Поражающие факторы ядерного взрыва: параметры, единицы измерения, воздействие на человека и сооружения

Использование энергии атома позволило человечеству создать ядерное вооружение, которое имеет ряд особенностей, в том числе в плане влияния на окружающую среду. Характер, степень и длительность воздействия зависят от мощности боеприпаса, вида взрыва, уровня защиты объектов, дальности от эпицентра, метеоусловий и местности. Эта статья рассмотрит основные поражающие факторы ядерного взрыва, а также подробно расскажет, как необходимо действовать в случае ЧП.

Поражающие факторы ядерного взрыва

Ядерный взрыв – процесс выбрасывания огромного количества тепловой, а также лучистой энергии, появившейся из-за цепной реакции деления за короткий промежуток времени.

Об авторе

Константин Слабунов

Основатель и автор проекта Surviva.ru

Ветеран киокушин каратэ, специалист по выживанию. Участвовал в военной операции в Ираке. После получения серьезной травмы спины обогатил свой жизненный опыт через йогу. Стремится вдохновлять читателей на самопознание, гармонию тела и духа через вызовы природы.

Существует несколько основных факторов вышеуказанного процесса. К ним относятся:

• ударная волна – главная причина крушения зданий и получения травм различной степени тяжести;
• световое излучение – представляет собой поток лучистой энергии, куда вошли инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые лучи;
• проникающая радиация – поток гамма-лучей и нейтронов.

В зависимости от разновидности вспышки идёт разное количество энергии на формирование ударной волны. Ниже представлены показатели, соответствующие той или другой ситуации:

Кроме того, существуют и другие виды ударов: наводный, подземный, надводный и подводный. При наводном типе помимо ярчайшей светящейся полусферы появляется огромная воронка в грунте. Габариты воронки зависят от мощности удара.

При подземной атаке разрыв снаряда происходит на определённой глубине грунта. В таком случае светящейся области не наблюдается. Однако при этом происходит давление на землю, в результате чего происходит колебание почвы. Во время атаки высота столба из грунта достигает несколько сотен метров.

Надводный тип схож с наземным. Однако основным отличием этого вида является наличие гибридного облака, в составе которого присутствует радиоактивный туман либо водяная пыль.

Подводный вид отличается отсутствием вспышки и светящейся зоны. Если инцидент произошёл на небольшой глубине, над поверхностью водной глади виден столб воды, который спустя несколько секунд рушится, образуя облако. Высота столба составляет больше километра.

Одним из факторов, с которыми сталкиваются люди и животные в ходе применения оружия массового поражения, является появление ударных волн. Под этим термином подразумевают определённый участок сжатого воздуха, появившийся при расширении газов за очень короткий промежуток времени. В эпицентре возникает сверхвысокое давление – приблизительно 30 млрд атм.

Если сравнивать ударную волну от вспышки после применения ЯО с обыкновенной, первый вид действует продолжительное время и обладает большей разрушительной силой, благодаря которой он способен наносить поражения людям, разрушать здания на значительном расстоянии.

Скорость движения зависит от давления воздушных масс: вблизи от места инцидента динамика превышает скорость звука. Но из-за встречающихся на пути сопротивления воздуха и преград – сооружения, леса – с увеличением дистанции постепенно теряют силу.

Ниже представлена таблица с радиусом действия и степенью повреждений от бомбы мощностью 1 мТ:

Несмотря на показатели, оконные стёкла вылетают на расстоянии до 50 км. За 0,5 секунды ударная волна затрагивает объекты на расстоянии 1 000 м, за 9 секунд – 5 км, а за 22 секунды – 10 000 м.

Атака на АЭС поднимает в воздух гораздо больше заражённых радиацией веществ, чем даёт сама бомба. Прямое попадание заряда и испарение реактора или амбара с радиоактивными материалами свидетельствует, что площадь земель на протяжении нескольких десятков лет будет непригодна для обитания. Это связано с уровнем загрязнения, превышающем показатели в сотни и тысячи раз в сравнении с наземной вспышкой.

Световое и тепловое воздействие

Световое и тепловое влияние – поражающие факторы ядерного оружия, которые относятся к одним из наиболее разрушительных движущихся сил. Выделяемое после применения средств массового поражения большое количество энергии является основной причиной разрушений и причинения вреда окружающей среде, а также здоровью и жизни человека.

Помимо порчи объектов и получения ожогов, сверхинтенсивное лучеиспускание в области вспышки приводит к появлению множества очагов возгорания вне зависимости от расстояния до эпицентра. Источником является ярко светящаяся область применения ОМП, которая состоит из нагретых до высоких температур и испарившихся частей боеголовки. Помимо того, участок окутан грунтом и воздушными массами.

Максимальные температурные показатели светящегося участка достигают отметки 5 700 – 7 700 °C. Свечение прекращается после снижения температуры до 1 700 градусов по Цельсию.

Однако световое испускание осуществляется от пары до несколько десятков секунд. При этом интенсивная иррадиации иногда превышает отметку в тысячу Вт/см².

Радиус воздействия светового излучения зависит от мощности и вида разрыва снаряда. Также на показатели влияют метеоусловия. Например осадки (снег, дождь или туман) существенно уменьшают действие, возникшее вследствие поглощения световых колебаний. В таблице представлены действия ударной волны и светового излучения (км):

При наличии тумана, дымки, сильной запыленности или задымленности влияние светового лучеиспускания снижается.

Давление и осколки

Удар сопровождается чрезвычайно высоким давлением, благодаря которому происходит порча объектов и нанесение вреда здоровью. Осколки от разбитых стёкол, частицы разрушенных строений или других материалов несут угрозу здоровью и жизни. Поэтому специалисты рекомендуют прятаться за объектами прочной конструкции с целью минимизации негативного влияния на себя.

Радиационное воздействие

После применения оружия массового поражения появляется радиационная зона. При высвобождении энергии формируется огненный шар с радиоактивными веществами, которые в верхних слоях планеты образуют облако. По мере охлаждения на землю выпадают осадки.

Продукты разрыва снаряда образуют зону, называемую радиоактивным следом. Плотность загрязнения в эпицентре и по следу заражённого опасными веществами облака убывает по мере отдалённости от места инцидента. Форма следа принимает разнообразный вид в зависимости от условий: скорости порыва и направления ветра.

Продукты разрыва снаряда вырабатывают три вида лучеиспускания: альфа-, бета- и гамма-. Несмотря на продолжительное действие на окружающую среду, в связи с естественным процессом распада уровень интенсивности излучения уменьшается. Резкое снижение испускания опасных лучей наблюдается в первые часы после выброса.

При этом проникающая радиация остаётся на участке неопределённое время. Время действия варьируется от 15 до 25 секунд. Попадая в зараженную зону, вызывает облучение тела, и живые организмы подвергаются негативному влиянию радиации.

Для обеспечения надёжной опоры от проникающей радиации используют различные материалы, ослабляющие действие нейтронов и гамма-излучения. Каждое сырьё реагирует по-разному на лучеиспускание, поэтому защитная функция у них отличается. Для защиты от гамма-излучения подойдут компоненты с высокой атомной массой:

• железо;
• свинец;
• низкообогащённый уран.

Для того чтобы знать, какие материалы способны ослабить гамма-лучи в два раза, эксперты рекомендуют воспользоваться таблицей. В ней указан тип сырья и нужное количество для защиты:

При выборе защитного сырья, нужно учитывать, что вышеуказанные материалы плохо справляются с выделением нейтронного потока. Охарактеризовать нейтроны можно следующим образом: проходят относительно хорошо, но при этом формируют вторичные гамма-лучи и приводят в активность радиоизотопы, делая барьер от радиационного фона радиоактивным.

Нейтроны прекрасно впитывают материалы с содержанием лёгких элементов: литий, бор или водород, даже с небольшим пробегом эффективно рассеивают и нейтрализуют нейтроны. Кроме того, не активируются и значительно меньше выдают вторичное испускание. Слои половинного ослабления потока нейтронов:

К лучшим поглощающим нейтронный поток материалам относится водород. Однако в газообразном состоянии ресурс обладает малой плотностью. При этом не следует забывать, что идеального однородного защитного сырья не существует, поэтому нужно совмещать слои разнообразных материалов.

Специалисты заявляют, что бетон в совокупности с увлажнённой грунтовой засыпкой, содержащий водород и относительно тяжёлые металлы, считаются универсальными стройматериалами. Компоненты пользуются широкой популярностью при возведении защитных сооружений.

Также для создания укрытий подойдёт бетон с примесью бора (20 кг на 1 м3 бетона). Если сравнивать при одинаковой толщине с обычным бетоном (от 0,5 до 1 м), первый обеспечивает защиту в два – три раза лучше.

Электромагнитное воздействие

Поражающие факторы ядерного удара насчитывают несколько параметров, в том числе электромагнитное влияние. Такие импульсы представляют собой кратковременное поле, появившееся в процессе разрыва боеприпаса, который происходит благодаря взаимодействию нейтронов и гамма-лучей, испускаемых с атомами окружающей среды. ЭМИ распространяется следующим образом:

1. Частички радиации проходят сквозь протяжённые проводящие предметы.
2. Гамма-кванты распространяются с помощью свободных электронов, что в конечном итоге приводит к появлению изменяющегося за короткий промежуток времени токового импульса в проводниках.
3. Вызванное поле излучается в окружающую среду и движется со скоростью света. Со временем искажается и затухает.

Под влиянием ЭМИ в неэкранированных протяжённых проводниках стимулирует выработку напряжения. При этом длина проводника напрямую связана с силой тока. В конечном счете сложившаяся ситуация приводит к пробою изоляции и выходу из строя техники.

Наибольшее значение ЭМИ при атаке, достигающей высоты от 100 км и более. При разрыве боеприпаса в приземном слое планеты испускание не оказывает решающего поражения техники, обладающей малой чувствительностью. В такой ситуации радиус действия перекрывается иными поражающими показателями.

Сохранение жизни

В случае применения оружия массового поражения к опасным моментам, помимо излучения и высокого давления, относится огненный шар. В школьной программе ОБЖ говорится, что при своевременном укрытии в защищённом месте можно снизить риск поражения. В таблице ниже представлены действия, которые разрешены и запрещены во время чрезвычайного происшествия:

Как понять, что произошел ядерный взрыв

Многие люди задаются вопросом, как понять, что нанесён удар. Для этих целей человек должен знать признаки и поражающие факторы катастрофического события, сопровождающегося негативными последствиями.

Первым признаком является яркая вспышка, охватывающая радиус несколько десятков километров. Смотреть на образовавшееся облако нельзя, поскольку это грозит слепотой. Также появляется огненный шар, а за ним поднимается столб дыма и пыли – так формируется гриб после применения ЯО.

Далее возникают звуки, схожие со звуками раскатистого грома. Затем наблюдаются ударные волны.

Поражающие факторы взрыва

Несмотря на то, что риск чрезвычайной ситуации минимален, тем не менее каждому человеку важно знать, как спастись в случае ЧП. Для этого следует обладать информацией, что относится к разрушающим факторам. Поражающими факторами ядерного взрыва являются:

1. Давление.
2. Импульс.
3. Излучение.

Измерение радиационной активности и защита

После применения ОМП образуется заражённый участок. Единица, которую специалисты используют для измерения, отображает показатель. Параметр указывают в час из расчёта на квадратный сантиметр.

Для определения степени зараженности зоны специалисты проводят измерение радиации. В таком случае используют самый простой способ выявления опасности – дозиметр.

Важно знать, что для снижения риска облучения нужно пребывать не только в защищённом месте, но и избегать контакта с радиоактивными веществами. Такое правило распространяется и на материалы.

Признаки ядерного взрыва

Если человечество использовало оружие массового поражения, существует ряд признаков, свидетельствующих о наступлении чрезвычайной ситуации. К таким относятся:

• наличие разрушений и осколков;
• появление электромагнитного излучения;
• при экстремальной ситуации также наблюдается радиоактивное заражение;
• при разрыве боеприпаса наблюдаются поражающие действия.

Присутствие хотя бы одного признака не даёт 100 % гарантию безопасности. При возникновении чрезвычайно ситуации нужно относиться к событию серьёзно и соблюдать указания экспертов, чтобы сохранить жизнь себе и другим людям.

Электромагнитный импульс EMP

Ещё одним опасным моментом при атаке является формирование ЕМР. Под термином электромагнитный импульс принято называть одну из поражающих характеристик, появляющуюся при ударе.

ЕМР связан с высокой мощностью энергии, которая выделяется в экстремально коротком промежутке времени. Вышеуказанный параметр появляется после ударной силы и излучений.

Параметры и действие EMP

ЕМР состоит из разных параметров: электромагнитные, радиационные излучения, световое выделение. Это свидетельствует о наличии в воздушных массах радиоактивных частиц, способных проникнуть через разные структуры и негативно отразиться на здоровье.

Влияние ЕМР на живые организмы и аппаратуру может быть разным. Это зависит от силы и дистанции до зоны поражения.

Последствия и меры предосторожности

Такой разрушающий фактор как ЕМР влияет доступность зон. Заражённые участки становятся недоступными для обывателей из-за высокого уровня излучения и опасного воздействия на организм. Поскольку инженерные сооружения, различные системы, в том числе и спутниковая, сотовая связь и электронная аппаратура при ЕМР выходят из строя, при измерении радиации необходимо понимать:

• уровень мощности и энергии, который способен выделиться во время удара;
• какие меры предосторожности следует предпринять для защиты людей и объектов.

Защита от EMP

Обеспечение защиты от ЕМР предусматривает принятие комплекса мер с использованием специальных инноваций. Для минимизации воздействия электромагнитного импульса следует укрепить строения. Для защиты аппаратуры применяют специальные фильтры и защитные экраны.

Эксперты заявляют, что для снижения рисков и последствий от ЕМР крайне важно, чтобы НИИ и государства не останавливались, а продолжали исследования ЭМИ.

Ядерный взрыв: как спастись при ядерном ударе

При ЧП важно знать, как спастись в сложившейся ситуации. В этом разделе будут рассмотрены разные способы, способствующие сохранению жизни: подготовка, выбор местности, защита и другие действия.

Если при возникновении чрезвычайной ситуации поблизости нет подходящих укрытий, нужно воспользоваться следующими методами: закрыв глаза, лечь лицом вниз и прижаться к земле. Однако если рядом есть ограда или канава, эксперты советуют там переждать атаку.

После того как утихнет, необходимо надеть средства индивидуальной защиты. В случае отсутствия СИЗ следует прикрыть рот и нос чистой тканью, стряхнуть с обуви и одежды частицы осевшей пыли.

Подготовка к ядерному взрыву

Поскольку огненная вспышка сопровождается различными негативными последствиями для человеческого здоровья и окружающих объектов, необходимо заранее подготовиться к событию. Для этих целей нужно соблюдать меры, направленные на спасение жизни и обеспечение эффективной защиты инженерных сооружений и систем.

Выбор подходящей местности

При применении оружия массового поражения выбор подходящей местности – один из важных критериев для выживания. Помимо окон и стеклянных поверхностей специалисты советуют избегать помещений с немалым количеством конструкций, выполненных из металла. При выборе оптимальной местности для укрытия от удара эксперты рекомендуют отдать предпочтение сооружениям, защищённым от электромагнитного излучения и обломков.

Среди таких помещений специалисты выделили укрытия, расположенные под землёй или вдали от многоэтажных строений.

Защита от радиоактивного излучения

Главный момент для защиты от излучения – избегать прямого контакта с радиоактивным материалом и частичками пыли, которые впитывают радиацию, после того, как выпущена боеголовка. Если люди оказались в радиоактивной зоне, эксперты рекомендуют не покидать территорию здания и при возможности принять меры для смягчения последствий.

Действия после ядерного взрыва

Радиационный фон, вызванный ударом, способен проникать в организм и помещение через щели. Однако после удара нужно выполнить следующий порядок действий:

1. Переждать в укрытии некоторый отрезок времени для минимизации пагубного воздействия от применения оружия массового поражения и получения травм осколками разрушенных объектов.
2. Настроить радио и прислушиваться к рекомендациям, данными сотрудниками МЧС или властями.
3. При необходимости эвакуироваться, следуя указаниям, подобрать безопасный путь.

После получения информации о начале эвакуации, людям нужно очень быстро собрать вещи первой необходимости. Для этих целей складывают в сумку или рюкзак:

• деньги и документы;
• верхнюю одежду и обувь согласно сезону;
• туалетные принадлежности;
• аптечку с лекарствами и перевязочным материалом;
• запас воды и долгохранящихся продуктов.

Защита от электромагнитной волны

В случае чрезвычайной ситуации электромагнитные волны приводят в непригодность к эксплуатации электронных и радиоэлектронных устройств. С целью снижения рисков выхода из строя приборов, необходимо технику отключить от сети и поместить в металлические контейнеры или другие надежные конструкции.

Последствия ядерного взрыва

Последствия включают появление радиационного фона, световых и ударных волн. Помимо этого, на ЧП могут указывать ожоги, причиной которых является невидимый враг.

Действие электромагнитной волны

Помимо электронных устройств, электромагнитные колебания способны поражать и другие объекты инфраструктуры. К таким принадлежат сети сотовой связи.

Какие единицы измерения используются для параметров поражающих факторов ядерного взрыва

Для измерения параметров поражающих факторов специалисты используют определённые показатели. Они измеряются в следующих единицах:

• силь – для ударных волн;
• рентген – для радиационного фона;
• киловольт на метр – для ЭМИ;
• кандела на квадратный метр – для световой иррадиации.

Как ядерный взрыв влияет на инженерные сооружения

В случае применения ОМП наносит колоссальный ущерб разработкам инженеров. В таких случаях происходят аварии на атомных электростанциях, уничтожение мостов, дороги становятся не пригодными для езды, а строительные материалы впитывают радиацию.

Ниже представлены показатели разрушений зданий, осуществляемых сверхвысоким давлением:

Также последствия негативно отражаются на электронной аппаратуре. В зависимости от мощности и параметров импульса могут возникать сбои в работе разных систем и инфраструктуры: связь, электричество, транспорт и так далее.

Как ядерный взрыв влияет на человека

Радиоактивные вещества пагубно влияют не только на строения и конструкции, но и на человеческий организм: внутренние органы, нервную систему и мозг. В результате облучения люди рискуют получить лучевую болезнь.

В зависимости от дозы лучеиспускания, различают 4 степени лучевой болезни:

1. Лёгкая – возникает при облучении дозой в 100 – 200 р. Признаки этой стадии заболевания: отсутствие рвоты или возможное проявление, но спустя 3 часа, слабость в теле, незначительная тошнота, кратковременная головная боль. Однако для вышеуказанной степени лучевой болезни также характерны ясное сознание, головокружение, повышенное потоотделение и повышение температуры время от времени.
2. Средняя – развивается при облучении дозой от 200 до 400 р. Для второй степени присущи такие симптомы: рвота (через 30 минут – 3 часа), причём два раза, постоянные болевые ощущения в области головы, сознание ясное, нарушение работы нервной системы. Помимо того, присутствуют симптомы в виде повышения температуры, ухудшения состояния здоровья, пострадавший становится недееспособным, резкое и быстрое расстройство ЖКТ, а в 20 % – летальный исход.
3. Тяжёлая – проявляется при получении дозы от 400 до 600 р. Третья степень характеризуется: сильной и регулярной рвотой, тошнотой (временами сильной), постоянной головной болью, температурой 38 – 39 градусов. Также при таком состоянии врачи отмечают у пациента тяжёлое общее состояние, потерю сознания или резкое возбуждение, кровоизлияния в кожу и слизистые, некроз слизистых оболочек, в частности дёсен, а также развитие инфекционных заболеваний в результате ослабления иммунитета, что без надлежащего лечения в 20 – 70 % случаев приводит к смерти.
4. Крайне тяжёлая – развивается при облучении дозой свыше 600 р. Признаки: спустя 20 – 30 минут до двух и более дней наблюдается сильная и многократная рвота, болевые ощущения в голове, путанное сознание. Без медицинской помощь пострадавший умирает в течение двух недель.

Помимо перечисленного выше, каждое лицо, оказавшееся в зоне эпицентра, испытывает очень сильный стресс от ужаса увиденной картины: катастрофичности повреждений, пожаров, исчезновения привычного ландшафта, немалого количества трупов, изувеченных или умирающих людей. Также на посттравматическое стрессовое расстройство влияет осознание причинённого вреда собственному здоровью и паники от мысли наступающего летального исхода, полученного в результате лучевой болезни. Со временем причины, которые были перечислены выше, становятся пусковым механизмом развития следующих заболеваний:

• острых психозов;
• клаустрофобии из-за осознания отсутствия возможности выбраться на поверхность земли;
• устойчивых воспоминаний с элементами кошмарных сцен, которые влияют на существование человека в дальнейшем.

Специалисты утверждают, люди, не получившие значительных доз радиации, с большей долей вероятности рискуют погибнуть от инфекционной болезни или химического отравления.

Рекомендации, указанные выше, а также подготовка к такому событию помогут спасти жизнь. Кроме того, придерживаясь этих мер, возможно снизить риски для здоровья человека после того как возникла ударная волна ядерного взрыва.

А на Ваш взгляд, что еще поможет спастись во время ядерной атаки?