Воздушный взрыв

Воздушные взрывы

Этот вид может производиться на большом расстоянии от земли (в этом случае он называется высоким) или на маленьком (низким). Чем выше произошел взрыв, тем меньше у поднимающегося облака сходств с формой гриба, так как столб пыли с земли не достигает его.

Вспышка при таком виде является очень яркой, так что ее видно за сотни километров от эпицентра. Взрывающийся из нее огненный шар с температурой, измеряемой в миллионах градусов Цельсия, поднимается вверх и посылает мощное световое излучение. Все это сопровождается громким звуком, отдаленно напоминающим раскаты грома.

По мере охлаждения шар преобразуется в облако, которое создает поток воздуха, подхватывающий пыль с поверхности. Получившийся столб может достигнуть облака, если оно не очень высоко над землей. В дальнейшем облако начинает рассеиваться, и поток воздуха ослабевает.

В результате такого взрыва могут быть поражены и объекты в воздухе, и сооружения, и люди, находящиеся поблизости от него.

Как происходит ядерный взрыв в космосе?

Со всеми испытаниями мы ознакомились, благо никакая другая страна мира не поддержала подобные советско-американские эксперименты. А теперь давайте разберем, какой у ядерного взрыва вид из космоса, согласно научному объяснению. Какая последовательность событий происходит после доставления ядерной боеголовки в космическое пространство?

Первые десятки наносекунд из нее с высокой скоростью выбрасываются гамма-кванты. На высоте 30 км в земной атмосфере гамма-кванты сталкиваются с нейтральными молекулами, впоследствии образуют электроны, наделенные высокой энергией. Развивая огромную скорость, уже заряженные частицы рождают мощное электромагнитное излучение, выводящее из строя абсолютно любые чувствительные электронные приборы, расположенные в зоне излучения на земле.

Следующие пара секунд выброшенная энергия из боеголовки сработает как излучение рентгена. Правда, такой рентген состоит из очень мощных волн и электромагнитных потоков. Именно они создают напряжение внутри спутника, из-за чего вся его электронная начинка попросту перегорает.

Что происходит с оружием в космосе после взрыва?

Но на этом взрыв не заканчивается, его итоговая часть выглядит в форме разрозненных ионизированных останков от боеголовки. Они преодолевают сотни километров пока не вступают во взаимодействие с земным магнитным полем. После такого соприкосновения создается низкочастотное электрическое поле, волны которого постепенно распространяются вокруг всей планеты и отражаются от нижних краев ионосферы, а также от земной поверхности.

Но даже низкие частоты могут нести разрушительные последствия для электрических цепей и линий, расположенных под водой далеко от места взрыва. Последующие месяцы электроны, попавшие в магнитное поле, постепенно выводят из рабочего состояния всю электронику и авионику земных спутников.

Эпидемиологическая и экологическая обстановка

Ядерный взрыв в населённом пункте, как и другие катастрофы, связанные с большим количеством жертв, разрушением вредных производств и пожарами, приведёт к тяжёлым условиям в районе его действия, что будет вторичным поражающим фактором. Люди, даже не получившие значительных поражений непосредственно от взрыва, с большой вероятностью могут погибнуть от инфекционных заболеваний и химических отравлений. Велика вероятность сгореть в пожарах или просто расшибиться при попытке выйти из завалов.

Ядерная атака атомной электростанции может поднять в воздух значительно больше радиоактивных веществ, чем может дать сама бомба. При прямом попадании заряда и испарении реактора или хранилища радиоактивных материалов площадь земель, в течение многих десятков лет непригодных для жизни, будет в сотни—тысячи раз больше площади заражения от наземного ядерного взрыва. Например, при испарении реактора мощностью 100 МВт ядерным взрывом в 1 мегатонну и, просто при наземном ядерном взрыве 1 Мт, соотношение площадей территории со средней дозой 2 рад (0,02 Грей) в год будет следующим: через 1 год после атаки — 130 000 км² и 15 000 км²; через 5 лет — 60 000 км² и 90 км²; через 10 лет — 50 000 км² и 15 км²; через 100 лет — 700 км² и 2 км².

Высотные взрывы

После бомбардировки японских городов ядерное оружие не применялось в боевых целях, но исследование его возможностей продолжалось в разных местах. Учения в атмосфере позволили понять, что происходит при взрыве на высоте. Оказалось, что при нахождении центра в 10 км от поверхности земли возникает сравнительно небольшая по силе волна ядерного взрыва, но световое и радиационное излучение при этом увеличиваются. Чем выше был произведен взрыв, тем сильнее повышается ионизация, что сопровождается выходом из строя радиотехнических средств.

С поверхности все это выглядит как большая яркая вспышка, сменяющаяся облаком испаряющихся молекул водорода, углерода и азота. Поток воздуха при этом не достигает земли, поэтому столба пыли не возникает. Также практически не происходит заражения территории, поскольку на большой высоте воздушные массы перемещаются слабо, поэтому целью такого ядерного взрыва может являться поражение самолетов, ракет или спутников.

История

Система взрывателя воздушного взрыва на современном Карл Густав безоткатных винтовок фугасного раунд

Артиллерия с воздушным ударом имеет долгую историю. Шрапнель была изобретена Генри Шрапнелью британской армии в 1780 , чтобы повысить эффективность картечи . Он широко использовался ко времени войны 1812 года и использовался до тех пор, пока не был заменен во время Первой мировой войны. Современные снаряды, хотя их иногда называют «осколочными снарядами», на самом деле производят осколки и осколки , а не осколки.

Во время Первой мировой войны воздушные очереди использовались для забрасывания вражеских позиций и людей шрапнельными шарами, чтобы убить как можно больше людей с помощью одной очереди. Когда пехота двигалась в глубокие окопы, осколочные снаряды становились бесполезными, а фугасные снаряды использовались для атаки полевых укреплений и войск на открытой местности. Временные предохранители для снарядов могут быть настроены на срабатывание при контакте или в воздухе, или в определенное время после контакта.

Ранняя противовоздушная война использовала взрыватели времени для срабатывания, когда они достигли расчетной высоты цели. Во время Второй мировой войны для противовоздушной обороны был разработан « неконтактный взрыватель », управляемый доплеровским радаром внутри снаряда, который заставлял его взорваться при приближении к цели. Позднее идея была адаптирована для использования против наземных целей.

Во время войны во Вьетнаме для защиты баз с большим успехом использовались воздушные разрывные снаряды. Эта тактика была известна как « Киллер-младший » применительно к 105-мм или 155-мм снарядам и «Киллер-старший» при использовании с более крупными гаубицами .

Некоторые противопехотные прыгающие мины, такие как немецкая » Bouncing Betty » времен Второй мировой войны, запускают в воздух гранату , которая взрывается на уровне пояса, увеличивая радиус взрыва и вред, причиняемый детонацией, ударной волной и летящими осколками.

Относительно недавним примером боеприпасов воздушного взрыва является «прыгающая» 40-мм безгильзовая граната , которая содержит вторичный заряд, позволяющий запустить ее на высоту до 1,5 метров над точкой попадания до того, как сработает основной заряд. Еще одна недавняя разработка — это программируемые на компьютере воздушные гранаты с системой управления огнем . Гранатометы, использующие эту технологию, включают XM29 , XM307 , PAPOP , Mk 47 Striker , XM25 , Barrett XM109 , K11 , QTS-11 , Norinco LG5 / QLU-11 и Multi Caliber Individual Weapon System .

Орбитальный АТК разработал выстрелы воздушной очереди для автопушек .

Ядерное оружие

Взрывная волна, отражающаяся от поверхности и образующая ствол машины

Воздушный взрыв обычно происходит на высоте от 100 до 1000 м (от 330 до 3280 футов) над гипоцентром, чтобы позволить ударной волне от взрыва, вызванного делением или термоядерным синтезом , отразиться от земли и вернуться обратно в себя, создавая ударную волну, которая будет более мощной, чем волна от источника. детонация на уровне земли. Этот « » встречается только около уровня земли и похож по форме на букву Y, если смотреть сбоку. Воздушный взрыв также сводит к минимуму выпадение осадков , удерживая огненный шар от касания земли, ограничивая количество обломков, которые испаряются и собираются в облаке радиоактивных обломков. Для бомбы в Хиросиме был выбран воздушный взрыв на высоте 550-610 м (1800-2000 футов) над землей «для достижения максимального эффекта взрыва и минимизации остаточной радиации на земле, поскольку предполагалось, что американские войска скоро оккупируют город» .

Примечания

  1. «Артиллерия» В.П. Внуков, Государственное военное издательство Наркомата Обороны Союза ССР, 1938г
  2. «Tools of Violence: Guns, Tanks and Dirty Bombs»; Chris McNab, Hunter Keeter; 2008
  3. «Менеджмент в техносфере»; А. И. Орлов, В. Н. Федосеев, 2003г; Стр.232
  4. «A History of U.S. Nuclear Testing and Its Influence on Nuclear Thought, 1945-1963» David M. Blades, 2014
  5. «The Road to Trinity», Nichols K. D., 1987
  6. «Ядерное оружие и национальная безопасность» Под редакцией академика РАН В.Н.Михайлова 2008г
  7. «Гражданская оборона» В. Г. Атаманюк л. Г. Ширшев н. И. Акимов ,под ред. Д. И. Михаилика москва «высшая школа» 1986г.

Высотные взрывы

После бомбардировки японских городов ядерное оружие не применялось в боевых целях, но исследование его возможностей продолжалось в разных местах. Учения в атмосфере позволили понять, что происходит при взрыве на высоте. Оказалось, что при нахождении центра в 10 км от поверхности земли возникает сравнительно небольшая по силе волна ядерного взрыва, но световое и радиационное излучение при этом увеличиваются. Чем выше был произведен взрыв, тем сильнее повышается ионизация, что сопровождается выходом из строя радиотехнических средств.

С поверхности все это выглядит как большая яркая вспышка, сменяющаяся облаком испаряющихся молекул водорода, углерода и азота. Поток воздуха при этом не достигает земли, поэтому столба пыли не возникает. Также практически не происходит заражения территории, поскольку на большой высоте воздушные массы перемещаются слабо, поэтому целью такого ядерного взрыва может являться поражение самолетов, ракет или спутников.

Взрывной характер

Ядро урана содержит 92 протона. Природный уран представляет собой в основном смесь двух изотопов: U238 (в ядре которого 146 нейтронов) и U235 (143 нейтрона), причем последнего в природном уране лишь 0,7%. Химические свойства изотопов абсолютно идентичны, потому и разделить их химическими методами невозможно, но различие в массах (235 и 238 единиц) позволяет сделать это физическими методами: смесь уранов переводят в газ (гексафторид урана), а затем прокачивают через бесчисленные пористые перегородки. Хотя изотопы урана не отличимы ни по внешнему виду, ни химически, их разделяет пропасть в свойствах ядерных характеров.

Процесс деления U238 — платный: прилетающий извне нейтрон должен принести с собой энергию — 1 МэВ или более. А U235 бескорыстен: для возбуждения и последующего распада от пришедшего нейтрона ничего не требуется, вполне достаточно его энергии связи в ядре.

Цепная реакция При попадании нейтронов ядро урана-235 легко делится, образуя новые нейтроны. При определенных условиях начинается цепная реакция.

При попадании нейтрона в способное к делению ядро образуется неустойчивый компаунд, но очень быстро (через 10−23−10−22 с) такое ядро разваливается на два осколка, не равных по массе и «мгновенно» (в течение 10−16−10−14 с) испускающих по два-три новых нейтрона, так что со временем может размножаться и число делящихся ядер (такая реакция называется цепной). Возможно такое только в U235, потому что жадный U238 не желает делиться от своих собственных нейтронов, энергия которых на порядок меньше 1 МэВ. Кинетическая энергия частиц — продуктов деления на много порядков превышает энергию, выделяющуюся при любом акте химической реакции, в которой состав ядер не меняется.

Металлический плутоний существует в шести фазах, плотности которых от 14,7 до 19,8 кг/см3. При температуре ниже 119 градусов Цельсия существует моноклинная альфа-фаза (19,8 кг/см3), но такой плутоний очень хрупок, а в кубической гранецентрированной дельта-фазе (15,9) он пластичен и хорошо обрабатывается (именно эту фазу и стараются сохранить с помощью легирующих добавок). При детонационном обжатии никаких фазовых переходов быть не может — плутоний находится в состоянии квазижидкости. Фазовые переходы опасны при производстве: при больших размерах деталей даже при незначительном изменении плотности возможно достижение критического состояния. Конечно, произойдет это без взрыва — заготовка просто раскалится, но может произойти сброс никелирования (а плутоний очень токсичен).

Принцип действия вакуумной бомбы

В воздухе взрывается облако из распыленного горючего вещества. Основные разрушения производит сверхзвуковая воздушная ударная волна и высокая температура. Почва из-за этого после взрыва больше похожа на лунный грунт, но нет ни химического, ни радиоактивного загрязнения.

Типичная «вакуумная бомба» состоит из контейнера с реагентом и двух независимых зарядов взрывчатого вещества. После сброса или выстрела боеприпаса первый заряд раскрывает контейнер на определенной высоте, распыляя реагент в облако, которое смешивается с атмосферным кислородом (размер облака зависит от количества реагента). Эта смесь затем обволакивает объекты и проникает в сооружения. В этот момент происходит подрыв смеси вторым зарядом, в результате чего образуется мощная ударная волна. Пример такого взрыва мы взяли с сайта Отдела вооружений Центра воздушной войны ВМС США, Чайна лейк, Калифорния:

Где можно использовать вакуумную бомбу?

В одном из материалов журнала «Военные знания» писали, что этот вид оружия может эффективно применяться как против личного состава вне укрытий, так и против вооружений и боевой техники, укрепленных районов и индивидуальных укрытий. Также его можно использовать для создания проходов в минных полях, расчистки посадочных площадок для вертолетов, уничтожения узлов связи и нейтрализации опорных пунктов при уличных боях в черте города, сообщает HRW. Вакуумная бомба способна полностью уничтожить растительность и сельскохозяйственные посевы на определенной территории.

При одновременном использовании большого числа боеприпасов разрушения могут быть более чем значительными. Эффект такого оружия также усиливается в закрытых помещениях. По мощности оно в 12-16 раз превышает обычные взрывчатые вещества при применении по объектам с большой площадью поверхности, таким как каркасные здания, блиндажи и транспортные ангары.

Поражающие факторы вакуумной бомбы

О новом российском оружии пока ничего не известно. У этой авиабомбы пока даже нет официального названия, есть лишь секретный шифр.

А вот, что говорится в заключении Разведывательного управления Министерства обороны США 1993 года (Defense Intelligence Agency, «Fuel-Air and Enhanced-Blast Explosive Technology-Foreign» April 1993) о подобной бомбе меньшей мощности:

– Механизм поражения живых объектов не имеет аналогов. Поражающим фактором является ударная волна, точнее – следующее за ней разрежение (вакуум), приводящее к разрыву легких… Если взрывчатый компонент просто сгорает, не детонируя, жертвы получают тяжелые ожоги и могут также вдохнуть горящее вещество. Поскольку наиболее часто используемые в таких боеприпасах оксид этилена или оксид пропилена высоко токсичны, невзорвавшийся боеприпас будет представлять для личного состава, оказавшегося в его облаке, такую же опасность, как и большинство отравляющих веществ.

Как утверждается в отдельном исследовании ЦРУ США, «воздействие взрыва объемно-детонирующего боеприпаса на замкнутые пространства огромно. В точке воспламенения люди просто сгорают дотла. Находящиеся у периметра с большой долей вероятности получают внутренние, и потому невидимые, повреждения, в том числе разрыв барабанных перепонок и разрушение органов внутреннего уха, сильнейшее сотрясение мозга, разрыв легких и других внутренних органов; возможна также потеря зрения».

В другом документе Разведуправления Министерства обороны высказывается предположение, что поскольку «ударная волна и перепад давления вызывают минимальные повреждения ткани головного мозга, пострадавшие после взрыва объемно-детонирующего боеприпаса могут оставаться в сознании, испытывая страдания в течение нескольких секунд или минут, пока не наступает смерть от удушья».

Поражающие факторы ядерного взрыва и действие

Ядерное оружие – это один из самых опасных видов, существующих на Земле. Применение этого средства может решать разные задачи. К тому же объекты, которые должны быть атакованы, могут иметь разное расположение. В связи с этим ядерный взрыв может быть произведен в воздухе, под землей или водой, над землей или водой. Этот вид оружия способен разрушить все объекты, которые не защищены, а также людей. В связи с этим различают следующие поражающие факторы ядерного взрыва.

1. Ударная волна. На этот фактор приходится около 50 процентов всей выделяемой энергии при взрыве. Ударная волна от взрыва ядерного оружия аналогична действию при разрыве обычной бомбы. Ее отличием является более разрушительная сила и продолжительное время действия. Если рассматривать все поражающие факторы ядерного взрыва, то этот считается основным.

Ударная волна этого оружия способна поражать объекты, которые находятся далеко от эпицентра. Она представляет собой процесс сильного сжатия воздуха. Скорость ее распространения зависит от созданного давления. Чем дальше от места взрыва, тем более слабое воздействие волны. Опасность взрывной волны заключается еще и в том, что она перемещает в воздухе предметы, которые могут привести к гибели людей. Поражения этим фактором подразделяются на легкие, тяжелые, крайне тяжелые и средние.

Укрыться от воздействия ударной волны можно в специальном убежище.

2. Световое излучение. На этот фактор приходится около 35 % всей выделяемой энергии при взрыве. Это поток лучистой энергии, который включает инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение. В качестве источников светового излучения выступают раскаленный воздух и раскаленные продукты взрыва.

Температура светового излучения может достигать 10000 градусов по Цельсию. Уровень поражающего действия определяется световым импульсом. Это отношение общего количества энергии к той площади, которую она освещает. Энергия светового излучения переходит в тепловую. Происходит нагрев поверхности. Он может быть достаточно сильным и приводить к обугливанию материалов или пожарам.

Люди в результате светового излучения получают многочисленные ожоги.

3. Проникающая радиация. Поражающие факторы ядерного взрыва включают и этот компонент. На его долю приходится около 10 процентов всей энергии. Это поток нейтронов и гамма-квантов, которые исходят из эпицентра применения оружия. Их распространение происходит во все стороны. Чем дальше расстояние от точки взрыва, тем меньше концентрация этих потоков в воздухе. Если оружие было применено под землей или под водой, то степень их воздействия значительно ниже. Это связано с тем, что часть потока нейтронов и гамма квантов поглощается водой и землей.

Проникающая радиация охватывает меньшую зону, чем ударная волна или излучение. Но существуют такие виды оружия, у которых действие проникающей радиации значительно выше других факторов.

Нейтроны и гамма кванты проникают через ткани, блокируя работу клеток. Это приводит к изменениям в работе организма, его органов и систем. Клетки отмирают и разлагаются. У людей это называется лучевой болезнью. Для того чтобы оценить степень воздействия радиации на организм, определяют дозу излучения.

4. Радиоактивное заражение. После взрыва некоторая часть вещества не подвергается делению. В результате его распада образуются альфа-частицы. Многие из них активны не более часа. Наибольшей степени радиоактивного загрязнения подвергается территория в эпицентре взрыва.

5. Электромагнитный импульс. Он также входит в систему, которую образуют поражающие факторы ядерного оружия. Он связан с возникновением сильных электромагнитных полей.

Это все главные поражающие факторы ядерного взрыва. Его действие оказывает существенное воздействие на всю территорию и людей, которые попадают в эту зону.

Ядерное оружие и его поражающие факторы изучаются человечеством. Его использование контролируется мировой общественностью, чтобы не допустить глобальных катастроф.

Первый опыт

Открытый Эйнштейном и изучаемый в дальнейшем физиками-ядерщиками выброс энергии заинтересовал не только ученых, но и военных. Возможность получения нового оружия, с помощью которого удастся создать мощные взрывы из малого количества вещества, привела к экспериментам с радиоактивными элементами.

Физически возможность взрыва со значительным поражающим действием доказал французский ученый Жолио-Кюри. Он открыл цепную реакцию, которая стала мощным источником энергии. Далее он планировал провести эксперименты с оксидом дейтерия, но в условиях Второй мировой войны это было невозможно сделать во Франции, поэтому в дальнейшем разработкой атомного оружия занялись английские ученые.

Первое взрывное устройство было опробовано летом 1945 года в Америке. По сегодняшним меркам бомба имела небольшую мощность, но в то время полученный эффект превзошел все ожидания. Сила взрыва и воздействие на окружающую территорию оказались колоссальными.

Наземные испытания

Первые бомбы испытывались прямо на поверхности земли. Именно такие типы взрывов сопровождаются четко выраженным грибовидным облаком в воздухе и кратером, простирающимся на несколько десятков, а то и сотен метров в почве. Наземный взрыв выглядит наиболее устрашающее, так как облако, низко зависшее над землей, притягивает в себя не только пыль, но и существенную часть грунта, что делает его практически черным. Частицы грунта перемешиваются с химическими элементами, а затем выпадают на землю, что делает территорию радиоактивно зараженной и совершенно непригодной для жизни. В военных целях это может использоваться для уничтожения мощных строений или объектов, заражения обширных территорий. Разрушительный эффект при этом наиболее мощный.

Подземные испытания

В последнее время между странами существует договор, регламентирующий ядерные испытания и предписывающий проводить их только под землей, что позволяет минимизировать загрязнения и непригодные для жизни площади, образующиеся вокруг полигонов.

Испытания под землей считаются наименее опасными, так как действие всех поражающих факторов приходится на породы. Увидеть светящиеся вспышки или грибовидное облако при этом невозможно, от него остается только столб пыли. Но ударная волна приводит к землетрясению и обрушению грунта. Обычно это используется в мирных целях, для решения народохозяйственных задач. Например, так можно разрушать горные массивы или образовывать искусственные водоемы.

Первый опыт

Открытый Эйнштейном и изучаемый в дальнейшем физиками-ядерщиками выброс энергии заинтересовал не только ученых, но и военных. Возможность получения нового оружия, с помощью которого удастся создать мощные взрывы из малого количества вещества, привела к экспериментам с радиоактивными элементами.

Физически возможность взрыва со значительным поражающим действием доказал французский ученый Жолио-Кюри. Он открыл цепную реакцию, которая стала мощным источником энергии. Далее он планировал провести эксперименты с оксидом дейтерия, но в условиях Второй мировой войны это было невозможно сделать во Франции, поэтому в дальнейшем разработкой атомного оружия занялись английские ученые.

Первое взрывное устройство было опробовано летом 1945 года в Америке. По сегодняшним меркам бомба имела небольшую мощность, но в то время полученный эффект превзошел все ожидания. Сила взрыва и воздействие на окружающую территорию оказались колоссальными.

Защитные меры

Ядерный взрыв убивает все на своем пути и разрушает все материальные объекты. У людей, попавших в его эпицентр, нет возможности спастись, они мгновенно сгорают дотла. Бомбоубежище при этом абсолютно бесполезно, поскольку сразу же будет разрушено.

Спастись могут лишь те, кто находится достаточно далеко от взрыва. На расстоянии более 1-3 км от эпицентра можно избежать воздействия ударной волны, но для этого надо быстро найти надежное убежище, как только возникла яркая вспышка. На это у человека есть от 2 до 8 секунд, в зависимости от расстояния. В укрытии прямого попадания гамма-излучения не произойдет, но все равно существует очень большая вероятность радиоактивного заражения. Снизить риск лучевой болезни можно, пользуясь средствами индивидуальной защиты и избегая контакта с любыми предметами, находящимися на территории.

Ядерное оружие – одно из самых страшных изобретений человечества. Используемое в мирных целях, оно может принести большую пользу, но его военное применение несет страшную угрозу жизни на земле. Запущенную цепную реакцию нельзя остановить, поэтому существует договор о ядерном разоружении, призванный защитить планету от катастрофы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий