Ядерний вибух супроводжується виділенням величезної кількості енергії, тому по руйнівній і вражаючій дії він в сотні і тисячі разів може перевищувати вибухи найбільших авіаційних бомб, споряджених звичайними вибуховими речовинами.

Поразка військ ядерною зброєю відбувається на великих площах і носить масовий характер. Ядерна зброя дозволяє в короткі терміни наносити противнику великі втрати в живій силі і бойовій техніці, руйнувати споруди і інші об'єкти.

Вражаючими факторами ядерного вибуху є:

1. Ударна хвиля;
2. Світлове випромінювання;
3. Проникаюча радіація;
4. Електромагнітний імпульс (ЕМІ);
5. Радіоактивне зараження.

Ударна хвиля ядерного вибуху - один з його основних вражаючих чинників. Залежно від того, в якому середовищі виникає і поширюється ударна хвиля - в повітрі, воді або грунті, її називають відповідно: повітряної, підводного, сейсмовзривние.

Повітряної ударної хвилею називають область різкого стиску повітря, що поширюється в усі сторони від центра вибуху з надзвуковою швидкістю. Володіючи великим запасом енергії, ударна хвиля ядерного вибуху здатна уражати людей людям, руйнувати різні споруди, озброєння і військову техніку та інші об'єкти на значних відстанях від місця вибуху.

При наземному вибуху фронт ударної хвилі являє собою півсферу, при повітряному вибуху в перший момент - сферу, потім півсферу. Крім того, при наземному і повітряному вибуху частина енергії витрачається на освіту сейсмовзривних хвиль в грунті, а також на випаровування грунту і утворення воронки.

Для об'єктів великої міцності, наприклад, притулків важкого типу, радіус зони руйнівної дії ударної хвилі буде найбільшим при наземному вибуху. Для таких маломіцних об'єктів, як житлові будинки, найбільшим радіус руйнування буде при повітряному вибуху.

Поразка людей повітряної ударної хвилею може виникати в результаті безпосереднього і непрямого впливу (летять уламками споруд, падаючими деревами, осколками скла, камінням грунтом).

У зоні, де надлишковий тиск у фронті ударної хвилі перевищує 1 кгс / см2, мають місце вкрай важкі і смертельні ураження відкрито розташованого особового складу, в зоні з тиском 0,6 ... 1 кгс / см2 - важкі ураження, при 0,4 ... 0 , 5 кгс / см2 - ураження середньої тяжкості і при 0,2 ... 0,4 кгс / см2 - легкі поразки.

Радіуси зон ураження особового складу в положенні лежачи в значно менше, ніж в положенні стоячи. При розташуванні людей в траншеях, щілинах радіуси зон ураження зменшуються приблизно в 1,5 - 2 рази.

Кращими захисними властивостями володіють закриті приміщення підземного і котловани типу (бліндажі, притулки), зменшуючи радіус ураження ударною хвилею не менше, ніж в 3 - 5 разів.

Таким чином, надійним захистом особового складу від ударної хвилі є інженерні споруди.

Ударна хвиля виводить з ладу і озброєння. Так, слабкі пошкодження ЗУР спостерігаються при надлишковому тиску ударної хвилі 0,25 - 0,3 кгс / см2. При слабких пошкодженнях у ракет відбувається місцеве обтиснення корпусу, можуть вийти з ладу окремі прилади та агрегати. Наприклад, при вибуху боєприпасів потужністю 1 Мт ракети виходять з ладу на відстані 5 ... 6 км, автомобілі і подібна їм техніка - 4 ... 5 км.

Світлове випромінювання ядерного вибуху являє собою електромагнітне випромінювання оптичного діапазону, що включає ультрафіолетову (0,01 - 0,38 мк), видиму (0,38 - 0,77 мк) і інфрачервону (0,77-340 мк) області спектра.

Джерелом світлового випромінювання є світлова область ядерного вибуху, температура якої спочатку досягає декількох десятків мільйонів градусів, а потім остигає і в своєму розвитку проходить три фази: початкову, першу і другу.

Залежно від потужності вибуху тривалість початкової фази світиться області становить частки мілісекунди, першої - від декількох мілісекунд до десятків і сотень мілісекунд, а другий - від десятих часток секунди до десятків секунд. За час існування світиться області температура всередині її змінюється від мільйонів до декількох тисяч градусів. Основна частка енергії світлового випромінювання (до 90%) припадає на другу фазу. Час існування світиться області зростає зі збільшенням потужності вибуху. При вибухах боєприпасів сверхмалого калібру (до 1 кт) світіння триває десяті частки секунди; малого (від 1 до 10 кт) - 1 ... 2 с; середнього (від 10 до 100 кт) - 2 ... 5 с; крупного (від 100 кт до 1 Мт) - 5 ... 10 с; сверхкрупного (понад 1 Мт) - кілька десятків секунд. Розміри що світиться області також зростають зі збільшенням потужності вибуху. При вибухах боєприпасів сверхмалого калібру максимальний діаметр світиться області становить - 20 ... 200 м, малого - 200 ... 500, середнього - 500 ... 1000 м, великого - 1000 ... 2000 м і надвеликих - кілька кілометрів.

Основним параметром, що визначає вражаючу здатність світлового випромінювання ядерного вибуху, є світловий імпульс.

Світловий імпульс - кількість енергії світлового випромінювання, що падає за весь час випромінювання на одиницю площі нерухомої неекранованої поверхні, розташованої перпендикулярно до напрямку прямого випромінювання, без урахування відбитого випромінювання. Світловий імпульс вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж / м2) або в калоріях на квадратний сантиметр (кал / см2); 1 кал / см2 4,2 * 104 Дж / м2.

Світловий імпульс зменшується із збільшенням відстані до епіцентру вибуху і залежить від виду вибуху і стану атмосфери.

Поразка людей світловим випромінюванням виражається в появі опіків різних ступенів відкритих і захищених обмундируванням ділянок шкіри, а також в ураженні очей. Наприклад, під час вибуху потужністю 1 Мт (U = 9 кал / см2) уражаються відкриті ділянки шкіри людини, викликаючи опік 2-го ступеня.

Під впливом світлового випромінювання можливий спалах різних матеріалів і виникнення пожеж. Світлове випромінювання в значній мірі послаблюється хмарністю, будівлями населених пунктів, лісом. Однак, в останніх випадках ураження особового складу може бути викликано за рахунок утворення великих зон пожеж.

Надійним захистом від світлового випромінювання особового складу та бойової техніки є підземні інженерні споруди (бліндажі, притулки, перекриті щілини, котловани, капоніри).

Захист від світлового випромінювання в підрозділах включає виконання наступних заходів:

підвищення коефіцієнта відбиття світлового випромінювання поверхнею об'єкта (застосування матеріалів, фарб, обмазок світлих тонів, різних металевих відбивачів);

підвищення стійкості та захисних властивостей об'єктів до дії світлового випромінювання (застосування зволоження, снігових обсипок, використання вогнестійких матеріалів, покриття глиною і вапном, просоченням чохлів і тентів вогнестійкими складами);

проведення протипожежних заходів (розчищення районів розташування особового складу і бойової техніки від легкозаймистих матеріалів, підготовка сил і засобів для гасіння пожеж);

використання індивідуальних засобів захисту, таких як загальновійськовий комплексний захисний костюм (ОКЗК), загальновійськовий захисний комплект (ОЗК), насичені обмундирування, захисні окуляри тощо

Таким чином, ударна хвиля і світлове випромінювання ядерного вибуху є його основними вражаючими факторами. Своєчасне і вміле використання найпростіших укриттів, рельєфу місцевості, інженерних фортифікаційних споруд, індивідуальних засобів захисту, профілактичних заходів дозволить послабити, а в ряді випадків виключити вплив ударної хвилі і світлового випромінювання на особовий склад, озброєння і військову техніку.

Проникаюча радіація ядерного вибуху являє собою потік γ- випромінювання і нейтронів. Нейтронне і γ-випромінювання різні за своїми фізичними властивостями, а загальним для них є те, що вони можуть поширюватися в повітрі в різні боки на відстані до 2,5 - 3 км. Проходячи через біологічну тканину, γ-кванти і нейтрони іонізують атоми і молекули, що входять до складу живих клітин, в результаті чого порушується нормальний обмін речовин і змінюється характер життєдіяльності клітин, окремих органів і систем організму, що призводить до виникнення захворювання - променевої хвороби. Схема поширення гамма-випромінювання ядерного вибуху показана на малюнку 1.

Мал. 1. Схема поширення гамма-випромінювання ядерного вибуху

Джерелом проникаючої радіації є ядерні реакції поділу і синтезу, що протікають в боєприпасах в момент вибуху, а також радіоактивний розпад осколків розподілу.

Вражаюча дія проникаючої радіації характеризується дозою випромінювання, тобто кількістю енергії іонізуючих випромінювань, поглиненої одиницею маси середовища, що опромінюється, вимірюваної в радах (рад).

Нейтрони і γ-випромінювання ядерного вибуху діють на будь-який об'єкт практично одночасно. Тому загальне нищівну силу проникаючої радіації визначається підсумовуванням доз γ-випромінювання і нейтроно, де:

• сумарна доза випромінювання, радий;
• доза γ- випромінювання, радий;
• доза нейтронів, радий (нуль у символів доз показує, що вони визначаються перед захисної перепоною).

Доза випромінювання залежить від типу ядерного заряду, потужності і виду вибуху, а також від відстані до центру вибуху.

Проникаюча радіація є одним з основних вражаючих факторів при вибухах нейтронних боєприпасів і боєприпасів розподілу сверхмалой і малої потужності. Для вибухів великої потужності радіус поразки проникаючою радіацією значно менше радіусів поразки ударною хвилею і світловим випромінюванням. Особливо важливе значення проникаюча радіація набуває в разі вибухів нейтронних боєприпасів, коли основна частка дози випромінювання утворюється швидкими нейтронами.

Вражаюча дія проникаючої радіації на особовий склад і на стан його боєздатності залежить від отриманої дози випромінювання і часу, що пройшов після вибуху, що викликає променеву хворобу. Залежно від отриманої дози випромінювання розрізняють чотири ступені променевої хвороби.

Променева хвороба I ступеня (легка) виникає при сумарній дозі випромінювання 150 - 250 рад. Прихований період триває 2 - 3 тижні, після чого з'являється нездужання, загальна слабкість, нудота, запаморочення, періодичне підвищення температури. У крові зменшується вміст лейкоцитів і тромбоцитів. Променева хвороба I ступеня виліковується протягом 1,5 - 2 місяців в стаціонарі.

Променева хвороба II ступеня (середня) виникає при сумарній дозі випромінювання 250 - 400 рад. Прихований період триває близько 2 - 3 тижнів, потім ознаки захворювання виражаються більш яскраво: спостерігається випадання волосся, змінюється склад крові. При активному лікуванні настає одужання через 2 - 2,5 місяці.

Променева хвороба III ступеня (важка) настає при дозі випромінювання 400 - 700 радий. Прихований період становить від кількох годин до 3 тижнів.

Хвороба протікає інтенсивно і важко. У разі успішного результату одужання може настати через 6 - 8 місяців, але залишкові явища спостерігаються значно довше.

Променева хвороба IV ступеня (вкрай важка) настає при дозі випромінювання понад 700 радий, яка є найбільш небезпечною. Смерть настає через 5 - 12 днів, а при дозах, перевищує 5000 рад, особовий склад втрачає боєздатність через кілька хвилин.

Тяжкість ураження певною мірою залежить від стану організму до опромінення та його індивідуальних особливостей. Сильна перевтома, голодування, хвороба, травми, опіки підвищують чутливість організму до дії проникаючої радіації. Спочатку людина втрачає фізичну працездатність, а потім - розумову.

При великих дозах випромінювання та потоках швидких нейтронів втрачають працездатність комплектуючі елементи систем радіоелектроніки. При дозах понад 2000 рад скла оптичних приладів темніють, забарвлюючись в фіолетово - бурий колір, що знижує або повністю виключає можливість їх використання для спостереження. Дози випромінювання 2 - 3 радий виводять з ладу фотоматеріали, що знаходяться в світлонепроникної упаковці.

Захистом від проникаючої радіації служать різні матеріали, що ослабляють γ-випромінювання і нейтрони. При вирішенні питань захисту слід враховувати різницю в механізмах взаємодії γ-випромінювання і нейтронів із середовищем, що визначає вибір захисних матеріалів. Випромінювання найсильніше послаблюється важкими матеріалами, що мають високу електронну щільність (свинець, сталь, бетон). Потік нейтронів краще послаблюється легкими матеріалами, що містять ядра легких елементів, наприклад водню (вода, поліетилен).

У рухливих об'єктах для захисту від проникаючої радіації необхідна комбінована захист, що складається з легких водородосодержащих речовин і матеріалів з високою щільністю. Середній танк, наприклад, без спеціальних протирадіаційних екранів має кратність ослаблення проникаючої радіації дорівнює приблизно 4, що недостатньо для забезпечення надійного захисту екіпажу. Тому питання захисту особового складу повинні вирішуватися виконанням комплексу різних заходів.

Найбільшою кратністю ослаблення від проникаючої радіації мають фортифікаційні споруди (перекриті траншеї - до 100, притулку - до 1500).

Як засоби, що послаблюють дію іонізуючих випромінювань на організм людини, можуть бути використані різні протирадіаційні препарати (радіопротектори).

Ядерні вибухи в атмосфері і в більш високих шарах призводять до виникнення потужних електромагнітних полів з довжинами хвиль від 1 до 1000 м і більше. Ці поля через їх короткочасного існування прийнято називати електромагнітним імпульсом (ЕМІ).

Вражаюча дія ЕМІ обумовлено виникненням напруг і струмів в провідниках різної протяжності, розташованих в повітрі, землі, на озброєнні і військовій техніці та інших об'єктах.

Основною причиною генерації ЕМІ тривалістю менше 1с вважають взаємодію γ-квантів і нейтронів з газом у фронті ударної хвилі і навколо нього. Важливе значення має також виникнення асиметрії в розподілі просторових електричних зарядів, пов'язаних з особливостями поширення випромінювання і освіти електронів.

При наземному або низькому повітряному вибуху γ-кванти, що випускаються із зони протікання ядерних реакцій, вибивають з атомів повітря швидкі електрони, які летять в напрямку руху квантів зі швидкістю, близькою до швидкості світла, а позитивні іони (залишки атомів) залишаються на місці. В результаті такого поділу електричних зарядів в просторі утворюються елементарні і результуючі електричні та магнітні поля, які і являють собою ЕМІ.

При наземному і низькому повітряному вибухах вражаючу дію ЕМВ спостерігається на відстані близько декількох кілометрів від центру вибуху.

При висотному ядерному вибуху (Н> 10 км) можуть виникати поля ЕМІ в зоні вибуху і на висотах 20 - 40 км від поверхні землі. ЕМІ в зоні такого вибуху виникає за рахунок швидких електронів, які утворюються в результаті взаємодії квантів ядерного вибуху з матеріалом оболонки боєприпасу і рентгенівського випромінювання з атомами навколишнього розрідженого повітряного простору.

Випускається із зони вибуху випромінювання в напрямку поверхні землі починає поглинатися в більш щільних шарах атмосфери на висотах 20 - 40 км, вибиваючи з атомів повітря швидкі електрони. В результаті поділу та переміщення позитивних і негативних зарядів в цій області і в зоні вибуху, а також при взаємодії зарядів з геомагнітних полем землі виникає електромагнітне випромінювання, яке досягає поверхні землі в зоні радіусом до кількох сотень кілометрів. Тривалість ЕМІ - кілька десятих часток секунди.

Вражаюча дія ЕМІ проявляється, перш за все, по відношенню до радіоелектронної та електротехнічної апаратури, що знаходиться на озброєнні і військовій техніці та інших об'єктах. Під дією ЕМВ у зазначеній апаратурі наводяться електричні струми і напруги, які можуть викликати пробою ізоляції, пошкодження трансформаторів, згоряння розрядників, псування напівпровідникових приладів, перегорання плавких вставок і інших елементів радіотехнічних пристроїв.

Найбільш схильні до впливу ЕМІ лінії зв'язку, сигналізації та управління. Коли амплітуда ЕМІ не дуже велика, то можливо спрацьовування засобів захисту (плавких вставок, грозоразрядников) і порушення працездатності ліній.

Крім того, висотний вибух здатний створити перешкоди в роботі засобів зв'язку на дуже великих площах.

Захист від ЕМІ досягається екрануванням як ліній енергопостачання та управління, так и власне апаратури, а такоже Створення такой елементної бази радіотехнічніх ЗАСОБІВ, яка стійка до впліву ЕМІ. Всі Зовнішні Лінії, например, повінні буті двопровіднімі, добро ізольованімі від землі, з малоінерційнімі разрядниками и плавкими вставками. Для захисту чутлівого електронного обладнання доцільно використовуват розряднікі з невеликим порогом запалювання. Важливе значення мають правильна експлуатація ліній, контроль справності засобів захисту, а також організація обслуговування ліній в процесі експлуатації.

Радіоактивне зараження місцевості, приземного шару атмосфери, повітряного простору, води та інших об'єктів виникає в результаті випадання радіоактивних речовин з хмари ядерного вибуху при його переміщенні під впливом вітру.

Значення радіоактивного зараження як вражаючого фактора визначається тим, що високі рівні радіації можуть спостерігатися не тільки в районі, прилеглому до місця вибуху, а й на відстані десятків і навіть сотень кілометрів від нього. На відміну від інших вражаючих факторів, дія яких виявляється протягом відносно короткого часу після ядерного вибуху, радіоактивне зараження місцевості може бути небезпечним протягом декількох років і десятиліть після вибуху.

Найбільш сильне зараження місцевості походить від наземних ядерних вибухів, коли площі зараження з небезпечними рівнями радіації в багато разів перевищують розміри зон поразки ударною хвилею, світловим випромінюванням і проникаючою радіацією. Самі радіоактивні речовини і що випускаються ними іонізуючі випромінювання не мають кольору, запаху, а швидкість їх розпаду не може бути виміряна будь - якими фізичними або хімічними методами.

Заражену місцевість по шляху руху хмари, де випадають радіоактивні частинки діаметром більше 30 - 50 мкм, прийнято називати ближнім слідом зараження. На великих відстанях - далекий слід - невеличке зараження місцевості, яке протягом тривалого часу не впливає на боєздатність особового складу. Схема формування сліду радіоактивної хмари наземного ядерного вибуху представлена ​​на малюнку 2.

Мал. 2. Схема формування сліду радіоактивної хмари наземного ядерного вибуху

Джерелами радіоактивного зараження при ядерному вибуху є:

• продукти поділу (осколки поділу) ядерних вибухових речовин;
• радіоактивні ізотопи (радіонукліди), що утворюються в грунті і ін. матеріалах під впливом нейтронів - наведена активність;
• Не поділяючи частина ядерного заряду.

При наземному ядерному вибуху світна область стосується поверхні землі і утворюється воронка викиду. Значна кількість грунту, який потрапив в світиться область, плавиться, випаровується і перемішується з радіоактивними речовинами.

У міру остигання світиться області та її підйому пари конденсуються, утворюючи радіоактивні частинки різних розмірів. Сильний прогрів грунту і приземного шару повітря сприяє утворенню в районі вибуху висхідних потоків повітря, які формують пиловий стовп ( «ніжку» хмари). Коли щільність повітря в хмарі вибуху стане рівною щільності навколишнього повітря, підйом хмари припиняється. При цьому, в середньому за 7 - 10 хв. хмара досягає максимальної висоти підйому, яку іноді називають висотою стабілізації хмари.

Межі зон радіоактивного зараження з різним ступенем небезпеки для особового складу можна характеризувати як потужністю дози випромінювання (рівнем радіації) на певний час після вибуху, так і дозою до повного розпаду радіоактивних речовин.

За ступенем небезпеки заражену місцевість по сліду хмари вибуху прийнято ділити на 4 зони.

Зона А (помірного зараження), площа якої становить 70 - 80% площі всього сліду.

Зона Б (сильного зараження). Дози випромінювання на зовнішній межі цієї зони Д зовн = 400 рад, а на внутрішній - Д внутр. = 1200 рад. На частку цієї зони припадає приблизно 10% площі радіоактивного сліду.

Зона В (небезпечного зараження). Дози випромінювання на її зовнішній межі Д зовн = 1200 рад, а на внутрішній - Д внутр = 4000 рад. Ця зона займає приблизно 8 - 10% площі сліду хмари вибуху.

Зона Г (надзвичайно небезпечного зараження). Дози випромінювання на її зовнішньому кордоні більше 4000 рад.

На малюнку 3 показана схема нанесення прогнозованих зон зараження при одиночному наземному ядерному вибуху. Синім кольором наноситься зона Г, зеленим - Б, коричневим - В, чорним - Г.

Мал. 3. Схема нанесення прогнозованих зон зараження при одиночному ядерному вибуху

Втрати людей, викликані дією вражаючих факторів ядерного вибуху, прийнято ділити на безповоротні і санітарні.

До безповоротних втрат відносять загиблих до надання медичної допомоги, а до санітарним - уражених, що надійшли для лікування в медичні підрозділи та установи.