Ядерное оружие

       Размеры очага тем  больше,  чем мощнее  ядерный  взрыв. Характер  разрушений в очаге  зависит  так же от прочности  конструкций  зданий  и сооружений, и их  этажности  и плотности  застройки.

       За  внешнюю  границу  очага ядерного поражения  принимают  условную  линию на местности, проведенную  на таком расстояний  от  эпицентра  (центра) взрыва, где  величина  избыточного  давления  ударной волны  равна  10 кПа. Очаг ядерного  поражения  условно  делят  на зоны - участки примерно  одинаковыми  по харак. Разрушений Зона полных  разрушений - территория,  подвергшаяся  воздействию ударной волны с избыточным  давлением  (на внешней границе) свыше 50 кПа. В зоне  полностью  разрушаются  все  здания и сооружения, а так же  противорадиационные  укрытия и часть  убежищ,  образуются  сплошные завалы, повреждаются  коммунально-энергетическая сеть.

       Зона  сильных разрушений - с избыточным  давлением во  фронте  ударной волны от 50  до 30 кПа. В   этой  зоне   наземные  здания  и сооружения  получат сильные разрушения,  образуются  местные завалы, возникнут сплошные и массовые  завалы. Большинство убежищ   сохранится, у остальных убежищ  будут завалены  входы и выходы. Люди в них могут получить поражения только из-за  нарушения герметизации,  затопления  или загазованности  помещений.

       Зона  средних  разрушений - с избыточным  давлением во  фронте  ударной волны от  30 до 20 кПа. В   этой  зоне   наземные  здания  и сооружения  получат среднее разрушение.  Убежища и укрытия подвального типа  сохранятся. От светового излучения возникнут сплошные  пожары.

       Зона  слабых разрушений  - с избыточным  давлением во  фронте  ударной волны от  20 до 10  кПа.  В   этой  зоне   наземные  здания  и сооружения  получат небольшие разрушения. От  светового излучения возникнут отдельные очаги пожаров.

                                                                                                                   

   Зоны радиоактивного заражения:

   1)Зона

   Чрезвычайно

   опасного

   заражения

   2)Зона опасного

   заражения

   3)Зона сильного

   заражения

   4)Зона

   Умеренного

            заражения                                                                                                                                                  Зона  радиоактивного  заражения -  это территория, подвергшаяся  заражению радиоактивными  веществами в результате  их  выпадения  после  наземных  (подземных) и низких  воздушных  ядерных  взрывов. Вредное  воздействие  ионизирующих  излучений  оценивается   полученной  дозой  излучения (дозой радиации) Д, т.е. энергией  этих  лучей, поглощенной в единице объема  облучаемой  среды. Эта энергия измеряется   существующими дозиметрическими  приборами в рентгенах (Р). Рентген - это такое  количество  гамма-излучения,  которое  создает  в 1 см³ сухого  воздуха (при температуре 0   С и давлении  760 мм  рт. Ст.) 2,08     10⁹ ионов.  Для оценки интенсивности ионизируешего  излучения,    испускаемого     радиоактивными  веществами  на  зараженной  местности, введено  понятие < мощность  дозы  ионизирующего >  (уровень  радиации). Её измеряют  в рентгенах в час (Р./ч), небольшие  мощности  дозы -  в миллирентгенах  в час   (мР/ч).

       Постепенно  мощность дозы излучения  снижается. Так,  мощность  дозы  излучения, замеренная  через  1 ч  после  наземного  ядерного  взрыва, через  2 ч  уменьшится вдвое,  спустя  3 ч -  в четыре раза, через 7ч -  в  десять раз, а через  49 ч - в сто  раз.

       Необходимо  отметить, при аварии на АЭС с  выбросом   осколков  ядерного топлива  (радионуклидов)  местность  может  быть  загрязнена  на  протяжении  от нескольких  месяцев  до нескольких лет.

       Степень  радиоактивного  заражения  и  размеры  зараженного  участка  (радиоактивного  следа)  при  ядерном  взрыве   зависят от мощности и  вида  взрыва, метеорологических  условий,   а так же характера  местности  и грунта. Размеры радиоактивного  следа  условного  делят на  зоны  (рис.1).

       Зона  чрезвычайно опасного  заражения. На  внешней границе зоны доза  излучения с момента выпадения радиоактивных веществ из  облака на местность до полного  их  распада  равна 4000 Р  (в середине зоны 10 000 Р),  мощность  дозы  излучения   через  1 ч  после  взрыва -  800  Р/ч.

       Зона  опасного заражения. На внешней границе зоны  доза излучения - 1200 Р,  мощность  дозы излучения через 1 ч после взрыва - 240 Р/ч. Зона  сильного заражения  . На внешней границе зоны  доза излучения - 400 Р,  мощность  дозы излучения через 1 ч после взрыва - 80 Р/ч.

       Зона  умеренного  заражения. На внешней границе зоны  доза излучения - 40Р,  мощность  дозы излучения через 1 ч после взрыва -  8 Р/ч.

         В результате  воздействия   ионизирующих излучений, так же  как при воздействии  проникающей  радиации,  у людей возникает   лучевая  болезнь. Доза  150 - 250 Р  вызывает  лучевую  болезнь   второй  степени, доза  250 - 400 Р  - лучевую  болезнь  третей  степени,  доза свыше  700 Р - лучевую   болезнь  четвертой  степени.

       Доза  однократного  облучения  в течений  четырех  суток  до 50 Р, как  многократного  до 100 Р  за 10 - 30  дней,  не вызывает  внешних  признаков  заболевания  и  считается  безопасной.

       Дальнейшее развитие ядерного оружия

        После того, как СССР создал  более мощную атомную бомбу.  Утратив атомную монополию, администрация  Трумэна ухватилась за идею  создания термоядерного оружия. На первых этапах работы над  водородной бомбой появились  серьезные трудности: для начала  реакции синтеза необходима высокая  температура. Была предложена  новая модель атомной бомбы,  в которой механический удар  первой бомбы используется для  сжатия сердцевины второй бомбы,  которая в свою очередь воспламеняется  от сжатия. Затем вместо механического  сжатия для воспламенения топлива  использовали радиацию. 1 ноября 1952 г. в США было проведено секретное  испытание термоядерного устройства. 8 августа 1953 года в СССР была  испытана первая в мире термоядерная  бомба.

     Весной 1955 года Хрущев объявил об одностороннем  моратории на ядерные испытания (в 1961 году испытания возобновятся, поскольку американские исследователи стали обгонять советские разработки) . Весной 1963 г. в штате Невада был испытан первый вариант нейтронного заряда. Позже была создана нейтронная бомба. Ее изобретатель Самюэль Коэн. Это самое маленькое оружие в семействе атомных, оно убивает не столько взрывом, сколько радиацией. Большая часть энергии расходуется на выпускание высокоэнергетических нейтронов. При взрыве такой бомбы мощностью в 1 килотонну (что в 12 раз меньше мощности бомбы, сброшенной на Хиросиму) разрушения будут наблюдаться только в радиусе 200 метров, в то время как все живые организмы погибнут на расстоянии до 1.2 км от эпицентра.

     ЭМИ или «не смертельное» оружие:

   Генераторы  ЭМИ (супер ЭМИ), как показывают теоретические работы и проведенные за рубежом эксперименты, можно эффективно использовать для вывода из строя электронной и электротехнической аппаратуры, для стирания информации в банках данных и порчи ЭВМ. Теоретические исследования и результаты физических экспериментов показывают, что ЭМИ ядерного взрыва может привести не только к выходу из строя полупроводниковых электронных устройств, но и к разрушению металлических проводников кабелей наземных сооружений. Кроме того возможно поражение аппаратуры ИСЗ, находящихся на низких орбитах. То, что ядерный взрыв будет обязательно сопровождаться электромагнитным излучением, было ясно физикам-теоретикам еще до первого испытания ядерного устройства в 1945 году. Во время проводившихся в конце 50-х - начале 60-х годов ядерных взрывов в атмосфере и космическом пространстве наличие ЭМИ было зафиксировано экспериментально.

   Механизм  генерации ЭМИ заключается в  следующем. При ядерном взрыве возникают  гамма и рентгеновское излучения  и образуется поток нейтронов. Гамма-излучение, взаимодействуя с молекулами атмосферных  газов, выбивает из них так называемые комптоновские электроны. Если взрыв  осуществляется на высоте 20-40 км., то эти  электроны захватываются магнитным полем Земли и, вращаясь относительно силовых линий этого поля создают токи, генерирующие ЭМИ. При этом поле ЭМИ когерентно суммируется по направлению к земной поверхности, т.е. магнитное поле Земли выполняет роль, подобную фазированной антенной решетки. В результате этого резко увеличивается напряженность поля, а следовательно, и амплитуда ЭМИ в районах южнее и севернее эпицентра взрыва. Продолжительность данного процесса с момента взрыва от 1 - 3 до 100 не. На конечной стадии, занимающей период времени после взрыва от 1 с до нескольких минут, ЭМИ генерируется магнитогидродинамическим эффектом, порождаемым возмущениями магнитного поля Земли токопроводящим огненным шаром взрыва. Интенсивность ЭМИ на этой стадии весьма мала и составляет несколько десятков вольт на километр.

   Аварии  на АЭС:

 12 декабря 1952 года. Канада, штат Онтарио,  Чолк-Ривер, АЭС NRX

 Первая  в мире серьезная авария на атомной  электростанции. Техническая ошибка персонала привела к перегреву  и частичному расплавлению активной зоны. Тысячи кюри продуктов деления  попали во внешнюю среду а около 3800 кубических метров радиоактивно загрязненной воды было сброшено прямо на землю, в мелкие траншеи неподалеку от реки Оттавы. В составе команды, занимавшейся экологической очисткой территории станции, работал будущий президент  США Джимми Картер, тогда ядерный  инженер военно-морского флота (The Careless Atom, 1969).

 5 октября 1966 года. США, штат Мичиган,  г.Ньюпорт, АЭС  «Энрико Ферми»

 Авария  в системе охлаждения экспериментального ядерного реактора вызвала частичное  расплавление активной зоны. Персонал успел вручную остановить его. Потребовалось  полтора года, чтобы вновь запустить  реактор на полную мощность (Let the Facts Speak, 1992).

 17 октября 1969 года. Франция, АЭС «Сант-Лаурен»

 При перегрузке топлива на работающем реакторе оператор ошибочно загрузил в топливный  канал не тепловыделяющую сборку а устройство для регулирования  расхода газов. В результате расплавления пяти тепловыделяющих элементов  около 50 килограммов расплавленного топлива попало внутрь корпуса реактора. Произошел выброс радиоактивных  продуктов в окружающую среду. Реактор  был остановлен на один год (Соловьев, 1992; Weaver, 1995).

 20 марта 1975 года. США,  штат Алабама,  г.Декатур, АЭС «Брауне Ферри»

 Пожар на одной из крупнейших американских атомных электростанций, продолжавшийся 7 часов и причинивший прямой материальный ущерб в 10 млн долларов. Два реакторных блока были выведены из строя более чем на год, что принесло дополнительные убытки еще в 10 млн долларов. Причиной возникновения пожара стало несоблюдение мер безопасности при работах по герметизации кабельных вводов, проходивших через стену реакторного зала. Проверку этой работы осуществляли самым примитивным способом; по отклонению пламени горящей стеариновой свечи. В результате произошло воспламенение материалов изоляции кабельных отверстий, а затем огонь проник в помещение реакторного зала. Потребовались большие усилия, чтобы вывести реактор на безаварийный режим и ликвидировать пожар (Савельев, 2003; List of nuclear accidents, 2004).

 30 ноября 1975 года. СССР, г.Сосновый Бор,  Ленинградская АЭС

 Произошла авария с выбросом большого количества радиоактивных веществ. Причиной её послужило расплавление нескольких тепловыделяющих элементов в  одном из технологических каналов, что привело к частичному разрушению активной зоны реактора первого энергоблока. Во внешнюю среду было выброшено 1,5 млн Ки радиоактивности. Жители прилегающих территорий не были оповещены об опасности. Это был инцидент третьего уровня по шкале INES (Медведев, 1989; Беллуна, 2004).

 5 января 1976 года. Чехословакия, г.Ясловске-Богунице, АЭС «Богунице»

 Случилась авария, связанная с перегрузкой  топлива. При обширной утечке «горячего» радиоактивного газа погибли два  работника станции. Аварийный выход, через который они могли бы покинуть место ЧС, был заблокирован (чтобы «предотвратить частые случаи воровства»). Население относительно аварийного выброса радиоактивности  предупреждено не было (Let the Facts Speak, 1992).

 31 декабря 1978 года. СССР, Свердловская  область, пос.Заречный, Белоярская АЭС

 Пожар на втором энергоблоке АЭС, возникший  от падения плиты перекрытия машинного  зала на маслобак турбогенератора. Выгорел  весь контрольный кабель. Реактор  оказался без контроля. При подаче в него аварийной охлаждающей  воды переоблучились восемь человек (Кузнецов, 2000).

 28 марта 1979 года. США,  штат Пенсильвания, г.Харрисбург, АЭС «Три-Майл Айленд»

 Крупнейшая  авария в истории ядерной энергетики США. В результате серии сбоев  в работе оборудования и ошибок операторов на втором энергоблоке АЭС произошло  расплавление 53 процентов активной зоны реактора. Случившееся напоминало «эффект домино». Сначала испортился водяной насос. Затем из-за прекратившейся подачи охлаждающей воды урановое топливо  расплавилось и вышло за пределы  оболочек тепловыделяющих сборок. Образовавшаяся радиоактивная масса разрушила  большую часть активной зоны и  едва не прожгла корпус реактора. Если бы это случилось, последствия были бы катастрофичны. Однако персоналу  станции удалось восстановить подачу воды и снизить температуру. Во время  аварии около 70 процентов радиоактивных  продуктов деления, накопленных  в активной зоне, перешло в теплоноситель  первого контура. Мощность экспозиционной дозы внутри корпуса, в который были заключены реактор и система первого контура, достигла 80 Р/ч. Произошел выброс в атмосферу инертного радиоактивного газа - ксенона, а также йода. Кроме того, в реку Саскугана было сброшено 185 кубических метров слаборадиоактивной воды. Из района, подвергшегося радиационному воздействию, эвакуировали 200 тыс. человек. В наибольшей степени пострадали жители округа Дофин, проживавшие вблизи АЭС. Серьезные негативные последствия имела задержка на два дня решения об эвакуации детей и беременных женщин из 10-километровой зоны вокруг АЭС. Работы по очистке второго энергоблока, почти полностью разрушенного в результате аварии, заняли целых 12 лет и обошлись в 1 млрд долларов, что фактически обанкротило компанию - владельца станции (The Report of the President's Commission, 1979; Staff Reports to The President's Commission, 1979; The Greenpeace Book of the Nuclear Age, 1989; The Tribune-Review, 2004).