Скачать презентацию Ядерное оружие или атомное оружие Взрывное устройство в Скачать презентацию Ядерное оружие или атомное оружие Взрывное устройство в

Ядерный боеприпас.ppt

  • Количество слайдов: 36

Ядерное оружие (или атомное оружие) Взрывное устройство, в котором источником энергии является синтез или Ядерное оружие (или атомное оружие) Взрывное устройство, в котором источником энергии является синтез или деление атомных ядер — ядерная реакция. В узком смысле — взрывное устройство, использующее энергию деления тяжёлых ядер. Устройства, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе лёгких ядер, называются термоядерными. Ядерное оружие включает как ядерные боеприпасы, так и средства их доставки к цели и средства управления; относится к оружию массового поражения (ОМП) наряду с биологическим и химическим оружием.

В зависимости от типа ядерного боеприпаса можно выделить: • ядерное оружие (ядерная реакция деления В зависимости от типа ядерного боеприпаса можно выделить: • ядерное оружие (ядерная реакция деления тяжёлых элементов с образованием более лёгких) • «чистые» ядерные заряды (с минимальным остаточным действием радиации) • термоядерное оружие, (используеться реакция синтеза тяжёлых элементов из более лёгких, а в качестве запала для термоядерной реакции используется ядерный заряд) нейтронное оружие — ядерный заряд малой мощности, дополненный механизмом, обеспечивающим выделение большей части энергии взрыва в виде потока быстрых нейтронов.

Для того, чтобы реакция могла поддерживать сама себя, необходимо соответствующее «топливо» , в качестве Для того, чтобы реакция могла поддерживать сама себя, необходимо соответствующее «топливо» , в качестве которого на первых этапах использовался изотоп урана. Уран в природе встречается в виде двух изотопов — уран 235 и уран 238. При поглощении ураном 235 нейтрона в процессе распада выделяется от одного до трёх нейтронов. Для обеспечения работоспособности ядерной бомбы содержание урана 235 в ядерном топливе должно быть не ниже 80 %, иначе уран 238 быстро погасит цепную ядерную реакцию. Природный же уран почти весь (около 99, 3 %) состоит из урана 238. Поэтому при производстве ядерного топлива применяют сложный и многоступенчатый процесс обогащения урана, в результате которого доля урана 235 повышается. Бомба на основе урана стала первым ядерным оружием, использованным человеком в боевых условиях бомба «Малыш» , сброшенная сброшена 6 августа 1945 на Хиросиму (погибло 140000 человек). Три дня спустя атомная бомба «Fat Man» «Толстяк» была сброшена на город Нагасаки (погибло 74000 человек).

Вес бомбы составлял 4 тонны, размер 3 метра в длину, 71 сантиметр в диаметре. Вес бомбы составлял 4 тонны, размер 3 метра в длину, 71 сантиметр в диаметре. Бомба содержала 64 килограмма урана, из них в около 700 граммах происходило деление ядер, и примерно 600 миллиграмм урана высвободило энергию с разрушающей силой мощностью (по разным оценкам) от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Вес 4, 6 тонны, габаритные размеры 325 х152 см, мощность взрыва предположительно эквивалентна мощности Вес 4, 6 тонны, габаритные размеры 325 х152 см, мощность взрыва предположительно эквивалентна мощности взрыва 21 тысячи тонн тротила.

В процессе ядерного взрыва выделяется огромное количество энергии, это приводит к быстрому разогреву вещества В процессе ядерного взрыва выделяется огромное количество энергии, это приводит к быстрому разогреву вещества взрывного устройства до температур порядка 107 К. превращая вещество в интенсивно излучающую ионизированную плазму в которой проходят интенсивные ядерные реакции. На этом этапе в виде энергии электромагнитного излучения выделяется около 80% энергии взрыва. Максимум энергии этого излучения, называемого первичным, приходится на рентгеновский диапазон спектра. Дальнейший ход событий при ядерном взрыве определяется в основном характером взаимодействия первичного теплового излучения с окружающей эпицентр взрыва средой, а также свойствами этой среды. При подрыве на малых высоте в атмосфере, первичное излучение взрыва поглощается воздухом на расстояниях порядка нескольких метров. Поглощение выделенной энергии окружающей средой, приводит к образованию облака взрыва, с очень высокой температурой. В первые моменты жизни облака за счет радиационной передачи энергии из горячей внутренней части облака к внешней среде границы облака расширяются, с одновременным процессом остывания. Причем температура газа в облаке примерно постоянна по его объему и снижается по мере его увеличения. В момент когда температура облака снижается до примерно 300 тысяч градусов, скорость фронта облака уменьшается до величин, сравнимых со скоростью звука. В этот момент формируется ударная волна, фронт которой "отрывается" от границы облака взрыва. Для взрыва мощностью 20 кт это событие наступает примерно через 0. 1 мсек после взрыва. Радиус облака взрыва в этот момент составляет около 12 метров.

Интенсивность теплового излучения облака взрыва целиком определяется видимой температурой его поверхности. На некоторое время Интенсивность теплового излучения облака взрыва целиком определяется видимой температурой его поверхности. На некоторое время воздух, нагретый в результате прохождения взрывной волны, маскирует облако взрыва, поглощая излучаемую им радиацию, так что температура видимой поверхности облака взрыва соответствует температуре воздуха за фронтом ударной волны, которая падает по мере увеличения размеров фронта. Через примерно 10 миллисекунд после начала взрыва температура во фронте падает до 3000°С и он вновь становится прозрачным для излучения облака взрыва. Температура видимой поверхности облака взрыва вновь начинает расти и через примерно 0. 1 сек после начала взрыва достигает примерно 8000°С (для взрыва мощностью 20 кт). В этот момент мощность излучения облака взрыва максимальна. После того как облако взрыва остывает настолько, что уже не излучает в видимой области спектра, процесс увеличения его размеров продолжается за счет теплового расширения и оно начинает подниматься вверх. На рисунке, на примере заряда мощностью 0, 5 Мт, приведены изменения во времени распределений в долях энергии взрыва в источнике (пунктирные линии) и воздухе (сплошные линии), а также по видам: внутренней (qc), кинетической (qк) и энергии излучения (q. R). Значения каждого вида энергии отнесены к полной энергии взрыва q(t), выделив шейся на данный момент времени.

Процессы, происходящие в ходе взрыва на значительной высоте, где плотность воздуха невелика, несколько отличаются Процессы, происходящие в ходе взрыва на значительной высоте, где плотность воздуха невелика, несколько отличаются от происходящих при проведении взрыва на небольших высотах. Прежде всего, из за малой плотности воздуха поглощение первичного теплового излучения происходит на гораздо больших расстояниях и размер облака взрыва может достигать десятков километров. Существенное влияние на процесс формирования облака взрыва начинают оказывать процессы взаимодействия ионизированных частиц облака с магнитным полем Земли. Ионизированные частицы, образовавшиеся в ходе взрыва, оказывают также заметное влияние на состояние ионосферы, затрудняя, а иногда и делая невозможным распространение радиоволн. В результате, большая часть энергии ядерного взрыва высвобождается за время меньше одной секунды.

В основу ядерного оружия положена неуправляемая цепная реакция деления ядра. Существуют две основные схемы: В основу ядерного оружия положена неуправляемая цепная реакция деления ядра. Существуют две основные схемы: «пушечная» , иначе называемая баллистической, и имплозивная. «Пушечная» схема характерна для самых примитивных моделей ядерного оружия I го поколения, а также артиллерийских и стрелковых ядерных боеприпасов, имеющих ограничения по калибру оружия. Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, ( плутоний имеет более высокий нейтронный фон)

Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципах деления тяжёлых элементов, ограничивается сотнями килотонн. Создать Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципах деления тяжёлых элементов, ограничивается сотнями килотонн. Создать более мощный заряд, основанный только на делении ядер, если и возможно, то крайне затруднительно: увеличение массы делящегося вещества не решает проблему, так как начавшийся взрыв распыляет часть топлива, оно не успевает прореагировать полностью и, таким образом, оказывается бесполезным, лишь увеличивая массу боеприпаса и радиоактивное поражение местности. Самый мощный в мире боеприпас, основанный только на делении ядер, был испытан в США 15 ноября 1952 года, мощность взрыва составила 500 кт[1]. Вторая схема подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом обычной химической взрывчатки, которой для фокусировки придаётся весьма сложная форма и подрыв производится одновременно в нескольких точках с прецизионной точностью.

Состав: Оболочка (англ. tamper), служащая отражателем нейтронов (из урана). Обжимающая оболочка (англ. pusher) из Состав: Оболочка (англ. tamper), служащая отражателем нейтронов (из урана). Обжимающая оболочка (англ. pusher) из алюминия. Обеспечивает бо льшую равномерность обжима ударной волной, в то же время предохраняя внутренние части заряда от непосредственного контакта со взрывчаткой и раскалёнными продуктами её разложения. Взрывчатое вещество со сложной системой подрыва, обеспечивающей синхронность подрыва всего взрывчатого вещества. Синхронность необходима для создания строго сферической сжимающей (направленной внутрь шара) ударной волны. Несферическая волна приводит к выбросу материала шара через неоднородность и невозможность создания критической массы. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Используется комбинированная схема (система линз) из «быстрой» и «медленной» взрывчаток — боратола и ТАТВ. Корпус, изготовленный из дюралевых штампованных элементов — две сферических крышки и пояс, соединяемых болтами.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно подорвать для Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно подорвать для получения взрыва той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен, поскольку распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп: • сверхмалые (менее 1 кт); • малые (1 — 10 кт); • средние (10 — 100 кт); • крупные (большой мощности) (100 кт — 1 Мт); • сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются: • световое излучение При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются: • световое излучение • ионизирующее излучение • ударная волна • радиоактивное заражение • электромагнитный импульс • психологическое воздействие По назначению делится на: • Тактическое (поражение живой силы и боевой техники противника на фронте и в ближайших тылах) • оперативно тактическое (уничтожения объектов противника в пределах оперативной глубины) • стратегическое (уничтожения административных, промышленных центров и иных стратегических целей в глубоком тылу противника).

Радиусы зон средних повреждений вооружения и военной техники и разрушений инженерных сооружений, км Мощность Радиусы зон средних повреждений вооружения и военной техники и разрушений инженерных сооружений, км Мощность взрыва, килотонн Наименование техники и сооружений Вид взрыва 1 10 20 50 100 Н 0, 15 0, 3 0, 4 0, 6 0, 7 В 0, 2 0, 4 0, 55 0, 8 1 Н 0, 4 0, 9 1, 1 1, 4 2 В 0, 5 1, 1 1, 4 1, 9 2, 4 Артиллерийские орудия Н 0, 2 0, 5 0, 7 0, 9 1, 1 В 0, 3 0, 6 0, 8 1, 1 1, 4 Оперативно тактические ракеты Н 0, 5 1 1, 3 1, 8 2, 2 В 0, 5 1, 1 1, 45 2 2, 4 Реактивные самолеты Н 0, 9 1, 9 2, 3 3, 2 4 В 1 2, 6 3, 7 4, 5 Н 0, 3 0, 5 0, 7 0, 9 1, 1 В 0, 2 0, 4 0, 5 0, 7 0, 9 Н 0, 2 0, 45 0, 6 0, 8 1 В 0, 15 0, 3 0, 4 0, 6 0, 8 Н 0, 15 0, 35 0, 65 0, 8 В 0, 1 0, 25 0, 35 0, 45 0, 6 Н 0, 25 0, 7 1 1, 3 В 0, 35 0, 85 1, 3 1, 5 1, 9 Танки Грузовые автомобили Траншея Блиндажи Убежища типа легкого Автодорожные и железнодорожные мосты (ферменные)

ударная волна При наземном взрыве При воздушном взрыве Δpф избыточное давление во фронте ударной ударная волна При наземном взрыве При воздушном взрыве Δpф избыточное давление во фронте ударной волны, к. Па; qу. в. тротиловый эквивалент ядерного взрыва по ударной волне, кг, ротр = 0, 5 q, где q мощность взрыва (тротиловый эквивалент), кг; R расстояние от центра взрыва, м. Максимальное избыточное давление отраженной ударной волны рассчитывается по формуле: Скоростной напор где рск скоростной напор воздуха, Па; v скорость частиц воздуха непосредственно за фронтом ударной волны, м/с; p плотность воздуха за фронтом ударной волны, кг/м 3. Скорость и плотность частиц воздуха зависят от избыточного давления ударной волны и окружающей среды. Для нормальных условий:

С 0 скорость звука, в воздухе при нормальных условиях С 0 = 340 м/с; С 0 скорость звука, в воздухе при нормальных условиях С 0 = 340 м/с; p плотность воздуха, перед фронтом ударной волны при нормальных условиях = 1, 29 кг/м 3. Правая часть равенства получается путем проведения преобразований после подставления значений v и . фаза сжатия где R в метрах, q в килограммах и t в секундах Скорость движения фронта ударной волны: где сф скорость движения фронта ударной волны, м/с

световое излучение Тепловое воздействие на объекты связано со световым излучением огненного шара. Согласно закону световое излучение Тепловое воздействие на объекты связано со световым излучением огненного шара. Согласно закону Стефана – Больцмана суммарная величина светового давления Pc, Вт, зависит от температуры Т, радиус огненного шара, м, = 5. 67*10 8 Вт/(м 2 К 4) константа где Изменение характера свечения огненного шара во времени на примере подрыва 0. 5 Мт заряда. время наступления максимального светового давления и следовательно величину максимального светового импульса. Они будут рассчитываться по следующим зависимостям: Где q подставляется в кт Проинтегрировав функцию Pc по времени можно получить значение суммарного значения выделяющейся общей световой энергии, выделяемая при воздушном ядерном взрыве будет рассчитываться по формуле:

Отсюда уже можно рассчитать световой импульс , U Вт/м 2, действующий на единицу площади Отсюда уже можно рассчитать световой импульс , U Вт/м 2, действующий на единицу площади объекта воздействия на расстоянии R. Где K – коэффициент пропускания, учитывающий потери световой энергии в зависимости от расстояния и прозрачности воздуха. Значение коэффициента К необходимо взять из графика Тогда Доза теплового излучения Q, Дж/м 2, полученная телом площадью проекции S, м, на путь лучей, на расстоянии R км, подсчитывается по соотношению В зависимости от Дозы измеряемой в МДж/м 2 и времени воздействия дозы может произойти повреждение конструкционных материалов.

Ионизирующее излучение Ионизирующее излучение

Существенно заметное протекание ядерных реакций на ядрах атомов вещества возможно лишь при значительных потоках Существенно заметное протекание ядерных реакций на ядрах атомов вещества возможно лишь при значительных потоках α и β частиц, γ квантах больших энергий (более 1, 02 Мэ. В) и больших сечениях ядерных реакций на ядрах, вступающих в ядерную реакцию. В большинстве же случаев энергия ионизирующего излучения расходуется главным образом на взаимодействие с электронными оболочками всех атомов вещества. Количественно ионизирующее действие ионизирующего излучения характеризуют удельной ионизацией.

Альфа-излучение (α излучение) корпускулярное ионизирующее излучение, состоящее из альфа частиц (ядер гелия), испускаемых при Альфа-излучение (α излучение) корпускулярное ионизирующее излучение, состоящее из альфа частиц (ядер гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, ядерных превращениях. Ядра гелия имеют значительную массу и запас энергии до 10 Мэв (мегаэлектрон вольт). Обладая незначительным пробегом в воздухе (до 50 см) представляют наибольшую опасность для биологических тканей при попадании на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при попадании внутрь организма в виде пыли или газа (радий 222).

Бета-излучение (β излучение) корпускулярное электронное или позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, которое Бета-излучение (β излучение) корпускулярное электронное или позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, которое возникает при превращениях ядер или нестабильных частиц (например, нейтронов). Характеризуется граничной энергией спектра Еb , или средней энергией спектра Поток электронов (бета частиц) способен проходить в воздухе расстояние до нескольких метров (в зависимости от энергии), в биологических тканях величина пробега бета частицы измеряется несколькими сантиметрами. Бета излучение, как и альфа излучение, наибольшую опасность представляет при контактном облучении, т. е при попадании внутрь организма, на слизистые оболочки и при загрязнении кожных покровов. Бета частицы в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (200 270 тыс. км/с). Их заряд меньше, скорость больше, а масса в 700 раз меньше массы альфа частиц. Поэтому бета частицы обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью, чем альфа частицы.

Гамма-излучение (γ излучение) – коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны < 0, 1 Гамма-излучение (γ излучение) – коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны < 0, 1 нм, которое возникает при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом (см. Тормозное излучение), аннигиляции электронно позитронных пар и т. д. Этот поток квантов энергии, обладает волновыми и корпускулярными свойствами, не имеет электрического заряда. Высокая проникающая способность гамма излучения объясняется отсутствием электрического заряда и значительным запасом энергии. Поэтому для ослабления потока гамма излучения используются вещества отличающиеся значительным массовым числом (свинец, вольфрам, уран и др. ) и всевозможные составы высокой плотности (различные бетоны с наполнителями из металла).

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов, являющихся составной частью Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов, являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходит за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью однако проникающая способность нейтронов зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которыми они взаимодействуют. Слой половинного ослабления легких материалов для нейтронного излучения в несколько раз меньше, чем для тяжелых. И наоборот, тяжелые материалы, например металлы, хуже ослабляют нейтронное излучение, чем гамма излучение.

Для количественной характеристики энергии ионизирующего излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества, введена величина, Для количественной характеристики энергии ионизирующего излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества, введена величина, называемая поглощенной дозой D ионизирующего излучения. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующего излучения нарушается структура вещества, в частности, степень действия ионизирующего излучения на конструкционные материалы и другие объекты. Мерой воздействия ионизирующего излучения является экспозиционная доза и измеряется она в Рентгенах (Р) и его производных (мл. Р, мк. Р), а количественную сторону его характеризует мощность экспозиционной дозы, , которая измеряется в Рентгенах/сек (Р/сек. ) и его производных (мл. Р/час, мк. Р/сек).

1 Рентген – это доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой на 0. 1 Рентген – это доза рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при которой на 0. 001293 г воздуха образуются ионы с суммарным зарядом в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Эквивалентная доза – она равна произведению поглощенной дозы на средний коэффициент качества ионизирующего излучения (Например: коэффициент качества гамма излучения составляет 1, а альфа излучения – 20). Единица измерения эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рентгена) и его дольные единицы: миллибэр (мбэр) микробэр ( мкбэр) и т. д. , 1 бэр = 0, 01 Дж/кг 1. Единица измерения эквивалентной дозы в системе СИ – зиверт, Зв, 1 Зв=1 Дж/кг 1= 100 бэр. 1 мбэр = 1*10 3 бэр; 1 мкбэр = 1*10 6 бэр;

Поглощенная доза количество энергии ионизирующего излучения которое поглощено в элементарном объеме, отнесенной к массе Поглощенная доза количество энергии ионизирующего излучения которое поглощено в элементарном объеме, отнесенной к массе вещества в этом объеме. Единица поглощенной дозы – рад и его дольные значения, 1 рад = 0, 01 Дж/кг. Единица поглощенной дозы в системе СИ – грей, Гр, 1 Гр=100 рад=1 Дж/кг 1 От характера взаимодействия ионизирующего излучения с конкретным веществом зависит проникающая способность ионизирующего излучения. Эта величина имеет важное техническое значение для решения ряда задач: прогностического расчета изменения свойств конструкционных материалов, расчета защиты от ионизирующего излучения, регистрации излучения и др. Точный механизм взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, последствие этого взаимодействия, влияние этих процессов на структуру, свойства и химически превращения в веществе рассматриваются в специальном разделе химии - радиационная химия.

Гамма-излучение (γ излучение) делится на захватное, осколочное и мгновенное. Мгновенное гамма излучение образуется в Гамма-излучение (γ излучение) делится на захватное, осколочное и мгновенное. Мгновенное гамма излучение образуется в момент деления ядер урана или плутония в течение десятых долей микросекунды (10 6– 10 7 с). Мгновенное гамма излучение является главным источником высокой мощности экспозиционной дозы гамма излучения, однако его роль в накоплении общей экспозиционной дозы очень мала. Мощность экспозиционной дозы гамма излучения равна где Pv мощность экспозиционной дозы, Р/с; q мощность ядерного взрыва, кт.

Доза гамма излучений определяется действием захватного и осколочного излучений гамма квантов. Захватное гамма излучение Доза гамма излучений определяется действием захватного и осколочного излучений гамма квантов. Захватное гамма излучение возникает за счет реакции захвата нейтронов ядрами окружающей среды (азота воздуха) и по продолжительности своего действия после взрыва составляет доли секунды. Источник осколочного гамма излучения продукты деления, образующиеся около центра взрыва. Продолжительность его действия 10 15 с. Общая формула для расчета экспозиционной дозы гамма излучения имеет вид: Здесь Dv экспозиционная доза гамма излучения, Р, Dз и Dоск экспозионные дозы захватного и осколочного гамма излучений соответственно; Кз и Коск множители этих излучений, учитывающие мощность взрыва; R расстояние от центра взрыва, м; λ 3 и λоск эффективные длины поглощения энергии гамма излучений, т. е. расстояния, на которых дозы излучения ослабляются в е = 2, 718 раз, для захватного излучения λ 3 = 410 м, для осколочного λоск = 300 м (при нормальном атмосферном давлении).

При увеличении высоты через каждые 16 км плотность воздуха будет уменьшаться примерно в 10 При увеличении высоты через каждые 16 км плотность воздуха будет уменьшаться примерно в 10 раз. Следовательно, эффективная длина поглощения энергии гамма излучения будет соответственно увеличиваться в 10 раз. Для взрывов на больших высотах (в космосе) при расчетах мощностей и доз излучений экспоненциальный множитель в формулах будет отсутствовать, так как он практически равен единице. Множитель K в формуле для захватного гамма излучения прямо пропорционален мощности взрыва и равен К 3 = 5× 108 q, для осколочного излучения прямо пропорционален мощности взрыва и зависит от воздействия ударной волны (фактора полости); Коск = 1, 4 109 q (1 + 0, 2 q 0, 65) где q в кт.

Нейтронное излучение рассчитывается по формуле где Фн поток нейтронов, нейтрон/м 2. В приземном слое Нейтронное излучение рассчитывается по формуле где Фн поток нейтронов, нейтрон/м 2. В приземном слое воздуха на больших расстояниях от центра взрыва доза нейтронов меньше дозы гамма излучения, так как в воздухе нейтроны сильно поглощаются, быстрее гамма квантов. На большой высоте, где плотность воздуха незначительна (экспоненциальный множитель стремится к единице), доза нейтронов на больших расстояниях может в несколько раз превосходить дозу гамма излучения. Изменение уровня радиации во времени подчиняется следующему закону:

где P 0 уровень радиации в некоторый момент t 0 после взрыва; Pt уровень где P 0 уровень радиации в некоторый момент t 0 после взрыва; Pt уровень радиации в момент времени t. Суммарная доза, получаемая за время пребывания на зараженном участке открытой местности, определяется по формуле Максимально возможная доза облучения где P 1 уровень радиации в момент t 1 (начало облучения); P 2 уровень радиации в момент t 2 (конец облучения). Приближенно радиационную защищенность можно рассчитать исходя из количества преград через которые преодолевает проникающая радиация по пути к уязвимым функциональным элементам объекта, зная слои половинного ослабления γ излучения или потока нейтронов. Кратность ослабления Kсл однослойной защитой толщи (во сколько раз ослабляется ионизирующее излучение) можно определить по формуле где dпол слой половинного ослабления; h толщина защитного слоя.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) — поражающий фактор ядерного оружия, а также любых других источников ЭМИ Электромагнитный импульс (ЭМИ) — поражающий фактор ядерного оружия, а также любых других источников ЭМИ (например молнии, специального электромагнитного оружия или близкой вспышки сверхновой и т. д. ). Представляет собой мощное кратковременное электромагнитное поле с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне ниже 4 км он относительно слаб, сильнее при взрыве 4 30 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км (см. , например, эксперимент по высотному подрыву ядерного заряда Starfish Prime). Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Возникновение ЭМИ происходит следующим образом: • Проникающая радиация, исходящая из центра взрыва, проходит через Возникновение ЭМИ происходит следующим образом: • Проникающая радиация, исходящая из центра взрыва, проходит через протяженные проводящие предметы. • Гамма кванты рассеиваются на свободных электронах, что приводит к появлению быстро изменяющегося токового импульса в проводниках. • Вызванное токовым импульсом поле излучается в окружающее пространство и распространяется со скоростью света, со временем искажаясь и затухая. ЭМИ наземного ядерного взрыва на расстоянии до нескольких километров от центра взрыва представляет собой одиночный сигнал с крутым передним фронтом и длительностью в несколько десятков миллисекунд

Изменение напряженности поля электромагнитного импульса: а начальная фаза; б основная фаза; в длительность первого Изменение напряженности поля электромагнитного импульса: а начальная фаза; б основная фаза; в длительность первого квазиполупериода

Энергия ЭМИ распространена в широком диапазоне частот от десятков герц до нескольких мегагерц. Однако Энергия ЭМИ распространена в широком диапазоне частот от десятков герц до нескольких мегагерц. Однако высокочастотная часть спектра содержит незначительную долю энергии импульса; основная же часть его энергии приходится на частоты до 30 к. Гц. Амплитуда ЭМИ в указанной зоне может достигать очень больших значений – • в воздухе тысяч вольт на метр при взрыве боеприпасов малой мощности и десятков тысяч вольт на метр при взрывах боеприпасов большой мощности. • В грунте амплитуда ЭМИ может доходить соответственно до сотен и тысяч вольт на метр. Необходимо также учитывать одновременность воздействия импульса мгновенного гамма излучения и ЭМИ: • под действием первого увеличивается проводимость материалов, • под действием второго наводятся дополнительные электрические токи.