Електромагнітний імпульс
При ядерних вибухах атмосфері виникають потужні електромагнітні поля з довжинами хвиль від 1 до 1000 м і більше. Через короткочасність існування таких полів їх прийнято називати електромагнітним імпульсом (ЕМІ).
Вражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням електричних напруг та струмів у проводах та кабелях повітряних та підземних ліній зв'язку, сигналізації, електропередач, в антенах радіостанцій.
Одночасно з ЕМІ виникають радіохвилі, що поширюються великі відстані від центру вибуху. Вони сприймаються радіоапаратурою як перешкоди.
Вражаючим фактором ЕМІ є напруженість. Напруженість електричного та магнітного полів залежить від потужності та висоти вибуху, відстані від центру вибуху та властивостей навколишнього середовища. Найбільшого значення напруженість електричних та магнітних полів досягає при наземних та низьких повітряних ядерних вибухах. При низькому повітряному вибуху потужністю 1 млн. т ЕМІ з вражаючими величинами напруженості полів поширюється площі з радіусом до 32 км, 10 млн. т – до 115 км.
Впливу ЕМІ сильно піддаються лінії зв'язку та сигналізації, так як застосовувані в них кабелі та апаратура мають електричну міцність, що не перевищує 2 ... 4 кВ напруги постійного струму. Тому особливу небезпеку ЕМІ представляє навіть для особливо міцних споруд (підземні пункти управління, притулку тощо), в яких лінії зв'язку, що підводять, можуть виявитися пошкодженими. [9]
Захист від ЕМІ досягається екрануванням ліній енергопостачання та керування, а також апаратури. Всі зовнішні лінії мають бути двопровідними, добре ізольованими від землі, з малоінерційними розрядниками та плавкими вставками.
3.3. Проникаюча радіація
Проникаючою радіацією ядерного вибуху називають потік гамма-випромінювання та нейтронів, що випускаються із зони та хмари ядерного вибуху.
Джерелами проникаючої радіації є ядерні реакції, що протікають у боєприпасі в момент вибуху, та радіоактивний розпад уламків (продуктів) поділу у хмарі вибуху.
Час дії проникаючої радіації на наземні об'єкти становить 15...25 с і визначається часом підйому хмари вибуху на таку висоту (2...3 км), при якій гама і нейтронне випромінювання, поглинаючись товщею повітря, практично не досягає поверхні землі.
Основним параметром, що характеризує вражаючу дію проникаючої радіації, є доза поглинена випромінювання (D).
Поглинена доза випромінювання – це кількість енергії іонізуючих випромінювань, поглинена одиницею маси середовища. Крім поглиненої дози на практиці використовують експозиційну, еквівалентну та ефективну дози випромінювання.
Експозиційна доза – це доза випромінювання у повітрі, вона характеризує потенційну небезпеку впливу іонізуючих випромінювань при загальному та рівномірному опроміненні тіла людини. Експозиційна доза у системі одиниць СІ вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг). Позасистемна одиниця експозиційної дози випромінювання є рентген (Р);
1 Р = 2,58 10 -4 Кл/кг.
Рентген (Р) - це доза гамма-випромінювання, під дією якої в 1 см 3 сухого повітря за нормальних умов (температура 0 0 С і тиск 760 мм рт. ст.) Створюються нони, що несуть одну електростатичну одиницю кількості електрики кожного знака. Дозі 1 Р відповідає утворення 2,08×10 9 пар іонів в 1 см 3 повітря.
Експозиційна доза може бути використана тільки для фотонного випромінювання з енергією до 3 МеВ. Замість неї зараз використовують таку величину як керма. Керма придатна для всього діапазону фотонного танейтронного випромінювання.
Поглинена доза точніше характеризує вплив іонізуючих випромінювань на біологічні тканини. У системі одиниць СІ вона вимірюється у греях (Гр). 1 Гр - це така поглинена доза, при якій 1 кг речовини, що опромінюється, поглинає енергію в 1 дж, отже, 1 Гр = 1 дж/кг. Позасистемною одиницею поглиненої дози випромінювання є радий. Доза в 1 рад означає, що в кожному грамі речовини, що зазнала опромінення, поглинено 100 ерг енергії. Перевага рада як дозиметричної одиниці в тому, що його можна використовувати для вимірювання доз будь-якого виду випромінювань у будь-якому середовищі.
1 рад = 10 Гр або 1 Гр = 100 рад; 1 рад = 1,14 Р або 1 Р = 0,87 рад.
Для оцінки біологічної дії іонізуючого випромінювання використовується еквівалентна доза. Вона дорівнює добутку поглиненої дози на так званий коефіцієнт якості (К). Для рентгенівського, гамма-і бета-випромінювань К=1; для нейтронів з енергією менше 20 кеВ К=3, а нейтронів з енергією 0,1…10 меВ значення К=10.
Як одиниці еквівалентної та ефективної доз у системі СІ використовується зіверт (Зв), позасистемною одиницею є біологічний еквівалент рада (бер); 1 Зв ≈ 100 бер ≈ 1 Гр.
Проникаюча радіація, поширюючись у середовищі, іонізує її атоми, а при проходженні через живу тканину — атоми та молекули, що входять до складу клітин. Це призводить до порушення нормального обміну речовин, зміни характеру життєдіяльності клітин, окремих органів прокуратури та систем організму.
Внаслідок такого впливу виникає променева хвороба.
Променева хвороба 1 ступеня (легка)виникає при сумарній дозі випромінювання 1 ... 2 Зв (100 ... 200 бер). Прихований період триває від 3 до 5 тижнів, після чого з'являються нездужання, загальна слабкість, нудота, запаморочення,підвищення температури. Після одужання дієздатність людей зазвичай зберігається.
Променева хвороба 2 ступеня (середня)виникає при сумарній дозі випромінювання 2...4 Зв (200...400 бер). Протягом перших 2...3 діб спостерігається бурхлива первинна реакція організму (нудота та блювання). Потім настає прихований період, що триває 15...20 діб. Ознаки захворювання вже виражені яскравіше. Одужання при активному лікуванні настає через 2-3 місяці.
Променева хвороба 3 ступеня (важка)настає при дозі випромінювання 4 ... 6 Зв (400 ... 600 бер). Первинна реакція різко виражена. Прихований період становить 5-10 діб. Хвороба протікає інтенсивно та важко. У разі сприятливого результату одужання може бути через 3…6 місяців.
Променева хвороба 4 ступеня (вкрай важка),наступає при дозі понад 6 Зв (600 бер), є найбільш небезпечною і, як правило, призводить до смертельного результату.
При опроміненні дозами випромінювання понад 50 Зв (5000 бер) виникає блискавична форма променевої хвороби. Первинна реакція у своїй виникає у перші хвилини після опромінення, а прихований період взагалі відсутня. Вражені гинуть у перші дні після опромінення.
Слід мати на увазі, що навіть невеликі дози випромінювання знижують опірність організму до інфекції, призводять до кисневого голодування тканин, погіршення процесу зсідання крові.
Надійним захистом від проникаючої радіації ядерного вибуху є захисні споруди ДО. При проходженні через різні матеріали потік гамма-квантів та нейтронів послаблюється. Здатність того чи іншого матеріалу послаблювати гамма-випромінювання або нейтрони прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто товщиною шару матеріалу, який зменшує дозу випромінювання у 2 рази.
Проходячи черезматеріали, потік гамма-квантів і нейтронів викликає різні зміни. Так, при дозах проникаючої радіації у кілька рад засвічуються фотоматеріали, що знаходяться у світлонепроникних упаковках, а при дозах у сотні рад виходить з ладу напівпровідникова радіоелектронна апаратура, темніють скла оптичних приладів.
Однією з особливостей дії потужного потоку проникаючої радіації нейтронних боєприпасів є те, що проходження нейтронів високих енергій через матеріали конструкцій техніки та споруд, а також через ґрунт у районі вибуху викликає появу в них радіоактивності. Наведена радіоактивність у техніці протягом багатьох годин після вибуху (до її спаду) може спричинити поразку людей, які її обслуговують. [10]
Захист від проникаючої радіації нейтронного боєприпасу становить певні труднощі, оскільки матеріали, які краще послаблюють нейтронний потік, гірше захищають від гамма-випромінювання, і навпаки. Звідси висновок: для захисту від проникаючої радіації нейтронного боєприпасу необхідно комбінувати водневмісні речовини та матеріали з підвищеною щільністю.