия и боеспособность войск (жизнедеятельность населения) выявляют и оценивают радиационную обстановку по данным прогноза, а затем уточняют радиационной разведкой. Выявление прогнозируемой радиационной обстановки состоит в определении размеров зон заражения с подветренной стороны взрыва (на следе радиоактивного облака) и с наветренной и в нанесении этих зон на карту. Размеры зон заражения Л, Б, В, Г (длина и максимальная ширина в серединах зон) приведены в табл. 3.5 для следа облака, а в табл. 3.6 приведены радиусы аналогичных зон заражения с наветренной стороны для района взрыва. Исходными данными для выявления прогнозируемой радиационной обстановки являются координаты эпицентров взрывов, мощность, вид и время каждого взрыва, направление и скорость среднего ветра. Направление и скорость среднего ветра в районе взрыва определяют с учетом мощности, так как от ее значения зависит толщина слоя атмосферы от земли до максимальной высоты подъема верхней кромки облака взрыва. С этой целью приведена табл. 3.13, из которой по заданной мощности взрыва находят необходимый слой атмосферы, для которого и определяют данные о среднем ветре. Таблица 3.13 Слои атмосферы для определения среднего ветра Мощность взрыва, тыс. т Слои атмосферы, км До 1 1—10 10—100 100—1000 Более 1000 0—1,5 0—3 0-6 0—12 0-18
Нанесение прогнозируемых зон заражения (рис. 3.17) начинают с обозначения на карте эпицентра взрыва и проведения окружности вокруг него. Около окружности делают поясняющую надпись: в числителе — мощность (тыс. т) и вид взрыва (Н — наземный взрыв, В — воздушный, П — подземный, ВП — взрыв на водной преграде), в знаменателе — время и дата взрыва (часы, минуты и число, месяц). Направление ветра Рис. 3.17. Схема радиоактивного заражения местности при ядерком взрыве От эпицентра взрыва по направлению среднего ветра про-водят ось прогнозируемых зон заражения. По табл. 3.5 определяют длину и максимальную ширину (примерно в середине длины) каждой из зон заражения и отмечают их точками на карте. Через эти точки проводят эллипсы, очерчивая прогнозируемые зоны заражения. Рис. 3.18. Схема радиоактивного заражения местности при групповом ядерном ударе Окружность в районе взрыва, поясняющую надпись, ось зон заражения и внешнюю границу зоны А наносят на карту синим цветом, внешнюю границу зоны Б — зеленым, зоны В — коричневым и зоны Г — черным цветом. При осуществлении ядерных взрывов своими войсками окружность в районе взрыва наносят красным цветом, а поясняющую надпись — черным. Зоны заражения, приходящиеся на водные преграды (акватории), на карту не наносят. При групповом или массированном ядерном ударе продолжительностью до 2 ч границы одноименных перекрывающих
ся или соприкасающихся прогнозируемых зон заражения объединяют и очерчивают сплошными линиями соответствующих цветов лишь их внешние контуры (рис. 3.18). При ядерных ударах продолжительностью более 2 ч прогнозируемую радиационную обстановку наносят от каждого из ударов. При выявлении и оценке прогнозируемой радиационной обстановки необходимо иметь в виду, что из-за возможных ошибок в определении координат взрывов их действительное местоположение может несколько не совпадать с эпицентрами взрывов, а ошибки в определении направления среднего ветра в районе ядерного удара и изменчивость ветра во времени и пространстве могут привести к отклонению фактических осей следов заражения местности от прогнозируемых примерно на ±20°. 3.5. Электромагнитный импульс Электромагнитные поля, сопровождающие ядерные взрывы, называют электромагнитным импульсом (ЭМИ). ЭМИ может оказывать поражающее действие на радиоэлектронную аппаратуру и электротехническое оборудование; аппаратуру, кабельные и проводные линии систем связи, управления, энергоснабжения и т. п. ЭМИ образуется в основном в результате комптоновского механизма, сущность которого заключается в следующем. Гамма-кванты взрыва, взаимодействуя с атомами окружающей среды, образуют медленные положительные ионы и быстрые электроны, которые движутся по направлению порождающих их гамма-квантов. В результате этого в окружающем пространстве возникают свободные электрические заряды, токи и поля. В свою очередь быстрые электроны также ионизируют среду, создавая медленные электроны и положительно заряженные ионы. В результате этого среда становится электропроводящей. Под действием электрического поля, созданного быстрыми электронами, медленные электроны начинают двигаться навстречу быстрым электронам, образуя ток проводимости. При асимметричном выходе и распространении гамма-квантов, вызванном, например, границей раздела воздух-грунт при наземном ядерном взрыве, токи проводимости в ближней зоне (на расстоянии до нескольких километров от центра взрыва) замыкаются через грунт и порождают магнитное поле. При воздушных взрывах асимметрия в распределении гамма-квантов и соответственно порождаемых ими токов возникает в результате неоднородной плотности атмосферы по высоте, конструкции ядерного боеприпаса и ряда других причин. Изменяющиеся во времени электромагнитные поля способны распространяться за пределы источника, образуя поле излучения на больших расстояниях от центра взрыва.
Основными параметрами электромагнитного импульса, характеризующими его поражающее действие, являются изменения напряженностей электрического и магнитного полей во времени (фо_рма импульса) и их ориентация в пространстве, а также величина максимальной напряженности поля (амплитуда импульса). Электромагнитный импульс наземного ядерного взрыва в ближней зоне представляет собой одиночный импульсный сигнал с крутым фронтом и обладает длительностью до десятков миллисекунд. Длительность фронта импульса, характеризующая время, за которое поле нарастает до своего максимального значения, близка к времени протекания ядерных процессов, т. е. в типичных случаях она может иметь величину примерно 10~8 с. Амплитуда электрического поля в ближней зоне может быть до сотен киловольт на метр. Распространение электромагнитного поля в проводящей среде приводит к его сравнительно быстрому затуханию. Амплитуда импульса убывает пропор-gиoнaльнo расстоянию от центра взрыва. Для низких воздушных взрывов параметры ЭМИ остаются примерно такими же, как и для наземных, но с увеличением высоты взрыва их амплитуды уменьшаются. Амплитуды ЭМИ подземного и надводного ядерных взрывов значительно меньше амплитуд ЭМИ взрывов в атмосфере, поэтому поражающее действие его при этих взрывах практически не проявляется. 3.6. Сейсмовзрывные волны в грунте При воздушных и наземных ядерных взрывах в грунте образуются сейсмовзрывные волны, представляющие собой механические колебания грунта. Эти волны распространяются на большие расстояния от эпицентра взрыва, вызывают деформации грунта и являются существенным поражающим фактором для подземных, шахтных и котлованных сооружений. Различают сейсмовзрывные волны трех основных типов: продольные, поперечные и поверхностные. В продольной волне частицы грунта движутся вдоль направления ее распространения, в поперечной волне — перпендикулярно этому направлению, а в поверхностной — по эллиптическим орбитам. Источником сейсмовзрывных волн при воздушном взрыве является воздушная ударная волна, действующая на поверхность земли. При наземном взрыве сейсмовзрывные волны образуются как в результате действия воздушной ударной волны, так и вследствие передачи энергии грунту непосредственно в центре взрыва. В соответствии с этим при наземном ядер-ном взрыве различают две волны (рис. 3.19): волна (сумма продольных и поперечных), источником которой является распространяющаяся вдоль поверхности земли воздушная ударная волна — эту волну принято называть волной сжатия; волна (сумма продольных, поперечных и поверхностных), распрост
раняющаяся по грунту из центра взрыва — эту волну называют эпицентральной. На рис. 3.19 показаны основные типы волн в мягком грунте. Наличие под мягким грунтом скалы приводит к образованию новых сейсмовзрывных волн — отраженных и преломленных волн. Воздушная ударная волна Рис. 3.19. Сейсмовзрывные волны в грунте Сейсмовзрывные волны при взаимодействии с сооружениями формируют динамические нагрузки на ограждающие конструкции, элементы входов и т. д. Сооружения и их конструктивные элементы совершают колебательные движения, характеризующиеся величинами ускорений, скоростей и перемещений. Напряжения, возникающие в конструкциях сооружений, при достижении определенных значений могут приводить к разрушениям элементов конструкций. Ускорения, передаваемые от строительных конструкций на размещаемые в сооружениях вооружение, военную технику и внутреннее оборудование, могут приводить к их повреждениям. Пораженным может оказаться и личный состав в результате действия на него перегрузок и акустических волн, вызываемых колебательным движением элементов сооружений.
Глава 4 ПОРАЖАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ И ВОЗДУШНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 4.1. Общая характеристика поражающего действия ядерного взрыва на личный состав, вооружение, военную технику и сооружения В результате ядерного взрыва личный состав войск, вооружение, техника и сооружения могут быть полностью уничтожены или поражены (повреждены) с различной степенью тяжести (степенью повреждения) на большой площади. Тяжесть поражения человека или степень повреждения (разрушения) вооружения, техники и сооружений на заданном расстоянии от эпицентра взрыва определяется мощностью и видом взрыва, а также устойчивостью объектов * к воздействию поражающих факторов взрыва. Кроме того, тяжесть поражения (степень повреждения) объектов зависит от условий их расположения на местности, ориентации по отношению к взрыву, физико-географических условий в районе взрыва и т. д. Практически невозможно учесть все условия, определяющие поражающее действие взрыва на объект, и однозначно рассчитать расстояния, на которых возникает соответствующая тяжесть поражения или степень повреждения. Поэтому для описания поражающего действия ядерного взрыва используют закон распределения вокруг эпицентра взрыва точек, в которых объект получает поражения или повреждения не ниже заданной степени тяжести. Этот закон называют координатным законом поражения. Он выражает связь между вероятностью G поражения объекта и расстоянием R от эпицентра взрыва. Вследствие примерной симметричности поражающего действия ядерного взрыва относительно его эпицентра координатный закон поражения принимается круговым (рис. 4.1). Для каждого объекта при данном взрыве существует конкретный закон поражения. Общей характерной особенностью координатных законов поражения большинства объектов яв- * Здесь и далее под объектом подразумевается человек, образец вооружения, вид сооружения и т. п.
ляется наличие следующих зон вокруг эпицентра взрыва: зоны достоверного поражения, в пределах которой интересуемая степень поражения объекта наступает достоверно; зоны вероятного поражения, в пределах которой поражение объекта может либо наступить, либо не наступить. За внешней границей этой зоны интересуемая степень поражения объекта достоверно не наступает. Рис. 4.1. Вид кругового координатного закона поражения Основными числовыми параметрами координатного закона поражения является приведенная зона поражения Sn, определяемая как математическое ожидание площади, на которой данные объекты получают не ниже интересуемой степени поражения, и радиус приведенной зоны поражения /?п, который в большинстве случаев соответствует уровню вероятности 0,5. В дальнейшем радиус /?п называется радиусом поражения (повреждения, разрушения, выхода из строя). Поражения личного состава при ядерном взрыве вызываются прямым действием ударной волны, светового излучения, проникающей радиацией и радиоактивного заражения местности, а также косвенным действием ударной волны и светового излучения: обломками разрушенных сооружений, падающими деревьями, осколками стекла, комьями земли и возникающими при взрыве пожарами. Воздействие проникающей радиации и радиоактивного заражения местности вызывает лучевую болезнь и местные радиационные поражения кожи и слизистых оболочек. Опасность поражения войск, действующих на радиоактивно зараженной местности, во многих случаях будет решающим образом влиять на боевую обстановку. Холмы, овраги, лощины, лес при умелом использовании их для защиты от ядерного взрыва, как правило, ослабляют пря-102
мое действие поражающих факторов и уменьшают радиусы поражения личного состава. Пасмурная погода, туман, дождь, снегопад снижают интенсивность светового излучения и, следовательно, уменьшают зону получения ожогов. Вместе с тем при дожде и снегопаде происходит более интенсивное выпадение из облака взрыва радиоактивной пыли, а значит, увеличивается и степень радиоактивного заражения местности. Вследствие одновременного воздействия нескольких поражающих факторов поражения личного состава при ядерном взрыве часто будут комбинированными (комбинация травм, ожогов и лучевой болезни). Однако при определенных условиях расположения личного состава в момент взрыва возможны изолированные поражения только от одного из поражающих факторов. Комбинированные и изолированные поражения разделяют по характеру и тяжести. Характер поражений определяется природой воздействующих поражающих факторов, тяжесть поражений — возможными исходами и сроками течения болезни. Все поражения по тяжести делятся на I, II, III и IV степени, которые называются соответственно легкими, средней тяжести, тяжелыми и крайне тяжелыми (смертельными) поражениями. К I степени относят поражения, при которых исход заболевания, как правило, благоприятный. Все или часть пораженных теряют боеспособность на непродолжительный срок немедленно после взрыва (в случае механических и термических поражений) или спустя некоторое время (2—4 нед) при радиационных поражениях. При II степени поражения весь личный состав теряет боеспособность немедленно — при термических и механических поражениях и спустя 2—3 нед —при радиационных поражениях. У 5—15% пораженных возможны смертельные исходы в результате развития осложнений. К Ш степени относят поражения, при которых личный состав утрачивает боеспособность немедленно или спустя несколько дней после взрыва. Смертность может достигать 20— 80% в зависимости от объема оказываемой медицинской помощи. При IV степени поражения исход заболевания неблагоприятный, в подавляющем большинстве случаев пораженные погибают в течение 10 сут после поражения. Общее количество личного состава, вышедшего из строя, определяется всеми степенями тяжести поражения, в том числе и легкими поражениями, требующими лечения. Потери личного состава, вызванные действием поражающих факторов ядерного взрыва, подразделяют на безвозвратные и санитарные. К безвозвратным потерям относят погибших при взрывах, умерших во время лечения и утративших боеспособ
ность вследствие инвалидности, к санитарным — всех пострадавших, нуждающихся в медицинской помощи. Потери личного состава в случае скопления войск на открытой местности всегда будут большими, чем при рассредоточенном расположении и использовании укрытий. Потери могут увеличиться при расположении войск в населенных пунктах и в лесу. Увеличение потерь в населенных пунктах обусловливается поражением людей обломками разрушающихся зданий и осколками стекла, затоплением убежищ и подвалов, повреждением сетей коммунального хозяйства и других сооружений и систем. В лесу потери могут увеличиться из-за поражения людей падающими деревьями. Вооружение, техника и сооружения могут быть разрушены или повреждены в результате непосредственного или косвенного действия ударной волны и светового излучения. Кроме того, объекты могут быть выведены из строя от воздействия проникающей радиации и электромагнитного импульса, а также заражены радиоактивными продуктами. Ударная волна опрокидывает и отбрасывает на большие расстояния различные объекты, например тапки, бронетранспортеры, артиллерийские орудия, автомобили; при ударе о землю они, как правило, выходят из строя. Действие светового излучения вызывает нагрев и повреждение поверхностей объекта, обращенных в сторону взрыва. Если эти поверхности из воспламеняющихся материалов, то может возникнуть пожар, в результате которого объект будет уничтожен. На автомобилях, например, пожар начинается вследствие воспламенения обивки сидений, тентов и древесины бортов. Поражающее действие светового излучения на большую часть образцов вооружения и техники проявляется, как правило, на меньших расстояниях, чем поражающее действие ударной волны. Однако для деревянных построек и автомобилей зона поражения световым излучением может быть больше зоны поражения ударной волной, особенно при высокой прозрачности атмосферы. В результате воздействия проникающей радиации некоторые детали вооружения и военной техники приобретают наведенную активность, т. е. становятся источниками гамма-излучения. Однако в большинстве случаев наведенная активность объектов вооружения и техники не представляет опасности для личного состава. Проникающая радиация может вызвать изменения электрических характеристик элементов радиоэлектронной аппаратуры и привести к ложным срабатываниям или выходу аппаратуры из строя. Фотоматериалы (фотопленка, фотобумага и т. п.) засвечиваются и становятся непригодными к использованию. Заражение радиоактивными веществами вооружения, техники и сооружений не влечет за собой их повреждения, но затрудняет использование их в связи с опасностью поражения
радиоактивными веществами личного состава. Зараженные объекты используются по назначению лишь после уменьшения их заражения до предельно допустимых величин путем дезактивации. 4.2. Поражение личного состава воздушной ударной волной Воздушная ударная волна может наносить человеку поражения непосредственно и косвенно. При непосредственном действии ударной волны основной причиной возникновения травм является мгновенное повышение давления воздуха в момент прихода волны, воспринимаемое человеком как резкий удар. При этом тело человека испытывает действие односторонне направленной силы, совпадающей с направлением движения ударной волны и вызывающей в организме человека функциональные нарушения и механические повреждения. Тяжесть поражения личного состава, расположенного открыто на местности, зависит от значений параметров ударной волны и положения человека в момент взрыва. Более тяжелые поражения возникают у людей, находящихся в момент прихода ударной волны в положении стоя. Основными параметрами ударной волны, определяющими тяжесть поражения, являются скоростной напор, избыточное давление и время действия волны. С возрастанием каждого из этих параметров поражающее действие ударной волны увеличивается. При тяжелых поражениях наблюдаются травмы головного мозга, повреждения органов грудной и брюшной полости, переломы костей, кровотечение из носа и ушей. Пострадавшие с такими поражениями нуждаются в немедленной госпитализации и продолжительном (более 3 мес.) лечении. В процессе лечения возможны смертельные исходы. При поражении средней тяжести могут быть ушибы тела, разрывы барабанных перепонок и другие повреждения. После травмы длительное время наблюдаются головные боли, нарушается память, возникают расстройства речи и слуха, кровотечение из ушей и носа. Такие пораженные нуждаются в госпитализации на различные сроки (до 3 мес.). В большинстве случаев лечение заканчивается выздоровлением. При легких поражениях люди, как правило, теряют сознание на непродолжительное время (несколько секунд), после чего возможны головокружение, звон и шум в ушах. При таких поражениях часть личного состава будет нуждаться в госпитализации или наблюдении при части в течение 7—15 сут, а в отдельных случаях до 1,5 мес. Люди, получившие легкие поражения в виде ушибов, ссадин и т. п., после оказания им медицинской помощи остаются в строю. У подавляющего большинства вышетших из строя от действия воздушной ударной волны происходят разрывы барабан
ных перепонок и расстройство слуха (баротравмы). Боеспособность личного состава с такими поражениями вследствие ухудшения слуха может снижаться, особенно у лиц, работающих со средствами связи. Однако в немедленной госпитализации они, как правило, не нуждаются, и лишь спустя некоторое время часть из них вследствие развития осложнений (воспаление среднего уха) будут нуждаться в специализированной медицинской помощи. Характерной особенностью поражающего действия ударной волны на человека является то, что зоны вероятного поражения различной степени тяжести взаимно перекрываются настолько, что на данном расстоянии от эпицентра взрыва могут одновременно наблюдаться две и более различные степени поражения. В связи с этим характеризовать ту или иную степень поражения строго определенной величиной избыточного давления во фронте ударной волны не представляется возможным, так как при одном и том же давлении могут быть и тяжелые, средней тяжести и легкие поражения. Поскольку площадь поверхности тела стоящего человека, обращенная к направлению движения ударной волны, больше, чем лежащего, величина избыточного давления, при которой наблюдается одинаковая степень поражения людей, находящихся стоя, будет меньше, чем в случае расположения людей лежа. Значения избыточного давления ударной волны на границе зон легких и смертельных поражений открыто расположенного личного состава приведены в табл. 4.1. Таблица 4.1 Значения избыточного давления, соответствующие легким и смертельным поражениям личного состава, открыто расположенного на местности, кгс/см2 Мощность взрыва, тыс. т Вид взрыва Тяжесть поражения и положение человека в момент воздействия смертельная легкая (выход из строя) лежа стоя лежа стоя 1—10 н 3,8—2,1 2,5—1,6 1,4—1 0,6-0,3 В (лотом) 1,2—0,9 1—0,8 0,7-0,6 0,5—0,3 В (зимой) 3,5—2,2 3—1,6 1,4—1 0,6—0,3 10—100 Н 2,1 —1,4 1,6—1 1—0,6 0,3—0,2 В (летом) 0,9—0,7 0,8—0,6 0,6—0,5 0,3—0,2 В (зимой) 2,2—1,2 1,6-1 1—0,7 0,3—0,2 Более 100 Н 1,4 1 0,6 0,2 В (летом) 0,7 0,3 0,5 0,2 В (зимой) 1,2 1 0,7 0,2 Примечание. В данной и последующих таблицах принято обозначать: на-3 земный взрыв — буквой Н, воздушный '=7 у q м) — буквой В.
В реальных условиях в момент взрыва личный состав может находиться как лежа, так и стоя. При взрыве боеприпаса крупного диапазона мощности весь личный состав, расположенный на расстояниях, где он может получить травмы, выводящие его из строя, успеет лечь на землю, а при взрывах меньшей мощности люди этого сделать практически не успеют. В связи с этим в табл. 4.2 радиусы поражения ударной волной при взрывах боеприпасов крупного диапазона мощности даны для людей, расположенных лежа, а при взрывах меньшей мощности — как среднее значение между радиусами зон поражения, соответствующими положению людей стоя и лежа. Таблица 4.2 Радиусы смертельных и легких поражений открыто расположенного личного •состава от воздействия ударной волны, км Мощность взрыва, тыс. т Смертельные поражения Легкие поражения (гыход из строя) Н В Н в 0,01 0,02 0,04 0,05 0,06 0,1 0,06 0,09 0,12 0,14 1 0,15 0,24 0,3 0,35 10 0,4 0,6 0,9 1,0 100 1,1 1,4 1,7 1,75 1000 2,3 3,1 3,6 3,7 Примечание. В Пособии радиусы поражения приведены для взрывов в условиях прогрева приземного слоя воздуха (летом). Если зона поражения не выходит за пределы площади расположения личного состава, санитарные потери от воздействия ударной волны по степени тяжести ориентировочно распределяются следующим образом: крайне тяжелые и тяжелые — 40%, средней тяжести — 20%, легкие — 40%. Радиусы поражения ударной волной личного состава, находящегося в различных укрытиях, значительно меньше, чем расположенного открыто на местности. При расположении личного состава в открытых фортификационных сооружениях, ориентированных перпендикулярно к направлению распространения волны, радиусы поражения уменьшаются примерно в 1,8 раза. Это объясняется ослаблением или полным исключением воздействия на человека скоростного напора. Траншеи, ориентированные вдоль направления распространения ударной волны, практически защитными свойствами не обладают. Поскольку в районе ядерного взрыва могут оказаться различно ориентированные фасы траншей и ходов сообщения, то для практических расчетов степень сокращения радиуса поражения принимается равной 1,4. В открытых фортификационных сооружениях небольших размеров и сооружениях, имеющих покрытия (например, окопы, перекры
тые щели), радиусы поражения личного состава уменьшаются в 1,4—1,8 раза. Лучшими защитными свойствами обладают фортификационные сооружения закрытого типа (блиндажи и убежища). Эти сооружения не только защищают человека от прямого воздействия волны, но и снижают действие ударной волны, затекающей внутрь сооружения. Защитными свойствами от действия ударной волны обладают также танки, БТР и БМП. Количество пораженных и степень тяжести поражения личного состава, расположенного в фортификационных сооружениях закрытого типа, танках, БТР и БМП, зависит от степени их разрушения (повреждения) ударной волной. При полном разрушении сооружений (сильном повреждении техники) поражения, вызывающие выход личного состава из строя, могут получить все находящиеся в объектах люди; при среднем разрушении сооружений (среднем повреждении техники)—50%; при слабом разрушении (повреждении) объектов выхода личного состава из строя, как правило, не будет. В ряде случаев количество пораженных и тяжесть поражения личного состава могут быть значительно большими от косвенного воздействия ударной волны, т. е. от ударов, нанесенных обломками разрушающихся зданий, сооружений, техники, деревьев и т. п., чем от непосредственного ее воздействия. Например, при давлении во фронте ударной волны 0,2 кгс/см2 личный состав, открыто расположенный на местности, как правило, не получит поражений, выводящих его из строя, тогда как люди, находящиеся внутри зданий или вблизи них, вследствие разрушения зданий могут получить различные травмы, вплоть до смертельных. Если не принять необходимых мер защиты от воздействия осколков стекла, поражения в виде множества глубоких порезов могут наблюдаться даже при давлениях около 0,01—0,03 кгс/см2, которые на открытой местности не вызывают никаких поражений людей. Поражения людей в городе определяются в основном степенью разрушения зданий. При застройке кирпичными зданиями в зоне полных их разрушений пораженными могут быть почти все люди; в зоне сильных и средних разрушений количество пораженных составит почти половину и в зоне слабых разрушений — 10—20%. Травмы от косвенного действия ударной волны могут наблюдаться и при расположении личного состава в лесу. В этом случае в результате ударов обломками деревьев люди, находящиеся вне укрытий, получат поражения, выводящие их из строя. 4.3. Поражение личного состава световым излучением Световое излучение может вызвать у личного состава ожоги открытых и закрытых участков кожи и поражения глаз. Кроме того, ожоги возможны в результате пожаров и действия горячего воздуха в ударной волне.
Различают четыре степени ожогов и четыре степени тяжести термических поражений человека. Степень ожога определяется глубиной термического повреждения кожи. Степень тяжести термического поражения отражает нарушение общего состояния пораженного и зависит от глубины и площади ожога, а также от его локализации. Например, обширные по площади ожоги даже I степени могут привести к потере боеспособности, в то время как при более сильном, но ограниченном по площади ожоге пострадавшие после оказания им медицинской помощи могут быть возвращены в строй. С увеличением площади ожога тяжесть термического поражения возрастает (табл. 4.3). Таблица 4.3 Зависимость тяжести термического поражения от степени и площади ожога кожи Степень тяжести термического поражения Процент поверхности тела со степенью ожога второй третьей I До 10 До 3 II 10-20 3—10 III 20—30 10—20 IV Более 30 Более 20 Ожоги I степени характеризуются болезненной краснотой и отеком кожи, ожоги II степени — образованием пузырей, ожоги III степени — омертвением кожи, ожоги IV степени — обугливанием кожи и более глубоко лежащих тканей. Термические поражения I степени тяжести (легкое поражение) характеризуются, как правило, благоприятным исходом; пораженные теряют боеспособность немедленно. Термические поражения II степени тяжести (средней тяжести) отличаются более тяжелым течением заболевания. В результате развития осложнений возможны смертельные исходы (до 5%). Термические поражения III степени тяжести (тяжелое поражение) в 20—30% случаев заканчиваются смертельным исходом. При IV степени тяжести (крайне тяжелое поражение) личный состав, как правило, погибает в течение 10 сут после поражения. Степень ожога определяется величиной светового импульса. Величина светового импульса, вызывающего ожоги открытой кожи, зависит главным образом от мощности взрыва, а вызывающего ожоги кожи под одеждой — от вида обмундирования, его влажности и плотности прилегания к телу (табл. 4.4, 4.5).
Таблица 4.4 Световые импульсы, вызывающие ожоги кожи открытых участков тела человека, кал/см2 Степень ожога Мощность взрыва, тыс. т 1 10 100 1000 I 2,4 2,9 3.4 4 11 3,5 4 4.6 5,1 111 4,9 5,5 6.2 6,9 Таблица 4.5 Световые импульсы, вызывающие ожоги кожи под одеждой, кал/см2 Одежда Степень ожога I П ш Летнее хлопчатобумажное обмун- 6,3 7 8,8 дирование Полушерстяное габардиновое об- 11 12 17 мундирование Зимнее обмундирование 37 42 48 Примечание. Значения импульсов приведены для практически сухого обмундирования при плотном прилегании его к телу. Данные табл. 4.4 и 4.5 справедливы для условий, когда световое излучение падает перпендикулярно на неподвижную и неэкранированную в течение всего времени воздействия часть тела человека. В реальных условиях человек, заметив вспышку взрыва или ощутив боль от светового излучения, попытается отвернуться, укрыться или защитить открытые участки тела. Время, необходимое для принятия мер самозащиты от светового излучения, составляет около 2 с. Поскольку при взрывах мощностью более 100 тыс. т время, в течение которого высвечивается основная доля энергии светового излучения, превышает 2 с, то в результате самозащиты часть импульса будет «отсекаться». В этом случае для поражения открытых и закрытых одеждой участков кожи потребуются световые импульсы, в 1,4—1,5 раза превышающие указанные в табл. 4.4 и 4.5 значения. При взрывах мощностью менее 100 тыс. т время высвечивания основной части светового излучения соизмеримо с временем реакции человека на взрыв, поэтому значения импульсов, вызывающих ожоги кожи при таких взрывах, практически не отличаются от указанных в табл. 4.4 и 4.5.
В табл. 4.6 приведены значения световых импульсов, вызывающих термические поражения различной степени тяжести личного состава, одетого в летнее и зимнее обмундирование, с учетом реакции человека на взрыв, площади ожога и средней величины воздушной прослойки между телом и одеждой. Таблица 4.6 Световые импульсы, вызывающие поражения личного состава, кал/см2 Степень тяжести поражения Летом Зимой (независимо от мощности взрыва) Мощность взрыва, тыс. т 1 1 10 1 100 1000 I 5 5,4 6,2 8.1 42 II 9 9 11 13 50 III 12 12 16 20 58 IV 18 18 25 31 85 Личный состав выходит из строя при ожогах II или III степени открытых участков кожи (лица, кистей рук) или при ожогах II степени под одеждой на площади не менее 3% поверхности тела (примерно 500 см2). Радиусы поражений открыто расположенного личного состава от действия светового излучения приведены в табл. 4.7. Таблица 4.7 Радиусы смертельных и легких поражений открыто расположенного личного состава от воздействия светового излучения, км Мощность взрыва, тыс. т Смертельные поражения Легкие поражения (выход из строя) Н 1 В н 1 в 0,01 0,03 0,05 0,06 0,1 0,1 0,08 0,13 0,15 0,25 1 0,25 0,4 0,45 0,7 10 0,7 1,1 1,25 2,0 100 1,7 2,7 з,з 5,1 1000 4,4 6,8 7,3 11,5 Убежища, блиндажи, перекрытые щели, танки, БТР и БМП практически полностью исключают поражения личного состава световым излучением. В населенных пунктах и открытых фортификационных сооружениях вследствие экранирования светового излучения стенами зданий, сооружений и другими местными предметами вероятность непосредственного воздействия светового излучения уменьшается в несколько раз. Световое излучение может вызвать ожоги век, переднего отдела глаза (роговицы, конъюктивы и радужки), глазногодна и временное ослепление.
Ожоги век и переднего отдела глаза возникают при тех же световых импульсах, что и ожоги открытых участков кожи. Эти поражения приводят к ограничению или полной утрате боеспособности личного состава. Ожоги глазного дна возможны только в том случае, если человек смотрит в сторону взрыва, поэтому вероятность получения их невелика. Временное ослепление — это обратимое нарушение зрения, которое возникает ночью и в сумерки; днем оно, как правило, не наблюдается. В ночных условиях ослепление может иметь массовый характер и продолжаться от нескольких секунд до нескольких минут (табл. 4.8). В сумерки временное ослепление при мощности взрыва 100 тыс. т и более на расстояниях от 5 до 10 км продолжается несколько минут, а на больших расстояниях и при мощности взрыва менее 100 тыс. т на расстояниях более 5 км оно измеряется секундами. Таблица 4.8 Расстояния от эпицентра взрыва, на которых наступает временное ослепление личного состава ночью, км Продолжительность ослепления, мин Мощность взрыва, тыс. т 1 10 100 1000 <1 73/52 120/89 120/88 120/89 1 44/29 83/56 76/55 83/56 5 13/7 25/17 24/16 25/17 10 5 /3 16/9 14/9 16/9 15 4 /2 10/6 9/6 10/6 20 3 /1 7/5 7/4 7/5 25 2 /0,5 6/4 6/3 6/4 30 п более <0,5 5/3 5/2 5/3 Примечание. В числителе приведено расстояние для воздушного взрыва, в знаменателе — для наземного. При временном ослеплении оказания личному составу специальной помощи не требуется: нарушение зрения, как правило, проходит, не оставляя никаких последствий. 4.4. Поражение личного состава проникающей радиацией Сущность поражающего действия проникающей радиации на человека состоит в ионизации атомов и молекул, входящих в состав тканей организма, в результате чего может развиться лучевая болезнь. По тяжести заболевания лучевую болезнь принято делить на четыре степени: I степень (легкая), II степень (средняя), III степень (тяжелая) и IV степень (крайне тяжелая).
Степень тяжести заболевания определяется главным образом дозой радиации, полученной человеком, и характером облучения (общее или только некоторых участков тела). Кроме того, тяжесть поражения зависит от состояния организма до облучения, его индивидуальных особенностей и т. п. Переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей радиации; лучевая болезнь в этих случаях при равной дозе протекает более тяжело. Особенностью радиационного поражения является то, что в момент воздействия радиации человек не испытывает никаких болевых ощущений. В течение лучевой болезни различают четыре периода, которые отчетливо проявляются при лучевой болезни II и III степени: начальный период (период первичной реакции); скрытый период; период разгара лучевой болезни; период выздоровления. Лучевая болезнь I степени развивается при дозах радиации от 100 до 200 рад и характеризуется слабо выраженными признаками. Первичная реакция при такой дозе обычно отсутствует или проявляется слабо. Через 2—3 нед после облучения пораженные могут жаловаться на повышенную потливость, утомляемость, кратковременные головокружения, легкую тошноту, сухость во рту. В крови у пораженных обнаруживается незначительное уменьшение числа лейкоцитов — до 2—3 тыс., тромбоцитов — до 120—170 тыс. в 1 мм3 крови, СОЭ ускоряется до 15—20 мм в час. Выделить периоды в течение лучевой болезни I степени в большинстве случаев не представляется возможным. Исход при лучевой болезни I степени благоприятный. Период выздоровления длится 1,5—2 мес. Лучевая болезнь II степени развивается, как правило, при дозах радиации от 200 до 400 рад. Она характеризуется в основном теми же признаками, что и лучевая болезнь III степени (см. ниже), но выраженными менее резко. Первичная реакция обычно проявляется в первые 2 ч после облучения и продолжается 1—3 сут. Затем признаки первичной реакции исчезают и наступает скрытый период заболевания, который длится до 2—3 нед. Пораженные в это время чувствуют себя здоровыми и работоспособными. Однако при обследовании у них обнаруживаются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы: слабый частый пульс, нестойкое понижение кровяного давления. В крови отмечается медленное уменьшение количества лейкоцитов, стул неустойчивый. Период разгара заболевания при лучевой болезни II степени продолжается обычно 1,5—3 нед. В этот период у больных наблюдаются понижение аппетита, понос, кровоизлияния, выпадение волос. Количество лейкоцитов в период разгара болез-
ни уменьшается до 1000—1500, эритроцитов — до 1,5—3,5 млн. в 1 мм3 крови, гемоглобин уменьшается до 50—60%, СОЭ ускоряется до 20—35 мм в час. В результате лечения симптомы лучевой болезни постепенно исчезают и наступает период выздоровления с медленным восстановлением всех нарушенных функций организма. Исход при лучевой болезни II степени в большинстве случаев благоприятный. Рост волос возобновляется примерно через 1,5—2 мес. Период выздоровления при лучевой болезни II степени нередко затягивается до 2—2,5 мес. Больные нуждаются в отдыхе. Лучевая болезнь III степени развивается при дозах радиации от 400 до 600 рад. При этом у пораженных в течение первого часа после облучения отмечается резко выраженная первичная реакция. В этот период пораженные жалуются на головную боль, тошноту, многократную, часто повторяющуюся рвоту, общую слабость, жажду, сухость и горечь во рту, головокружение. Такая первичная реакция делает пораженного в различной степени ограниченно боеспособным или небоеспособным. Чем раньше и резче проявляются признаки первичной реакции, тем тяжелее будет протекать лучевая болезнь. Через 2—3 сут после облучения наступает скрытый период заболевания, который в зависимости от дозы радиации продолжается от нескольких часов до 1—3 нед. В этот период самочувствие больных улучшается, тошнота и рвота постепенно ослабевают, а затем полностью прекращаются. Больные жалуются на общую слабость, пониженный аппетит, быструю утомляемость, одышку при незначительных физических усилиях; иногда отмечаются поносы. В крови наблюдается снижение количества клеточных элементов. К концу скрытого периода общее состояние больного ухудшается, наступает период разгара заболевания. Его характерными признаками являются: сильная головная боль, повышенная температура тела (до 39—40°), сонливость, резкое понижение аппетита, жажда, желудочно-кишечные расстройства, кровоточивость, выпадение волос. Серьезные изменения наблюдаются со стороны сердечно-сосудистой системы: частый пульс слабого наполнения, низкое кровяное давление. В крови отмечается резкое уменьшение количества лейкоцитов (до 500— 400 в 1 мм3), что является одной из основных причин понижения сопротивляемости организма к различным инфекциям. Период выздоровления при лучевой болезни III степени затягивается на продолжительное время (до 3—6 мес). Лучевая болезнь IV степени развивается при дозах радиации, превышающих 600 рад, и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом. Первичная реакция проявляется в первые полчаса после облучения и характеризуется теми же симптомами, что и при лучевой болезни III степени, но в более выраженной форме. Скрытый период чаще всего отсутствует, и непосредственно за первичной • реакцией наступает период 114
разгара заболевания. Количество лейкоцитов снижается до сотен, а тромбоцитов — до нескольких тысяч. Нарушается дыхание и деятельность сердечно-сосудистой системы. Смерть обычно наступает в течение первых 10 сут после облучения. Однако своевременная госпитализация, интенсивное лечение и соответствующий уход за пораженными могут часть из них спасти от гибели. Данные о выходе личного состава из строя в зависимости от полученной дозы радиации приведены в табл. 4.9. Таблица <9 Вероятность выхода личного состава из строя в зависимости от полученной дозы радиации (% ко всем облученным) Доза, рад Время после воздействия минуты часы сутки 5-15 | 20-40 I-21 4-8 12-24 1-2 2-4 | 5-10 10-20 20-30 100—200 5—20 10-30 0—5 ___ 0—5 10—30 20—50 200—400 — — 20—50 20-50 10—30 — 0—5 20—50 30—70 50- 100 400—600 5-20 30—70 50—80 20—50 10—30 5—20 30—70 50—80 100 600—800 — 10—30 50—80 70—90 50-80 30—70 20—50 70—90 80— 100 100 800— 1000 0—5 20—50 80— 100 80— 100 70—90 50—80 30—70 80— 100 100 100 1000— 1500 5-20 50—80 100 100 80— 100 70—90 50-80 100 100 100 С вероятностью 50% личный состав будет выходить из строя немедленно (в первые минуты после взрыва) при полученной дозе радиации 5000 рад, в течение первого часа — 500 рад. Безопасной дозой, не приводящей к снижению боеспособности личного состава войск, является доза, равная 50 рад. В табл. 4.10 приведены радиусы поражения открыто расположенного личного состава проникающей радиацией. Таблица 4.10 Радиусы смертельного поражения и выхода из строя открыто расположенного личного состава от воздействия проникающей радиации, км Мощность взрыва, тыс. г Смертельные поражения Выход из строя в течение 10—15 мин 1 сут Н в Н в Н ° 0,01 0,27 0,28 0,13 0,14 0,34 0,35 0,1 0,51 0,52 0,3 0,31 0,6 0,61 1 0,81 0,83 0,53 0,54 0,93 0,94 10 1,18 1,2 0,87 0,89 1,35 1,38 100 1,68 1,72 1,31 1,34 1,90 1,95 1000 2,38 2,39 1,94 1,95 2,63 2,65
При расположений личного состава в открытых фортификационных сооружениях радиусы поражения уменьшаются примерно в 1,2 раза, а в блиндажах — в 2—10 раз. В танках радиусы поражения экипажей проникающей радиацией сокращаются в 1,2—1,3 раза; в БТР и БМП радиусы поражения личного состава практически не изменяются. Относительное значение проникающей радиации как поражающего фактора возрастает с уменьшением мощности взрыва и особенно при взрывах нейтронных боеприпасов. Так, если при взрывах крупного диапазона мощности радиусы поражения открыто расположенного личного состава проникающей радиацией значительно меньше радиусов зон поражения ударной волной, то при взрывах сверхмалого диапазона мощности и нейтронных боеприпасов они существенно больше. 4.5. Комбинированные поражения личного состава При ядерном взрыве поражение личного состава чаще всего будет определяться совместным воздействием двух или трех поражающих факторов—ударной волны, светового излучения и проникающей радиации, в результате чего у пострадавших могут наблюдаться комбинированные поражения, т. е. различные комбинации механических травм, ожогов и лучевой болезни. Ведущим компонентом комбинированного поражения, т. е. компонентом, определяющим утрату боеспособности личного состава, может явиться механическое, термическое или радиационное поражение. Комбинированное поражение, в котором одним из компонентов является проникающая радиация, принято называть комбинированным радиационным поражением. Поражение, вызванное действием термического и механического факторов ядерного взрыва, называется термомеханическим (ведущее поражение термическое) или механотермическое (ведущее поражение механическое). Комбинированные поражения характеризуются взаимовлиянием компонентов — изменением течения и исходов каждого из составляющих, проявляющимся в виде отягощения заболевания по сравнению с изолированными поражениями. Например, если у пораженных наряду с лучевой болезнью имеются и ожоги, то последние протекают более тяжело, заживают медленнее и часто дают осложнения. То же относится к ранам и переломам. В свою очередь, наличие ожогов, ран, переломов и других травм ухудшает течение лучевой болезни. Совокупность признаков, характеризующих более тяжелое течение каждого из компонентов комбинированного поражения, называется синдромом взаимного отягощения. Степень тяжести комбинированного поражения всегда не меньше степени тяжести его ведущего компонента. Синдром взаимного отягощения более заметно проявляется при комбинированных радиационных поражениях тогда, когда 116
один из его компонентов не ниже средней степени тяжести. При этом он сильнее выражен при радиационно-термических, чем при радиационно-механических поражениях, и особо проявляется в период разгара лучевой болезни или в период осложнений со стороны ожогов и ран. Личный состав с комбинированными поражениями гибнет чаще и в более ранние сроки, чем при изолированных поражениях равной степени тяжести. Количество и характер комбинированных поражений существенно зависят от мощности и вида взрыва, а также условий расположения личного состава. В табл. 4.11 приведены объем и структура комбинированных поражений по их характеру, а в табл. 4.12 — радиусы выхода из строя личного состава от совместного действия воздушной ударной волны, светового излучения и проникающей радиации. Таблица 4.11 Доля различных видов комбинированных поражений в числе санитарных потерь от совместного действия ударной волны, светового излучения и проникающей радиации, % Расположение личного Состава Вид комбинированных поражений Мощность взрыва, тыс. т 5-10 20-40 50-100 500-1000 Наземный взрыв Открыто на местности Радиационно-термические Радиационно-механо-термические Другие виды комбинированных поражений 10—30 50—60 20—40 2-5 0 0-10 0-2 0-2 0-2 0-2 5-10 1—3 Воздушный взрыв Радиационно-термические Другие виды комбинированных поражений 50—70 0—2 10-20 0—2 1—5 0 0 0 Наземный взрыв В блиндажах | Радиационно-механиче-1 ские 1 0—5 | 10-20 | 40-50 | 10-30 Воздушный взрыв | Радиационно-механиче-1 ские 1 ° 1 ° 1 0 1 20—30 Наземный взрыв В убежищах | Радиационно-механиче-1 ские 1 10—20|30—40 | 25-35 | 0-5 Воздушный взрыв 1 Радиационно-механиче-1 ские 1 0—5 | 5—10 | 10-15 | 30-35
со Радиусы выхода из строя личного состава в течение первых суток при совместном воздействии поражающих факторов ядерных взрывов, км Расположение личного с о ста ва Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Вне укрытий и в авто- н 0,34 0,59 0,82 0,92 1,04 1,11 1,2 1,34 1,69 2,01 2,49 3,31 4,04 4,66 5,62 7,3 мобилях в 0,35 0,61 0,84 0,96 1,14 1,25 1,5 1,98 2,65 3,14 3,88 5,14 6,47 7,43 8,9 11,5 В БТР и БМП н 0,28 0,51 0,72 0,84 0,95 1,02 1,Н 1,23 1,36 1,45 1,57 1,73 1,91 2,02 2,17 2,39 в 0,29 0,53 0,74 0,89 1 1,08 1,17 1,3 1,44 1,53 1,64 1,79 1,96 2,07 2,25 2,6 В танках н 0,15 0,34 0,51 0,57 0,66 0,71 0,78 0,89 1 1,07 1,15 1,28 1,42 1,5 1,62 1,8 в 0,16 0,35 0,53 0,59 0,69 0,75 0,83 0,94 1,05 1,13 1,22 1,35 1,48 1,56 1,68 1,83 В траншеях, щелях, хо- н 0,28 0,52 0,73 0,84 0,95 1,03 1,12 1,26 1,48 1,63 1,89 2,16 2,57 2,85 3,24 4 дах сообщения и окопах в 0,29 0,53 0,76 0,87 1,03 1,12 1,28 1,46 1,79 2,03 2,36 2,86 3,53 4,05 4,74 5,9 В блиндажах н 0,04 0,13 0,23 0,26 0,34 0,38 0,44 0,52 0,63 0,69 0,78 0,93 1,18 1,35 1,6 2,02 в 0,05 0,15 0,26 0,3 0,38 0,43 0,5 0,58 0,67 0,72 0,8 0,9 1,04 1,16 1,33 1,59 В убежищах н 0,03 0,07 0,13 0,17 0,22 0,25 о,з 0,37 0,45 0,51 0,6 0,76 0,96 1,1 1,3 1,64 в 0,02 0,05 0,12 0,16 0,21 0,24 0,29 0,36 0,42 0,47 0,53 0,63 0,77 0,88 1,04 1,31
Поражающее действие ядерного взрыва зависит от физико-географических условий, в которых происходят взрывы. Наибольшее влияние на размеры зон поражения личного состава оказывают время года, лес и рельеф местности. Зимой по сравнению с летом поражающее действие проникающей радиации и светового излучения ослабляется. Это обусловливается повышенной плотностью воздуха и наличием у личного состава зимней одежды. Ослабляется и поражающее действие ударной волны из-за уменьшения зимой величины скоростного напора волны. Ориентировочно считается, что радиусы выхода из строя личного состава, расположенного вне укрытий, в автомобилях, БТР, БМП, танках и в фортификационных сооружениях открытого типа, при взрывах в зимних условиях уменьшаются в 1,1 —1,2 раза. Радиусы выхода из строя личного состава, расположенного в блиндажах и убежищах, зимой при наземных взрывах практически не изменяются, а при воздушных взрывах мощностью 100 тыс. т и более увеличиваются в 1,3—1,4 раза. Лес ослабляет поражающее действие светового излучения и проникающей радиации и усиливает действие ударной волны. Последнее происходит из-за увеличения давления в результате отражения и поражения личного состава падающими деревьями и их обломками. Пересеченный рельеф местности усложняет картину изменения параметров поражающих факторов по различным направлениям от эпицентра взрыва. Это связано с тем, что горные хребты экранируют прямые потоки светового излучения и проникающей радиации, а давление во фронте ударной волны на одних и тех же расстояниях от эпицентра взрыва может принимать различные значения в зависимости от того, что окажется на пути ее распространения: передний или обратный скат, ущелье, долина и т. п. В целохм от совместного воздействия поражающих факторов радиусы выхода из строя личного состава при всех условиях расположения в горных районах уменьшаются в большинстве случаев на 10—30%. Помимо выхода из строя от непосредственного действия поражающих факторов личный состав в горных районах может быть поражен и косвенно в результате обвалов, снежных лавин и оползней, возникающих от действия ударной волны. Косвенные поражения при обвалах и оползнях в горах могут быть также вследствие перекрытия рек и затопления долин. 4.6. Поражающее действие на личный состав радиоактивных продуктов ядерного взрыва Радиоактивные продукты ядерного взрыва являются источником альфа-, бета- и гамма-излучения. Основным источником альфа-излучения является непрореагировавшая часть делящегося вещества, а бета- и гамма-излучения — осколки деления.
Кроме того, источником бета- и гамма-излучения могут быть радиоактивные вещества, образующиеся под действием нейтронов в грунте в районе взрыва, а также в материалах техники и вооружения. Альфа- и бета-частицы имеют малую проникающую способность и поэтому могут оказывать поражающее действие на организм только при непосредственном контакте с открытыми участками тела или при попадании их внутрь организма с пищей, водой и воздухом. Внешнее облучение личного состава определяется в основном гамма-излучением. Вклад внешнего облучения в общую дозу радиации при действиях на радиоактивно зараженной местности значительно превосходит дозу, обусловленную попаданием радиоактивных продуктов внутрь организма. В результате внешнего гамма-облучения развивается лучевая болезнь, клиническое течение которой аналогично течению ее при воздействии на организм проникающей радиации. Выход из строя личного состава зависит от полученной.дозы радиации и времени, прошедшего после облучения (табл. 4.13). Таблица 4.13 Данные о выходе личного состава из строя при внешнем однократном (до 4 сут) облучении и распределение потерь во времени (% ко всем облученным) рад 100 125 150 175 200 250 300 400 500 600 Время выхода из строя после облучения часы 6 | 8 12 1 2 7 12 1 2 8 18 30 4 7 20 36 51 сутки 14 30 Ю 20 40 60 85 Единичные случаи 5 15 32 50 85 100 100 100 100 Смертность облученных Единичные случаи 10 20 40 70 100 Если поражающая доза радиации получена при многократном облучении (за время более 4 сут), то лучевая болезнь протекает в менее тяжелой форме, чем при однократном облучении, а иногда может и не наступить. Это объясняется тем, что при многократном облучении возникающие в начальный период нарушения функций организма с течением времени частично восстанавливаются; вместе с тем сохраняются необратимые поражения организма, пропорциональные общей накопленной дозе. Значения остаточной дозы радиации в зависимости от времени, прошедшего с момента облучения, приведены в табл. 4.14.
Остаточная доза радиации (% к первоначально полученной дозе) Время после облучения, недели 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 и 12 13 14 Остаточная доза радиации 90 75 60 50 42 35 30 25 20 17 15 13 11 10 При попадании радиоактивных продуктов внутрь организма возможны острые или хронические радиационные поражения. Острые формы поражения возникают при однократном (в течение суток) поступлении в организм радиоактивных продуктов взрыва в поражающих количествах; хронические формы развиваются после длительного и многократного поступления их в количествах ниже поражающих уровней. Радиоактивные продукты попадают внутрь организма через пищеварительный тракт и дыхательные пути. По клиническому течению лучевая болезнь, вызванная попаданием радиоактивных продуктов внутрь организма, отлична от формы болезни, возникающей в результате внешнего гамма-облучения. В большинстве случаев первичная реакция, типичная для действия внешнего облучения, отсутствует. Заболевание начинается с периода разгара. Активность продуктов взрыва, вызывающая различные по тяжести острые радиационные поражения и выход личного состава из строя при однократном поступлении продуктов внутрь организма, приведена в табл. 4.15. Таблица 4.15 Активность продуктов взрыва, вызывающая острые радиационные поражения при однократном поступлении Активность, мКи Степень тяжести поражения Выход из строя, % 15—60 Легкая До 10 60—120 Средняя До 50 120—200 Тяжелая До 100 При многократном поступлении в организм продуктов взрыва суммарная их активность, вызывающая такие же по степени тяжести поражения, как при однократном поступлении, больше в несколько раз. Поражение кожи радиоактивными продуктами развивается при попадании их непосредственно на кожу человека и слизистые оболочки человека. Наиболее вероятно поражение незащищенных частей тела»
Острые поражения кожи развиваются при плотностях заражения более 30 млн. расп./мин • см2. Хронические поражения вызываются в случае, когда кожа продолжительное время заражена при плотностях значительно менее 30 млн. расп./мин • см2. По тяжести различают три степени поражения кожи: легкая, средней тяжести и тяжелая (табл. 4.16). При легких поражениях отмечаются отек и слабое покраснение кожи, зуд и выпадение волос; скрытый период продолжается около 1,5—2 нед, заживление наступает через 1 —1,5 мес. Поражения средней тяжести сопровождаются уменьшением скрытого периода до 1,5 нед и увеличением времени заживления до 2—3 мес. Для таких поражений характерны покраснение и отек кожи, образование пузырей и поверхностных язв. При тяжелых поражениях скрытый период продолжается 4—7 сут, воспаление развивается бурно, резко выражены покраснение и отек кожи, образуются глубокие язвы, заживление которых происходит медленно — в течение 6—12 мес и более. Таблица 4.16 Уровни заражения кожных покровов продуктами взрыва суточного возраста и соответствующие им степени поражения кожи при времени контакта 10—20 ч Уровни радиации на поверхности тЬла, мР/ч Степень поражения кожи Выход из строя, % 450—750 Легкая До 10 750—1200 Средняя До 50 Более 1200 Тяжелая 100 Примечание. Частичная санитарная обработка кожи, проведенная после заражения, предотвращает поражение кожных покровов. В реальных условиях внутреннее и внешнее заражение людей, действующих на радиоактивно зараженной местности, будет сопровождаться общим гамма-облучением. При этом дозы радиации от внешнего облучения, приводящие к потере боеспособности, могут быть получены значительно раньше, чем от внутреннего заражения, так как последнее опасно при попадании внутрь организма только большого количества радиоактивных продуктов, что является маловероятным. Поэтому считается, что при нахождении на местности, зараженной радиоактивными продуктами взрыва, основным поражающим фактором, определяющим выход личного состава из строя, является внешнее гамма-облучение. Однако заражение открытых участков тела, обмундирования и снаряжения, вызывающее поражение кожи, вполне возможно, особенно в момент формирования радиоактивного следа. Чтобы не допустить его, необходимо принимать меры индивидуальной и коллективной защиты от попадания продуктов взрыва на поверхность тела человека, а также своевременно проводить дезактивацию зараженной техники, вооружения и т. д.
4.?. Поражающее действие сейсмовзрывных Волн на личный состав Действие сейсмовзрывных волн ядерного взрыва может вызвать механические травмы у личного состава, находящегося в подземных сооружениях, не оборудованных средствами коллективной и индивидуальной защиты. Поражения возникают в результате взаимодействия человека с перемещающимися поверхностями сооружений. Такое взаимодействие принято называть сейсмическим ударом. Параметры сейсмического удара различаются для закрепленного и незакрепленного на рабочем месте личного состава. Для закрепленного личного состава параметром сейсмического удара, определяющим тяжесть поражения, является скорость движения опорной поверхности, а для незакрепленного личного состава — скорость соударения с элементами интерьера или конструкциями сооружения при потере человеком равновесия, его падении или отбросе. В результате сейсмического удара повреждаются в основном опорно-двигательный аппарат, внутренние органы, кости таза, позвоночник. Из-за метательного эффекта чаще всего возможны черепно-мозговые травмы и травмы конечностей. Механические травмы, вызванные сейсмовзрывными волнами, также, как и механические травмы другой природы, принято делить на степени: I (легкие), II (средней тяжести), III (тяжелые) и IV степень (крайне тяжелые травмы). В табл. 4.17, 4.18 и 4.19 приведены вероятности возникновения различных по тяжести травм, а также выхода из строя личного состава в зависимости от скорости движения опорной поверхности и скорости соударения человека с элементами интерьера сооружения в результате действия сейсмовзрывных волн ядерного взрыва. Таблица 4.17 Вероятность поражения личного состава, закрепленного на рабочих местах в подземном сооружении, в зависимости от скорости движения опорной поверхности, % Скорость движения, м/с Тяжесть поражения ( II Ш IV 1—2 0—5 0 0 0 2—4 5—20 0—5 0 0 4—7 10—30 20—50 10—30 0—5 7—10 5—20 10—30 20—50 10-30 10—15 0—5 5—20 20—50 30—70
Вероятность Поражения Личного состава, незакрепленного на рабочих местах в подземном сооружении, в зависимости от скорости соударения человека с элементами интерьера, % Скорость соударения, м/с Тяжесть поражения I II III IV При соударении головой 0,5-1 5—20 0-5 0 0 1—2 20-50 5-20 0-5 0 2—4 20-50 10-30 5—20 0-5 4—7 5-20 30-70 10—30 0-5 7—10 0—5 5—20 10—30 50—80 10-15 0 0-5 5—20 70—90 При соударении туловищем и конечностями 1-2 0-5 0 0 0 2-4 5-20 0-5 0 0 4—7 20-50 10—30 5—20 0—5 7—10 10—30 20—50 30—70 5—20 10-15 0 0-5 5—20 30-40 Таблица 4.19 Вероятность выхода из строя личного состава в зависимости от скорости движения опорной поверхности и положения человека в момент взрыва, % Скорость движения, м/с Положение человека в момент взрыва сидя стоя 2-4 5-20 20—50 4—7 30—70 80—100 7-10 70—90 10J 4.8. Разрушение и повреждение вооружения и военной техники Основным поражающим фактором, вызывающим разрушение и повреждение вооружения и военной техники, является ударная волна. Она наносит поражение как непосредственным действием избыточного давления, так и вследствие отбрасывания объекта скоростным напором и удара его о землю. Роль избыточного давления и скоростного напора в поражении зависит от размеров, конструкции объекта и степени его связи с земной поверхностью. Метательное действие скоростного напора является определяющим в выводе .из строя вооружения и военной техники. Повреждения объектов после отбрасывания могут
быть более значительными, чем от непосредственного действий ударной волны. При оценке повреждений, нанесенных ударной волной вооружению и военной технике, принято различать слабые, средние и сильные повреждения и полное разрушение. Слабыми повреждениями считаются такие, которые устраняются текущим ремонтом в полевых ремонтных органах с привлечением сил расчета (экипажа). Как правило, слабые повреждения существенно не снижают боеспособности образца, однако это не распространяется на самолеты, ракеты и автомобильную технику. Самолеты или ракеты при слабых повреждениях могут оказаться непригодными для использования, поскольку повреждения, кажущиеся несущественными на земле, могут привести к аварии ракеты или самолета в воздухе. Автомобильная техника при слабых повреждениях не может выполнять транспортную задачу. Поэтому за радиус выхода из строя самолетов, ракет и автомобильной техники принимается радиус зоны слабых повреждений. Для всех остальных видов вооружения и военной техники радиусом зоны выхода из строя считается радиус зоны средних повреждений. К средним относятся повреждения, для устранения которых требуется средний ремонт в войсковых или центральных ремонтных органах. Под сильными повреждениями понимаются такие, в результате которых объект либо окончательно становится непригодным к использованию, либо может быть вновь введен в строй только после капитального ремонта в заводских условиях. Полным разрушением считается такое поражение объекта, при котором восстановление его невозможно или практически нецелесообразно. В соответствии с принятой классификацией район, где объекты получают те или иные повреждения, можно разделить на четыре зоны: полного разрушения, сильных, средних и слабых повреждений. Все эти зоны имеют форму концентрических кругов, центром которых является эпицентр взрыва. Размеры каждой зоны характеризуются ее радиусом. Рассмотрим некоторые примеры поражающего действия ядерного взрыва на вооружение и военную технику. В качестве показателя степени повреждения принимается избыточное давление во фронте воздушной ударной волны. При этом следует иметь в виду, что поражающее действие ударной волны на конкретный объект зависит не только от значения избыточного давления, но и длительности ударной волны. Кроме того, для различных объектов перераспределение в поражающем действии между избыточным давлением и скоростным напором строго индивидуально. Следовательно, численное значение избыточного давления, приводящего к повреждениям данной степени конкретного объекта, зависит от мощности, высоты взрыва и физико-географических условий. Поэтому ниже приводятся значения избыточного давления для наземного взрыва мощностью
1 тыс. т. С увеличением мощности они, как правило, уменьшаются, а с уменьшением — возрастают. Из всех видов военной техники наименее устойчивы к воздействию ударной волны самолеты и вертолеты. Транспортные самолеты и вертолеты получают повреждения при избыточных давлениях во фронте ударной волны 0,07— 0,08 кгс/см2. Бомбардировщики слабые повреждения могут иметь при избыточном давлении 0,1—0,15 кгс/см2. Несколько устойчивее истребители и истребители-бомбардировщики, слабые повреждения которых наблюдаются при избыточном давлении 0,25—0,35 кгс/см2. При слабых повреждениях самолетов и вертолетов наблюдается обжатие обшивки фюзеляжа и крыльев, повреждение створок люков, фонарей кабин и обтекателей антенн. Средние повреждения носят такой же характер, как и слабые повреждения, но выражены они значительно сильнее и охватывают большие площади. Возможны повреждения отдельных силовых элементов конструкций крыльев, фюзеляжа, шасси и выход из строя некоторых приборов и агрегатов. При сильных повреждениях наблюдаются поломка силовых элементов конструкций крыльев и фюзеляжа, деформация элеронов и хвостового оперения, местные срывы обшивки крыльев фюзеляжа, деформации створок люков и деталей шасси. Для полного разрушения, возникающего при отбрасывании летательных аппаратов, характерны переломы крыльев, фюзеляжа, срыв с креплений двигателей. Баллистические ракеты тактического и оперативно-тактического назначения, авиационные ракеты и противотанковые реактивные снаряды на пусковых установках получают слабые повреждения в диапазоне избыточного давления ударной волны 0,25—0,65 кгс/см2. При слабых повреждениях у ракет происходит местное обжатие корпуса, выходят из строя отдельные узлы и блоки. При средних и сильных повреждениях, которые могут быть вызваны как непосредственным действием ударной волны, так и ее метательным действием, наблюдаются обжатие и повреждение корпуса с поломкой силовых элементов конструкций, повреждения системы автоматики и управления. Бронетанковая техника не только хорошо противостоит поражающему действию ядерного взрыва, но и защищает экипаж, уменьшая радиус зоны его поражения. Танки получают средние повреждения в зоне с избыточным давлением около 4 кгс/см2. При этом нарушается работоспособность одного или нескольких узлов и агрегатов и его дальнейшее боевое использование невозможно. Полное разрушение танков происходит при давлениях 10— 20 кгс/см2. При этом возможны срыв башни, разрушение вооружения и силовой установки, разрушение или деформация броневого корпуса (рис. 4.2).
Боевые машины пехоты, бронетранспортеры менее прочны, чем танки, и в меньшей степени защищают экипаж от поражающего действия ядерного взрыва. Слабые повреждения их наблюдаются при избыточном давлении до 1 кгс/см2, средние повреждения происходят в зоне с избыточным давлением до 2 кгс/см2. При воздействии избыточного давления в диапазоне 2—5 кгс/см2 происходят сильные повреждения и полное разрушение боевых машин пехоты и бронетранспортеров. Рис. 4.2. Полное разрушение танка Средние повреждения указанных видов бронетанковой техники аналогичны повреждениям основных танков. При сильном повреждении и полном разрушении возможны срыв с креплений двигателя, агрегатов трансмиссии, колес, деформация и разрушение кабины и броневого корпуса. Военная автомобильная техника, к которой относятся многоцелевые автомобили, тягачи, гусеничные транспортеры-тягачи, транспортные прицепы и полуприцепы, кузова-фургоны на шасси автомобилей, прицепов или полуприцепов, является самой массовой техникой, обеспечивающей оперативно-тактическую подвижность войск. Большая насыщенность войск автомобильной техникой, обладающей сравнительно малой прочностью, определяет массовый характер выхода ее из строя на относительно больших расстояниях от эпицентра взрыва. Наименьшей устойчивостью к воздействию воздушной ударной волны обладают многоцелевые автомобили и транспортные средства с кузовами-фургонами, которые получают слабые повреждения при давлении ударной волны 0,1—0,35 кгс/см2. Полное разрушение большинства образцов автомобильной техники происходит при избыточном давлении около 1 кгс/см2. Остекление автомобильной техники разрушается при давлении 0,1 кгс/см2. Автомобильная техника, получившая слабые повреждения, утрачивает подвижность и не может быть использована для вы
полнения транспортных задач вследствие повреждения (разрушения) отдельных деталей, узлов и приборов. Слабые повреждения автомобильной техники характеризуются деформацией панелей, кабины, капота, крыльев и фар (рис 4.3 и 4.4). Рис. 4.3. Многоцелевой автомобиль, получивший слабые повреждения Рис. 4.4. Артиллерийский тягач, получивший слабые повреждения При средних повреждениях наблюдаются срыв и разрушение наружных элементов, деформация кабины и оперения, а также разрывы трубопроводов систем (рис. 4.5 и 4,6).
При сильных повреждениях и полном разрушении характерны разрушение кабины и грузовой платформы, радиатора, оперения и срыв навесного оборудования двигателя (рис. 4.7, 4.8 и 4.9). Рис. 4.5. Многоцелевой автомобиль, получивший средние повреждения Рис. 4.6. Артиллерийский тягач, получивший средние повреждения Артиллерийские орудия и минометы выдерживают сравнительно большое избыточное давление ударной волны. Слабые повреждения у них возможны только при давлении свыше 0,5 кгс/см2.
Рис. 4.7. Артиллерийский тягач, получивший сильные повреждения Рис. 4.8. Полное разрушение многоцелевого автомобиля
Средние повреждения орудий и минометов наблюдаются при давлениях 1—2 кгс/см2, а сильные повреждения и полное разрушение — при давлениях более 2 кгс/см2. Рис. 4.9. Полное разрушение многоцелевого тягача При слабом повреждении артиллерийских орудий возможен изгиб щитов, повреждение прицельных приспособлений, механизмов наведения и электропроводки. Рис. 4.10. Артиллерийское орудие, получившее средние повреждения При среднем повреждении возможны деформации станин, повреждения станков, заклинивание механизмов наведения, выход из строя прицельных приспособлений (рис. 4.10); при сильном повреждении и полном разрушении — срыв и деформация ствола и щита, разрушение механизмов наведения,деформации станин, срыв колес.
Таблица 4.20 Радиусы выхода из строя вооружения и военной техники при ядерных взрывах, км Наименование ев а S а Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Р а к е т н а я и авиационная техника Баллистические ракеты н 0,07 0,17 0,32 0,43 0,54 0,62 0,73 0,92 1,16 1,33 1,57 1,98 2,50 2,86 3,39 4,27 оперативно-тактического и тактического назначения на пусковых установках в 0,07 0,18 0,35 0,46 0,57 0,66 0,78 0,98 1,23 1,41 1,68 2,11 2,66 3,05 3,61 4,55 Пусковые установки н 0,06 0,15 0,28 0,36 0,46 0,52 0,62 0,78 0,99 1,13 1,34 1,69 2,13 2,43 2,89 3,64 в 0,06 0,15 0,29 0,38 0,48 0,55 0,65 0,82 1,03 1,18 1,40 1,76 2,22 2,54 3,01 3,79 Истребители и истребители-бомбардировщи- н,в 0,08 0,21 0,4 0,53 0,67 0,77 0,91 1,15 1,45 1,66 1,97 2,48 3,12 3,57 4,24 5,34 ки Бомбардировщики н 0,16 0,39 0,75 0,99 1,24 1,42 1,69 2,12 2,68 3,06 3,63 4,58 5,77 6,60 7,83 9,86 в 0,18 0,46 0,86 1,И 1,44 1,65 1,95 2,46 3,10 3,55 4,21 5,31 6,68 7,65 9,07 11,4 Транспортные самоле- н 0,22 0,56 1,06 1,40 1,76 2,02 2,39 3,02 3,80 4,35 5,16 6,50 8,19 9,37 П,1 14,0 ты и вертолеты в 0,25 0,64 1,21 1,60 2,02 2,31 2,74 3,45 4,34 4,97 5,89 7,43 9,36 10,7 12,7 16,0 Бронетанкова я техника и артиллерийское вооружение Танки Н 0,02 0,05 0,10 0,13 0,16 0,18 0,22 0,27 0,34 0,39 0,46 0,59 0,74 0,84 1,00 1,26 В 0,03 0,07 0,12 0,16 0,21 0,24 0,28 0,35 0,45 0,51 0,60 0,76 0,96 1,10 1,30 1,64 Боевые машины пехо- Н 0,03 0,09 0,16 0,22 0,27 0,31 0,37 0,46 0,58 0,67 0,79 1,00 1,26 1,44 1,71 2,15 ты, бронетранспортеры, самоходные орудия и минометы, буксируемые ми- В 0,05 0,11 0,22 0,29 0,36 0,41 0,49 0,61 0,77 0,89 1,05 1,32 1,67 1,91 2,26 2,85 нометы
Наименование ОЗ ш и2 Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Буксируемые орудия н 0,04 0,10 0,19 0,25 0,31 0,35 0,42 0,53 0,67 0,76 0,91 1,14 1,44 1,64 1,95 2,46 наземной артиллерии ,и зенитные установки в 0,05 0,12 0,22 0,29 0,37 0,42 0,50 0,63 0,80 0,91 1,08 1,36 1,72 1,97 2,34 2,94 Реактивные системы залпового огня н,в 0,06 0,16 0,30 0,40 Авт 0,50 омо( 0,58 и л ь 0,68 н а я 0,86 техн! 1,08 1 к а 1,24 1,47 1,85 2,33 2,67 3,16 3,99 Многоцелевые автомо- н 0,10 0,26 0,49 0,65 0,82 0,94 1,11 1,40 1,76 2,02 2,39 3,02 3,80 4,35 5,16 6,5 били и специальные колесные тягачи в 0,11 0,29 0,55 0,72 0,91 1,04 1,23 1,55 1,95 2,24 2,65 3,34 4,21 4,82 5,71 7,2 Транспортеры-тягачи, н 0,08 0,21 0,4 0,53 0,67 0,76 0,91 1,14 1,44 1,65 1,95 2,46 3,1 3,55 4,21 5,3 тракторы в 0,09 0,23 0,43 0,57 0,72 0,82 0,98 1,23 1,55 1,77 2,1 2,64 3,33 3,82 4,52 5,7 Кузова-фургоны на н 0,14 0,36 0,68 0,9 1,13 1,3 1,54 1,94 2,44 2,8 3,32 4,18 5,26 6,02 7,14 9 шасси автомобилей, прицепов и полуприцепов, автобусы в 0,18 0,44 ( 0,83 3 т р е 1,1 л К о Е 1,38 юе с 1,59 ) р у ж 1,88 и е и 2,37 г р а I 2,98 1 а т о к 3,42 [ е т ы 4,05 5,11 6,43 7,36 8,73 11 Винтовки, карабины, н 0,04 0,1 0,2 0,26 0,33 0,37 0,44 0,56 0,7 0,81 0,95 1,2 1,52 1,73 2,06 2,59 автоматы, ручные пулеметы и ручные гранатометы >—* со со в 0,05 0,12 0,23 0,3 0,38 0,43 0,52 0,65 0,82 0,94 1,11 1,4 1,76 2,02 2,39 3,01
Окончание табл. 4.20 Со Наименование Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Станковые и крупнока- Н 0,06 0,14 0,27 0,36 0,46 0,52 0,62 0,78 0,98 1,12 1,33 1,68 2,11 2,42 2,87 3,61 либерные пулеметы В 0,06 0,15 0,29 0,38 0,48 0,54 0,65 0,81 1,02 1,17 1,39 1,75 2,2 2,52 2,99 3,77 Станковые гранатометы н,в 0,06 0,16 0,3 0,4 0,5 0,57 0,68 0,86 1,08 1,24 1,47 i 1,85 2,33 2,66 3,16 3,98 Радиолокационная техника и средства связи Подвижная техника связи на бронебазе Н,В 0,06 0,15 0,29 0,4 0,51 0,58 0,69 0,87 1,1 1,26 1,49 1,87 2,36 2,7 3,21 4,04 Подвижная техника н 0,11 0,28 0,54 0,7 0,88 1,01 1,2 1,51 1,9 2,17 2,58 3,25 4,09 4,68 5,56 7 связи на автомобильной базе в 0,12 0,3 0,56 0,75 0,95 1,08 1,28 1,62 2,04 2,33 2,76 3,48 4,39 5,02 5,95 7,5 Переносные радиостан- н 0,05 0,12 0,23 0,3 0,38 0,43 0,51 0,65 0,81 0,93 1,11 1,39 1,75 2,01 2,38 3 ции в 0,05 0,13 0,26 0,34 0,43 0,49 0,58 0,73 0,92 1,05 1,25 1,58 1,99 2,27 2,69 3,39 Телефонно-телеграф- н 0,05 0,13 0,24 0,32 0,41 0,46 0,55 0,69 0,87 1 1,19 1,49 1,88 2,16 2,56 3,22 ная аппаратура, постоянные воздушные линии связи в 0,06 0,14 0,27 0,35 0,44 0,51 0,6 0,76 0,96 1,09 1,3 1,63 2,06 2,36 2,8 3,52 Полевые кабели связи, н 0,01 0,03 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,14 0,18 0,2 0,24 0,3 0,38 0,43 0,51 0,64 проложенные в грунте в 0,01 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,1 0,13 0,14 0,17 0,21 0,27 0,31 0,37 0,46 Примечание. Приведенные в табл. 4.20 значения радиусов практически могут быть использованы для оценки результатов взрывов в любых физико-географических условиях.
Средства связи и радиолокационные установки выходят из строя из-за повреждения и разрушения антенно-фидерных систем и аппаратных кабин. Деформации кузова и шасси подвижной техники связи приводят к повреждениям радиоэлектронных приборов и узлов. Воздушные проводные линии связи выходят из строя из-за поломки опор и обрыва проводов. Кабельные линии связи, проложенные в грунте, наименее уязвимы к воздействию воздушной ударной волны; выход из строя возможен только при давлении свыше 10 кгс/см2. Боеприпасы, хранящиеся штабелями на открытых площадках, могут быть разбросаны ударной волной и стать непригодными для боевого использования из-за механических повреждений и выхода из строя взрывателей. Стрелковое оружие и гранатометы выходят из строя в результате деформации стволов, ствольных и затворных коробок, магазинов, приемников и прицельных рамок. Радиусы зон выхода из строя вооружения и военной техники, расположенной открыто на местности, при наземных и воздушных ядерных взрывах приведены в табл. 4.20. Если вооружение и военная техника размещаются в открытых фортификационных сооружениях, то радиусы зон выхода из строя уменьшаются примерно в 1,5 раза. 4.9. Разрушение и повреждение промышленных и гражданских зданий и сооружений Основным поражающим фактором для наземных промышленных и гражданских зданий и сооружений является воздушная ударная волна, а для подземных сооружений — сейсмовзрывные волны в грунте. Наибольшие разрушения от воздействия ударной волны получают жилые дома и промышленные здания и сооружения, которые рассчитывают в основном на вертикальные нагрузки (собственная масса конструкции, масса оборудования, людей, снега на крыше). Такие здания и сооружения оказывают малое сопротивление нагрузке от ударной волны, действующей в большинстве случаев в горизонтальном направлении, и разрушаются при небольшом избыточном давлении ударной волны, а также от сейсмических колебаний земли, вызванных взрывами. Более устойчивы к воздействию ядерного взрыва полуза-глубленные и котлованные сооружения; наименее уязвимы — подземные сооружения и коммуникации. При оценке разрушений зданий и сооружений необходимо считаться и с действием светового излучения. Световое излучение может вызвать многочисленные пожары вследствие возгорания деревянных элементов зданий, штор на окнах, обивки мягкой мебели внутри жилых помещений и т. п. Пожары возникают также от вторичных причин в результате разрушения и повреждения топящихся печей и плит, дымоходов, обрыва электропроводки, а также повреждения газовых труб.
В населенных пунктах разрозненные вначале очаги пожаро! могут со временем охватить уцелевшие здания и населенный пункт в целом и тем самым значительно увеличить объем разрушений. Рис. 4.11 Сборный деревянный дом, получивший шение: а — да взрыва; б — после взрыва слабое разру-
Различают четыре степени разрушения зданий: слабое, среднее, сильное и полное. В основу этой классификации положены характер разрушения здания и возможность использования его после взрыва, Рие. 4Л2. Кирпичный дом, получивший среднее разрушение: а — до взрыва; б — после взрыва Слабое разрушение —- разрушение в основном оконных и дверных заполнений и перегородок. Возможно поражение людей обломками конструкций. Подвалы полностью сохраняются и укрывшиеся в них люди поражений не получают. Здания могут быть использованы после небольшого ремонта. Среднее разрушение — разрушение главным образом второстепенных элементов: крыш, перегородок, оконных и дверных заполнений, появление трещин в стенах; перекрытия, как правило, не обрушаются. Поражение людей в зданиях происходит главным образом обломками конструкций. Подвалы сохраняются. Часть помещений пригодна для использования после расчистки от обломков и ремонта. Сильное разрушение — разрушение части стен и перекрытий верхних этажей, образование трещин в стенах й де форма-6—4343дсп 137
ция перекрытий нижних этажей. Поражение большей части находящихся в здании людей. Возможно ограниченное использование части сохранившихся подвалов после их расчистки. Рис. 4.13. Кирпичный дом, получивший сильное разрушение! а — до взрыва; б — после взрыва Полное разрушение — разрушение и обрушение всех элементов здания, гибель находящихся в здании людей. Использовать здание невозможно.
Здания, получившие разные степени разрушения, показаны на рис. 4.11—4.13. Степень разрушения зданий и сооружений ударной волной ядерного взрыва существенно зависит от их конструкции. В зданиях с большим количеством оконных проемов при разрушении остекления имеется возможность быстрого обтекания ударной волной несущих конструкций и вследствие этого в меньшей степени повреждаются стены и каркас. Плоские крыши зданий с совмещенной кровлей разрушаются меньше, чем наклонные крыши со стропилами. Здания с железобетонным каркасом более устойчивы к воздействию ударной волны, чем здания с кирпичными несущими стенами. Наименее подвержены разрушениям здания антисейсмической конструкции. Промышленные здания различного назначения, обычно имеющие прочный каркас, как правило, оказываются более стойкими к воздействию ударной волны, чем жилые здания. Исключением являются промышленные здания с легким металлическим каркасом. Пример сильного разрушения промышленного здания с металлическим каркасом показан на рис. 4.14. В условиях городской застройки одни здания могут экранироваться другими: здания, стоящие ближе к центру взрыва, могут снижать нагрузку от ударной волны на находящиеся позади здания. Однако эффект экранирования оказывается заметным только при достаточно плотной застройке. Так, при плотности застройки около 50% максимальное давление ударной волны на стены экранированных зданий, обращенных к центру взрыва, может быть на 20—40% меньше, чем на стены отдельно стоящих зданий на открытой местности на том же расстоянии от центра взрыва. При плотности застройки менее 30% экранирующее действие зданий практически не сказывается. Городские кирпичные здания получают слабые разрушения при избыточном давлении ударной волны примерно 0,1 кгс/см2, средние — при давлении 0,12—0,25 кгс/см2, сильные — при давлении 0,2—0,35 кгс/см2. Бетонные и железобетонные здания такие разрушения могут получить соответственно при давлении примерно 0,3; 1 и 1,7 кгс/см2, а деревянные дома — при давлении 0,07; 0,1 и 0,15 кгс/см2. Промышленные здания с металлическим каркасом получают слабые разрушения при избыточном давлении ударной волны 0,1—0,2 кгс/см2, а сильные — при давлении 0,3—0,6 кгс/см2. Разрушение остекления промышленных и гражданских зданий происходит в большом диапазоне давлений: полное — при давлении 0,05 кгс/см2, отдельные случаи разрушения — при давлении 0,003 кгс/см2. При полном разрушении остекления будут массовые ранения людей осколками стекла, а при отдельных разрушениях остекления люди, как правило, не поражаются.
Подземные сети коммунального хозяйства (водопровод, канализация, газопровод) и подземные кабельные линии имеют большую устойчивость к воздействию ядерного взрыва. Полное разрушение подземных сетей возможно лишь там, где избыточное давление ударной волны на поверхности земли будет не менее 15 кгс/см2, Рис. 4.14. Промышленное здание с металлическим каркасом, получившее сильное разрушение: а — до взрыва; б — после варыва Высоковольтные линии электропередачи и силовые сети выходят из строя при давлении 0,5—0,7 кгс/см2 при наземных взрывах и 0,35—0,45 кгс/см2 при воздушных взрывах.
Таблица4 21 Радиусы зон выхода из строя при ядерных взрывах жилых зданий, промышленных сооружений, сетей коммунального хозяйства, подвальных убежищ и мостов, км Наименование сооружений Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Малоэтажные кирпичные зда- Н 0,71 0,89 1,02 1,21 1,52 1,92 2,19 2,6 3,27 4,13 4,72 5,6 7,05 НИЯ В 0,78 0,98 1,13 1,33 1,68 2,12 2,42 2,88 3,62 4,56 5,22 6,19 7,8 Многоэтажные кирпичные Н 0,83 1,05 1,20 1,43 1,8 2,26 2,59 3,07 3,87 4,88 5,58 6,62 8,34 здания В 0,94 1,18 1,35 1,6 2,01 2,54 2,91 3,44 4,34 5,47 6,26 7,42 9,35 Деревянные здания н 1,15 1,45 1,66 1,97 2,48 3,12 3,57 4,24 5,34 6,73 7,7 9,13 11,5 В 1,28 1,61 1,85 2,19 2,76 3,47 3,98 4,72 5,94 7,49 8,57 10,2 12,8 Каркасные здания со стена- н,в 0,41 0,52. 0,59 0,7 0,88 1,11 1,28 1,51 1,91 2,4 2,75 3,26 4,1 ми из железобетонных панелей, кирпича и блоков Здания с легким стальным н,в 0,45 0,57 0,65 0,77 0,97 1,22 1,4 1,66 2,09 2,63 3,01 3,57 4,5 каркасом Подвальные убежища для на- н 0,17 0,21 0,24 0,28 0,36 0,45 0,52 0,61 0,77 0,97 1,1 1,3 1,7 селения в 0,11 0,14 0,16 0,2 0,25 0,31 0,35 0,42 0,53 0,67 0,76 0,9 1,1 Сети коммунального хозяй- н 0,1 0,13 0,14 0,17 0,22 0,27 0,31 0,37 0,46 0,58 0,67 0,79 1 ства (водопровод, канализация, газопровод) в 0,07 0,09 0,1 0,12 0,15 0,18 0,21 0,25 0,32 0,4 0,46 0,54 0,7 Металлические мосты с длиной пролета: до 45 м н 0,22 0,27 0,31 0,37 0,46 0,58 0,67 0,79 1 1,26 1,44 1,71 2,15 в 0,27 0,35 0,4 0,47 0,59 0,74 0,85 1,01 1,27 1,6 1,83 2,17 2,74 100 м и более н 0,31 0,39 0,45 0,53 0,67 0,85 0,97 1,15 1,45 1,82 2,08 2,47 з,п в 0,35 0,44 0,5 0,6 0,75 0,95 1,09 1,29 1,62 2,04 2,34 2,77 3,49 Железобетонные мосты с дли- н 0,25 0,31 0,35 0,42 0,53 0,67 0,76 0,91 1,14 1,44 1,65 1,95 2,46 ной пролета 20 м и более в 0,2 0,25 0,29 0,34 0,43 0,54 0,62 0,73 0,92 1,16 1,33 1,58 1,99
Металлические и особенно железобетонные мосты по срав- . нению с другими наземными промышленными и гражданскими сооружениями более устойчивы и выходят из строя при давлении 0,3—1 кгс/см2 и более. Для всех промышленных, гражданских и других инженерных зданий и сооружений, кроме промышленных зданий с тяжелым металлическим и железобетонным каркасом, радиус зоны выхода из строя определяется расстоянием, на котором они получают среднее разрушение. За радиус зоны выхода из строя промышленных зданий с тяжелым металлическим или железобетонным каркасом принимается расстояние от центра (эпицентра) взрыва, на котором эти здания получают сильное разрушение. Это связано с тем, что в таких зданиях при среднем разрушении производственный процесс может продолжаться. Радиусы зон выхода из строя зданий и сооружений при ядерных взрывах приведены в табл. 4.21. 4.10. Разрушение войсковых фортификационных сооружений Разрушение фортификационных сооружений происходит в результате воздействия ударной волны, генерируемой ею волны сжатия и сейсмовзрывных волн. Рис. 4.15. Полное разрушение траншеи Открытые части этих сооружений из дерева и других легковоспламеняющихся материалов могут загораться от действия светового излучения, что может вызвать пожар и вывести из строя объект на расстояниях,, превышающих радиус зоны выхода его из строя от ударной волны.
Рис. 4.16. Среднее разрушение траншеи
В открытых фортификационных сооружениях (окопах, трай-шеях, ходах сообщения, открытых щелях) прежде всего обрушиваются крутости, засыпая сооружения грунтом. Значительно повышает устойчивость таких сооружений одежда крутостей. Рис. 4.17. Среднее разрушение блиндажа Наиболее слабыми элементами закрытых фортификационных сооружений из местных материалов и промышленного изготовления являются входы, воздухозаборные устройства, амбразурные устройства и крепления оголовков к основаниям. Степень разрушения фортификационных сооружений зависит от уровня механических нагрузок, создаваемых ядерным взрывом, прочности и конструкции сооружений, физико-механических свойств грунтов. Различают три степени разрушения войсковых фортификационных сооружений: слабое, среднее и полное. Слабое разрушение — частичное разрушение примыкающего к закрытому сооружению хода сообщения, незначительные сдвиги и трещины во врубках и сопряжениях несущих конструктивных элементов, частичное разрушение предамбразурных устройств; для открытых сооружений — незначительное обру
шение грунта и образование трещин в крутостях, поломка отдельных стоек и ослабление анкерных кольев одежды крутостей. Сооружение пригодно для боевого использования, но требует в дальнейшем ремонта. Рис. 4.18. Слабое разрушение танкового окопа Среднее разрушение — разрушение примыкающего к закрытому сооружению участка хода сообщения, большие деформации, смещения и частичное обрушение основных конструктивных элементов (стен, рам, покрытия, дверей, дверных коробок и др.) без значительного обрушения грунта и засыпки им внутренних помещений; для открытых сооружений — частичное обрушение крутостей и засыпка рва сооружения от одной трети до половины глубины. Пригодность сооружения для боевого использования ограничена. Фортификационные сооружения, получившие среднее разрушение, считаются вышедшими из строя. Полное разрушение — разрушение остова основного помещения и входа в сооружение, обрушение покрытия, разрушение защитных дверей и внутреннего оборудования; для окопов, траншей, ходов сообщения и других открытых фортификационных сооружений — обрушение крутостей и почти полная засыпка рва обрушившимся грунтом. Использование сооружения по прямому назначению и его восстановление становятся невозможными. На рис. 4.15—4.18 показаны характерные разрушения фортификационных сооружений при ядерных взрывах. Радиусы зон выхода из строя фортификационных сооружений приведены В табд. 4.22,
Радиусы выхода из строя войсковых фортификационных сооружений, км Наименование сооружений СП « 3 5 °-и« Мощность взрыва, тыс. т 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Сооружения открытого типа: траншеи, ходы сообще- н 0,05 0,11 0,19 0,24 0,3 0,35 0,41 0,52 0,65 0,75 0,88 1,11 1,4 1,61 1,9 2,4 ния, щели и окопы без в 0,04 0,09 0,15 0,2 0,25 0,28 0,34 0,42 0,53 0,61 0,72 0,91 1,14 1,31 1,55 1,96 одежды крутостей то же, с одеждой кру- н 0,04 0,08 0,14 0,17 0,22 0,25 0,29 0,37 0,47 0,53 0,63 0,8 1,01 1,15 1,37 1,72 тостей в 0,03 0,07 0,11 0,14 0,17 0,2 0,24 0,3 0,38 0,43 0,51 0,64 0,81 0,93 1,1 1,38 окопы для артиллерии н 0,04 0,09 0,16 0,2 0,25 0,28 0,33 0,42 0,53 0,61 0,72 0,9 1,14 1,3 1,55 1,95 и танков в 0,03 0,07 0,12 0,16 0,2 0,23 0,28 0,35 0,44 0,5 0,59 0,75 0,94 1,08 1,28 1,61 Сооружения закрытого н 0,02 0,05 0,09 0,14 0,17 0,2 0,23 0,29 0,37 0,42 0,5 0,63 0,8 0,91 1,08 1,37 типа промышленного из- в 0,02 0,04 0,06 0,11 0,14 0,16 0,18 0,23 0,29 0,34 0,4 0,5 0,63 0,72 0,86 1,08 готовления для ведения огня, наблюдения и защиты личного состава на пунктах управления Сооружения закрытого типа из местных материалов: для ведения огня и н 0,04 0,08 0,14 0,17 0,21 0,24 0,29 0,36 0,46 0,52 0,62 0,78 0,99 1,13 1,34 1,67 блиндажи; в 0,03 0,07 0,11 0,14 0,17 0,2 0,23 0,29 0,37 0,42 0,5 0,63 0,79 0,9 1,07 1,35 убежища н 0,03 0,07 0,12 0,15 0,19 0,21 0,25 0,32 0,4 0,46 0,55 0,69 0,87 0,99 1,18 1,48 в 0,03 0,06 0,1 0,12 0,15 0,17 0,2 0,25 0,32 0,37 0,43 0,55 0,69 0,79 0,94 1,18
4.11. Воздействие ядерного взрыва на грунт и лесные массивы Воздействие ядерного взрыва на грунт в большой степени зависит от вида взрыва. При наземном взрыве в грунте образуется воронка, окруженная навалом выброшенной взрывом земли (рис. 4.19). Размеры воронки зависят от мощности взрыва и свойств грунта. Диаметр dB и глубина воронки /?в, образующейся в мягких грунтах (суглинок, супесь), приведены в табл. 4.23, в скальных грунтах (песчаник, известняк, гранит) размеры воронки уменьшаются примерно в 1,2 раза. Рис. 4.19, Воронка наземного ядерного взрыва Таблица 4.23 Размеры воронки в мягких грунтах при наземном взрыве, м Мощность взрыва, тыс. т Размеры воронки Мощность взрыва, тыс. т Размеры воронки диаметр глубина диаметр глубина 1 34 5 50 105 16 2 40 6 100 130 19 3’ 46 7 200 160 24 5 54 8 300 180 27 10 66 10 500 220 35 20 80 12 1000 260 40 30 90 14 Вблизи центра взрыва поверхностный слой земли оплавляется, превращаясь в стекловидный шлак. На значительных расстояниях от центра взрыва наблюдаются вспучивания и трещины в грунте. Вспучивания и трещины в мягких грунтах образуются в результате выхода на поверхность земли волны, отраженной от подстилающих эти грунты скальных пород. При выходе отраженной волны на поверхность образуется волна разрежения, и в грунте возникают
растягивающие усилия, приводящие к- отколу его верхнего слоя. При воздушном взрыве воронка в грунте не образуется, однако разрыхление и вспучивание грунта выражены более сильно. Сильное воздействие на лесные массивы оказывает воздушная ударная волна и световое излучение ядерного взрыва. В результате действия воздушной ударной волны лес может быть полностью или частично уничтожен на значительных расстояниях от эпицентра взрыва (рис. 4.20) . Рис. 4.20. Лес после воздействия ударной волны ядерного взрыва Степень и характер разрушения леса зависит от породы и возраста деревьев, а также от грунтово-влажностных условий его произрастания. В лиственном лесу деревья, как правило, разрушаются по стволу, не вырываясь с корнем. В хвойном лесу большинство деревьев вырываются с корнями. Молодой лес более устойчив к действию воздушной ударной волны, чем спелый и старый. В лесных массивах, произрастающих на заболоченных грунтах, завалы образуются на больших расстояниях, чем в лесах, растущих в хороших грунтово-влажностных условиях. В разрушенном воздушной ударной волной ядерного взрыва лесном массиве выделяются следующие зоны, концентрически расположенные вокруг эпицентра. Зона полного разрушения леса (давление во фронте Дрф> >0,5 кгс/см2), в которой деревья вырваны с корнем, сломаны, отброшены, местность полностью очищена от растительности. Зона сплошных завалов (давление 0,3—0,5 кгс/см2), в которой разрушено 30—60% деревьев.
о Радиусы зон разрушения спелого смешанного леса при ядерных взрывах, км Мощность взрыва, тыс. т Вид взрыва 0,01 0,1 0,5 1 2 3 5 10 20 30 50 100 200 300 500 1000 Полное разрушение леса Н В Н В 0,09 0,19 0,10 0,21 0,11 0,12 0,32 0,40 0,50 0,58 0,68 0,36 0,45 0,57 0,65 0,77 0,23 0,40 0,50 0,63 0,26 0,44 0,55 0,69 0,86 0,97 1,1 1,2 Сплошные завалы 0,72 0,86 0,79 0,94 1,1 1,2 1,4 1,5 1,2 1,4 1,5 1,9 2,3 1,7 2,1 2,6 1,6 1,8 2,3 1,7 2,0 2,6 2,9 3,2 2,7 3,0 3,3 3,7 3,2 3,6 4,0 4,5 4,0 5,0 4,4 5,5 Частичные завалы Н 0,15 0,32 0,56 0,70 0,88 1,0 1,2 1,5 1,9 2,2 2,6 3,2 4,1 4,7 5,6 7,0 В 0,16 0,35 0,60 0,75 0,95 1,1 1,3 1,6 2,0 2,3 2,8 3,5 4,4 5,0 6,0 7,5 м3, а зоны частичных Примечание. На 1 м2 зоны сплошных завалов количество разрушенной древесины составляет 0,02 завалов — 0,01 м3. Количество разрушенной древесины в молодом лесу уменьшается в 2 раза.
Зона частичных завалов (давление 0,1—0,3 кгс/см2), в которой разрушено до 30% деревьев. При воздушном взрыве в районе эпицентра может сохраниться часть неповаленных деревьев, с которых полностью сорваны кроны. Размеры зон разрушения спелого леса приведены в табл. 4.24. Размеры зон разрушения леса с учетом породы и возраста деревьев, характеристик грунта определяются путем умножения данных табл. 4.24 на соответствующие коэффициенты табл. 4.25 и табл. 4.26. При этом полученное значение радиуса поражения леса той или иной степени должно быть не меньше радиуса полного уничтожения леса, где давление ударной волны составляет 0,5 кгс/см2. Если полученный радиус будет меньше радиуса полного уничтожения леса, то он принимается равным последнему. Таблица 4.25 Значения коэффициента, учитывающего грунтово-влажностные условия Тип грунта Тип грунта по условиям дренажа недренируемый дренируемый Глинистый 1,5 1,3 Илистый 1,0 0,8 Песчаный 0,75 0,6 Таблица 4.26 Значения коэффициента, учитывающего породу и возраст деревьев Породы деревьев Возраст деревьев молодые спелые старые Ель 1,15 1,2 1,25 Пихта 1,10 1,15 1,20 Осина и ольха 1,05 1,Ю 1,15 Береза 1,0 1,05 1,10 Сосна 0,95 1,0 1,05 Лиственница 0,9 0,95 1,0 Кедр 0,85 0,9 0,95 Липа и ясень 0,8 0,85 0,9 Дуб и бук 0,75 0,8 0,85 Под действием светового излучения в лесу возможно возникновение отдельных и сплошных пожаров, которые представляют опасность для войск. Очаги отдельных пожаров создаются на опушках леса, а сплошные пожары могут возникать при световом импульсе 10—20 кал/см2- непосредственно в лесном 150
массиве под кронами деревьев. В зоне полного разрушения леса пожар, как правило, не возникает. Лесные пожары подразделяются на низовые и верховые. Преобладающий и наиболее устойчивый вид лесного пожара — низовой, при котором горит лесной подстил (сухие листья, трава, сучья и т. п.). Скорость распространения низового пожара составляет в среднем 100—200 м/ч, а верхового — 200—600 м/ч; при сильном ветре скорость распространения пожаров может увеличиться соответственно до 1 и 5—25 км/ч. Верховой пожар возникает, как правило, при переходе огня с лесного подстила на кроны и стволы деревьев. Он особенно опасен в хвойном лесу. Наличие сухостоя, валежника, завалов усиливает лесные пожары и затрудняет борьбу с ними. Значения радиусов зон возникновения пожаров в лесах при чистом воздухе приведены в табл. 4.27. Таблица 4.27 Радиусы зон возникновения пожаров в лесах, км Мощность взрыва, тыс. т Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т Вид взрыва 0,01 0,04 0,07 20 0,1 0,12 0,20 30 0,5 0,25 0,40 50 1 0,34 0,54 100 2 0,45 0,73 200 3 0,51 0,87 300 5 0,67 1,1 500 10 0,89 1,4 1000 1,2 1,9 1,4 2,3 1.7 2,8 2,2 3,7 3,0 4,8 3,5 5,6 4,3 6,9 5,7 9,0 Н В 4.12. Поражающее действие электромагнитного импульса ядерного взрыва Поражающее действие электромагнитного импульса (ЭМИ) ядерного взрыва на вооружение и военную технику проявляется в нарушении работоспособности радиоэлектронной аппаратуры и электротехнического оборудования. Степень поражающего действия зависит от параметров ЭМИ, стойкости аппаратуры и характера взаимодействия ее с электромагнитными полями ядерного взрыва. На практике обычно различают непосредственное действие ЭМИ на аппаратуру и воздействие на нее через коммуникационные линии. Наводимые на коммуникационных линиях токи и напряжения могут представлять опасность для аппаратуры и личного состава, находящихся на безопасных удалениях от воздействия других поражающих факторов ядерного взрыва. Уязвимыми к непосредственному воздействию ЭМИ являются наиболее чувствительные элементы радиоэлектронной и
электротехнической аппаратуры (магнитные сердечники, пьезоэлементы, электровакуумные и газоразрядные приборы и др.). В результате непосредственного воздействия ЭМИ и в зависимости от типа элемента, а также особенностей его конструкции одни из них могут временно или полностью потерять работоспособность, другие — вносить существенные помехи в работу аппаратуры. Так, для некоторых магнитных сердечников, изготовленных из марганцово-цинковых ферритов и работающих в слабых полях, характерно сравнительно длительное время восстановления магнитной проницаемости, достигающее 30 мин после воздействия импульсного магнитного поля. Изменение магнитной проницаемости сердечников влияет на величину индуктивности дросселей и катушек и, следовательно, на работоспособность аппаратуры в целом. В пьезоэлементах на длительное время изменяется частота кварцевого резонатора в результате поглощения энергии электромагнитного поля. Работоспособность электровакуумных и газоразрядных приборов может быть нарушена в результате возникновения на выводах напряжений и токов от воздействия ЭМИ. В общем случае нарушение нормальной работы радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры в результате непосредственного воздействия ЭМИ можно отнести к довольно редким явлениям, поскольку металлические кожухи самой аппаратуры, ограждающие конструкции сооружений, корпуса летательных аппаратов и т. п., в которых она размещается, значительно ослабляют поражающее действие ЭМИ. Личный состав не поражается от непосредственного действия ЭМИ. В наибольшей степени поражающее действие электромагнитного импульса на личный состав, радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру проявляется от наведенных токов и напряжений в кабельных линиях и антенно-фидерных устройствах. Особенно высокие напряжения и значительные токи наводятся в кабельных линиях и антенно-фидерных устройствах, расположенных за пределами экранированных объектов. Так, например, амплитудные значения напряжения на жилах кабельной линии относительно их металлопокрова при условии, если линия оказывается вблизи центра наземного взрыва, могут достигать десятков киловольт, а тока в металлопо-крове кабеля — десятков килоампер. Наведенные токи, и напряжения могут превысить допустимые уровни для аппаратуры, подключенной к кабельным линиям и антенно-фидерным устройствам. В результате чего такая аппаратура, расположенная вне зоны действия других поражающих факторов, получит повреждения. Наведенные токи и напряжения могут приводить также к появлению ложных сигналов и к сбоям в работе радиоэлектронных систем.
На практике стойкость приборов к действию импульсных напряжений и токов обычно характеризуют пороговой энергией повреждения, предельной величиной и скоростью нарастания (крутизной) импульса напряжения (тока). В общем случае различают необратимые и обратимые нарушения работоспособности аппаратуры от воздействия ЭМИ. Необратимые нарушения могут быть следствием либо тепловой перегрузки, либо электрического перенапряжения. В результате тепловой перегрузки могут наблюдаться следующие повреждения элементов аппаратуры: перегорание предохранительных вставок, резисторов; разрушение обкладок керамических конденсаторов и электродов маломощных разрядников; спекание контактов слаботочных реле; обрыв проводов в местах пайки (сварки); расплавление токоведущих и резистивных слоев полупроводниковых приборов. Следствием электрического перенапряжения могут быть электрические пробои, которые характерны для конденсаторов, переходных штепсельных разъемов, контактных групп реле, изоляции кабельных изделий. Нередки случаи, когда эффекты электрического пробоя и тепловой перегрузки происходят вместе, взаимно влияют друг на друга. К обратимым изменениям относятся временные сбои в работе аппаратуры. Обратимые изменения, как правило, имеют место при коротких импульсных напряжениях, энергия которых недостаточна для появления необратимых изменений. Стойкость изделий радиоэлектронной техники и электротехники к воздействию импульсных напряжений (токов) в значительной степени отличается друг от друга. Так, например, для повреждения транзисторов и диодов требуется энергия от 10”1 до 10~8 Дж, для реле различных типов от 10-1 до 10-3 Дж, для электродвигателей и трансформаторов — более 10 Дж. В целом стойкость аппаратуры к воздействию импульсных токов (напряжений) зависит от стойкости комплектующих ее изделий. j По степени подверженности воздействию наведенных токов и напряжений радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру условно разделяют на три группы: высокочувствительную (устройства и приборы на микромодулях и микросхемах); средней чувствительности (аппаратура, в состав которой входят слаботочные реле, электровакуумные приборы, транзисторы средней и большой мощности); низкочувствительную (аппаратура электросилового оборудования, электродвигатели и генераторы, трансформаторы, автоматы, контакторы, реле и другие коммутационные и защитные аппараты силовых распределительных сетей). В общем случае воздействие на аппаратуру и ее отказы зависят от параметров ЭМИ, стойкости самой аппаратуры, электрофизических характеристик грунта (проводимость, диэлект
рическая и магнитная проницаемость, пробивное напряжение), характеристик кабельных изделий и антенно-фидерных устройств, подключенных к аппаратуре. Однозначно оценить роль каждого из этих факторов, как правило, не представляется возможным, так как они сложным образом связаны между собой. Поэтому оценивать воздействие ЭМИ на радиоэлектронные и электротехнические системы объектов необходимо отдельно для каждого конкретного случая с комплексным учетом действия всех этих факторов. Эффективным способом защиты радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры является применение металлических экранов, которые в значительной мере снижают параметры ЭМИ в экранированной полости. Электромагнитные поля могут появиться внутри экрана из-за диффузии внешних полей через стенки экрана, проникновения через неоднородности в экране (отверстия, щели и т. п.), а также за счет токов, заносимых внутрь экрана по металлопокровам внешних кабельных линий и с антенно-фидерных устройств. В целях повышения эффективности защиты аппаратуры, расположенной внутри реальных экранов, применяют следующие меры: отдельные части экрана соединяют сваркой, выполненной сплошным непрерывным швом; металлические покрытия дверей в сооружениях электрически соединяют с основным экраном; применяют специальные трубы (патрубки) для ввода кабельных линий в сооружения; при этом трубы приваривают к основному экрану; металлопокровы кабельных линий и антенно-фидерных устройств соединяют с внешним контуром заземления сооружения или экраном сооружения с внешней его стороны; высокочувствительную аппаратуру размещают в центральной части экранированной полости; вентиляционные отверстия в экране оборудуют электромагнитной защитой в виде металлических коробов (волноводов) или металлической сетки, устанавливаемой на входе в отверстия. Для защиты аппаратуры, подключенной к внешним кабельным линиям и антенно-фидерным устройствам, устанавливают разрядники, дренажные катушки; применяют полупроводниковые стабилитроны (опорные диоды) для защиты высокочувствительной радиоэлектронной аппаратуры. Используют кабели с малым сопротивлением металлопокровов, прокладывают параллельно с кабельными линиями защитные тросы и другие способы защиты. Наведенные токи и напряжения могут представлять опасность для личного состава, находящегося в соприкосновении с электропроводящими коммуникациями. Для защиты личного состава от поражающего действия наведенных токов и напряжений наряду с общими мероприятия
ми по обеспечению электробезопасности необходимо принимать следующие дополнительные меры: покрывать полы рабочих помещений изоляционным материалом; применять рациональное заземление, обеспечивающее выравнивание потенциалов между частями электроустановок, металлоконструкций, стоек с аппаратурой, щитов, блоков и т. д., которых одновременно может касаться личный состав; строго соблюдать требования техники безопасности по эксплуатации импульсных . электро-разрядных установок при проведении работ, связанных с выполнением профилактических мероприятий и ремонтом аппаратуры и кабельных линий. 4.13. Особенности поражающего действия взрывов нейтронных боеприпасов При взрывах нейтронных боеприпасов основным поражающим фактором, определяющим выход из строя личного состава, расположенного вне укрытий, в БМП, танках, открытых и закрытых фортификационных сооружениях, является проникающая радиация. Действие на личный состав ударной волны и светового излучения проявляется на значительно меньших расстояниях от эпицентра взрыва. Таблица 4.28 Радиусы немедленного выхода из строя личного состава при взрывах нейтронных боеприпасов, км Условия расположения личного состава Вид взрыва Мощность взрыва, тыс. т 0,5 1 2. Открыто на местности Н о,7 0,8 0,9 В 0,8 0,9 1 В БМП и БТР н 0,65 0,75 0,85 в 0,7 0,8 0,9 В танках н 0,45 0,55 0,65 в 0,5 0,6 0,7 В перекрытых щелях н 0,4 0,5 0,6 в 0,5 0,6 0,7 В блиндажах н 0,3 0.4 0,5 в 0,2 0,3 0,4 В убежищах н 0,1 0,15 0,2 в 0,05 0,1 0,15 Результаты взрывов нейтронных боеприпасов будут использоваться войсками, как правило, немедленно после нанесения ударов. Поэтому поражающее действие таких взрывов целесообразно оценивать радиусами немедленного выхода из строя
личного состава, т. е. в течение нескольких минут после взрыва. Величина дозы проникающей радиации, вызывающая немедленный выход из строя личного состава (через 5—15 мин после взрыва), составляет примерно 5000 рад. Радиусы немедленного выхода из строя личного состава при взрывах нейтронных боеприпасов приведены в табл. 4.28. При взрывах нейтронных боеприпасов военная техника, вооружение и сооружения от действия ударной волны получают на одних и тех же расстояниях от эпицентра взрыва более слабые повреждения, чем при взрывах обычных ядерных боеприпасов той же мощности. Объясняется это тем, что при взрывах нейтронных боеприпасов, по сравнению с обычными, меньшая доля энергии идет на образование воздушной ударной волны. Считается, что взрыв нейтронного боеприпаса по действию ударной волны и светового излучения будет примерно эквивалентен 0,5—0,7 мощности взрыва обычного ядерного боеприпаса. Поэтому для оценки поражающего действия взрывов нейтронных боеприпасов на вооружение, военную технику и сооружения используют радиусы выхода из строя этих объектов при взрывах обычных боеприпасов, уменьшенные в 1,1— 1,3 раза.
Глава 5 ПОРАЖАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫСОТНОГО, ПОДЗЕМНОГО, ПОДВОДНОГО И НАДВОДНОГО ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 5.1. Высотный ядерный взрыв В главе 2 указывалось, что поражающими факторами высотного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, рентгеновское излучение, газовый поток и электромагнитный импульс. Поражающее действие высотных ядерных взрывов рассматривают, как правило, на воздушные и космические цели. А на наземные объекты (личный состав, радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру) — только воздействие ЭМИ. Эффективность и характер воздействия высотного ядерного взрыва на воздушные и космические объекты, расположенные на одинаковых расстояниях от центра взрыва, в значительной степени зависят от высоты взрыва и определяются в основном перераспределением энергии взрыва между поражающими факторами. Воздушная ударная волна является основным поражающим фактором при взрывах на высотах до 30 км. С увеличением высоты взрыва вследствие разрежения атмосферы ее параметры (избыточное давление во фронте, температура, скоростной напор) резко падают и она утрачивает свое значение как поражающий фактор. Эффективность поражающего действия светового излучения с увеличением высоты взрыва растет, достигает максимума при взрыве на высоте 60 км, а затем уменьшается. При этом максимальное значение энергии взрыва, переходящее в световое излучение, достигает 85%, т. е. почти в 3 раза больше, чем при наземном и воздушном взрывах. При взрыве на высоте 80 км на световое излучение приходятся уже единицы процентов энергии взрыва. Поэтому при взрывах на высотах более 80 км этот фактор не играет заметной роли в поражении воздушных и космических целей. Проникающая радиация является важным поражающим фактором для всех воздушных и космических целей. Проника-
ющая радиация выводит из строя воздушные и космические цели, воздействуя на ядерный заряд, систему автоматики и бортовую радиоэлектронную аппаратуру, а также личный состав экипажей пилотируемых средств. Ослабление потока проникающих излучений заметно сказывается лишь при взрывах на высотах до 20 км. На больших высотах ослабление несущественно, поэтому поражающее действие проникающей радиации остается с изменением высоты практически постоянным. Специфическим поражающим фактором высотного ядерного взрыва является рентгеновское излучение. Для обычных боеприпасов эффективное воздействие рентгеновского излучения проявляется на высотах более 60 км. Основная энергия излучения в этом случае приходится на сравнительно низкоэнергетические кванты с максимальной энергией 10—20 килоэлектронвольт (кэВ). Падая на объект, рентгеновское излучение поглощается в тонком поверхностном слое материала оболочки и разогревает его до высоких температур (несколько сот тысяч градусов). Нагретый слой испаряется, вследствие чего в зоне испарения возникает давление до миллионов атмосфер. В результате на поверхность преграды воздействует импульс давления, а в глубь материала оболочки распространяется волна сжатия. Образующаяся кратковременная нагрузка большой интенсивности может привести к разрушению или сильным деформациям корпуса, повреждению внутренних конструктивных элементов, отколам внутренних слоев и поражению осколками элементов системы автоматики и ядерного заряда. При применении для поражения воздушных и космических целей специальных боеприпасов спектр рентгеновского излучения имеет повышенную жесткость (максимальная энергия квантов может достигать сотен кэВ). Поражающее действие такого излучения значительно увеличивается, а высота эффективного применения уменьшается до 10 км. Высокоэнергетичное рентгеновское излучение способно проникать на значительные глубины и кроме чисто механического воздействия обладает еще и тепловым. Распространяясь по толщине конструкции корпуса, оно вызывает нагрев материалов и, следовательно, уменьшает их прочностные свойства или приводит к повреждению. Кроме того, жесткое рентгеновское излучение может проникать через корпус объекта и непосредственно воздействовать на внутреннее оборудование, вызывая необратимые повреждения материалов и элементов аппаратуры, а также ионизационные эффекты, приводящие к сбоям в работе аппаратуры или выходу ее из строя. Газовый поток, так же как и рентгеновское излучение, является специфическим поражающим фактором высотного взрыва. Эффективность поражающего действия газового потока оценивается по создаваемому им импульсу давления. Однако поскольку масса испарившегося вещества боеприпаса невелика, плотность энергии разлетающихся продуктов взрыва быст-158
ро уменьшается, поэтому поражающее действие газового потока менее значительно, чем рентгеновского излучения. Характер поражающего действия электромагнитного импульса высотных ядерных взрывов в основном аналогичен характеру поражающего действия ЭМИ наземных и воздушных взрывов. Отличие состоит в том, что большие токи и напряжения наводятся на кабельных и воздушных линиях и других элементах, расположенных не только вблизи эпицентра взрыва, но и на расстояниях сотен километров от него. Вследствие этого личный состав, радиоэлектронная и электротехническая аппаратура могут быть выведены из строя от воздействия ЭМИ высотного ядерного взрыва, находясь на безопасных удалениях от поражения другими поражающими факторами. При высотном ядерном взрыве возникают области повышенной ионизации атмосферы. Они поглощают радиоволны и изменяют направление их распространения. В результате возникают перебои в радиосвязи и работе радиолокационных станций, а в некоторых случаях полностью нарушается радиосвязь и делается невозможным радиолокационное наблюдение. 5.2. Подземный ядерный взрыв Основными поражающими факторами подземного ядерного взрыва являются: сейсмовзрывные волны, местное действие взрыва на грунт и радиоактивное заражение местности (при взрыве с выбросом грунта). Источником сейсмовзрывных волн при подземном взрыве является передача энергии грунту непосредственно в центре взрыва. При этом в грунте образуется волна сжатия. Волна сжатия — основной поражающий фактор подземного ядерного взрыва, определяющий его действие на котлованные и подземные сооружения; она более интенсивна, чем эпицент-ральная волна при наземном взрыве. Параметрами сейсмовзрывных волн, которые характеризуют их поражающее действие на заданном расстоянии от эпицентра взрыва, являются: давление (напряжение), смещение, скорость смещения и ускорение (перегрузка) грунта. При взрыве с выбросом грунта в районе эпицентра образуется воронка. Около 30—50% поднятого взрывом грунта падает обратно в воронку, уменьшая ее глубину до так называемой видимой глубины воронки; остальная часть грунта падает за пределами воронки и образует зону навала, которая ввиду сильной радиоактивности и разрыхленности грунта может оказаться непроходимой для войск. Ширина зоны навала составляет два-три радиуса воронки, а максимальная высота гребня навала — 0,1 радиуса воронки. Размеры воронки при подземных ядерных взрывах определяются мощностью и глубиной взрыва и видом грунта. При увеличении глубины взрыва до (5—6) 71/3-4 м размеры воронки
и объем выброшенного грунта увеличиваются, а при дальнейшем заглублении начинают уменьшаться и при глубине больше (7—9) д1/3>4 м выброс грунта не наблюдается. Значения радиуса и глубины воронки при подземных взрывах различной мощности в мягких грунтах приведены в табл. 5.1. Эти значения даны для глубины взрыва 1,5 д1/3-4 м, соответствующей максимальному радиоактивному заражению местности, и для глубины взрыва 5 д1/3>4 м, при которой воронка имеет наибольшие размеры. В скальных грунтах размеры воронки на 10—20% меньше, чем в мягких. Таблица 5.1 Значения радиуса и глубины воронки при подземном ядерном взрыве в мягком грунте, м Мощность взрыва Размеры воронки т тыс. т 10 | 20 30 | 50 ! 100| 200| 300| 500 1 2 | 3 | 5 | 10 | 20 | 30 | 50 | 100 Взрыв с максимальным радиоактивным заражением местности (глубина взрыва 1,5 Л1^3, 4 м) Глубина 3 3,6 4 4,7 5,8 7 8 9 11 14 16 18 23 27 31 36 44 взрыва Радиус 10 13 14 16 20 25 28 32 40 49 55 65 78 95 НО 125 150 воронки Глубина воронки 5 6 7 8 10 13 14 17 21 25 28 33 40 49 56 - 65 80 Глубина взрыва Радиус воронки Глубина воронки Взрыв с максимальным выбросом грунта (глубина взрыва 5 q^3, 4 м) 10 12 14 16 19 24 27 31 38 47 52 62 75 91 104 120 150 12 15 16 19 23 29 32 38 46 55 65 75 90 ПО 125 145 180 7 9 10 11 14 17 19 22 27 33 37 44 54 65 74 86 105 При подземном взрыве с выбросом грунта образуется также воздушная ударная волна, параметры которой уменьшаются с увеличением глубины взрыва. При взрыве на глубине (3— 4) 91/3’4 м и более воздушная ударная волна как поражающий фактор практического значения не имеет. Поражающее действие сейсмовзрывных волн на заглубленные сооружения обусловливается тем, что приход волны в данную точку вызывает резкое смещение грунта, а вместе с ним и сооружений. Грунт и сооружения испытывают давление и деформации. В результате разрушаются или повреждаются сооружения, выводятся из строя вооружение и оборудование сооружений, а также находящийся в них личный состав даже в тех случаях, когда сами сооружения не повреждаются. Кроме 160
Таблица 5.2 Значения мощностей доз излучения радиоактивного заражения местности в районе подземного ядерного взрыва с наветренной стороны на 1 ч после взрыва, рад/ч Расстояние от эпицентра взрыва, м Мощность взрыва ' т тчс. т 10 20 50 100 200 500 1 2 5 10 20 50 100 50 465 1020 2 600 4 550 6 050 8 830 11 700 15 600 22 800 30 300 32 600 47 500 63 200 100 44 135 485 1 150 2 540 6 530 11 700 15 600 22 800 30 300 32 600 47 500 63 200 200 1 4,8 31 105 325 1 190 2 850 6 320 16 300 30 300 32 €00 47 500 63 200 300 3 14 56 275 805 2 120 6610 14 300 23 500 47 500 63 200 400 — 2,2 11 74 255 785 2910 7 040 12 700 33 000 63 200 500 2,6 23 89 315 1360 3 650 7 200 20 600 42 400 600 1 6,9 33 130 670 1 960 5 200 13 200 28 800 700 2,3 13 58 340 1090 2 520 8 700 20 000 800 1 5,1 26 175 620 1540 5 800 14070 900 2,1 12 94 360 965 3900 10 000 1000 1 6 51 210 610 2 680 7 200 1500 3,1 19 74 470 1 600 2000 2,1 11 97 405 2500 1,9 22 115 3000 5,7 35 <х>
ст> ю Таблица 5.3 Значения условной мощности дозы излучения на оси следа облака подземного ядерного взрыва на 1 ч после подземного взрыва, рад/ч (скорость среднего ветра 50 км/ч) Расстояние от эпицентра взрыва, км Мощность взрыва т тыс. т 10 20 50 100 200 500 1 2 5 10 20 50 100 1 16 28 59 100 175 340 560 900 1 660 2 590 3 750 8 060 15 100 2 5,9 11 25 46 83 175 310 525 1050 1730 2 260 4 260 6900 4 1,6 3,2 7,8 15 29 67 125 225 500 875 1245 2 500 4 190 6 1,3 3,5 7 14 34 65 125 290 530 790 1 670 2910 8 1,9 3,9 8 20 40 77 185 350 545 1200 2 150 10 1,1 2,4 5,1 13 26 52 130 250 400 900 1660 12 1,6 3,4 9 19 38 96 190 305 705 1 330 14 1,1 2,5 6,6 14 28 73 145 240 570 1 080 16 1,8 5 10 22 58 115 195 465 905 18 1,4 3,8 8,2 17 46 94 160 390 765 20 1,1 3,1 6,6 14 38 78 135 330 655 25 1,9 4,1 8,8 25 52 91 230 470
того, могут разрушаться наземные промышленные и гражданские здания в результате колебаний их оснований. При подземных взрывах с выбросом грунта происходит сильное радиоактивное заражение местности. При взрывах на глубине (1—2) д1/3>4 м значительная часть радиоактивных веществ и большое количество неактивного грунта выбрасываются в атмосферу. Грунт, смешиваясь с ра-диоактивными веществами, образует радиоактивную пыль. Общее количество такой пыли при неглубоких подземных взрьь вах значительно больше, чем при наземных, что обусловливает повышение степени заражения местности при этих взрывах по сравнению с наземными. Форма зараженных участков в райо-не неглубокого подземного взрыва и на следе, характер распределения мощностей доз излучения на оси следа и уменьше* ние их во времени такие же, как и при наземных взрывах. В табл. 5.2 и 5.3 для примера приведены значения мощно* стей доз излучения в районе (с наветренной стороны) и на оси следа облака подземного ядерного взрыва на глубине 1,5 91/3’4 м, соответствующей максимальному радиоактивному заражению местности. По мере увеличения глубины взрыва количество радиоактивных веществ, выбрасываемых в атмосферу, уменьшается. В связи с этим уменьшается и степень заражения местности. При камуфлетных взрывах заражения местности в районе взрыва и на следе облака не происходит. При этих взрывах в эпицентре возможен только постепенный выход в атмосферу радиоактивных газов (в основном радиоактивных изотопов криптона и ксенона) через трещины в грунте. Выход радиоактивных газов может начаться сразу, а при большой глубине — через 10—20 ч после взрыва и продолжаться несколько суток. Радиоактивные газы могут распространяться в приземном слое атмосферы на расстояние до нескольких сот километров от эпицентра взрыва. 5.3. Подводный и надводный ядерные взрывы При подводном ядерном взрыве поражение объектов флота и инженерных сооружений прибрежной полосы может быть вызвано взрывным султаном, подводной ударной волной, гравитационными волнами, сейсмовзрывными волнами в воде сейсмического происхождения и воздушными ударными волнами. Кроме того, подводный взрыв может вызывать радиационное поражение, которое обусловливается главным образом гамма-излучением из облака султана, базисной волны, пароводяного облака и радиоактивно зараженной акватории. При взрыве вблизи дна образующийся вокруг воронки вал грунта может создать заграждение судоходных участков. Основными поражающими факторами подводного ядерного взрыва являются взрывной султан, подводная ударная волна и гравитационные волны.
Взрывной султан представляет собой гигантский полый водяной столб, увенчанный конденсационным облаком. Основными параметрами взрывного султана являются радиус основания и высота подъема. Их значения зависят от мощности и глубины взрыва. При подводном ядерном взрыве среднего диапазона мощности на глубине 200 м радиус основания султана составляет около 400 м, высота подъема— 1000 м, а при взрыве сверхкрупного диапазона мощности на той же глубине радиус основания султана достигает 1000 м, высота подъема 3500 м. Любые плавающие объекты и летательные аппараты, оказавшиеся в зоне султана, разрушаются. Подводная ударная волна представляет собой резкое сжатие воды, распространяющееся во все стороны от центра взрыва. Она распространяется со скоростью около 1500 м/с. Пе--реднюю границу подводной ударной волны называют фронтом. Здесь давление имеет максимальное значение. В момент прихода фронта подводной ударной волны в данную точку давление воды в этой точке мгновенно увеличивается от гидростатического до максимального, находящийся здесь объект испытывает резкий удар. Качественно изменение давления в подводной ударной волне в данной точке с течением времени похоже на изменение давления в воздушной ударной волне. Отличие состоит в появлении вторичного плавного увеличения давления по истечении фазы разрежения. Подводная ударная волна может оказывать поражающее действие на подводные лодки и надводные корабли вне зоны взрывного султана. Кроме того, в результате действия подводной ударной волны на корпус корабля возникают сотрясения его палуб и платформ, которые могут вызывать поражения личного состава. Гравитационные волны, образующиеся в водоеме при подводном ядерном взрыве, подобны ветровым волнам. Они концентрически расходятся от эпицентра взрыва. Основными параметрами гравитационных волн являются их высота (расстояние по вертикали между гребнем и подошвой волны), длина (расстояние между двумя смежными вершинами) и скорость распространения. Высота гравитационных волн может достигать десятков, длина — сотен метров. При приближении волн к берегу, где глубина акватории уменьшается, их высота увеличивается, а длина уменьшается. Вследствие этого поражающее действие гравитационных волн здесь усиливается. Гравитационные волны могут: разрушать гидротехнические сооружения порта (молы, волноломы, причалы, пирсы, батопорты и т. п.); повреждать корабли, стоящие у пирсов, и даже выбрасывать их на берег; наносить ущерб расположенным на берегу вблизи уреза волы судостроительным и судоремонтным предприятиям;
повреждать подъемно-транспортное оборудование, средства связи и коммуникаций; перемещать на значительное расстояние бетонные тетраэдры, железные и железобетонные ежи и надолбы системы противодесантных заграждений. При подводных ядерных взрывах среднего и крупного диапазонов мощности на дне акватории глубиной несколько десятков метров гравитационные волны повреждают гидротехнические сооружения и противодесантные заграждения на расстоянии от эпицентра взрыва, равном соответственно 3—7 и 3—4 км. При надводном ядерном взрыве поражение кораблей, береговых сооружений и личного состава может быть вызвано воздушной ударной волной, световым излучением, электромагнитным импульсом, ударными волнами в воде, пароводяным облаком, пароводяным столбом, проникающей радиацией и радиоактивным заражением. Однако, основным поражающим фактором надводного ядерного взрыва является воздушная ударная волна. Воздушная ударная волна надводного ядерного взрыва аналогична воздушной ударной волне наземного взрыва. При контактном надводном взрыве интенсивность светового излучения значительно больше, чем при наземном взрыве. Это объясняется тем, что, во-первых, поверхность воды обладает лучшей отражающей способностью по сравнению с поверхностью земли и, во-вторых, пары воды, образующиеся вокруг центра взрыва, меньше экранируют световое излучение, чем пылевые образования наземного взрыва. Параметры проникающей радиации надводного взрыва изменяются с расстоянием так же, как и параметры проникающей радиации наземного взрыва. Радиоактивное заражение при надводном взрыве, так же как и при наземном взрыве, создается радиоактивными продуктами, испускающими при своем распаде главным образом гамма-излучение и бета-частицы. Степень и масштабы радиоактивного заражения местности и акватории при надводном взрыве зависят от глубины водо-3 ема. Если глубина водоема меньше 0,7 К q м, то со дна водоема в облако взрыва попадает грунт. В этом случае при надводном взрыве создается такое же радиоактивное заражение, как при наземном взрыве. При больших глубинах водоема грунт со дна не попадает в облако взрыва и радиоактивное заражение при надводном взрыве становится подобным заражению при воздушном взрыве. Мощность дозы излучения радиоактивного заражения акватории в момент образования радиоактивного следа меньше и уменьшение ее со временем происходит быстрее, чем на суше. Это обусловливается тем, что радиоактивные частицы оседают на дно водоема, переносятся течением и перемешиваются с ок
ружающими слоями воды. Радиоактивное заражение акватории на следе облака взрыва уже примерно через полчаса после выпадения радиоактивных частиц на воду опасности не представляет.
ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. Общие сведения о ядерном оружии................................ 3 1.1. Физические основы ядерного взрыва .................... — 1.2. Ядерные заряды........................................ 7 1.3. Ядерные боеприпасы................................... 10 Глава 2. Физические процессы при ядерных взрывах и формирование их поражающих факторов.................................... 13 2.1. Воздушный взрыв................................... 14 2.2. Подземный взрыв................................... 20 2.3. Наземный взрыв................................... 22 2.4. Подводный взрыв................................... 24 2.5. Надводный взрыв................................... 30 2.6. Высотный взрыв.................................... 31 Глава 3. Характеристика основных поражающих факторов наземного и воздушного ядерных взрывов.............................} 34 3.1. Воздушная ударная волна.............................. — 3.2. Световое излучение................................. 47 3.3. Проникающая радиация..............................: 53 3.4. Радиоактивное заражение...........,................ 64 3.5. Электромагнитный импульс........................... 98 3.6. Сейсмовзрывные волны в грунте....................... 99 Глава 4. Поражающее действие наземных и воздушных ядерных взрывов....................................................... 101 4.1. Общая характеристика поражающего действия ядерного взрыва на личный состав, вооружение, военную технику и сооружения............................................. — 4.2. Поражение личного состава воздушной ударной волной Ю5 4.3. Поражение личного состава световым излучением . . . < 108 4.4. Поражение личного состава проникающей радиацией < П2 4.5. Комбинированные поражения личного состава.........П6 4.6. Поражающее действие на личный состав радиоактивных продуктов ядерного взрыва............................... И9 4.7. Поражающее действие сейсмовзрывных волн на личный состав..............................................*. • 123 4.8. Разрушение и повреждение вооружения и военной техники 124 4.9. Разрушение и повреждение промышленных и гражданских зданий и сооружений.................. . ........' 135 4.10. Разрушение войсковых фортификационных сооружений 142 4.11. Воздействие ядерного взрыва на грунт и лесные массивы 147
4.12. Поражающее действие электромагнитного импульса ядерного взрыва......................................... 151 4.13. Особенности поражающего действия взрывов нейтронных боеприпасов......................................... 155 Глава 5. Поражающее действие высотного, подземного, подводного и надводного ядерных взрывов..................................... 157 5.1. Высотный ядерный взрыв................................ — 5.2. Подземный ядерный взрыв............................• 159 5.3. Подводный и надводный ядерные взрывы...............J 163 16В