Начальный этап развития атомной энергетики (40–50-е годы ХХ в.) как в США, так и в СССР связан с техническими мощностями и научным потенциалом военно-промышленного комплекса. В тот период были разработаны и запущены первые исследовательские ядерные реакторы военного назначения: в 1942 г. – в г. Чикаго, США (уран-графитовый реактор СР-1, спроектированный группой ученых-физиков Чикагского университета под руководством Э.Ферми); в 1946 г. – в Москве, СССР (уран-графитовый реактор Ф-1, созданный группой физиков и инженеров под руководством И.В. Курчатова).
Соединённые Штаты Америки в рамках так называемого Манхэттенского проекта создали первые атомные бомбы. Необходимо отметить, что первая в мире заявка на изобретение по изготовлению атомной бомбы была датирована 17 октября 1940 г. Она принадлежала сотрудникам Харьковского физико-технического института Академии наук УССР В.О. Маслову и В.С. Шпинелю «Об использовании урана как взрывчатого и ядовитого вещества».
Первая атомная бомба, получившая название «Устройство», была взорвана в рамках испытаний в штате Нью-Мексико 16 июля 1945 года. В городах Хиросима и Нагасаки (Япония) 6 и 9 августа 1945 г. были взорваны вторая и третья атомные бомбы, получившие название соответственно «Малыш» (рис. 3.9) и «Толстяк» (рис. 3.10). Военные эксперты считали, что бомбы из урана-235 будут иметь низкую эффективность, поскольку в них расщеплялось лишь 1,38% материала. На сегодняшний момент это единственный пример боевого применения атомного оружия.
На время атаки население Хиросимы составляло примерно 255 000 человек. От момента сброса бомбы до взрыва прошло 45 секунд (рис. 3.11). Она взорвалась в 600 метрах над поверхностью земли ослепительной вспышкой в виде гигантского огненного шара, имеющего температуру более чем в 4000°С. Радиация распространялась моментально во всех направлениях со взрывной волной сверхсжатого воздуха, приносящей смерть и разрушения. При взрыве «Малыша» на месте погибло примерно 70–80 тысяч человек. Радиус зоны полного разрушения составлял примерно 1,6 километра, а пожары возникли на площади в 11,4 км 2. Свыше 90% зданий Хиросимы было либо повреждено, либо полностью уничтожено (рис. 3.12, 3.13). От неизвестной болезни, позже названной «лучевой», стали умирать десятки тысяч хиросимцев и жителей окрестностей. Из-за лучевой «эпидемии» число погибших в ближайшие недели возросло до 110 тысяч, а по прошествии месяцев – до 140 тысяч.
Плутониевая бомба «Толстяк» взорвалась у поверхности земли над одной из церквей в центральной части г. Нагасаки. В результате взрыва был практически полностью уничтожен город и его жители (рис. 3.14, 3.15).
Общее число погибших в Нагасаки составило 75 тыс. человек. В обоих городах подавляющее большинство жертв было гражданскими лицами.
Это был период гонки вооружений, который ознаменовался соперничеством двух основных мировых сверхсистем, образовавшихся после окончания второй мировой войны, – стран Варшавского договора во главе с СССР и стран блока НАТО во главе с США. Позднее к испытаниям ядерного оружия подключились Китай, Англия, Франция.
В результате этих испытаний в атмосферу впервые поступили радиоактивные вещества техногенного происхождения, которые были ранее не свойственны нашей планете. Возник искусственный радиационный фон – глобальное, по всему земному шару, загрязнение окружающей среды радионуклидами, образующимися при ядерных взрывах. Особенно вредны были взрывы в атмосфере, когда продукты радиоактивного распада заражали большие территории, населенные людьми. При ядерных взрывах в атмосфере определенная часть радионуклидов (при наземных взрывах до 50%) выпадает вблизи района испытаний. Однако значительная доля радиоактивных веществ задерживается в воздухе и под действием ветра перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе примерно месяц, радиоактивные вещества во время этого перемещения постепенно выпадают на землю. Большая часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу (на высоту 10–15 км), а затем радионуклиды выпадают по всей поверхности Земли. Радиоактивные осадки содержат большое количество различных радионуклидов, но из них наибольшую роль играют 95 Cr, тритий, 17 Cs, 90 Sr и 14 C, периоды полураспада которых составляют соответственно 64 суток, 12,4 лет, 30 лет (цезий и стронций) и 5730 лет.
Особенно интенсивно испытания ядерного оружия проводились в периоды 1954–1958 и 1961–1962 годов.
По официальным данным, на существующих пяти ядерных полигонах – Невадский (США, Великобритания), Новая Земля (СССР, теперь Россия); Семипалатинский (СССР, теперь Казахстан), атолл Муруроа (Франция), Лобнор (Китай) – была выполнена большая часть из 2059 экспериментальных ядерных взрывов разных типов, в том числе 501 испытание проводилось непосредственно в атмосфере. За весь период испытаний активности главных радионуклидов, поступивших на земную поверхность из глобальных выпадений, составили: 949ПБк 137 Сs, 578ПБк 90 Sr и 5550ПБк 131 J. Однако многие эксперты считают, что приведенные данные по радиоактивным выбросам в окружающую среду занижены, в связи с чем реальные показатели необходимо увеличить на 20–30%.
Понятия «радиоактивное загрязнение» в те годы еще не существовало, и потому этот вопрос тогда даже не поднимался. Люди продолжали жить и отстраивать разрушенные постройки там же, где они были раньше. Даже чрезвычайно высокую смертность населения в последующие годы, а также болезни и генетические отклонения у детей, родившихся после бомбардировок, поначалу не связывали с воздействием радиации. Эвакуация населения из зараженных районов не проводилась, так как никто не знал о самом наличии радиоактивного загрязнения. Степень этого загрязнения сейчас оценить довольно трудно из-за недостатка информации. Однако, учитывая, что сброшенные бомбы были вторым и третьим экземплярами атомного оружия, они были технически несовершенными, «грязными» на языке специалистов, то есть оставляли после взрыва сильное радиоактивное загрязнение местности.
С военной точки зрения атомная бомбардировка была бессмысленной жестокостью, так как исход второй мировой войны к этому времени был уже предрешен и действия правительства США явились демонстрацией силы.
Это привело к существенному ускорению темпов советской ядерной программы. 25 октября 1946 г. в Москве был произведен пуск экспериментального графитового реактора. Он состоял из 450 т графитовых блоков, внутри которых были размещены блоки из природного урана. Экспериментальные работы, проведенные на этом реакторе, позволили оценить принципиальные особенности и перспективы новой ядерной технологии, а также дали исходные данные для проектирования более сложных конструкций реакторов. В частности, в июне 1948 г. в СССР начал работать первый промышленный реактор, использовавшийся преимущественно в военных исследовательских целях.
Испытание первого советского ядерного устройства, получившего название РДС-1, было проведено 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне. Мощность произведенного взрыва соответствовала расчетной мощности устройства и составила 22 кВт.
В ходе состоявшихся в 1951 г. испытаний был произведен взрыв более совершенного ядерного взрывного устройства, а также была впервые осуществлена доставка ядерного боеприпаса с помощью бомбардировщика. Для отработки действий войск в условиях применения ядерного оружия в сентябре 1954 г. на полигоне Таромское (Новая Земля) были проведены войсковые учения, в ходе которых произведен подрыв ядерного боезаряда.
Параллельно с совершенствованием атомных бомб, основанных на неуправляемой цепной реакции деления 235 U и 239 Pu, в США и СССР активно велись работы по созданию термоядерных взрывных устройств, основанных на реакции синтеза тяжелых изотопов водорода (дейтерия и трития). Первым советским термоядерным устройством стал заряд РДС-6, взрыв которого был произведен 12 августа 1953 г. После проведения этого испытания была начата работа по созданию на его основе доставляемого боеприпаса, а также работа над созданием двухступенчатых термоядерных устройств, которые позволяли создавать заряды большей мощности. Доставляемый вариант заряда РДС-6 и двухступенчатое термоядерное устройство, получившее обозначение РДС-37, были испытаны в октябре–ноябре 1955 г. Мощность взрыва, произведенного 22 ноября 1955 г. в ходе испытания термоядерного устройства РДС-37, составила 1,6 МВт.
К концу 50-х годов ХХ ст. в СССР и США было в основном закончено формирование инфраструктуры, необходимой для массового производства расщепляющихся материалов и ядерных боезарядов.
Естественно, о проблемах сохранения и охраны окружающей природной среды в тот период практически никто всерьез не задумывался. Испытания ядерного оружия привели к тяжелым экологическим последствиям глобального масштаба: впервые в истории планеты Земля в результате радиоактивных выпадений практически на всей ее поверхности заметно повысился радиационный фон.
В этот период, наряду с военными ядерными программами, активизировались научнотехнические программы по использованию ядерной энергии для энергетических целей и в первую очередь для решения задач получения электрической энергии.
В 1951 г. в США, в штате Айдахо, на экспериментальном реакторе ЕВR-1 была впервые получена электрическая энергия за счет теплоты от реакции деления ядер урана.
Советский Союз первым в мировой истории открыл эру промышленного использования атомной энергии в мирных целях. Это произошло 27 июня 1954 г., когда была пущена в эксплуатацию первая в мире Обнинская АЭС.
Ядерное оружие находится на вооружении пяти стран-сверхдежав: России, США, Великобритании, Франции и Китая. Существует также ряд государств, которые ведут более-менее успешные разработки атомного оружия, однако их исследования или не закончены, или эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели, что делает его бессмысленным. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран имеют разработки ядерного оружия на разных уровнях, ФРГ, Израиль, ЮАР и Япония теоретически обладают необходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки.
Трудно переоценить роль ядерного оружия. По-моему, с одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой - самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами, которые обладают этим оружием. С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прошло 58 лет. Мировое сообщество близко подошло к осознанию того, что ядерная война неминуемо приведет к глобальной экологической катастрофе, которая сделает дальнейшее существование человечества невозможным. В течение многих лет создавались правовые механизмы, призванные разрядить напряженность и ослабить противостояние между ядерными державами. Так, например, было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия, по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам, а страны, не имеющие ядерного оружия, обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец, совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний. Очевидно, что ядерное оружие является важнейшим инструментом, который стал регулирующим символом целой эпохи в истории международных отношений и в истории человечества… Как и любое событие, создание атомного оружия имеет свою историю.
Первые сигналы о том, что внутри атомов скрыты огромные запасы энергии, поступили как раз от того элемента, который впоследствии и подсказал способ ее извлечения. В самом конце XIX века Антуан Анри Беккерель, пытавшийся обнаружить рентгеновское излучение солей урана, открыл явление радиоактивности - беккерелевы лучи. Открытие А. Беккереля заинтересовало многих, но первыми до конца осознали, что попало им в руки, были все-таки Ф. Содди и Э. Резерфорд.
Ф. Содди написал: "Атомная энергия, по всей вероятности, обладает несравненно большей мощностью, чем молекулярная энергия, <...> и сознание этого факта должно заставить нас рассматривать планету, на которой мы живем, как склад взрывчатых веществ, обладающих невероятной взрывной силой".
В 1932 году Джеймс Чедвик, наконец, открывает нейтрон, предсказанный Э. Резерфордом, его учителем по Кембриджу. И едва исследователи получили в руки этот "эффективный инструмент", как открытия хлынули лавиной.
Прорыв в ядерной физике за три года (1932 - 1934) оказался таким значительным, что, уже в 1934 году физики имели все теоретические предпосылки для создания атомной бомбы - деление урана, цепной характер этого деления и, по сути, уже открытый плутоний.
В 1939 году началась Вторая мировая война. Но еще на ее пороге физики-ядерщики, похоже, окончательно осознали, к чему на самом деле могут привести их открытия. 2 августа 1939 года Альберт Эйнштейн (после настоятельных уговоров Лео Сцилларда и Юджина Вигнера) пишет письмо президенту Рузвельту, и в США в октябре 1939 года появляется первый правительственный комитет по атомной энергии. Понимая, к каким последствиям для человека может привести создание ядерного оружия, датский физик Нильс Бор (лауреат Нобелевской премии 1913 года, автор модели строения атома) обратился к правительствам стран и народам с воззванием о запрещении применения ядерной энергии в военных целях, но к его голосу никто не прислушался, и разработки ядерного оружия продолжались полным ходом, слишком заманчива была цель - стать обладателем такого мощного оружия. 10 мая 1945 года в “Пентагоне” собрался комитет по выбору целей для нанесения первых ядерных ударов. Для победного завершения Второй мировой войны необходимо было разгромить Японию - союзника гитлеровской Германии. Начало боевых действий было назначено на август 1945 года. США хотели продемонстрировать всему миру, каким мощным оружием они обладают, поэтому первыми целями для ядерных ударов были выбраны японские города (Хиросима, Нагасаки, Кокура, Ниигата), которые не должны были подвергаться обычной бомбардировки с воздуха американскими ВВС.
В июле 1945 года американцы испытывают на полигоне в Аламогордо первую в мире плутониевую бомбу. Наступило время действовать...
5 августа в 5 часов 23 минуты 15 секунд была произведена первая в истории атомная бомбардировка над городом Хиросима. Попадание было почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. Предполагалось, что население укроется в убежищах, но этого не произошло по нескольким причинам: во-первых, не был дан сигнал тревоги, во-вторых, над Хиросимой уже и ранее пролетали группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы. После проведения успешной бомбардировки Хиросимы на 9 августа была назначена 2-ая бомбардировка. 9 августа в 11 02 бомба "толстяк" была сброшена на город Нагасаки. Она взорвалась на высоте 567 метров.
Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, за секунды уничтожили более 200 тыс. человек. Многие люди подвергнулись облучению, что привело к возникновению у них лучевой болезни, катаракты, рака, бесплодия.
Хиросима и Нагасаки -- это предостережение на будущее. Человечество не может позволить, чтобы решение вопроса о том, быть или не быть войне, находилось в руках безответственных и недальновидных государственных деятелей. В современную эпоху в решении вопросов войны и мира не должно быть места случайностям. По мнению специалистов, наша планета опасно перенасыщена ядерным оружием. Уже к началу 70-х годов в мире были накоплены такие запасы ядерного оружия, что на каждого жителя Земли в пересчете на обычную взрывчатку приходилось около 15 т тринитротолуола.
Такие арсеналы таят в себе огромную опасность для всей планеты, именно планеты, а не отдельных стран. Их создание поглощает огромные материальные средства, которые можно было бы использовать для борьбы с болезнями, неграмотностью, нищетой в ряде отсталых районов мира.
Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.
ПОСЛЕДСТВИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА.
Введение
В настоящее время на нашей планете собраны ядерные заряды в миллионы раз превышающие по мощности, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Международный политический и экономический климат сегодня диктует необходимость осмотрительного отношения к ядерному оружию, однако число "ядерных держав" все увеличивается и хотя количество имеющихся у них бомб невелико, но их заряда достаточно, чтобы уничтожить жизнь на планете Земля.
В истории развития человечества есть множество событий, открытий, свершений которыми мы можем гордиться, приносящих благо и красоту в этот мир. Но в противовес им вся история человеческой цивилизации омрачена огромным числом жестоких, масштабных войн, разрушающих многие добрые начинания самого человека.
С самых древних времен человек был увлечен созданием и совершенствованием оружия. И в итоге на свет появилось самое смертоносное и разрушительное - ядерное оружие. С момента своего создания оно тоже претерпело изменения. Были созданы боеприпасы, конструкция которых позволяет направить энергию ядерного взрыва на усиление избранного поражающего фактора.
Быстрое развитие ядерного оружия, масштабное создание и накопление его в огромных количествах, как основного "козыря" в возможных войнах будущего, подтолкнуло человечество к необходимости оценки вероятных последствий его применения.
В семидесятые годы двадцатого века исследования последствий возможных и реальных ядерных ударов показали, что война с применением такого оружия неизбежно приведет к уничтожению большей части людей, разрушению достижений цивилизации, заражению вод, воздуха, почвы, гибели всего живого. Исследования велись не только в сфере изучения прямых факторов поражения взрывов различной направленности, но и учитывались возможные экологические последствия, такие как разрушение озонового слоя, резкие изменения климата и т.д.
В дальнейших исследованиях экологических последствий массового применения ядерного оружия немалое участие принимали российские ученые.
Конференция ученых в Москве в 1983 г. и конференция "Мир после ядерной войны" в Вашингтоне в том же 1983 г. сделали понятным для человечества, что ущерб от ядерной войны будет непоправим для нашей планеты, для всей жизни на Земле.
Климатические эффекты
Последствия взрыва атомной бомбы приравнивались к взрыву вулкана Тамбор в 1814 году, имевшего большую взрывную силу, чем заряд, сброшенный на Нагасаки. После этого извержения в северном полушарии были зарегистрированы самые низкие температуры в летнее время.
Долгое время при планировании военных действий с использованием ядерного оружия человечество тешило себя иллюзией, что атомная война может в итоге окончиться победой одной из враждующих сторон. Исследования последствий ядерных ударов установили, что самым страшным последствием будет являться не наиболее предсказуемое радиоактивное поражение, а климатические последствия, о которых менее всего задумывались прежде. Изменение климата будет настолько сильным, что человечество не в состоянии его пережить.
В большинстве исследований ядерный взрыв ассоциировался с извержением вулкана, представлявшегося природной моделью ядерного взрыва. При извержении, как и при взрыве в атмосферу выбрасывается огромное количество мелких частиц, не пропускающих солнечный свет, а, следовательно, понижающих температуру атмосферы. 
Поскольку целью бомбардировок будут являться преимущественно города, где наряду с такими последствиями как радиация, разрушение строений, средств сообщения и др., то одним из главных катастрофических последствий станут пожары. Из-за которых в воздух поднимутся не только облака пыли, но и масса сажи.
Массовые пожары в городах порождают так называемые огненные торнадо. В пламени огненных смерчей горит практически любой материал. А одной из их страшных особенностей является выброс в верхние слои атмосферы большого количества сажи. Поднимаясь в атмосферу, сажа практически не пропускает солнечный свет.
Учеными в США были смоделированы несколько гипотез, в основу которых легло предположение, что ядерная бомба может служить "спичкой", поджигающей город. Современных запасов ядерного оружия должно хватить на то, чтобы вызвать огненные смерчи в более чем тысяче городов в северном полушарии нашей планеты.
Взрыв бомб общим эквивалентом около 7 тысяч мегатонн тротила создаст над северным полушарием сажевые и пылевые облака, пропускающие не более одной миллионной доли солнечного света, обычно достигающего земли. На земле наступит постоянная ночь, вследствие чего, поверхность ее, лишенная света и тепла, начнет быстро остывать. Публикация этих выводов ученых породила новые термины "ядерная ночь" и "ядерная зима". В результате образования сажевых облаков, лишенная обогрева солнечными лучами поверхность земли станет быстро остывать. Уже в течение первого месяца средняя температура у поверхности суши опустится примерно на 15-20 градусов, а в удаленных от океанов зонах на 30-35 градусов. В дальнейшем, не смотря на то, что облака начнут рассеиваться, в течение еще нескольких месяцев, температура будет уменьшаться, а освещенность будет по-прежнему оставаться низкой. Наступят "ядерная ночь" и "ядерная зима". Престанут выпадать осадки в виде дождя, а поверхность земли промерзнет на несколько метров в глубину, лишая уцелевших живых существ, пресной питьевой воды . Одновременно погибнут и практически все высшие формы жизни. Шанс на выживание будет лишь у низших.
При чем не стоит ожидать быстрого оседания сажевого облака. И восстановления теплообмена.
Из-за темного облака сажи и пыли отражающая способность планеты значительно уменьшится. Поэтому Земля начнет отражать меньше солнечной энергии, чем обычно. Тепловой баланс нарушится и увеличится поглощение солнечной энергии. Тепло же это будет концентрироваться в верхних слоях атмосферы, заставляя сажу вместо того, чтобы оседать подниматься вверх.
Постоянный приток дополнительного тепла очень сильно разогреет верхние слои атмосферы. Нижние слои будут оставаться по-прежнему холодными и остывать еще больше. Образуется значительный вертикальный перепад температур, не вызывающий движения воздушных масс, а напротив, дополнительно стабилизирующий состояние атмосферы. Следовательно, выпадение сажи замедлится еще на порядок. А в месте с этим затянется и "ядерная зима".
Конечно, все будет зависеть от мощности ударов. Но взрывы средней мощности (около 10 тысяч мегатонн) способны почти на год лишить планету солнечного света необходимого всему живому на земле.
Разрушение озонового слоя
Оседание сажи и пыли и восстановление освещенности, которое рано или поздно все же произойдет, скорее всего, не будет являться таким уж благом.
В настоящее время нашу планету окружает озоновый слой - часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород диссоциирует на атомы, затем соединяющиеся с другими молекулами О
2 , образуя озон О
3 .
В высокой концентрации озон способен поглощать жесткое ультрафиолетовое излучение и защищать все живое на земле от излучения губительного для него. Существует теория, что наличие озонового слоя дало возможность возникновению многоклеточной жизни на суше.
Озоновый слой легко разрушается под воздействием различных веществ.
Ядерные взрывы в большом числе, даже на ограниченной территории, приведут к быстрому и полному уничтожению озонового слоя. Сами взрывы и пожары, что возникнут после них, создадут температуры при которых происходят преобразования химических веществ, невозможные в обычных условиях или протекающие вяло.
Например, излучение взрыва приводит к образованию окиси азота, одного из мощных разрушителей озона, большая часть которого достигнет верхних слоев атмосферы. Так же озон разрушается, вступая в реакции с водородом и гидроксилами, большое количество которых поднимется в воздух вместе с сажей и пылью, а так же будут доставлены в атмосферу мощными ураганами.
В итоге, после очищения воздуха от аэрозольного загрязнения, поверхность планеты и все живое на ней окажутся под жестким ультрафиолетовым излучением.
Большие дозы ультрафиолета у человека, как и у животных, вызывают ожоги и рак кожи, повреждения сетчатки, слепоту, влияют на гормональный фон, разрушают иммунитет. Вследствие чего, выжившие будут болеть намного больше. Ультрафиолет блокирует нормальную репликацию ДНК. Что вызывает отмирание клеток или появление мутированных клеток, не способных правильно выполнять свои функции.
Не менее тяжелы последствия ультрафиолетового облучения и для растений. У них ультрафиолетовое излучение изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. В результате в растениях может практически прекратиться фотосинтез, а такие представители флоры как сине-зеленые водоросли могут и вовсе исчезнуть.
На микроорганизмы ультрафиолетовое излучение оказывает губительное и мутагенное действие. Под действием ультрафиолета разрушаются мембраны клеток и клеточные оболочки. А это влечет гибель микромира, находящегося под действием солнечных лучей.
Самым страшным последствием разрушения озонового слоя окажется то, что его восстановление может стать практически невозможным. На это может потребоваться несколько сот лет, в течение которых поверхность земли будет подвергнута постоянному ультрафиолетовому излучению.
Радиоактивное загрязнение планеты
Одним из основных факторов воздействия на окружающую среду, влекущих серьезные последствия для жизни, после ядерной войны является загрязнение радиоактивными продуктами.
Продукты ядерных взрывов будут образовывать устойчивое радиоактивное заражение биосферы на территориях в сотни и тысячи километров.
В оценке ученых говорится о том, что ядерный удар мощностью от 5 тысяч мегатонн, может породить зону заражения с дозой гамма-излучения превышающей 500-1000 бэр (при дозе в 10 бэр в крови человека начинаются изменения, вызванные радиацией, начинается лучевая болезнь; нормой является 0,05-1 бэр), площадь, которой больше всей территории Европы и части Северной Америки.
При таких дозах создается опасность для человека, животных, насекомых и в особенности для обитателей почв.
По данным машинного анализа последствий ядерной войны с любым сценарием, все живое на земле, пережившее взрывы, мощностью от 10 тысяч мегатонн, и пожары, подвергнется радиоактивному облучению. Даже территории удаленные от мест взрывов будут заражены.
В результате биотическая компонента экосистем будет подвержена массовым радиационным поражениям. Последствием такого радиационного воздействия станет прогрессивно изменяющийся видовой состав экосистем, общая деградация экосистем.
При широкомасштабном применении ядерного оружия последуют, прежде всего, большие потери среди животного мира в зонах сплошного ядерного поражения.
У людей, находящихся в зонах с высокими уровнями излучений возникнет тяжелая форма лучевой болезни. Даже относительно легкие формы лучевой болезни станут причиной раннего старения, аутоиммунных заболеваний, болезней кроветворных органов и т.д.
Выжившее население будет подвержено риску раковых заболеваний. После ядерных ударов на 1 миллион выживших придется около 150-200 тысяч людей, у которых разовьются онкологические заболевания.
Разрушение генетических структур под действием радиации распространится не только на одно поколение. Генетические изменения будут губительно сказываться на потомстве длительное время и будут проявляться в неблагоприятных исходах беременности и рождении детей с врожденными порками или наследственными болезнями
Массовая гибель живых существ
Сильные холода, которые установятся в первые месяцы после взрывов, нанесут огромный ущерб растительному миру. Практически прекратится фотосинтез и рост растений. Особенно это будет заметно в тропических широтах, в которых проживает большая часть населения Земли.
Холод, отсутствие воды для питья, скудное освещение - приведет к массовой гибели животных.
Мощные штормы, морозы, которые приведут к замерзанию неглубоких водоемов и прибрежных вод, прекращение воспроизводства планктона уничтожит кормовую базу для многих видов рыб и водных животных. Оставшиеся источники пищи будут настолько сильно заражены радиацией и продуктами химических реакций, что их употребление будет губительно не менее других факторов.
Холод и отмирание растений приведут к невозможности ведения сельского хозяйства. Как следствие будут истощаться запасы продуктов питания для человека. А те, что еще будут оставаться, так же подвергнутся сильному радиационному заражению. Особенно сильно это скажется на территориях импортирующих продукты питания.
От ядерных взрывов погибнут 2-3 миллиарда человек. "Ядерная ночь" и "ядерная зима", истощение пригодных для употребления пищи и воды, разрушение коммуникаций, средств энергетического обеспечения, транспортной связи, отсутствие медицинской помощи унесут еще большее количество человеческих жизней. На фоне общего ослабления здоровья людей начнутся пандемии ранее не известные и с непредсказуемыми последствиями.
Вывод:
ядерная война явилась бы самоубийством всего человечества, а заодно и разрушением нашей среды обитания.Бомбы, опустошившие Хиросиму и Нагасаки, сейчас затерялись бы в огромных ядерных арсеналах сверхдержав как ничтожные мелочи. Теперь даже оружие индивидуального использования гораздо разрушительней по своему действию. Тринитротолуоловый эквивалент бомбы, сброшенной на Хиросиму, составлял 13 килотонн; взрывная мощь крупнейших ядерных ракет, появившихся в начале 1990-х годов, например советской стратегической ракеты SS-18 (класса «земля-земля»), достигает 20 Мт (млн. т) ТНТ, т.е. в 1540 раз больше.
Чтобы понять, каким может оказаться характер ядерной войны в современных условиях, необходимо привлечь опытные и расчетные данные. При этом следует представлять возможных противников и те спорные проблемы, которые могут вызвать их столкновение. Надо знать, каким оружием они располагают и каким образом могут его использовать. Учитывая поражающие воздействия многочисленных ядерных взрывов и зная возможности и уязвимость общества и самой Земли, можно оценить масштабы пагубных последствий применения ядерного оружия.
Первая ядерная война.
В 8 ч 15 мин утра 6 августа 1945 Хиросиму внезапно накрыло ослепительное голубовато-белесое сияние. Первая атомная бомба была доставлена к цели бомбардировщиком Б-29 с базы ВВС США на острове Тиниан (Марианские острова) и взорвана на высоте 580 м. В эпицентре взрыва температура достигла миллионов градусов, а давление – ок. 10 9 Па. Три дня спустя другой бомбардировщик Б-29 прошел мимо своей основной цели – Кокура (ныне Китакюсю), так как она была покрыта густыми облаками, и направился к запасной – Нагасаки. Бомба взорвалась в 11 ч утра местного времени на высоте 500 м с приблизительно той же эффективностью, что и первая. Тактика нанесения бомбового удара единственным самолетом (сопровождаемым лишь самолетом наблюдения за погодными условиями) при одновременных рутинных массированных налетах была рассчитана на то, чтобы не привлекать внимания японской противовоздушной обороны. Когда Б-29 появился над Хиросимой, большинство ее жителей не бросились в укрытия вопреки нескольким нерешительным объявлениям по местному радио. Перед этим был объявлен отбой воздушной тревоги, и многие люди находились на улицах и в легких строениях. В итоге убитых оказалось втрое больше, чем предполагалось. К концу 1945 от этого взрыва погибло уже 140 000 человек, столько же было раненых. Площадь разрушений составила 11,4 кв. км, где пострадало 90% домов, треть из которых была полностью уничтожена. В Нагасаки оказалось меньше разрушений (пострадало 36% домов) и людских потерь (вдвое меньше, чем в Хиросиме). Причиной тому были вытянутая территория города и то, что его отдаленные районы прикрывали холмы.
В первой половине 1945 Япония подвергалась интенсивным бомбардировкам с воздуха. Количество ее жертв достигло миллиона (включая 100 тыс. убитых при налете на Токио 9 марта 1945). Отличие атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки от обычных бомбежек состояло в том, что один самолет произвел такие разрушения, для каких потребовался бы налет 200 самолетов с обычными бомбами; эти разрушения носили мгновенный характер; соотношение погибших к раненым оказалось намного выше; атомный взрыв сопровождался мощной радиацией, которая во многих случаях привела к раку, лейкемии и губительным патологиям у беременных женщин. Число непосредственно пострадавших достигло 90% от количества погибших, но длительные последействия радиации оказались еще более губительными.
Последствия ядерной войны.
Хотя бомбардировки Хиросимы и Нагасаки не планировались как эксперименты, изучение их последствий позволило многое узнать об особенностях ядерной войны. К 1963, когда был подписан договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, США и СССР произвели 500 взрывов. В течение следующих двух десятилетий было осуществлено более 1000 подземных взрывов.
Физические эффекты ядерного взрыва.
Энергия ядерного взрыва распространяется в виде ударной волны, проникающей радиации, теплового и электромагнитного излучения. После взрыва на землю выпадают радиоактивные осадки. У разных типов оружия различны энергия взрыва и виды радиоактивных осадков. Кроме того, поражающая мощь зависит от высоты взрыва, погодных условий, скорости ветра и характера цели (табл. 1). Несмотря на различия, всем ядерным взрывам присущи некоторые общие свойства. Ударная волна вызывает наибольшие механические разрушения. Она проявляется в резких перепадах давления воздуха, которое разрушает объекты (в частности, здания), и в мощных ветровых потоках, которые уносят и валят людей и объекты. На ударную волну расходуется ок. 50% энергии взрыва, ок. 35% – на тепловое излучение в форме, исходящее от вспышки, которая опережает ударную волну на несколько секунд; оно ослепляет при взгляде на него с расстояния многих километров, вызывает сильные ожоги на расстоянии до 11 км, воспламеняет горючие материалы на обширном пространстве. Во время взрыва испускается интенсивное ионизирующее излучение. Обычно оно измеряется в бэрах – биологических эквивалентах рентгена. Доза в 100 бэр вызывает острую форму лучевой болезни, а в 1000 бэр приводит к летальному исходу. В диапазоне доз между указанными значениями вероятность смерти облученного зависит от его возраста и состояния здоровья. Дозы даже существенно ниже 100 бэр могут приводить к долговременным недугам и предрасположенности к раковым заболеваниям.
| Таблица 1. РАЗРУШЕНИЯ, ПРОИЗВОДИМЫЕ ЯДЕРНЫМ ВЗРЫВОМ В 1 МТ | |||
| Расстояние от эпицентра взрыва, км | Разрушения | Скорость ветра, км/ч | Избыточное давление, кПа |
| 1,6–3,2 | Сильные разрушения или уничтожение всех наземных сооружений. | 483 | 200 |
| 3,2–4,8 | Сильные разрушения зданий из железобетона. Умеренные разрушения автодорожных и железнодорожных сооружений. | ||
| 4,8–6,4 | – `` – | 272 | 35 |
| 6,4–8 | Сильные повреждения кирпичных строений. Ожоги 3-й степени. | ||
| 8–9,6 | Сильные повреждения строений с деревянным каркаcом. Ожоги 2-й степени. | 176 | 28 |
| 9,6–11,2 | Возгорание бумаги и тканей. Повал 30% деревьев. Ожоги 1-й степени. | ||
| 11,2–12,8 | –``– | 112 | 14 |
| 17,6–19,2 | Возгорание сухой листвы. | 64 | 8,4 |
При взрыве мощного ядерного заряда количество погибших от ударной волны и теплового излучения будет несравненно больше числа погибших от проникающей радиации. При взрыве малой ядерной бомбы (такой, какая разрушила Хиросиму) большая доля летальных исходов обусловливается проникающей радиацией. Оружие с повышенным излучением, или нейтронная бомба, может убить почти все живое исключительно радиацией.
При взрыве на земной поверхности выпадает больше радиоактивных осадков, т.к. при этом в воздух взметаются массы пыли. Поражающий эффект зависит и от того, идет ли дождь и куда дует ветер. При взрыве бомбы в 1 Мт радиоактивные осадки могут покрыть площадь до 2600 кв. км. Различные радиоактивные частицы распадаются с разными скоростями; до сих пор на земную поверхность возвращаются частицы, заброшенные в стратосферу при атмосферных испытаниях ядерного оружия в 1950–1960-х годах. Одни – слабо пораженные – зоны могут стать относительно безопасными в считанные недели, другим на это требуются годы.
Электромагнитный импульс (ЭМИ) возникает в результате вторичных реакций – при поглощении гамма-излучения ядерного взрыва воздухом или почвой. По своей природе он подобен радиоволнам, но напряженность электрического поля в нем намного выше; проявляется ЭМИ как единичный всплеск продолжительностью в доли секунды. Наиболее мощные ЭМИ возникают при взрывах на большой высоте (выше 30 км) и распространяются на десятки тысяч километров. Они не угрожают непосредственно жизни людей, но способны парализовать системы электроснабжения и связи.
Последствия ядерных взрывов для людей.
Если различные физические эффекты, возникающие при ядерных взрывах, можно рассчитать достаточно точно, то предсказать последствия их воздействий сложнее. Исследования привели к заключению, что не поддающиеся предварительной оценке следствия ядерной войны столь же значительны, как и те, которые могут быть рассчитаны заранее.
Возможности защиты от воздействия ядерного взрыва весьма ограниченны. Невозможно спасти тех, кто окажется в эпицентре взрыва. Всех людей спрятать под землю нельзя; это осуществимо только для сохранения правительства и руководства вооруженных сил. Кроме упоминаемых в руководствах по гражданской обороне способах спасения от жара, света и ударной волны, имеются практичные способы эффективной защиты только от радиоактивных осадков. Можно эвакуировать большое количество людей из зон повышенного риска, но при этом возникнут тяжелые осложнения в системах транспорта и снабжения. В случае критического развития событий эвакуация примет, скорее всего, неорганизованный характер и вызовет панику.
Как уже упоминалось, на распределение радиоактивных осадков будут влиять погодные условия. Разрушение плотин может привести к наводнениям. Повреждения атомных электростанций вызовут дополнительное повышение уровня радиации. В городах обрушатся высотные здания и образуются груды обломков с погребенными под ними людьми. В сельской местности радиация поразит посевы, что приведет к массовому голоду. В случае ядерного удара зимой уцелевшие при взрыве люди останутся без укрытий и погибнут от холода.
Возможности общества хоть как-то справиться с последствиями взрыва будут очень сильно зависеть от того, в какой степени пострадают государственные системы управления, здравоохранения, связи, правоохранительные и противопожарные службы. Начнутся пожары и эпидемии, мародерство и голодные бунты. Дополнительным фактором отчаяния станет ожидание дальнейших военных действий.
Повышенные дозы радиации приводят к росту раковых заболеваний, выкидышей, патологий у новорожденных. На животных было экспериментально установлено, что радиация поражает молекулы ДНК. В результате такого поражения возникают генетические мутации и хромосомные аберрации; правда, большинство таких мутаций не переходит к потомкам, поскольку приводят к летальным исходам.
Первым пагубным воздействием долговременного характера явится разрушение озонового слоя. Озоновый слой стратосферы экранирует земную поверхность от большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Это излучение губительно для многих форм жизни, поэтому считается, что образование озонового слоя ок. 600 миллионов лет назад стало тем условием, благодаря которому появились многоклеточные организмы и вообще жизнь на Земле. Согласно докладу национальной академии наук США, в мировой ядерной войне может быть взорвано до 10 000 Мт ядерных зарядов, что приведет к разрушению озонового слоя на 70% над Северным полушарием и на 40% – над Южным. Эти разрушения озонового слоя повлекут за собой губительные последствия для всего живого: люди получат обширные ожоги и даже раковые заболевания кожи; некоторые растения и мелкие организмы погибнут мгновенно; многие люди и животные ослепнут и потеряют способность ориентироваться.
В результате крупномасштабной ядерной войны произойдет климатическая катастрофа. При ядерных взрывах загорятся города и леса, одлака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым покрывалом, что неминуемо приведет к резкому падению температуры у земной поверхности. После ядерных взрывов суммарной силой 10 000 Мт в центральных районах континентов Северного полушария температура снизится до минус 31° С. Температура вод мирового океана останется выше 0° С, но из-за большой разности температур возникнут жестокие штормы. Затем, спустя несколько месяцев, к Земле прорвется солнечный свет, но, по-видимому, богатый ультрафиолетом из-за разрушения озонового слоя. К этому времени уже произойдут гибель посевов, лесов, животных и голодный мор людей. Трудно ожидать, что где-либо на Земле уцелеет хоть какое-то человеческое сообщество.
Гонка ядерных вооружений.
Невозможность добиться превосходства на стратегическом уровне, т.е. с помощью межконтинентальных бомбардировщиков и ракет, привела к форсированной разработке ядерными державами тактического ядерного оружия. Было создано три типа такого оружия: малого радиуса действия – в виде артиллерийских снарядов, ракет, тяжелых и глубинных бомб и даже мин – для применения наряду с традиционным оружием; среднего радиуса действия, которое по мощи сравнимо со стратегическим и доставляется тоже бомбардировщиками или ракетами, но, в отличие от стратегического, размещается ближе к целям; оружие промежуточного класса, которое можно доставлять в основном ракетами и бомбардировщиками. В итоге Европа по обе стороны линии раздела западного и восточного блоков оказалась начиненной всевозможными видами оружия и стала заложницей противостояния США и СССР.
В середине 1960-х годов в США возобладала доктрина, состоящая в том, что стабильность международного положения будет достигнута, когда обе стороны обеспечат себя средствами второго удара. Эту ситуацию министр обороны США Р.Макнамара определил как взаимное гарантированное уничтожение. При этом считалось, что США должны обладать возможностями уничтожить от 20 до 30% населения Советского Союза и от 50 до 75% его промышленных мощностей.
Для успеха первого удара необходимо поражать наземные центры управления и вооруженные силы противника, а также располагать системой обороны, способной обеспечить перехват тех видов оружия врага, которые избежали этого удара. Чтобы силы второго удара были неуязвимы при первом ударе, они должны находиться в укрепленных стартовых шахтах или непрерывно перемещаться. Наиболее эффективным средством базирования мобильных баллистических ракет оказались подводные лодки.
Гораздо более проблематичным оказалось создание надежной системы защиты от баллистических ракет. Выяснилось, что решить в течение считанных минут сложнейшие задачи – обнаружить атакующую ракету, вычислить ее траекторию и перехватить – немыслимо трудно. Появление разделяющихся боеголовок индивидуального наведения чрезвычайно усложнило задачи обороны и привело к заключению о практической бесполезности ПРО.
В мае 1972 обе сверхдержавы, осознав очевидную тщетность усилий в создании надежной системы защиты от баллистических ракет, в результате переговоров об ограничении стратегических вооружений (ОСВ) подписали договор по ПРО. Однако в марте 1983 президент США Р.Рейган дал ход крупномасштабной программе разработок противоракетных систем космического базирования с применением направленных пучков энергии.
Тем временем наступательные системы быстро развивались. Кроме баллистических ракет, появились еще и крылатые ракеты, способные летать по низкой, небаллистической траектории, следуя, например, рельефу местности. На них можно устанавливать обычные или ядерные боеголовки, их можно запускать с воздуха, из воды и с земли. Наиболее существенным достижением стала высокая точность попадания зарядов в цель. Появилась возможность уничтожать малые бронированные цели даже с очень больших расстояний.
Ядерные арсеналы мира.
В 1970 у США было 1054 МБР, 656 БРПЛ и 512 бомбардировщиков дальнего действия, т. е. всего 2222 единицы средств доставки стратегического оружия (табл. 2). Через четверть века у них осталось 1000 МБР, 640 БРПЛ и 307 дальних бомбардировщиков – всего 1947 единиц. За этим незначительным уменьшением численности средств доставки скрывается огромная работа по их модернизации: старые МБР «Титан» и некоторые «Минитмен-2» заменены на «Минитмен-3» и «МХ», все БРПЛ типа «Поларис» и многие типа «Посейдон» заменены ракетами «Трайдент», некоторые бомбардировщики Б-52 заменены бомбардировщиками Б-1. Асимметричный, но примерно равный ядерный потенциал был у Советского Союза. (Бóльшую часть этого потенциала унаследовала Россия.)
| Таблица 2. АРСЕНАЛЫ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ В РАЗГАР ХОЛОДНОЙ ВОЙНЫ | ||
| Носители и боеголовки | США | СССР |
| МБР | ||
| 1970 | 1054 | 1487 |
| 1991 | 1000 | 1394 |
| БРПЛ | ||
| 1970 | 656 | 248 |
| 1991 | 640 | 912 |
| Стратегические бомбардировщики | ||
| 1970 | 512 | 156 |
| 1991 | 307 | 177 |
| Боеголовки на стратегических ракетах и бомбардировщиках | ||
| 1970 | 4000 | 1800 |
| 1991 | 9745 | 11159 |
Три менее мощные ядерные державы – Великобритания, Франция и Китай – продолжают совершенствовать свои ядерные арсеналы. В середине 1990-х годов Великобритания приступила к замене своих подводных лодок с БРПЛ «Поларис» лодками, вооруженными ракетами «Трайдент». Французские ядерные силы состоят из подводных лодок с БРПЛ типа М-4, баллистических ракет среднего радиуса действия и эскадрилий бомбардировщиков «Мираж-2000» и «Мираж-IV». Наращивает свои ядерные силы КНР.
Кроме того, ЮАР призналась, что в течение 1970-1980-х годов создала шесть ядерных бомб, но – согласно ее заявлению – демонтировала их после 1989. Аналитики считают, что Израиль имеет порядка 100 боеголовок, а также различные ракеты и самолеты для их доставки. Индия и Пакистан в 1998 испытали ядерные устройства. К середине 1990-х годов некоторые другие страны довели свои ядерные установки гражданского назначения до такого уровня, на котором можно переключать их на выпуск расщепляющихся материалов для оружия. Это – Аргентина, Бразилия, КНДР и Южная Корея.
Сценарии ядерной войны.
В варианте, который больше всего обсуждался стратегами НАТО, рассматривалось стремительное массированное наступление вооруженных сил Организации Варшавского договора в Центральной Европе. Поскольку силы НАТО никогда не имели достаточных сил для отпора с помощью традиционных видов оружия, страны НАТО вскоре вынуждены были бы либо капитулировать, либо использовать ядерное оружие. После принятия решения о применении ядерного оружия события могли бы развиваться по-разному. В доктрине НАТО было принято, что первое использование ядерного оружия будет заключаться в нанесении ударов ограниченной мощи, чтобы продемонстрировать, главным образом, готовность к решительным действиям для защиты интересов НАТО. Другой вариант действий НАТО состоял в нанесении крупномасштабного ядерного удара с целью обеспечить подавляющий военный перевес.
Однако логика гонки вооружений привела обе стороны к заключению, что победителей в такой войне не будет, а разразится глобальная катастрофа.
Соперничающие сверхдержавы не могли исключить ее возникновения и по случайной причине. Опасения, что она начнется случайно, охватывали всех, когда появлялись сообщения то о сбоях компьютеров в командных центрах, то о злоупотреблении наркотиками на подводных лодках, то о ложных тревогах систем оповещения, принимавших, например, стаю летящих гусей за атакующие ракеты.
Мировые державы, несомненно, были осведомлены о военных потенциалах друг друга слишком хорошо, чтобы намеренно развязать ядерную войну; отлаженные процедуры спутниковой разведки (см . ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ) сводили до приемлемо низкого уровня риск оказаться вовлеченными в войну. Однако в нестабильных странах риск несанкционированного применения ядерного оружия высок. Кроме того, не исключено, что какой-либо из локальных конфликтов может вызвать мировую ядерную войну.
Противодействия ядерным вооружениям.
Поиски эффективных форм международного контроля над ядерными вооружениями начались сразу после окончания Второй мировой войны. В 1946 США предложили ООН план мероприятий, препятствующих использованию ядерной энергии в военных целях (план Баруха), но он был расценен Советским Союзом как попытка США закрепить свою монополию на ядерное оружие. Первый существенный международный договор не касался разоружения; он был направлен на замедление процесса наращивания запасов ядерного оружия посредством постепенного запрещения его испытаний. В 1963 наиболее мощные державы договорились запретить испытания в атмосфере, которые осуждались из-за вызываемых ими радиоактивных осадков. Это привело к развертыванию подземных испытаний.
Примерно в то же время возобладало мнение, что если политика взаимного устрашения делает войну между великими державами немыслимой, а разоружения достичь не удается, то надо обеспечить контроль за такими вооружениями. Главной целью этого контроля стало бы обеспечение международной стабильности с помощью мер, препятствующих дальнейшему развитию средств первого ядерного удара.
Однако и этот подход оказался малопродуктивным. Конгресс США разработал иной подход – «эквивалентной замены», без энтузиазма принятый правительством. Суть этого подхода заключалась в том, что разрешалось обновление вооружений, но при установке каждой новой боеголовки ликвидировалось эквивалентное количество старых. Путем такой замены уменьшалось общее число боеголовок и ограничивалось количество боеголовок индивидуального наведения.
Разочарование из-за неудач переговоров, проводившихся на протяжении десятилетий, тревога по поводу создания новых видов оружия и общее ухудшение отношений между Востоком и Западом привели к требованиям перейти к радикальным мерам. Некоторые западно- и восточноевропейские критики гонки ядерных вооружений призывали к созданию зон, свободных от ядерного оружия.
Продолжались призывы к одностороннему ядерному разоружению в надежде, что с него начнется период добрых намерений, который разорвет порочный круг гонки вооружений.
Опыт переговоров по разоружению и контролю за вооружениями показал, что прогресс в этой области, скорее всего, отражает потепление в международных отношениях, но не порождает улучшений в самом контроле. Поэтому, чтобы уберечься от ядерной войны, важнее объединить разделенный мир путем развития международной торговли и сотрудничества, чем следить за развитием чисто военных разработок. По-видимому, человечество уже миновало тот момент, когда военные процессы – будь то перевооружение или разоружение – могли существенно повлиять на соотношение сил. Опасность мировой ядерной войны стала отдаляться. Это выяснилось после краха коммунистического тоталитаризма, роспуска Организации Варшавского договора и распада СССР. Двухполюсный мир со временем станет многополюсным, а процессы демократизации, основанные на принципах равноправия и сотрудничества, возможно, приведут к ликвидации ядерного оружия и угрозы ядерной войны как таковой.
Ядерным оружием называется оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутри ядерной энергии. Ядерное оружие - самое мощное средство, массового уничтожения. Его поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.
Наиболее мощный поражающий фактор ядерного взрыва - ударная волна. На ее образование расходуется 50% всей энергии взрыва. Она представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющегося со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва.
Основными параметрами, определяющими действие ударной волны, являются избыточное давление в ее фронте, скоростной напор воздуха и время действия избыточного давления. Значение их в основном зависит от мощности, вида ядерного взрыва и расстояния от центра.
Избыточное давление - это разность между атмосферным давлением и максимальным давлением во фронте ударной волны. Оно измеряется в паскалях. Продолжительность действия избыточного давления измеряется в секундах.
Скоростной напор воздуха - это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха. Измеряется в тех же единицах, что и избыточное давление, его действие заметно сказывается при избыточных давлениях свыше 50 кПа.
Воздействие ударной волны на людей и сельскохозяйственных животных: Ударная волна у незащищенных людей и животных вызывает травматические повреждения и контузии.
В зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны различают следующие по тяжести поражения:
при избыточном давлении свыше 100 кПа у людей и животных возникают контузии и травмы крайне тяжелой степени, для которых характерны переломы крупных несущих костей (позвоночника, конечностей), разрывы внутренних органов, содержащих большое количество крови (печень, селезенка, аорта), жидкости (желудочки головного мозга, мочевой и желчный пузыри) или газы (легкие, кишечник). Такие травмы приводят к мгновенной смерти;
при избыточном давлении 100--60 кПа у людей и 100-- 50 кПа у животных наблюдаются контузии и травмы тяжелой степени (переломы отдельных костей, сотрясение мозга, сильный ушиб всего тела), которые приводят к гибели в течение недели. Животных, получивших такие травмы, не лечат, а по возможности организуют их вынужденный убой;
избыточное давление 60--40 кПа у людей и 50--40 кПа у животных вызывает контузии и травмы средней степени, признаками которых являются вывихи конечностей от резкого и неожиданного удара при падении на землю, переломы ребер, гематомы, потеря слуха, кровотечения из носа и ушей;
избыточное давление 40--20 кПа вызывает поражения легкой степени, выражающиеся в скоропреходящих нарушениях функций организма (ушибы, вывихи) и потере слуха (разрыв барабанных перепонок).
Кроме непосредственного поражения ударной волной, люди и животные могут получить косвенные поражения (различные травмы, вплоть до смертельных) при нахождении в разрушающихся жилых домах, животноводческих помещениях или от воздействия «вторичных снарядов» - летящих с большой скоростью кусков кирпича, дерева, обломков стен, осколков стекла и других предметов.
Воздействие ударной волны на здания и сооружения:
Полное разрушение характеризуется обрушиванием всех стен и перекрытий. Из обломков образуются завалы. Восстановление зданий невозможно.
Сильное разрушение характеризуется обрушиванием части стен и перекрытий. В многоэтажных домах сохраняются нижние этажи. Использование и восстановление таких зданий не возможно или нецелесообразно.
Среднее разрушение характеризуется разрушением главным образом встроенных элементов (внутренних перегородок, дверей, окон, крыш, печных и вентиляционных труб), появлением трещин в стенах, обрушиванием чердачных перекрытий и от дельных участков верхних этажей. Подвалы и нижние этажи пригодны для временного использования после разборки зава лов над входами. Вокруг зданий завалов не образуется. Восстановление зданий (капитальный ремонт) возможно.
Слабое разрушение характеризуется поломкой оконных и дверных заполнений, легких перегородок, появлением трещин в стенах верхних этажей. Восстановление возможно.
Воздействие ударной волны на технологическое оборудование и производственную деятельность объекта. Степень поражения от воздействия ударной волны будет зависеть от состояния тех зданий и сооружений, в которых это оборудование размещено и где эта деятельность предусмотрена. В не меньшей степени деятельность объекта будет зависеть от состояния энерго- и водоснабжения, убежищ с рабочей силой, темпов ликвидации последствий разрушения и влияния других факторов ядерного взрыва. На животноводческих объектах, кроме того, это будет зависеть от состояния животных, возможностей их кормления и содержания, качества продукции животноводства.
Воздействие ударной волны на растения. Полное уничтожение лесных массивов, садов, виноградников наблюдается при воздействии избыточного давления свыше 50 кПа. Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются, образуя сплошные завалы.
При избыточном давлении от 50 до 30 кПа вырываются или ломаются около 50% деревьев, а при давлении 30--10 кПа - до 30% деревьев. Молодые деревья, кустарники, чайные плантации устойчивее к воздействию ударной волны, чем старые и спелые.
Злаковые культуры под влиянием скоростного напора частично вырываются с корнем, частично засыпаются пыльной бурей и в основном подвергаются полеганию. У корне- клубнеплодов повреждается наземная часть растений.
Воздействие ударной волны на водоемы и водоисточники. На крупных естественных водоемах возникает сильное волнение, на искусственных - разрушаются дамбы, плотины и другие гидротехнические сооружения. Образующаяся при наземном взрыве сейсмическая волна вызывает разрушение артезианских скважин, водонапорных башен, ирригационных систем, обрушивание колодезных срубов.
Световое излучение. Оно представляет собой поток видимых, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, исходящих от светящейся области, состоящей из продуктов взрыва и воздуха, разогретых до миллионов градусов. На его образование расходуется 30-35% всей энергии взрыва. Поражающая способность светового излучения определяется величиной светового импульса. Световой импульс - это количество световой энергии, падающей за время существования светящейся области ядерного взрыва на единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения излучения. Он измеряется в Дж/м2 (кал/см2).
Действие светового излучения на людей и животных. Под влиянием первоначальной яркой вспышки происходит ослепление человека и животных, длящееся от 2 - 5 мин днем до 30 мин ночью. Если животное или человек фиксирует зрение на образовавшемся огненном шаре, то происходит ожог глазного дна - более тяжелое заболевание. Особенно тяжелые ожоги возникают ночью, когда зрачок расширен и на дно глаза попадает большое количество световой энергии.
Ожоги I степени у людей и животных выражаются в болезненности, покраснении и припухлости.
При ожогах II степени у людей образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью. У животных часто на поверхность кожи выпотевает серозный экссудат в виде клейких желтовато-розовых капель «росы», которые, засыхая, образуют рыхлые корки. К 15-20-му дню отмерший эпителий отторгается и при отсутствии инфекции кожный покров восстанавливается полностью.
Ожоги III степени характеризуются омертвением кожи и подкожных тканей и последующим образованием язв. Они долго (до 1,5-2 мес.) не заживают, являясь причиной длительной интоксикации организма.
Ожоги IV степени образуются при длительном воздействии очень высокой температуры и сопровождаются обугливанием тканей.
Воздействие светового излучения на здания, сооружения, растения. Световое излучение в зависимости от свойств материалов вызывает их оплавление, обугливание и воспламенение. В результате могут возникнуть отдельные, массовые, сплошные пожары или огневые штормы.
Массовый пожар - это совокупность отдельных пожаров, охвативших более 25% зданий в данном населенном пункте.
Сплошным пожаром считается массовый пожар, охвативший более 90% зданий.
Огневой шторм - особый вид сплошного пожара, охватившего всю территорию города при сильном ураганном ветре, дующем к центру взрыва вследствие возникших мощных восходящих потоков воздуха. Борьба с огневым штормом невозможна. Огневой шторм наблюдался в г. Хиросиме после взрыва атомной бомбы (6 августа 1945 г.) и бушевал 6 ч, уничтожив 600 тыс. домов.
Мелкие водоемы (озера, пруды, ручьи) под воздействием высокой температуры светового излучения могут испариться.
Проникающая радиация. Она представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, излучаемых в течение 10-15 с из светящейся области взрыва в результате ядерной реакции и радиоактивного распада ее продуктов. На проникающую радиацию расходуется 4-5% всей энергии взрыва. Проникающая радиация характеризуется дозой излучения, т. е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенных единицей объема облучаемой среды. За единицу измерения дозы принят рентген (Р).
Сущность поражающего действия проникающей радиации заключается в том, что гамма лучи и нейтроны ионизируют молекулы живых клеток. Ионизация нарушает нормальную жизнедеятельность клеток и при больших дозах приводит к их гибели. Комплекс патологических изменений, наблюдаемых у человека и животных под влиянием ионизирующих излучений, называется лучевой болезнью.
Радиус поражения проникающей радиацией незначителен (до 4-5 км) и мало изменяется в зависимости от мощности взрыва. Поэтому при взрывах боеприпасов средней и большей мощности ударная волна и световое излучение перекрывают радиус действия проникающей радиации, вследствие чего тяжелых лучевых поражений у незащищенных людей и животных не будет, так как они погибнут от воздействия ударной волны или светового излучения. При взрывах малой и сверхмалой мощности, наоборот, опасность поражения проникающей радиацией значительно возрастает, так как в этом случае радиус действия ударной волны и светового излучения значительно уменьшается и не перекрывает действия проникающей радиации.
Нейтронный поток вызывает во внешней среде наведенную радиоактивность, когда химические элементы, составляющие все предметы окружающей среды, превращаются из стабильных в радиоактивные. Однако за счет естественного распада большинство из них в течение суток вновь превращаются в стабильные.
Под воздействием проникающей радиации (гамма-лучей) темнеют стекла оптических приборов, а фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке, засвечиваются. Выводится из строя электронное оборудование, изменяются сопротивление резисторов, емкость конденсаторов. Приборы будут давать «сбои», ложное срабатывание.
Радиоактивное заражение местности. На его долю приходится 10-15% всей энергии взрыва. Радиоактивное заражение местности, воды, водоисточников, воздушного пространства возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.
При подземном и наземном взрывах грунт из воронки взрыва, втягиваясь в огненный шар, расплавляется и перемешивается с радиоактивными веществами, а затем постепенно оседает на землю, как в районе взрыва, так и за его пределами в на-правлении ветра, образуя местные (локальные) выпадении. В зависимости от мощности взрыва локально выпадает от 60 до 80% радиоактивных веществ. 20-40% радиоактивных веществ поднимается в тропосферу, разносится в ней вокруг земного шара и постепенно (в течение 1-2 мес.) оседает на землю, образуя глобальные выпадения.
При воздушных взрывах радиоактивные вещества не смешиваются с грунтом, поднимаются в стратосферу и в виде мелко дисперсного аэрозоля медленно (в течение нескольких лет) выпадают на землю.
Источниками заражения местности являются продукты деления ядерного взрыва (радионуклиды), излучающие бета-частицы и гамма-лучи; радиоактивные вещества не прореагировавшей части ядерного заряда (урапа-235, плутония-239), излучающие альфа-, бета-частицы и гамма-лучи; радиоактивные вещества, образовавшиеся в грунте под воздействием нейтронов (наведенная радиоактивность). В частности, находящиеся в почве атомы кремния, натрия, магния становятся радиоактивными и излучают бета-частицы и гамма-лучи.
Радиоактивное заражение, как и проникающая радиация, не наносит повреждения зданиям, сооружениям, технике, а поражает живые организмы, которые, поглощая энергию радиоактивных излучений, получают дозу облучения (Д), измеряемую, как указывалось выше, в рентгенах (Р).
Заражение местности радиоактивными веществами характеризуется мощностью дозы, измеряемой в рентгенах в час (Р/ч). Мощность дозы, измеренной на высоте 1 м от поверхности земли (крупного зараженного объекта), называют уровнем радиации.
Уровень радиации показывает дозу облучения, которую может получить живой организм в единицу времени на зараженной местности. В условиях военного времени местность считается зараженной при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.
Степень заражения радиоактивными веществами поверхности отдельных объектов в полевых условиях измеряют в единицах уровней радиации по гамма-излучению в миллирентгенах в час (мР/ч) или микрорентгенах в час (мкР/ч).
Влияние радиоактивного заражения на производственную деятельность. Радиоактивное заражение местности в отличие от ударной волны и светового излучения ядерного взрыва не вызывает каких-либо разрушений или повреждений объектов агропромышленного комплекса (АПК), а также мгновенной гибели животных или растений. Однако, именно радиоактивное заражение местности будет фактором, определяющим главную долю ущерба, наносимого ядерным оружием сельскому хозяйству и объектам, расположенным в сельской местности, так как территория опасного радиоактивного загрязнения будет в 10 раз и более превышать территорию, где проявится действие ударной волны или светового излучения наземного ядерного взрыва.
После спада уровней радиации основной опасностью для людей и животных будет потребление продуктов питания, кормов и воды, загрязненных РВ. Эта опасность будет действовать годы и десятилетия. Она потребует от населения соблюдения определенных мер зашиты, а от специалистов АПК проведения дополнительных мероприятий по снижению загрязнения сельскохозяйственной продукции в процессе производства, транспортировки и хранения.
Под влиянием радиоактивного заражения огромные площади сельскохозяйственных угодий будут выведены из нормального севооборота, на долгие годы изменится система земледелия, в трудных условиях окажется животноводство, потребуется перестройка работы других объектов агропромышленного комплекса и его партнеров ввиду подрыва сырьевой базы.
Опыт ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС показал, что радиоактивное заражение вследствие аварии атомного реактора или умышленного его разрушения во время войны обычными средствами нападения без применения ядерного оружия может нанести огромный ущерб государству.
