Поражающие факторы ядерного оружия

Виды взрывов

Физический процесс, при котором в течение короткого промежутка времени происходит освобождение огромного количества энергии, называют ядерным взрывом. В зависимости от целей и задач, преследуемых использованием ядерного боеприпаса, различают несколько основных видов взрыва. Классификация видов ядерных взрывов и их характеристик, выглядит следующим образом:

1. Высотный. Применяется для поражения космических и воздушных целей, а также для создания активных помех средствам радиотехнического контроля обстановки. Боеприпас подрывается выше границы тропосферы, то есть на высоте более 10 000 метров.
2. Воздушный. Этот вид ядерного взрыва направлен на поражение наземных и воздушных объектов и производится на высоте, не превышающей 10 километров.
3. Наземный или надводный взрыв производится с целью уничтожения складских и портовых сооружений, подземных бункеров и разрушения укрепленных надводных и наземных объектов.
4. Подводный (подземный) взрыв. Производится посредством подрыва заранее заложенного боеприпаса или при помощи боеголовок, проникающих в толщу воды или грунта. Направлен на уничтожение портовых и гидротехнических объектов, разрушения плотин, устройств горных завалов. Основным поражающим фактором ядерного взрыва этого вида являются гравитационные волны, разрушающие береговую инфраструктуру.

Таким образом, существующая классификация взрывов атомных боеприпасов, позволяет определять их зависимость от выполнения конкретных задач.

Главные принципы защиты

Представленные виды взрывов ядерного оружия и их основные поражающие факторы предполагают различный подход к организации эффективной защиты от их смертельного влияния. Основными принципами, формирующими такую защиту, следует считать:

• минимизировать воздействия ударной волны способны естественные и искусственные углубления на местности: траншеи, окопы, подземные и подвальные сооружения, убежища и т. п. ;
• преграды, формирующие тень, туман, сильные атмосферные осадки (снег, дождь, град), искусственные задымления (запыления) могут защитить людей и объекты от воздействия светового излучения;
• возведенные противорадиационные укрытия, перекрытые щели способны достаточно эффективно защитить человека от проникающей радиации, уменьшая интенсивность гамма-излучения;
• ограничение, вплоть до полного исключения, нахождения на открытой местности, подвергшейся ядерной атаке.

К сожалению, опыт, необходимый в процессе организации защиты от ядерной бомбы, приобретен человечеством после трагедии, состоявшейся 06.08.1945 в японском городе Хиросиме. Таким образом, руководство Соединенных Штатов Америки объявило миру о том, что он начинает существовать в новых условиях, определяемых наличием современного оружия массового поражения. Причем знакомство мирового сообщества с ядерной бомбой не было кратким.

Первые испытания ядерной бомбы

Как показывает история, наибольшую заинтересованность в атомном оружии первыми проявили США. В конце 1941 года в стране были выделены огромные средства и ресурсы на ядерное вооружение. Результатом проведенных работ стали первые испытания атомной бомбы с взрывным устройством «Gadget», которые прошли 16 июля 1945 года на территории пустыни в американском штате Нью-Мексико.

Для США наступило время действовать. Для победного окончания второй мировой войны было решено разгромить союзника гитлеровской Германии – Японию. В Пентагоне были выбраны цели для первых ядерных ударов, на которых США хотели продемонстрировать, насколько мощным оружием они обладают.

6 августа того же года первая атомная бомба, названная американцами «Малыш», была сброшена на японский город Хиросима, а 9 августа бомба с названием «Толстяк» упала на Нагасаки.

Попадание в Хиросиме было признано идеальным: ядерное устройство взорвалось на высоте 200 метров от цели. Взрывной волной были опрокинуты печки в домах японцев, отапливаемые углем. Это привело к многочисленным пожарам в местах, удаленных от эпицентра.

За первоначальной вспышкой последовало действие тепловой волны, которое длилось секунды, но его мощность, захватив радиус в 4 км, расплавила черепицу и кварц в гранитных плитах, испепелила телеграфные столбы. Вслед за тепловой волной пришла ударная. Скорость ветра составила 800 км/час, а его порыв распространился на тот же радиус и снес практически все. Из 76 тысяч зданий 70 тысяч были полностью повреждены.

Через несколько минут пошел странный дождь из крупных капель черного цвета. Он был вызван конденсатом, образовавшимся в более холодных слоях атмосферы из пара и пепла.

Люди, попавшие под действие огненного шара на расстоянии 800 метров, были сожжены и превратились в пыль. У некоторых обгоревшая кожа была сорвана ударной волной. Капли черного радиоактивного дождя оставляли неизлечимые ожоги.

Оставшиеся в живых заболели неизвестным ранее заболеванием. У них началась тошнота, рвота, лихорадка, приступы слабости. В крови резко упал уровень белых телец. Это были первые признаки лучевой болезни.

Через 3 дня после проведения бомбардировки Хиросимы была сброшена бомба на Нагасаки. Она имела такую же мощность и вызвала аналогичные последствия.

Две атомные бомбы за секунды уничтожили сотни тысяч человек. Первый город был практически стерт ударной волной с лица земли. Больше половины мирных жителей (порядка 240 тысяч человек) погибли сразу от полученных ран. Многие люди подверглись облучению, которое привело к лучевой болезни, раку, бесплодию. В Нагасаки в первые дни было убито 73 тысячи человек, а через некоторое время в сильных муках умерло еще 35 тысяч жителей.

Принцип действия ядерного (атомного) оружия

Термоядерные (водородные) взрывные устройства

Так АН602 (царь-бомба) имела трёхступенчатую конструкцию: ядерный заряд первой ступени (расчётный вклад в мощность взрыва — 1,5 мегатонны) запускал термоядерную реакцию во второй ступени (вклад в мощность взрыва — 50 мегатонн), а она, в свою очередь, инициировала ядерную «реакцию Джекила-Хайда» (деление ядер в блоках урана-238 под действием быстрых нейтронов, образующихся в результате реакции термоядерного синтеза) в третьей ступени (ещё 50 мегатонн мощности), так что общая расчётная мощность АН602 составляла 101,5 мегатонны

Вес, длина и способ запуска

Данная характеристика существенно влияет на поражающий фактор. Ядерные бомбы и ракеты, как правило, очень громоздкие и весят очень много. Для их транспортировки и запуска используют специальные военные машины. На вооружении российской армии их несколько. Самым известным считается “Искандер-М”.По способу запуска ядерное оружие также делится на несколько типов:

1. Бомбы. Их необходимо сбрасывать непосредственно с авиации.
2. Ракеты, в том числе и баллистические. Они имеют в своем строении определенный запас топлива, который позволяет летать им очень далеко и долго. В свою очередь они делятся на два класса:
   • Запускаемые с техники, которые может быстро передвигаться и менять место своей дислокации. Однако, для полной боеготовности к запуску таким ракетам требуется время с продолжительностью около 5 минут.
   • Базирующиеся в шахтах. Данный тип ракет уникален тем, что никто, кроме президента и министра обороны не знает их расположение, а также число. Для их развертывания требуется приблизительно столько же времени, но ракеты такого типа могут облететь весь земной шар несколько раз.

Рассмотри вес и длину ядерных ракет, имеющихся на вооружении армии России:

• Тополь-М. Признана самой мобильной ядерной установкой. Производство осуществляется с 1994 года. Вес составляет 46,5 тонн. Длина — 17,5 метра. Является основой ядерного щита России.
• Ярс РС-24. Самая защищенная ракета. Масса около 47 тонн. Длина приблизительно 23 метра.
• Р-36М Сатана. Признана самой тяжелой ядерной ракетой в нашей стране. Ее вес составляет 211 тонн. Длина — 34,3 метра.
• РС-28 Сармат. Длина составляет 30-35 метров. Вес более 200 тонн.

Обладая такими существенными характеристиками, каждая ракета способна уничтожить любую страну мира.
Рис. 5. РС-28 Сармат

Действие взрыва на здания сооружения

Ударная волна, поток осколков, летящие предметы, воздействие высокой температуры и отравляющих продуктов процесса горения относят к поражающим факторам взрыва. Под их воздействие в первую очередь попадают все сооружения, здания. Наиболее значительным разрушениям подвергаются высокие строения, имеющие легкие несущие элементы.

Низкие или подземные сооружения, произведенные из тяжелых конструкций, обладают хорошей устойчивостью к поражающим факторам и имеют меньше разрушительных последствий.

В зависимости от действия взрыва на здания и сооружения выделяются следующие степени их деструкции:

• Полная, когда восстановление из-за уничтожения несущих конструкций невозможно.
• Сильная. Разрушения затрагивают большую часть здания.
• Средняя. Уничтожению или повреждению подверглись большей частью лишь второстепенные части (крыши, двери, перегородки, оконные проемы). Иногда возникают трещины в стенах, подвал сохранен.
• Слабая степень характеризуется незначительными разрушениями, которые устраняются в течение короткого времени.

Продукты взрыва, образовавшаяся волна и выделяемая энергия способна вызвать человеческие жертвы. Резкое повышение давления воздушной массы, воспринимаемое человеком, как сильный удар служит основной причиной получения тяжелых травм. Кроме того, набирающий скорость воздушный напор способен отшвырнуть человека на большое расстояние, ударив его об землю или другое препятствие. Возникающие в таких случаях повреждения зачастую оказываются не совместимыми с жизнью.

Чем ядерный взрыв отличается от термоядерного?

«Росатом» рассекретил видеокадры самого мощного ядерного взрыва в истории. Речь идёт об испытаниях советской «Царь-бомбы» мощностью 58 мегатонн.

Разработанная в СССР под руководством академика Курчатова ядерная бомба АН602 весила 27 тонн, была 8 метров в длину и 2 метра в диаметре. Конструктивно она была рассчитана на мощность 100 мегатонн, но, как впоследствии шутил генсек Никита Хрущёв, заряд уменьшили, «чтобы не побить все стёкла в Москве».

Взрыв был произведён 30 октября 1961 года на архипелаге Новая Земля в Северном Ледовитом океане. Ударная волна трижды обогнула земной шар. Огненный купол было видно на расстоянии до тысячи километров. Грибовидное облако поднялось на высоту 68 километров, а в диаметре разрослось до 90 километров.

Взорванная «Царь-бомба» (другие неофициальные названия — «Иван» и «Кузькина мать») была термоядерной, или водородной. Как и атомная бомба, это ядерное оружие. Оба его типа высвобождают огромное количество энергии из небольшого количества вещества, но у них разный принцип действия. В чём же отличие?

Смотрины «Кузькиной матери». Как СССР сделал и взорвал «Царь-бомбу» Подробнее

В ядерной (атомной) бомбе используется лавинообразная реакция распада ядер тяжёлых обогащённых элементов: урана-235 или плутония-239. Реакция носит цепной характер. За короткий промежуток времени в ограниченном объёме возникает большое количество осколков деления (электронов, нейтронов) с очень высокой энергией. Они превращают в сгусток высокотемпературной плазмы весь расщепляющийся материал и любое вещество рядом с ним. Сгусток мгновенно расширяется, и происходит взрыв, вызывающий мощную ударную волну. Кроме того, бомба высвобождает фрагменты ядерного распада, из которых состоят радиоактивные осадки.

В термоядерном взрывном устройстве иной принцип действия: там лёгкие ядра атомов объединяются, чтобы создать более тяжёлый элемент. Например, происходит слияние изотопов водорода дейтерия и трития. В результате сверхбыстрой реакции синтеза внутриядерная энергия превращается в тепловую. Как и в случае с ядерной бомбой, в ограниченном объёме возникает сгусток высокотемпературной плазмы, расширение которого приобретает характер взрыва.

При этом подрыв основного боевого заряда в водородной бомбе осуществляется встроенным маломощным ядерным устройством. Проще говоря, термоядерная бомба приводится в действие маленькой ядерной: та играет роль детонатора, чтобы запустить реакцию синтеза.

Бомба без иллюзий и домыслов. Фрагменты истории «Атомного проекта СССР» Подробнее

Если сравнивать мощность двух типов ядерного оружия, то термоядерная (водородная) бомба даёт намного большую выходную энергию, чем ядерная (атомная). Кроме того, нет теоретических ограничений на создание термоядерного взрывного устройства любой мощности. С другой стороны, эта бомба более сложна в изготовлении.

Бытует мнение, что при взрыве термоядерной бомбы ниже радиоактивное заражение окружающей местности. На самом деле поражающие факторы у двух типов оружия одинаковые. Действительно, реакция термоядерного синтеза сама по себе не способствует выпадению радиоактивных осадков. Но она, повторим, инициируется ядерным взрывным устройством, которое является «грязным». Поэтому водородная бомба генерирует не меньше осадков, чем обычная ядерная.

Теоретически рассматривалась возможность создания «чистого» термоядерного оружия, в котором для начала реакции синтеза не применялся бы ядерный детонатор. Но на практике эту идею никто реализовать не пытался.

Основные виды

Ядерное оружие

Ядерное оружие – это один из основных видов оружия массового поражения. Оно способно в короткое время вывести из строя большое количество людей, разрушить здания и сооружения на обширных территориях. Массовое применение ядерного оружия чревато катастрофическими последствиями для всего человечества, поэтому ведётся его запрещение.

• Баллистические и крылатые ракеты (боевые части).
• Торпеды (боевые части).
• Авиационные и глубинные бомбы.
• Артиллерийские снаряды и мины.
• Фугасы.

Химическое оружие

На эту тему ▼

Сигнал Химическая тревога

Химическое оружие – это оружие массового поражения, действие которого основано на токсических свойствах некоторых химических веществ. К нему относятся боевые отравляющие вещества и средства их применения.

• Артиллерийские химические снаряды и мины.
• Авиационные химические бомбы, кассеты и выливные авиационные приборы (ВАП).
• Боевые части ракет.
• Фугасы, генераторы аэрозолей.
• Шашки и гранаты.

Биологическое оружие

Биологическое оружие является средством массового поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений. Действие его основано на использовании болезнетворных свойств микроорганизмов (бактерий, вирусов, риккетсий, грибков, а также вырабатываемых некоторыми бактериями токсинов). К биологическому оружию относятся рецептуры болезнетворных организмов.

• Артиллерийские снаряды.
• Авиационные бомбы, кассеты и контейнеры.
• Боевые части ракет.
• Распылительные приборы (РАП).
• Генераторы аэрозолей и распылители сухих агентов.

Обычные средства поражения

Термины «обычные средства нападения», «обычное оружие» вошли в употребление после появления ядерного оружия, обладающего неизмеримо более высокими боевыми свойствами. Однако в настоящее время некоторые образцы обычного оружия, основанные на новейших достижениях науки и техники, по своей эффективности вплотную приблизились к ОМП (оружие массового поражения).

• Авиационные средства поражения (в обычном снаряжении).
• Баллистические и крылатые ракеты.
• Ракетно-артиллерийские системы.
• Реактивные системы.
• Зажигательное оружие.
• Стрелковое оружие.

Другие способы воздействия

• сверхвысокоточное оружие;
• инфразвуковое оружие;
• озонное (ультразвуковое) оружие;
• биотехнологическое оружие;
• средства информационной борьбы;
• метеорологическое и др. оружие;
• комплексное воздействие различного характера.

Новейшем видом высокоточного оружия являются разведывательно-ударные комплексы (РУК). При создании этой системы оружия военные специалисты ставили перед собой цель достичь гарантированного поражения хорошо защищенных объектов (прочных и малоразмерных) минимальными средствами.

На эту тему ▼

Сигнал Радиационная опасность

РУК объединяют в себе два элемента:

• поражающие средства (самолёты с кассетными бомбами, ракеты, оснащенные боеголовками самонаведения, которые способны проводить селекцию целей на фоне других объектов и местных предметов);
• технические средства, обеспечивающие их боевое применение (средства разведки, связи, навигации, системы управления, обработки и отображения информации, выработки команд). Такая интегрированная автоматизированная система управления предполагает полностью исключить человека (оператора) из процесса наведения оружия на цель.

К высокоточному оружию относят также управляемые авиационные бомбы (УАБ). По внешнему виду они напоминают авиационные бомбы обычного типа и отличаются от последних наличием системы управления и небольших крыльев. УАБ предназначены для поражения малоразмерных целей, требующих большой точности попадания.

В зависимости от вида и характера, целей УАБ могут быть бетонобойными, бронебойными, противотанковыми, кассетными и т.п. с кумулятивным размещением взрывчатого вещества в корпусе боеприпаса. Бомбы сбрасываются с самолётов, которые не доходят до цели многие километры, и при помощи систем радио- и телеуправления наводятся на цель.

Ядерная зима

1. Падение температуры на один градус на один год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию.
2. Ядерная осень — снижение температуры на 2-4 °C в течение нескольких лет; имеют место неурожаи, ураганы. Про ядерную осень см. ниже.
3. Год без лета — интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и эпидемии следующей зимой, исторический пример — следующий, 1816 год, после извержения вулкана Тамбора..
4. Десятилетняя ядерная зима — падение температуры на всей Земле в течение 10 лет примерно на 15-20 °C. Этот сценарий подразумевается многими моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги.Вероятна гибель большей части населения Земли, однако 10-50 % (по разным оценкам) людей выживут и сохранят большинство технологий.В среднем, такой сценарий отбросит цивилизацию в развитии примерно на 20, максимум 50 лет. Риски: продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на всё время прокорма всего выжившего человечества, а Финляндия и Норвегия, например, имеют стратегические запасы зерна для быстрого восстановления сельского хозяйства.
5. Новый ледниковый период. Является крайне маловероятным сценарием продолжения предыдущего, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений супервулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба). При таком развитии событий, возврат к исходному состоянию может занять около ста лет.
6. Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при наихудшем, но практически невероятном развитии событий. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замёрзнут, суша покроется толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только в океанах.

Ядерная зима

1. Падение температуры на один градус на один год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию.
2. Ядерная осень — снижение температуры на 2-4 °C в течение нескольких лет; имеют место неурожаи, ураганы. Про ядерную осень см. ниже.
3. Год без лета — интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и эпидемии следующей зимой, исторический пример — следующий, 1816 год, после извержения вулкана Тамбора..
4. Десятилетняя ядерная зима — падение температуры на всей Земле в течение 10 лет примерно на 15-20 °C. Этот сценарий подразумевается многими моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги.Вероятна гибель большей части населения Земли, однако 10-50 % (по разным оценкам) людей выживут и сохранят большинство технологий.В среднем, такой сценарий отбросит цивилизацию в развитии примерно на 20, максимум 50 лет. Риски: продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на всё время прокорма всего выжившего человечества, а Финляндия и Норвегия, например, имеют стратегические запасы зерна для быстрого восстановления сельского хозяйства.
5. Новый ледниковый период. Является крайне маловероятным сценарием продолжения предыдущего, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений супервулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба). При таком развитии событий, возврат к исходному состоянию может занять около ста лет.
6. Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при наихудшем, но практически невероятном развитии событий. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замёрзнут, суша покроется толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только в океанах.

Степени тяжести травм и характеристики

На эту тему ▼

Сборный эвакуационный пункт

Назначение, оборудование и действия населения

Если люди находились в здании, то тяжесть повреждений будет зависеть от того, насколько сильно сооружения будут разрушены взрывом.

При полном разрушении сооружения гибель людей составляет 90-100%.

При среднем повреждении выживаемость достигает 50-60%, но из-за того, что люди оказываются под завалами, возможны тяжелые травмы.

Слабое повреждение здания редко приводит к значительным жертвам. Обычно люди получают травмы различной тяжести.

Последствия взрыва и радиус действия на человека

Воздушная волна оказывает косвенное разрушающее воздействие на человека. Оно заключается в летящих вместе с волной камнях, частей мебели, сучьев деревьев, стеклянных осколках и других предметах.