Оглавление
Проблема классификации
В настоящее время не существует однозначного и исчерпывающего определения, какое ядерное оружие следует считать тактическим. Грань между тактическим и стратегическим оружием весьма условна и может меняться в зависимости от условий применения. Делались попытки классифицировать тактическое ядерное оружие по:
Мощности — в целом, тактическое ядерное оружие обычно менее мощное чем стратегическое (что обусловлено возможностью применения вблизи линии фронта, то есть возле дружественных объектов). Однако, эта классификация не является исчерпывающей, так как большинство видов современного ядерного оружия имеют варьирующую мощность. Так, например, считающаяся тактической американская ядерная бомба B61 имеет эквивалент от 0,3 и до 340 килотонн — больше, чем считающаяся стратегической боеголовка W87.
Носителям — предполагается, что тактическое ядерное оружие должно развертываться на носителях, не предназначенных для действий на больших дистанциях порядка тысяч километров. Однако, ввиду значительной унифицированности современных видов вооружений, не существует принципиальных помех к установке тактических ядерных боеприпасов на стратегические носители — к примеру, подвески тактических ядерных бомб под стратегические бомбардировщики. Помимо этого, увеличение дальности действия тактической авиации, возможность дозаправки в воздухе и появление дальнобойных крылатых ракет, запускаемых с тактических самолётов, в значительной степени стерли границу между стратегическими и тактическими носителями.
Назначению — предполагается, что тактическое ядерное оружие предназначено для применения вблизи линии фронта и в ближнем тылу неприятеля, а стратегическое — для поражения глубокого тыла неприятеля
Однако, формальное назначение не препятствует применению тактического оружия в стратегических целях (например, вооружение стратегического бомбардировщика тактическими бомбами), равно как и применению стратегического оружия в тактических целях (например, нанесение удара БРПЛ по важному прифронтовому аэродрому)
Точности — для тактического ядерного оружия точность является ключевым параметром, так как такое оружие создается исходя из возможности применения его в непосредственной близости от своих войск. Для стратегического оружия эти требования, как правило, менее актуальны, так как стратегическое оружие применяется вдали от дружественных объектов
Однако, общее повышение точности ядерного оружия в 1980-ых привело к тому, что грань между тактическим и стратегическим практически стерлась.
В связи с этим, существуют затруднения в формировании международных соглашений о тактическом ядерном оружии, так как не вполне ясно, как точно определить таковое. Однозначно тактическим ядерным оружием могут считаться только ядерные противоракеты, не имеющие термозащитных обтекателей (то есть не способные к повторному входу в атмосферу) и ядерные глубинные бомбы, предназначенные для борьбы с подводными лодками.
Характеристика травм при взрыве
В результате взрыва ударная волна может наносить человеку значительные травмы, включая и смертельные. Наиболее опасными являются зоны I и II, поскольку в них происходит разрыв тела человека, его обугливание. Это результат прямого или косвенного воздействия взрывной волны, которая ощущается пострадавшим как сильный удар в результате внезапного повышения давления воздуха. Она повреждает внутренние органы, разрывает кровеносные сосуды и барабанные перепонки, вызывает переломы. Взрывной волной человека может отбросить на большое расстояние, что, соответственно, вызывает ушиб от удара об землю (значительно сильнее, чем при урагане).
Воздушная ударная волна, возникающая при детонации инициирующих и ядерных веществ, изменении воздушных смесей горюче-смазочных веществ, а также в случае повышения давления в ёмкостях с жидкостью, отбрасывает на значительное расстояние обломки оборудования или частиц объектов. В зависимости от кинетической энергии обломков зависит и сила воздействия поражающих факторов взрыва.
Степень поражения людей от взрыва напрямую зависит от положения человека, уровня защиты от взрывной волны. Наиболее тяжёлые поражения характерны для тех лиц, кто находился в момент прохода взрывной волны в положении стоя. В таком случае сила воздействия в 6 раз превышает удар, в сравнении, когда человек находится в положении лёжа.
При лёгком поражении отмечается контузия, ушибы и вывихи конечностей, частичная потеря слуха. Средний уровень травм характеризуется кровотечением из ушей и носа, сильными повреждениями конечностей, травмами мозга. При тяжёлом уровне отмечается сильная контузия тела, травмы внутренних органов и мозга, что может привести к летальному исходу. При крайне сильном повреждении человек, как правило, не выживает.
Если люди находились в момент взрыва в здании, то практически нет выживших в зданиях, подвергшихся полному разрушению. Сильные и средние разрушения зданий дают шансы уцелеть приблизительно половине людей, но остальные могут получить значительные повреждения.
Ударная волна
Основная статья: Ударная волна
Большая часть разрушений, причиняемых ядерным взрывом, вызывается действием ударной волны. Ударная волна представляет собой скачок уплотнения в среде, который движется со сверхзвуковой скоростью (более 350 м/с для атмосферы). При атмосферном взрыве скачок уплотнения — это небольшая зона, в которой происходит почти мгновенное увеличение температуры, давления и плотности воздуха. Непосредственно за фронтом ударной волны происходит снижение давления и плотности воздуха, от небольшого понижения далеко от центра взрыва и почти до вакуума внутри огненной сферы. Следствием этого снижения является обратный ход воздуха и сильный ветер вдоль поверхности со скоростями до 100 км/час и более к эпицентру. Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей, а близко к эпицентру наземного или очень низкого воздушного взрыва порождает мощные сейсмические колебания, способные разрушить или повредить подземные сооружения и коммуникации, травмировать находящихся в них людей.
Большинство зданий, кроме специально укрепленных, серьёзно повреждаются или разрушаются под воздействием избыточного давления 2160—3600 кг/м² (0,22—0,36 атм/0.02-0.035 МПа).
Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, из-за этого сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от эпицентра.
Защитой от ударной волны для человека являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.
На Западе, в качестве отдельного фактора, относящегося к ударной волне, выделяют осколки стекла: выбитые ударной волной стекла разлетаются на осколки, летящие в сторону от взрыва, и способные серьезно травмировать и даже убить находящихся за стеклом.
Оценка степени повреждения отдельно стоящих зданий
Под воздействием ударной волны здания и сооружения ведут себя как упругие колебательные системы. Расчетная оценка такого воздействия требует решения достаточно сложных динамических задач, связанных с описанием поведения упругих конструктивных элементов зданий и сооружений под воздействием ударных нагрузок, определяемых изменяющимися во времени и пространстве параметрами ударной волны. Возникающие в конструктивных элементах нагрузки зависят от параметров волны, характеристик объекта, его размеров и ориентации относительно фронта волны.
Наиболее точную оценку последствий воздействия ударной волны на конкретный объект позволяет получить эксперимент, проводимый на его макете с соблюдением правил подобия. Однако применение экспериментальных методов оценки далеко не всегда возможно.
Накопленный опыт исследования объектов, подвергавшихся воздействию взрывов, и результатов экспериментов с макетами выявил ряд закономерностей, позволяющих упрощенными методами оценивать возможные ожидаемые последствия воздействия взрывов на здания и сооружения. Ниже будут рассмотрены два метода: по допустимому давлению при взрыве и по диаграмме разрушения объекта.
По допустимому давлению при взрыве
Избыточные давления, при которых наступают различные степени разрушений одного из возможных типов зданий, приведены в Таблице 5. При использовании таблицы следует иметь ввиду, что она соответствует ударной волне ядерного взрыва, т.е. учитывает воздействие на объект только избыточного давления и не учитывает поражающее действие импульса. Для других видов взрывов, например для взрывов конденсированных ВВ или ГВС, значения давлений, приведенных в таблице, должны быть увеличены в 1.5 раза и более в зависимости от мощности взрыва и после этого сопоставлены со значениями избыточного давления. рассчитанными по формуле (5). При использовании таблицы следует иметь ввиду, что результат оценки будет приблизительным, поскольку не учитывается действие импульса.
Световое излучение
Основная статья: Световое излучение (поражающий фактор)
Самое страшное проявление взрыва — не гриб, а быстротечная вспышка и образованная ею ударная волна
Образование головной ударной волны (эффект Маха) при взрыве 20 кт
Разрушения в Хиросиме в результате атомной бомбардировки
Жертва ядерной бомбардировки Хиросимы
Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва — нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар, при наземном — полусферу.
Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения — максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).
Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах.
При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.
Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.
В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.
Прямое энергетическое действие.
Действие ударной волны.
Через долю секунды после взрыва от огненного шара распространяется ударная волна – как бы движущаяся стена горячего сжатого воздуха. Толщина этой ударной волны значительно больше, чем при обычном взрыве, и поэтому она дольше воздействует на встречный объект. Скачок давления причиняет ущерб из-за увлекающего действия, приводящего к перекатыванию, обрушению и разметыванию объектов. Сила ударной волны характеризуется создаваемым ею избыточным давлением, т.е. превышением нормального атмосферного давления. При этом пустотелые структуры легче разрушаются, нежели сплошные или армированные. Приземистые и подземные сооружения в меньшей мере подвержены разрушительному действию ударной волны, чем высокие здания.
Тело человека обладает удивительной стойкостью к ударной волне. Поэтому прямое воздействие избыточного давления ударной волны не приводит к значительным людским потерям. Большей частью люди гибнут под обломками обрушивающихся зданий и получают травмы от быстро движущихся предметов. В табл. 1 представлен ряд различных объектов с указанием избыточного давления, вызывающего серьезные повреждения, и радиуса зоны, в которой наблюдается серьезное повреждение при взрывах мощностью 5, 10 и 20 кт тротилового эквивалента.
Действие светового излучения.
Как только возникает огненный шар, он начинает испускать световое излучение, в том числе инфракрасное и ультрафиолетовое. Происходят две вспышки светового излучения: интенсивная, но малой длительности, при взрыве, обычно слишком короткая, чтобы вызвать значительные людские потери, а затем вторая, менее интенсивная, но более длительная. Вторая вспышка оказывается причиной почти всех людских потерь, обусловленных световым излучением.
Световое излучение распространяется прямолинейно и действует в пределах видимости огненного шара, но не обладает сколько-нибудь значительной проникающей способностью. Надежной защитой от него может быть непрозрачная ткань, например палаточная, хотя сама она может загореться. Светлоокрашенные ткани отражают световое излучение, а поэтому требуют для воспламенения большей энергии излучения, чем темные. После первой вспышки света можно успеть спрятаться за тем или иным укрытием от второй вспышки. Степень поражения человека световым излучением зависит от того, в какой мере открыта поверхность его тела.
Прямое действие светового излучения обычно не приводит к большим повреждениям материалов. Но поскольку такое излучение вызывает возгорание, оно может причинять большой ущерб вследствие вторичных эффектов, о чем свидетельствуют колоссальные пожары в Хиросиме и Нагасаки.
Проникающая радиация.
Начальная радиация, состоящая в основном из гамма-излучения и нейтронов, испускается самим взрывом в течение примерно 60 с. Она действует в пределах прямой видимости. Ее поражающее действие можно уменьшить, если, заметив первую взрывную вспышку, сразу спрятаться в укрытие. Начальная радиация обладает значительной проникающей способностью, так что для защиты от нее требуется толстый лист металла или толстый слой грунта. Стальной лист толщиной 40 мм пропускает половину падающей на него радиации. Как поглотитель радиации сталь в 4 раза эффективнее бетона, в 5 раз – земли, в 8 раз – воды, и в 16 раз – дерева. Но она в 3 раза менее эффективна, чем свинец.
Остаточная радиация испускается длительное время. Она может быть связана с наведенной радиоактивностью и с радиоактивными осадками. В результате действия нейтронной составляющей начальной радиации на грунт вблизи эпицентра взрыва грунт становится радиоактивным. При взрывах на поверхности земли и на небольшой высоте наведенная радиоактивность особенно велика и может сохраняться длительное время.
«Радиоактивными осадками» называется загрязнение частицами, выпадающими из радиоактивного облака. Это частицы делящегося материала самой бомбы, а также материала, затянутого в атомное облако с земли и ставшего радиоактивным в результате облучения нейтронами, высвобождающимися в ходе ядерной реакции. Такие частицы постепенно оседают, что приводит к радиоактивному загрязнению поверхностей. Более тяжелые из них быстро оседают неподалеку от места взрыва. Более легкие радиоактивные частицы, уносимые ветром, могут оседать на расстоянии многих километров, заражая большие площади на протяжении длительного времени.
Прямые людские потери от радиоактивных осадков могут быть значительны вблизи эпицентра взрыва. Но с увеличением расстояния от эпицентра интенсивность радиации быстро уменьшается.
Ядерная зима
- Падение температуры на один градус на один год, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию.
- Ядерная осень — снижение температуры на 2-4 °C в течение нескольких лет; имеют место неурожаи, ураганы. Про ядерную осень см. ниже.
- Год без лета — интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и эпидемии следующей зимой, исторический пример — следующий, 1816 год, после извержения вулкана Тамбора..
- Десятилетняя ядерная зима — падение температуры на всей Земле в течение 10 лет примерно на 15-20 °C. Этот сценарий подразумевается многими моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части Земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также от того, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающие дороги.Вероятна гибель большей части населения Земли, однако 10-50 % (по разным оценкам) людей выживут и сохранят большинство технологий.В среднем, такой сценарий отбросит цивилизацию в развитии примерно на 20, максимум 50 лет. Риски: продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержений вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета.Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что одного только мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на всё время прокорма всего выжившего человечества, а Финляндия и Норвегия, например, имеют стратегические запасы зерна для быстрого восстановления сельского хозяйства.
- Новый ледниковый период. Является крайне маловероятным сценарием продолжения предыдущего, в ситуации, когда отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начнут нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений супервулканов и падений астероидов (извержение вулкана Тоба). При таком развитии событий, возврат к исходному состоянию может занять около ста лет.
- Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при наихудшем, но практически невероятном развитии событий. На всей Земле на геологически длительное время установится температурный режим, как в Антарктиде, океаны замёрзнут, суша покроется толстым слоем льда. Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь может уцелеть только в океанах.
Наземные испытания
Первые бомбы испытывались прямо на поверхности земли. Именно такие типы взрывов сопровождаются четко выраженным грибовидным облаком в воздухе и кратером, простирающимся на несколько десятков, а то и сотен метров в почве. Наземный взрыв выглядит наиболее устрашающее, так как облако, низко зависшее над землей, притягивает в себя не только пыль, но и существенную часть грунта, что делает его практически черным. Частицы грунта перемешиваются с химическими элементами, а затем выпадают на землю, что делает территорию радиоактивно зараженной и совершенно непригодной для жизни. В военных целях это может использоваться для уничтожения мощных строений или объектов, заражения обширных территорий. Разрушительный эффект при этом наиболее мощный.
Эта тема закрыта для публикации ответов.