5.2.2 Поражающее воздействие ударной волны и светового излучения на людей, промышленные и гражданские объекты

В процессе изготовления, хранения и применения оружия массового поражения, в технологических процессах с применением или использованием взрывчатых, легковоспламеняющихся веществ может возникнуть взрыв.

Ядерный взрыв может произойти в период военных конфликтов, при перевозке ядерных боеприпасов на транспорте, при аварии на производствах, на АЭС и т. д.

Поражающие факторы ядерного взрыва:

• ударная волна;

• тепловое воздействие светового излучения;

• радиоактивное – излучение;

• радиоактивное заражение местности осадками радиоактивных ве­ществ.

Основным источником поражения является ударная волна. Например, при применении ядерного взрыва в атмосфере 50% расходуется на образование ударной волны, 30-40% – на световое излучение, 15% – на радиоактивное заражение, 5% – на проникающую радиацию и электромагнитный импульс. У нейтронного взрыва энергия распределяется следующим образом: на образование нейтронного и гамма-излучений (проникающая радиация) расходуется 85% энергии, 8-10% – на образование ударной волны, 5-8% – на световое излучение.

Ударная волна – область сжатия среды за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где высокая температура и давление, достигающее 105 млрд. Па. В этой области раскаленные пары и газы, стремясь расшириться со сверхзвуковой скоростью, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности, нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение следующие и т.д. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения ударной волны быстро падает и переходит в акустическую волну (скорость звука 340 м/с). Основными параметрами ударной волны, вызывающими разрушения и поражения, является избыточное давление во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия ударной волны. Данные по степени поражения воздушной ударной волной людей, разрушения промышленных, гражданских зданий, сооружений энергетического, промышленного и коммунального оборудования и линий электропередач (ЛЭП) приведены в таблице 5.1.

При ядерном взрыве наблюдается световое излучение, которое представляет совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Размеры и температура светящейся области (максимум 8000-10000°С, минимум – 1800°С) быстро изменяются во времени (продолжительность от 3 до 10 секунд).

Таблица 5.1 – Характеристика и степень поражения ударной волной

Виды поражений и разрушений	Степень поражения и разрушений	Избыточное давление, кПа
Крайне тяжелые контузии и травмы людей	Разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, потеря сознания	100
Тяжелые контузии и травмы людей	Сильная контузия всего организма, потеря сознания, переломы костей, кровотечения из носа и ушей	60-100
Поражения людей средней тяжести	Вывихи конечностей, контузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей	40-60
Легкие поражения людей	Скоропроходящие нарушения функций организма (звон в ушах, головная боль, головокружения и т.д.)	20-40
Гражданские и промышленные здания
Зона полных разрушений	Полностью разрушаются все жилые дома, промышленные здания и укрытия, сплошные завалы	50
Зона сильных разрушений	Разрушение несущих конструкций и перекрытий верхних этажей, деформация перекрытий нижних этажей, образование трещин, местные завалы	50-30
Зона средних разрушений	Деревянные здания полностью разрушены, каменные – частично. Разрушение крыш, перекрытий, трещины в стенах, отдельные завалы	30-20
Зона слабых разрушений	Здания получают слабые разрушения (трещины, разрушение перегородок, дверных и оконных заполнений)	20-10
Энергетическое, промышленное и коммунальное оборудование
Сильные разрушения	Массовые разрывы трубопроводов, кабелей, разрушение опор ЛЭП	1000-2000
Средние разрушения	Отдельные разрушения, разрывы, деформация кабелей, трубопроводов, ЛЭП, смещение на опорах цистерн, повреждение станков	300-600
Слабые разрушения	Деформация трубопроводов, повреждение на стыках, разрушение контрольно-измерительной аппаратуры, повреждение верхней части колодцев	150-200

При ядерном взрыве наблюдается световое излучение, которое представляет совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Размеры и температура светящейся области (максимум 8000-10000°С, минимум – 1800°С) быстро изменяются во времени (продолжительность от 3 до 10 секунд).

Поражающее действие излучения характеризуется световым импульсом, т.е. отношением количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению луча. Световой импульс измеряется в Дж/м².

Воздействие светового импульса вызывает пожары и ожоги у людей и животных (таблица 5.2), однако степень ожогов может быть различная. Ожоги первой степени – покраснение кожи, припухлость. Ожоги второй степени – образование пузырей, заполненных прозрачной жидкостью. Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени – это омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (мышцы, сухожилия и т.д.).

Таблица 5.2 – Ожоговые травмы при воздействии светового импульса

Степень ожоговой травмы	При световом импульсе, кДж/м2
	у человека	у животных
Первая	80 - 160	80 - 250
Вторая	160 - 500	250 - 500
Третья	500 - 600	500 - 800
Четвертая	свыше 600	свыше 800

При воздействии светового импульса возникают пожары, которые классифицируются по трем зонам: зона отдельных пожаров (в отдельных зданиях и сооружениях), зона сплошных пожаров (территория, на которой горит большинство зданий и сооружений), зона горения и тления в завалах (территория, на которой горят здания и сооружения первой, второй и третьей степени огнестойкости с выделением угарного газа и других токсичных веществ).

Таким образом, ударная волна и световое излучение являются основными факторами, которые влияют на безопасность жизнедеятельности людей и устойчивость работы промышленных объектов.

В зависимости от решаемых задач ядерный взрыв может быть:

• высотным (выше границы тропосферы, т. е. выше 10 км) для пораже­ния воздушных и космических целей;

• воздушным (в атмосфере на высоте до 10 км) для поражения воздуш­ных и наземных целей;

• наземным (надводным) (на поверхности Земли) для поражения прочных наземных целей;

• подземным (подводным) (на глубине проникновения боеголовки) для разрушения особо прочных подземных сооружений, устройства зава­лов, разрушения плотин и т. п.

Однако ядерное оружие представляет опасность и в мирное время для жителей своей страны. Установлено, что вероятность аварии от­дельной ядерной боеголовки составляет 10^-1-10^-2 в год (если учитывать, что таких боеголовок 30 тыс. штук, и изготовлены они более 30 лет на­зад). Ракеты мобильного базирования (типа ПС-22, ПС-12М, СС-20 и др.) разъезжают по всей стране на автомобильном и железнодорожном транспорте. Аварийность на этих видах транспорта велика. Основные причины аварийности боеголовок следующие: большие габариты боеголовок (длина до двух десятков метров); большое давление на грунт, т. к. масса большая; неустойчивость ракетных установок (например, уклон дороги должен быть не более 5⁰) и др. Например, если при объезде одни колеса попадут на обочину (грунт), а другие будут на асфальте, то может произойти опрокидывание.