Химическое оружие

1.     Из  истории создания ядерного оружия 

В 1894 г. Робер Сесил, бывший премьер-министр Великобритании, в своем обращении к Британской ассоциации содействия научному прогрессу, перечисляя нерешенные проблемы науки  остановился на задаче: что же действительно  представляет собой атом - существует он на самом деле или является лишь теорией, пригодной лишь для объяснения некоторых физических явлений; какова его структура. 

В США любят говорить, что атом - уроженец Америки, но это  не так. 

На рубеже XIX и XX веков  занимались главным образом европейские  ученые. Английский ученый Томсон предложил  модель атома, который представляет собой положительно заряженное вещество с вкрапленными электронами. Француз  Беккераль открыл радиоактивность  в 1896 г. Он показал, что все вещества, содержащие уран, радиоактивны, причем, радиоактивность пропорциональна  содержанию урана. 

Французы Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли  радиоактивный элемент радий  в 1898. Они сообщили, что им удалось  из урановых отходов выделить некий  элемент, обладающий радиоактивностью и близкий по химическим свойствам  к барию. Радиоактивность радия  примерно в 1 млн. раз больше радиоактивности  урана. 

Англичанин Резерфорд  в 1902 году разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 году он же открыл атомное  ядро, и в 1919 году наблюдал искусственное  превращение ядер. 

А. Эйнштейн, живший до 1933 года в Германии, в 1905 году разработал принцип эквивалентности массы  и энергии. Он связал эти понятия  и показал, что определенному  количеству массы соответствует  определенное количество энергии. 

Датчанин Н. Бор  в 1913 г. разработал теорию строения атома, которая легла в основу физической модели устойчивого атома. 

Дж. Кокфорт и Э. Уолтон (Англия) в 1932 г. экспериментально подтвердили теорию Эйнштейна. 

Дж. Чедвик в том  же году открыл новую элементарную частицу - нейтрон. 

Д.Д. Иваненко в 1932 г. выдвинул гипотезу о том, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. 

Э. Ферми использовал  нейтроны для бомбардировки атомного ядра (1934 г.). 

В 1937 году Ирен Жолио-Кюри открыла процесс деления урана. У Ирен Кюри и ее ученика-югослава П. Савича результат получился невероятный: продуктом распада урана был  лантан - 57-ой элемент, расположенный  в середине таблицы Менделеева. 

Мейтнер, которая  в течении 30 лет работала у Гана, вместе с О. Фришем, работавшим у  Бора, обнаружили, что при делении  ядра урана части, полученные после  деления, в сумме на 1/5 легче ядра урана. Это им позволило по формуле  Эйнштейна посчитать энергию, содержащуюся в 1 ядре урана. Она оказалась равной 200 млн. электрон-вольт. В каждом грамме содержится 2.5X1021 атомов. 

В начале 40-х гг. 20 в. группой ученых в США были разработаны  физические принципы осуществления  ядерного взрыва. Первый взрыв произведен на испытательном полигоне в Аламогордо 16 июля 1945 г. В августе 1945 2 атомные  бомбы мощностью около 20 кт каждая были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки. Взрывы бомб вызвали  огромные жертвы - Хиросима свыше 140 тысяч  человек,  Нагасаки - около 75 тысяч  человек, а также причинили колоссальные разрушения. Применение ядерного оружия тогда не вызывалось военной необходимостью. Правящие круги США преследовали политические цели - продемонстрировать свою силу для устрашения СССР. 

Вскоре ядерное  оружие было создано в СССР группой  ученых во главе с академиком Курчатовым. В 1947 Советское правительство заявило, что для СССР больше нет секрета  атомной бомбы. Потеряв монополию  на ядерное оружие, США усилило  начатые еще в 1942  работы по созданию термоядерного оружия. 1 ноября 1952 в  США было взорвано термоядерное устройство мощностью 3 Мт. В СССР термоядерная бомба была впервые испытана 12 авг. 1953. 

На сегодняшний  день секретом ядерного оружия обладают кроме России и США также Франция, Германия, Великобритания, Китай, Пакистан, Индия, Италия.

2.     Характеристика  ядерных взрывов и их поражающих  факторов. 

Ядерный взрыв - процесс  деления тяжелых ядер. Для того, чтобы произошла реакция, необходимо как  минимум 10 кг высокообогащенного плутония. В естественных условиях это вещество не встречается. Данное вещество получается в результате реакций, производимых в ядерных реакторах. Естественный уран содержит приблизительно 0.7 процентов изотопа U-235, остальное - уран 238. Для осуществления реакции необходимо, чтобы в веществе содержалось не менее 90 процентов урана 235.

2.1     Виды  ядерных взрывов. 

В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов , по которым  планируются  ядерные удары , а  также от характера  предстоящих  боевых  действий  ядерные  взрывы могут быть осуществлены в  воздухе , у поверхности земли (воды) и  под землей (водой). В соответствии  с этим различают следующие виды ядерных взрывов:   
 

·      воздушный (высокий и низкий)   

·      наземный (надводный)   

·      подземный (подводный) 

2.2     Поражающие  факторы ядерного взрыва. 

Ядерный  взрыв  способен  мгновенно  уничтожить  или  вывести из строя незащищенных  людей ,  открыто  стоящую технику , сооружения и различные  материальные  средства. Основными поражающими  факторами ядерного взрыва  являются:  

·      ударная  волна 

·      световое излучение  

·      проникающая  радиация  

·      радиоактивное  заражение местности  

·      электромагнитный импульс 

а) Ударная волна  в большинстве случаев является  основным  поражающим фактором ядерного взрыва .  По  своей  природе  она подобна ударной волне  обычного взрыва , но  действует  более  продолжительное время  и обладает гораздо большей разрушительной  силой . Ударная  волна  ядерного  взрыва  может  на  значительном  расстоянии  от центра взрыва наносить поражения  людям, разрушать сооружения и повреждать боевую технику.  Ударная  волна  представляет  собой  область  сильного сжатия воздуха,  распространяющуюся с большой скоростью во все  стороны от центра  взрыва.  Скорость  распространения  ее  зависит  от  давления  воздуха  во фронте  ударной  волны ; вблизи  центра  взрыва  она  в  несколько раз  превышает скорость звука, но с увеличением  расстояния от места взрыва резко  падает.  За  первые  2 сек ударная  волна проходит около 1000 м, за 5 сек-2000 м,  за  8 сек - около 3000 м.  Это  служит  обоснованием  норматива  N5 ЗОМП "Действия при вспышке ядерного взрыва": отлично - 2 сек, хорошо - 3 сек,  удовлетврительно-4 сек.  Поражающее действие ударной волны на людей  и  разрушающее действие на боевую технику, инженерные сооружения  и  материальные  средства  прежде всего  определяются избыточным давлением  и  скоростью движения воздуха  в  ее фронте .  Незащищенные  люди могут, кроме  того поражаться летящими с  огромной  скоростью  осколками  стекла  и  обломками разрушаемых  зданий,  падающими  деревьями, а  также разбрасываемыми  частями  боевой  техники,  комьями  земли , камнями  и  другими предметами , приводимыми в движение  скоростным  напором  ударной волны . Наибольшие косвенные поражения будут  наблюдаться  в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях  потери  войск  могут  оказаться  большими , чем  от  непосредственного действия ударной волны.  Ударная  волна  способна  наносить  поражения  и в закрытых помещениях,  проникая  туда  через  щели  и  отверстия . Поражения, наносимые ударной волной , подразделяются  на  легкие , средние, тяжелые и крайне тяжелые.  Легкие поражения характеризуются временным  повреждением  органов  слуха,  общей  легкой контузией, ушибами  и вывихами конечностей. Тяжелые  поражения  характеризуются сильной  контузией  всего  организма; при  этом могут наблюдаться  повреждения  головного  мозга  и  органов  брюшной полости,  сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. Степень поражения  ударной волной зависит прежде всего  от мощности и вида  ядерного взрыва. При воздушном взрыве мощностью 20 кТ легкие травмы  у людей возможны на расстояниях до 2,5 км, средние - до 2 км ,  тяжелые - до  1,5 км от эпицентра  взрыва.  С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения  ударной  волной растут пропорционально корню  кубическому из мощности взрыва. При  подзем- ном  взрыве  возникает  ударная  волна в грунте, а при  подводном - в воде.  Кроме того, при этих видах взрывов часть  энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе .  Ударная волна , распространяясь  в  грунте,  вызывает  повреждения  подземных  сооружений , канализации, водопровода;  при  распространении  ее в воде наблюдается повреждение  подводной части  кораблей, находящихся  даже на значительном расстоянии от места  взрыва.   

б)  Световое  излучение  ядерного  взрыва   представляет  собой  поток лучистой  энергии , включающей  ультрафиолетовое, видимое  и инфракрасное излучение . Источником  светового излучения является светящаяся область,  состоящая из раскаленных  продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения  в первую секунду в несколько  раз превосходит яркость Солнца.  Поглощенная энергия светового  излучения  переходит  в  тепловую , что приводит  к  разогреву  поверхностного слоя материала. Нагрев может быть настолько сильным , что  возможно обугливание или воспламенение  горючего  материала и растрескивание или оплавление негорючего, что может приводить к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерного взрыва эквивалентно  массированному  применению  зажигательного оружия, которое рассматривается в четвертом учебном вопросе.  Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет  чего  может нагреваться до высокой температуры и получать ожоги. В первую  очередь  ожоги возникают на открытых участках тела, обращенных в сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, то возможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения.  Ожоги , вызываемые  световым  излучением , не  отличаются  от обычных,  вызываемых огнем или кипятком. они тем сильнее, чем меньше расстояние до взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрыве поражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той же мощности.  В  зависимости от воспринятого светового импульса ожоги делятся на три степени. Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи:  покраснении , припухлости , болезненности . При ожогах второй степени на коже  появляются пузыри. При ожогах третьей степени наблюдается омертвление кожи и образование язв.  При  воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ и прозрачности атмосферы  порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться в радиусе 4,2 км от центра взрыва ; при  взрыве  заряда мощностью 1 МгТ это расстояние  увеличится до 22,4 км. ожоги второй степени  проявляются  на расстояниях  2,9  и  14,4  км  и  ожоги  третьей степени - на расстояниях 2,4 и 12,8 км  соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МгТ.   

в)  Проникающая  радиация  представляет  собой  невидимый поток гамма квантов  и нейтронов , испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гамма кванты  и  нейтроны  распространяются  во все  стороны от центра взрыва на сотни  метров. С увеличением расстояния  от  взрыва  количество гамма квантов  и  нейтронов , проходящее  через  единицу  поверхности ,  уменьшается . При  подземном  и  подводном  ядерных  взрывах действие  проникающей  радиации  распространяется  на расстояния, значительно меньшие, чем при  наземных и воздушных взрывах, что  объясняется поглощением потока нейтронов и гамма- квантов водой.  Зоны  поражения  проникающей  радиацией при взрывах ядерных  боеприпасов средней и большой  мощности несколько меньше зон поражения  ударной волной и  световым излучением. Для боеприпасов с небольшим  тротиловым эквивалентом  (1000 тонн и  менее) наоборот , зоны  поражающего  действия проникающей радиацией  превосходят зоны поражения ударной  волной  и  световым излучением.  Поражающее  действие  проникающей  радиации  определяется способностью гамма квантов  и  нейтронов  ионизировать атомы среды, в которой  они распространяются . Проходя через  живую ткань, гамма кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток , которые  приводят  к нарушению  жизненных  функций  отдельных  органов и систем. Под  влиянием ионизации  в организме  возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В  результате этого у пораженных людей  развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.  Для  оценки ионизации атомов среды, а  следовательно, и поражающего действия  проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения  (или дозы радиации) , единицей измерения  которой является рентген  (р).  Дозе радиации 1 р соответствует  образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов.  В зависимости  от дозы излучения различают три  степени лучевой  болезни.  Первая  (легкая)  возникает  при  получении  человеком дозы от 100  до 200 р . Она  характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу, обычно не выходит  из строя. Вторая (средняя) степень лучевой  болезни развивается при получении  дозы 200-300 р; в этом случае признаки поражения - головная  боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство - проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве случаев выходит из строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает при дозе  свыше 300  р; она характеризуется тяжелыми головными болями , тошнотой , сильной общей слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжелая форма нередко приводит к смертельному исходу.   

г) Радиоактивное  заражение людей, боевой техники, местности  и различных объектов  при  ядерном взрыве обусловливается  осколками деления вещества заряда  и не прореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва,  а  также наведенной радиоактивностью.  С  течением  времени  активность  осколков деления быстро уменьшается,  особенно в первые часы после взрыва.  Так,  например,  общая  активность осколков  деления  при  взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через  один день будет в несколько тысяч  раз меньше, чем через одну минуту после взрыва.  При взрыве ядерного боеприпаса часть  вещества заряда не  подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождается образованием  альфа  частиц . Наведенная радиоактивность  обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте  в  результате  облучения  его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов , входящих  в  состав  грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило,  бета-активны , распад  многих  из  них сопровождается  гамма-излучением.  Периоды  полураспада  большинства из образующихся радиоактивных  изотопов,  сравнительно невелики: от одной минуты до часа. В связи  с этим наведенная активность может  представлять опасность лишь в первые часы после  взрыва и только в  районе, близком к его эпицентру.  Основная  часть  долгоживущих  изотопов  сосредоточена  в радиоактивном  облаке, которое  образуется  после  взрыва . Высота  поднятия  облака для  боеприпаса  мощностью  10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ  она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более и более  мелкие , образуя  по  пути движения зону радиоактивного заражения, так  называемый след облака.  Размеры  следа зависят главным образом  от  мощности ядерного боеприпаса,  а  также от скорости ветра и  могут достигать в длину несколько  сотен и в ширину нескольких десятков километров.  Поражения в результате внутреннего облучения появляются  в  результате попадания  радиоактивных  веществ внутрь организма через  органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные  излучения вступают в  непосредственный  контакт  с  внутренними  органами  и  могут вызвать  сильную  лучевую  болезнь; характер заболевания будет  зависеть от количества радиоактивных  веществ, попавших в организм.  На  вооружение, боевую  технику  и  инженерные сооружения радиоактивные  вещества не оказывают вредного воздействия.   

д) Электромагнитный импульс воздействует прежде всего  на  радиоэлектронную и электронную  аппаратуру (пробой изоляции, порча  полупроводниковых приборов , перегорание  предохранителей и т.д.). Электромагнитный импульс представляет собой возникающее  на очень короткое время мощное электрическое  поле.