Ядерное оружие 2018г

• Ядерное оружие история

• Атомные заряды

• Конструкция и способы доставки

• Поражающие факторы ядерного оружия
• Защита от воздействия ядерного оружия

Преподаватель ОБЖ

Ковалев Александр Прокофьевич

высшая категория

СОШ № 1

г. Моздок

В 1896 году французским физиком А. Беккерелем было открыто явление радиоактивного излучения. Оно положило начало эре изучения и пользования ядерной энергии.

В  1898  году польские учёные Мария Склодовская-Кюри и её муж, французский учёный Пьер Кюри, обнаружили в настуране, минерале урана, некое вещество, выделяющее большое количество радиации. Это открытие дало основание предположить наличие огромного потенциала невиданной ранее энергии, заключённой в атомах радиоактивных элементов.

В  1911  Эрнест Резерфорд сделал важные открытия в области изучения атомов, а в 1932 Эрнест Уолтон и Джон Кокрофт смогли впервые расщепить ядро атома. В  1934  Лео Силард запатентовал атомную бомбу [ Манхэттенский проект начал своё осуществление 17 сентября 1943 года. К нему было привлечено множество выдающихся учёных-физиков, многие из которых являлись беженцами из Европы.

Так  16 июля1945 года  в Нью-Мексико было проведено первое в мире испытание атомной бомбы, получившее название Тринити (Троица). К лету 1945 американцам удалось построить 3 атомные бомбы. Конструкция «Малыша», урановой ядерной бомбы, была проста и надёжна и американские учёные не сомневались в её успехе. Плутониевый «Толстяк» же имел более сложную, но и более эффективную конструкцию, и нуждался в проверке.

К осени 1944 года, когда работы по созданию атомной бомбы подходили к завершению. В США был создан 509-й авиаполк “летающих крепостей” Б-29, командиром которого был назначен опытный летчик полковник Тиббетс.

Утром 6 августа 1945 г . над  Хиросимой  было ясное, безоблачное небо. Как и прежде, приближение с востока двух американских самолета (один из них назывался Энола Гей) на высоте 10-13 км не вызвало тревоги (т.к. каждый день они показывались в небе Хиросимы).

Один из самолетов спикировал и что-то сбросил, а затем оба самолета повернули и улетели. Сброшенный предмет на парашюте медленно спускался и вдруг на высоте 600 м над землей взорвался. Это была бомба "Малыш".

9 августа еще одна бомба была сброшена над городом Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны -  300 тысяч  человек, еще  200 тысяч  получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв. км были полностью разрушены все строения. Только в одной Хиросиме из 90 тысяч строений было уничтожено 62 тысячи. Эти бомбардировки потрясли весь мир.

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ является наиболее мощным средством массового поражения. Действие его основано на использовании внутриядерной энергии, освобождающейся при ядерных превращениях, носящих характер взрыва. В ядерном оружии используется два вида ядерных реакций:

• реакция деления ядер тяжёлых элементов (уран, плутоний) на более лёгкие химические элементы (барий, криптон, стронций, ксенон);
• реакция соединения (синтеза) лёгких ядер атомов в ядра более тяжёлых элементов, синтез ядер изотопов водорода в ядра гелия

Поражающее действие ядерного оружия основано на энергии, выделяющейся при ядерных реакциях взрывного типа.

Мощность взрыва ядерного боеприпаса принято выражать тротиловым эквивалентом, то есть количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько ее выделяется при взрыве данного ядерного боеприпаса.

Массовое применение ядерного оружия чревато катастрофическими последствиями для всего человечества, поэтому ведётся его запрещение

Действие атомного оружия основывается на реакции деления тяжелых ядер ( уран-235, плутоний-239 и т.д.). Цепная реакция деления развивается не в любом количестве делящегося вещества, а лишь только в определенной для каждого вещества критической массе.

Наименьшее количество делящегося вещества , в котором возможна саморазвивающаяся цепная ядерная реакция , называют критической массой. Уменьшение критической массы будет наблюдаться при увеличении плотности вещества. Делящееся вещество в атомном заряде находится в подкритическом состоянии.

По принципу его перевода в надкритическое состояние атомные заряды делятся на пушечные и имплозивного типа.

Развитие взрыва ядерного любого типа начинается с цепной ядерной реакции деления. Осколки деления: нейтроны, бета-частицы и гамма-излучение , несущие энергию, освободившуюся при взрыве, взаимодействуя с атомами непрореагировавшего вещества заряда, передают им большую часть своей энергии. В результате чего в зоне реакции возникает температура до десятков миллионов градусов.

В зарядах пушечного типа две и более частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро соединяются друг с другом в надкритическую массу в результате взрыва обычного взрывчатого вещества ( выстреливания одной части в другую).

Достоинством схемы пушечного типа является возможность создания зарядов малого диаметра и высокой стойкости к действию механических нагрузок, что позволяет использовать их в артиллерийских снарядах и минах.

В зарядах имплозивного типа делящееся вещество, имеющее при нормальной плотности массу меньше критической , переводится в надкритическое состояние повышением его плотности в результате обжатия с помощью взрыва обычного взрывчатого вещества .

В таких зарядах представляется возможность получить высокую над критичность и , следовательно , высокий коэффициент полезного использования делящегося вещества.

Действие термоядерного оружия основывается на реакции синтеза ядер легких элементов .

Для возникновения цепной термоядерной реакции необходима очень высокая ( порядка нескольких миллионов градусов ) температура, которая достигается взрывом обычного атомного заряда .

В качестве термоядерного горючего используется обычно дейтрид лития-6 (твердое вещество, представляющее собой соединение лития-6 и дейтерия).

Нейтронные заряды.

Нейтронный заряд представляет собой особый вид термоядерного заряда, в котором резко увеличен выход нейтронов .

Из-за быстрого поглощения нейтронов атмосферой малоэффективны нейтронные боеприпасы большой мощности; эквивалентный тоннаж нейтронных боезарядов обычно не превышает нескольких килотонн и их относят к тактическому ядерному оружию.

Основными элементами ядерных боеприпасов являются: корпус и система автоматики.

Корпус предназначен для размещения ядерного заряда и системы автоматики , а также предохраняет их от механического, а в некоторых случаях и от теплового воздействия. Система автоматики обеспечивает взрыв ядерного заряда в заданный момент времени и исключает его случайное или преждевременное срабатывание.

Система автоматики включает: -систему предохранения и введения; -систему аварийного подрыва; -систему подрыва заряда; -источник питания; -систему датчиков подрыва.

Средствами доставки ядерных боеприпасов могут являться баллистические ракеты, крылатые и зенитные ракеты, авиация. Ядерные боеприпасы применяются для снаряжения авиабомб, фугасов, торпед , артиллерийских снарядов 203,2 мм и 155 мм

Мощность взрыва ядерных боеприпасов принято измерять в единицах тротилового эквивалента.

Тротиловый эквивалент - это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв, по мощности эквивалентный взрыву данного ядерного боеприпаса . Обычно он измеряется в килотоннах (кТ) или в мегатоннах (МгТ).

В зависимости от мощности ядерные боеприпасы делят на калибры: - сверхмалый (менее 1кТ); -малый (от 1 до 10 кТ); -средний (от 10 до 100 кТ); -крупный (от 100 кТ до 1 МгТ); -сверхкрупный (свыше 1 МгТ).

Термоядерными зарядами комплектуются боеприпасы сверхкрупного, крупного и среднего калибров; ядерными-сверхмалого , малого и среднего калибров, нейтронными-сверхмалого и малого калибров.

Нейтронные боеприпасы малого и сверхмалого калибра относятся к тактическому ядерному оружию.

Высотный

применяется на высоте 10-65 км для поражения воздушных целей. На земле опасен только для электро- и радио-приборов

Космический

применяется на высоте

более 65 км для поражения космических объектов

Воздушный

Производится на высотах от нескольких сотен метров до нескольких километров. Радиоактивное заражение практически отсутствует

Надводный

производится над поверх-ностью воды, или на такой высоте, когда светящаяся область касается воды. Характерен ослаблением действия светового излуче-ния и проникающей радиа-ции

Наземный

Производится на поверхности Земли или на такой высоте, когда светящаяся область касается грунта. Применяется для разрушения наземных сооружений. Сильное радио-активное загрязнение местности

Подводный

Производится под водой. Вызывает сильное радио-активное загрязнение воды

Подземный

Производится ниже поверхности Земли. Характерен сильным радиоактивным загрязнением местности

УДАРНАЯ ВОЛНА – основной поражающий фактор ядерного взрыва. Представляет собой область сильного сжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Скорость распространения ее зависит от давления воздуха во фронте ударной волны ; вблизи центра взрыва она в несколько раз превышает скорость звука. Но с увеличением расстояния от места взрыва резко падает. За первые 2 сек ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек-2000 м, за 8 сек - около 3000 м.

Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха, общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей.

Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости, сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. На ударную волну приходится 50% энергии взрыва.

Взрыв приводит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень высоким давлением, который при расширении оказывает сильное механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела.

При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние до 2 км , тяжелые до 1,5 км от эпицентра взрыва.

В зависимости от величины избыточного давления ударной волны здания и сооружения могут быть разрушены полностью , получить сильные, средние, слабые разрушения или незначительные повреждения.

Для уничтожения защищенных целей на территории «вероятного противника» требуется создание избыточного давления порядка 100 атмосфер, а для высокозащищённых целей типа шахты Р-36М2 — 200 атмосфер.

Уже много лет назад, опытным путем, было установлено, что при мощности заряда в 100 килотонн, для поражения подземного бункера или МБР шахтного базирования требуется произвести подрыв не далее чем в 100 метрах от цели.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии , включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение .

Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца.

Длится в зависимости от мощности ядерного взрыва до 20 секунд . При воздушном взрыве боеприпаса:

• мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2 км от центра взрыва ;
• мощностью 1 МгТ это расстояние увеличится до 22,4 км.
• ожоги второй степени проявляются на расстояниях 2,9 и 14,4 км;
• ожоги третьей степени на расстояниях 2,4 и 12,8 км соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МгТ.

Возникающие во время взрыва пожары приводят к ожогам, а горение пластмасс и некоторых синтетических материалов – к образованию различных концентраций химически опасных веществ, цианистых соединений, фосгена, сероводорода и других. Чаще всего на пожарах людей поражают окиси углерода.

При содержании в воздухе 1% окиси углерода наступает почти мгновенная сознания и смерть. Реже поражают людей цианистые соединения, бензол, окиси азота, углекислота и другие токсичные продукты. К поражающим факторам пожаров относится также задымление, затрудняющее ориентирование и сильный морально-психологический эффект.

Термоядерных боеприпасов, то есть водородных, самых эффективных не так много в мире. И их потратят на уничтожение средств ответного удара запрятанных во глубине американских руд (штатов Техас, Оклахома и Миссисипи). Основной массе населения «демократию» и «духовность» будут доставлять «обычными» версиями такого апокалипсиса – авиацией, крылатыми ракетами, а тактические ядерные заряды и ствольной артиллерией.

ПРОНИКАЮЩАЯ РАДИАЦИЯ представляет собой невидимый поток гамма-квантов и нейтронов , испускаемых из зоны ядерного взрыва .

Гамма-кванты и нейтроны распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров. Длится 10-15 секунд .

Проходя через живую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток , которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем.

Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.

Первая (легкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до 200 р.

Вторая (средняя) степень лучевой болезни развивается при получении дозы 200-300 р.

Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300 р;

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда и не прореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью.

При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием альфа-частиц.

Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов , входящих в состав грунта.

Образовавшиеся изотопы, как правило, бета-активны , распад многих из них сопровождается гамма-излучением.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИМПУЛЬС воздействует прежде всего на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции, порча полупроводниковых приборов , перегорание предохранителей и т.д.).

Электромагнитный импульс представляет собой возникающее на очень короткое время мощное электрическое поле.

ЯДЕРНАЯ ЗИМА   — гипотетическое глобальное состояние климата Земли в результате широкомасштабной ядерной войны .

Предполагается, что в результате выноса в стратосферу большого количества дыма и сажи, вызванного обширными пожарами при взрыве 30 %-40 % накопленных в мире ядерных боезарядов, температура на планете повсеместно снизится до арктической в результате существенного повышения количества отражённых солнечных лучей

Основные: укрытие в защитных сооружениях, рассредоточение и эвакуация, применение средств индивидуальной защиты.

Ослабляют поражающее действие ядерного взрыва ямы, канавы, балки, овраги, котлованы, низкие кирпичные и бетонные ограждения, водопропускные трубы под дорогами.

Уровень радиации на местности снижается ориентировочно в 10 раз, через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7 часов после взрыва она уменьшится в 10 раз, а через 49 часов - почти в 100 раз .

В два раза ослабляет интенсивность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон-10 см, грунт-14 см, древесина-30 см Внутренние помещения с деревянными стенами в 2 раза, каменные стены 5-7 раз.  

Основную угрозу в первые несколько суток будет представлять пыль, обогащённая как первичными продуктами радиоактивного распада, так и вторичными источниками. Вдохнуть её или проглотить – значит пропустить радиацию прямо к жизненно важным органам. Да и голой кожей контактировать с ней крайне нежелательно.

Не дышите ртом, и вообще, дышите только через ткань. Не кушать, воду пить только водопроводную. На худой конец проточную (если конечно она течёт не со стороны последнего наблюдения грибовидных облаков).

Не садиться и не ложиться на землю, избегать низменностей. Там будут наибольшие концентрации радиоактивных осадков. Не идти по ветру, если это только не единственное доступное направление от эпицентра.

В зоне радиоактивного заражения происходит внешнее облучение человека гамма-лучами, ав результате попадания радиоактивных частиц в организм – и внутреннее облучение.

хрусталик глаза

2 группа

Лучевая болезнь

1 степень – менее 200 рентген;

2 степень – 200-300 рентген;

3 степень – 400-700 рентген;

4 степень – более 700 рентген

кожный покров

3 груп па

легкие

2 группа

красный костный мозг

1 группа

почки

2 группа

печень

2 группа

желудок, кишечник

2 группа

предплечье

3 группа

половые органы

1 группа

кисти рук

3 группа

Альфа-излучение задерживается листом бумаги;

Бета-излучение на 50% задерживается одеждой;

Гамма-излучение наиболее опасно. Защитить от него может только толстый слой металла или бетона

лодыжки

3 группа

стопы

3 группа

Появление и распространение ядерного оружия после Второй мировой войны постепенно выявило две его основные функции - политическую и военную.

Политическая функция ЯО выражается в сдерживании противника от нападения, военная - в ведении войны для достижения победы.

Опасность ядерного оружия как и ядерного оружия малой и сверхмалой мощности, заключается не столько в возможности массового уничтожения людей, сколько в стирании грани между ядерной и обычной войной при его использовании

Работы над нейтронным оружием велись в нескольких странах с 1960-х годов. Впервые технология его производства была разработана в США во второй половине 1970-х. Сейчас возможностью выпуска такого оружия обладают также Россия и Франция.

Домашнее задание

§ 13 стр.63-69