Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс (ЭМИ) представляет собой мощное кратковременное электромагнитное излучение, возникающее в резуль­тате образования потоков быстрых электронов при ядерном взрыве (рис. 2.2).

Схема ЭМИ

При ядерном взрыве у-кванты, испускаемые из зоны протекания ядерных реакций, выбивают из атомов воздуха электроны, образуя по­ток быстрых электронов, летящих в направлении движения у-квантов со скоростью, близкой к скорости света, а положительные ионы (ос­татки атомов) практически остаются на месте. В результате такого разделения электрических зарядов в пространстве образуются элемен­тарные и результирующие электрические и магнитные поля ЭМИ.

Сильные поля ЭМИ в районе центра взрыва обычно возникают при ядерных взрывах в сравнительно плотных слоях атмосферы. На вы­сотах 20—40 км от поверхности земли эти поля менее значительны и образуются в результате взаимодействия у-квантов с материалом обо­лочки боеприпаса и атомами разреженного воздушного пространства.

Испускаемое из зоны высотного взрыва у-излучение в направленни поверхности земли начинает поглощаться в более плотных слоях атмосферы на высотах 20—40 км в результате разделения и пере­мещения положительных и отрицательных зарядов в этой области, і также при взаимодействии с геомагнитным полем Земли возникает шектромагнитное излучение, которое достигает поверхности земли і зоне радиусом до нескольких сот километров.

Поражающим фактором ЭМИ являются электрические и магнитные поля напряженностью до десятков киловольт (кВ) при широком частотном спектре (от 10 кГц до 100 кГц). ЭМИ ядерного взрыва анало­гичен грозовому разряду, но протекает примерно в 50 раз быстрее.

Поражающее действие ЭМИ в приземной области и на земле про­исходит за счет наведения электродвижущей силы и создания электрических токов в длинных металлических сооружениях — линиях связи, ганиях электропередач, антеннах, рамочных и каркасных конструкциях.

Человек подвергается опасности в районе действия ЭМИ только в случае непосредственного контакта с токопроводящими предметами.

Основа действия защитных устройств от ЭМИ должна заключаться в исключении доступа наведенных токов к чувствительным «лам защищаемого оборудования.

Ударная волна

Ударная волна — один из основных поражающих факторов ядерного взрыва. В зависимости от среды, в которой она распространяется, ее называют воздушной волной, сейсмовзрывной волной (в грунте) и ударной волной (в воде).

Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Перед фронтом ударной волны давление в воздухе равно атмосферному Р₀. С приходом фронта ударной волны в данную точку про­странства давление резко (скачком) увеличивается и достигает макси­мального Р_ф = Р₀ + АР_ф, а также температура и скорость движения среды (воздуха). Процесс сжатия воздуха называют фазой сжатия.

С течением времени давление снижается и через время т+ после момента подход фронта ударной волны становится равным атмо- :ферному. Дальнейшее уменьшение давления приводит к разрежению і в течение времени 1_ наблюдается фаза разрежения.

Непосредственно за фронтом ударной волны в фазе сжатия движутся массы воздуха, при встрече которых с преградой возникает давле­ние скоростного напора воздушной ударной волны. Поражающее дей­ствие ударной волны на людей и различные объекты, в основном, обу­словлено воздействием избыточного давления и скоростного напора.

Основными параметрами ударной волны, характеризующими ее поражающее действие, являются: избыточное давление во фронте ударной волны (АР_ф), давление скоростного напора (АР_СК), продолжи­тельность действия избыточного давления (х+) и скорость фронта ударной волны (Ид).

Причиной разрушения объектов (зданий), имеющих большую парусность (площадь Миделя — площадь элемента, видимого со сто­роны движения ударной волны), является первоначальный удар, воз­никающий в момент отражения от них ударной волны (АР_отр) и скоростного напора (ДР_СК).

Разрушение объектов с малой площадью Миделя (высоких ко­лонн, башен малого диаметра, опор линий электропередач, мостовых ферм, башенных кранов и им подобных объектов) происходит под действием скоростного напора. Это объясняется тем, что ударная вол­на быстро обтекает данные объекты и избыточное давление воздейст­вует на них практически одновременно со всех сторон.

Характер и степень поражения людей зависят от величины из­быточного давления, положения человека и степени защиты в момент действия ударной волны. Ввиду небольших размеров человека избы­точное давление охватывает его практически мгновенно и подвергает сильному сжатию. В то же время скоростной напор создает значитель­ное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве. Кроме того, могут наблюдаться и вторичные поражения.

Травмы, получаемые людьми от действия ударной волны, ус­ловно подразделяют на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Характеристика травм людей приведена в табл. 2.11.