21.1. Применение ядерного оружия

21.1.1. Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие на людей, здания, сооружения

21.1.2. Вторичные поражающие факторы ядерного взрыва

21.2. Применение химического оружия

21.2.1. Классификация и краткая характеристика ОВ

21.3. Применение бактериологического (биологического) оружия

21.3.1. Краткая характеристика болезнетворных микроорганизмов и токсинов

К ЧС военного времени относят военные конфликты с применением современных средств поражения. Под современными средствами поражения понимают, в основном, применение ядерного, химического, биологического оружия.

21.1. Применение ядерного оружия

Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления или синтеза. Это оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства управления ими и доставки к цели. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения.

Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений, техники.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом, т. е. массой тринитротолуола (тротила), энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса, и измеряется в тоннах, тысячах, миллионах тонн. По мощности ядерные боеприпасы подразделяются на сверхмалые (менее 1 тыс. т), малые (1—10 тыс. т), средние (10—100 тыс. т), крупные (100 тыс. т — 1 млн. т) и сверхкрупные (более 1 млн. т).

Ядерные взрывы могут осуществляться на поверхности земли (воды), под землей (водой) или в воздухе на различной высоте. В связи с этим принято различать следующие виды ядерных взрывов: наземный, подземный, подводный, воздушный и высотный. Наиболее характерными видами ядерных взрывов являются наземный и воздушный.

Наземный ядерный взрыв — взрыв, произведенный на поверхности земли или на такой высоте, когда его светящаяся область касается поверхности земли и имеет форму полусферы или усеченной сферы. В этом случае высота (Н, м) наземного взрыва над поверхностью земли составит (q – мощность взрыва, т). При наземном взрыве (при , м) в грунте образуется воронка, диаметр и глубина которой зависят от высоты, мощности взрыва и вида грунта.

Наземные взрывы применяют для разрушения сооружений большой прочности, а также в тех случаях, когда желательно сильное радиоактивное заражение местности.

Воздушным называется ядерный взрыв, минимальная высота которого над поверхностью земли определяется из условий , при этом светящаяся область не касается поверхности земли и имеет форму сферы. Различают низкий (), и высокий () воздушные взрывы. При низком воздушном взрыве за счет воздействия отраженной от поверхности земли ударной волны светящаяся область может несколько деформироваться снизу.

Воздушные ядерные взрывы применяются для разрушения малопрочных сооружений, поражения людей и техники на больших площадях или когда сильное радиоактивное заражение местности недопустимо.

21.1.1. Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие на людей, здания, сооружения

Огромное количество энергии, высвобождающейся пои взрыве ядерного боеприпаса, расходуется на образование воздушной ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения местности и электромагнитного импульса, называемых поражающими факторами ядерного взрыва.

Ударная волна. Ударная волна ядерного взрыва — один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна — в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно воздушной ударной волной, ударной волной в воде и сейсмовзрывной волной.

Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Переднюю границу волны, характеризующуюся резким скачком давления, называют фронтом ударной волны.

Обладая большим запасом энергии, ударная волна ядерного взрыва способна наносить поражения людям, разрушать различные сооружения, боевую технику и другие объекты на значительных расстояниях от места взрыва. На распространение ударной волны и ее разрушающее и поражающее действие существенное влияние могут оказать рельеф местности и лесные массивы в районе взрыва, а также метеоусловия.

Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются: избыточное давление во фронте волны Δ Р_ф (разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением Р₀ перед этим фронтом), скоростной напор воздуха Δ Р_ск (динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, движущимся в волне) и время действия избыточного давления τ +. Единицей избыточного давления и скоростного напора воздуха в системе СИ является паскаль (Па), внесистемная единица— килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²); 1 кгс/см² =100 кПа.

Ударная волна ядерного взрыва, как и при взрыве обычных боеприпасов, способна наносить человеку различные травмы, в том числе и смертельные. Причем зона поражения ударной волной при ядерном взрыве имеет значительно большие размеры, чем при взрыве обычного боеприпаса.

Поражения людей вызываются как непосредственным (прямым) воздействием воздушной ударной волны, так и косвенным.

При непосредственном воздействии ударной волны основной причиной появления травм у населения является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы и т. д. Кроме того, скоростной напор воздуха, обусловливающий метательное действие ударной волны, может отбросить человека на значительное расстояние и причинить ему при ударе о землю (или препятствия) различные повреждения.

Метательное действие скоростного напора воздуха заметно сказывается в зоне с избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с, что в три раза превышает скорость ураганного ветра.

Характер и тяжесть поражения людей зависят от величины параметров ударной волны, положения человека в момент взрыва и степени его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения получают люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне укрытий в положении стоя. В этом случае площадь воздействия скоростного напора воздуха будет примерно в 6 раз больше, чем в положении человека лежа.

Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные).

Легкие поражения возникают при избыточном давлении во фронте ударной волны Δ Р_ф=20—40 кПа (0,2—0,4 кгс/см²) и характеризуются легкой контузией, временной потерей слуха, ушибами и вывихами.

Средние поражения возникают при избыточном давлении во фронте ударной волны Δ Р_ф» 40—60 кПа (0,4—0,6 кгс/см²) и характеризуются травмами мозга с потерей человеком сознания, повреждением органов слуха, кровотечениями из носа и ушей, переломами и вывихами конечностей.

Тяжелые и крайне тяжелые поражения возникают при избыточных давлениях соответственно Δ Р_ф» 60—100 кПа (0,6— 1,0 кгс/см²) и Δ Р_ф>100 кПа (1,0 кгс/см²) и сопровождаются травмами мозга с длительной потерей сознания, повреждением внутренних органов, тяжелыми переломами конечностей и т. д.

Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, деревьями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею.

При действии ударной волны на здания и сооружения главной причиной их разрушений является первоначальный удар, возникающий в момент отражения волны от стен. Разрушение заводских труб, опор линий электропередач, столбов, мостовых ферм и подобных им объектов происходит в основном под действием скоростного напора воздуха.

Заглубленные сооружения (убежища, укрытия, подземные сети коммунального хозяйства) разрушаются в меньшей степени, чем сооружения, возвышающиеся над поверхностью земли. Из наземных зданий и сооружений наиболее устойчивыми к воздействию ударной волны являются здания с металлическими каркасами и сейсмоустойчивые сооружения.

При действии нагрузок, создаваемых ударной волной, здания и сооружения могут подвергаться полным (>40—60 кПа), сильным (>20—40 кПа), средним (≥10—20 кПа) и слабым (>8—10 кПа) разрушениям.

Особенностью действия ударной волны является ее способность затекать внутрь негерметичных укрытий через воздухозаборные трубы, отдушины, наносить там разрушения и поражать людей. Во избежание поражения людей затекающей волной воздухозаборные каналы убежищ снабжаются волногасительными устройствами.

Воздушная ударная волна вызывает также разрушения лесных массивов. Так, в зоне с избыточным давлением более 50 кПа лес полностью уничтожается и местность приобретает такой вид, будто бы на ней никогда не было никакой растительности; здесь нет ни завалов, ни пожаров. В зоне с давлением 50— 30 кПа образуются сплошные завалы и разрушается до 60% деревьев; в зоне с давлением 30—10 кПа наблюдаются частичные завалы и разрушается до 30% деревьев.

Надежной защитой от ударной волны являются убежища. При их отсутствии используются ПРУ, подземные выработки, рельеф местности.

Световое излучение. Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва.

Время действия светового излучения и размеры светящейся области зависят от мощности ядерного взрыва. С ее увеличением они возрастают. По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва. Так, из эмпирической формулы , где t—длительность свечения, с; q—мощность ядерного взрыва, тыс. т, видно, что время действия светового излучения наземных и воздушных взрывов мощностью 1 тыс. т составляет 1 с, 10 тыс. т — 2,2 с, 100 тыс. т — 4,6 с, 1 млн. т — 10 с.

Световое излучение ядерного взрыва поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.

На открытой местности световое излучение обладает большим радиусом действия по сравнению с ударной волной и проникающей радиацией.

Основным параметром, определяющим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (U_св).

Световым импульсом называется количество прямой световой энергии, падающей на 1 м² поверхности, перпендикулярной направлению распространения светового излучения, за все время свечения. Величина светового импульса зависит от вида взрыва и состояния атмосферы и в системе СИ измеряется в джоулях на 1 м² (Дж/м²); внесистемная единица — калория на 1 см² (кал/см²); 1 кал/см²=4,2× 10⁴ Дж/м².

Световое излучение, воздействуя на людей, вызывает ожоги открытых и защищенных одеждой участков тела, глаз и временное ослепление. В зависимости от значения величины светового импульса различают ожоги кожи четырех степеней (табл. 5.10).

Таблица 5.10. Величины световых импульсов, соответствующие ожогам кожи разной степени, кал/см²

Ожог первой степени характеризуется поверхностными поражениями кожи, внешне проявляющимися в ее покраснении; ожог второй степени—образованием пузырей, наполненных жидкостью; ожог третьей степени вызывает омертвление глубоких слоев кожи; при ожоге четвертой степени обугливаются кожа, подкожная клетчатка или более глубокие ткани.

Тяжесть поражения людей световым излучением зависит не только от степени ожога, но и от его места и площади обожженных участков кожи. Люди выходят из строя, становятся нетрудоспособными при ожогах второй и третьей степени открытых участков тела (лицо, шея, руки) или под одеждой при ожогах второй степени на площади не менее 3% поверхности тела (около 500 см²).

Ожоги глазного дна возможны только при непосредственном взгляде на взрыв. Ожоги век и роговицы глаза возникают при тех же величинах импульсов, что и ожоги открытых участков кожи.

Временное ослепление, как обратимое нарушение зрения, наступает при внезапном изменении яркости поля зрения, обычно ночью и в сумерки. Ночью временное ослепление носит массовый характер и может продолжаться от нескольких секунд до нескольких десятков минут.

Поражающее действие светового излучения в лесу значительно снижается, что приводит к уменьшению радиусов поражения людей в 1,5—2 раза по сравнению с открытой местностью. Однако необходимо помнить, что световое излучение при воздействии на некоторые материалы вызывает их воспламенение и приводит к возникновению пожаров. В населенных пунктах они возникают при световых импульсах от 6 до 16 кал/см². При легкой дымке величина импульса уменьшается в 2 раза, при легком тумане — в 10 раз, при густом — в 20 раз.

Световое излучение в сочетании с ударной волной приводит к многочисленным пожарам и взрывам в результате разрушений в населенных пунктах газовых коммуникаций и повреждений в электросетях.

Степень поражающего действия светового излучения резко снижается при условии своевременного оповещения людей, использования ими защитных сооружений, естественных укрытий (особенно лесных массивов и складок рельефа), индивидуальных средств защиты (защитной одежды, очков) и строгого выполнения противопожарных мероприятии.

Проникающая радиация. Проникающей радиацией ядерного взрыва называют поток гамма-излучения и нейтронов, испускаемых из зоны и облака ядерного взрыва.

Источниками проникающей радиации являются ядерные реакции, протекающие в боеприпасе в момент взрыва, и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления в облаке взрыва.

Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15—25 с и определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту (2—3 км), при которой гамманейтронное излучение, поглощаясь толщей воздуха, практически не достигает поверхности земли.

Основным параметром, характеризующие поражающее действие проникающей радиации, является доза излучения (D).

Доза излучения — это количество энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы излучения.

Экспозиционная доза — это доза излучения в воздухе, она характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений при общем и равномерном облучении тела человека. Экспозиционная доза в системе единиц СИ измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг). Внесистемной единицей экспозиционной дозы излучения является рентген (Р); 1 Р= =2,58× 10^{– 4} Кл/кг.

Рентген (Р) —это доза гамма-излучения, под действием которой в 1 см³ сухого воздуха при нормальных условиях (температура 0° С и давление 760 мм рт. ст.) создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака. Дозе в 1 Р соответствует образование 2,08× 10⁹ пар ионов в 1 см³ воздуха.

Поглощенная доза более точно характеризует воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани. В системе единиц СИ она измеряется в греях (Гр). 1 Гр — это такая поглощенная доза, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж, следовательно, 1 Гр = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей поглощенной дозы излучения является рад. Доза в 1 рад означает, что в каждом грамме вещества, подвергшегося облучению, поглощено 100 эрг энергии. Достоинства рада как дозиметрической единицы в том, что его можно использовать для измерения доз любого вида излучений в любой среде. 1 рад=10^{– 2} Гр или 1 Гр=100 рад; 1 рад=1,14 Р или 1 Р=0,87 рад.

Для оценки биологического действия ионизирующих излучений используется эквивалентная доза. Она равна произведению поглощенной дозы на так называемый коэффициент качества (К). Для рентгеновского, гамма- и бета-излучений К=1; для нейтронов с энергией меньше 20 кэВ К=3, 0,1—10 мэВ К=10.

В качестве единицы эквивалентной дозы в системе СИ используется зиверт (Зв), внесистемной единицей является биологический эквивалент рада (бэр); 1 Зв=100 бэр=1 Гр × К.

Проникающая радиация, распространяясь в среде, ионизирует ее атомы, а при прохождении через живую ткань — атомы и молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушению нормального обмена веществ, изменению характера жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма. В результате такого воздействия возникает лучевая болезнь.

Лучевая болезнь I степени (легкая) возникает при суммарной дозе излучения 100—200 рад. Скрытый период продолжается 3—5 недель, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, повышение температуры. После выздоровления трудоспособность людей, как правило, сохраняется.

Лучевая болезнь II степени (средняя) возникает при суммарной дозе излучения 200—400 рад. В течение первых 2—3 суток наблюдается бурная первичная реакция организма (тошнота и рвота). Затем наступает скрытый период, длящийся 15—20 суток. Признаки заболевания уже выражены более ярко. Выздоровление при активном лечении наступает через 2—3 месяца.

Лучевая болезнь III степени (тяжелая) наступает при дозе излучения 400—600 рад. Первичная реакция резко выражена. Скрытый период составляет 5—10 суток. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 3—6 месяцев.

Лучевая болезнь IV степени (крайне тяжелая), наступающая при дозе свыше 600 рад, является наиболее опасной и, как правило, приводит к смертельному исходу.

При облучении дозами излучения свыше 5000 рад возникает молниеносная форма лучевой болезни. Первичная реакция при этом возникает в первые минуты после облучения, а скрытый период вообще отсутствует. Пораженные погибают в первые дни после облучения.

Следует иметь в виду, что даже небольшие дозы излучения снижают сопротивляемость организма к инфекции, приводят к кислородному голоданию тканей, ухудшению процесса свертывания крови.

Надежной защитой от проникающей радиации ядерного взрыва являются защитные сооружения ГО. При прохождении через различные материалы поток гамма-квантов и нейтронов ослабляется. Способность того или иного материала ослаблять гамма-излучения или нейтроны принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. е. толщиной слоя материала, который уменьшает дозу излучения в 2 раза. Значения слоев половинного ослабления для некоторых материалов приведены в таблице 5.11.

Таблица 5.11. Половинное ослабление для некоторых материалов

Проходя через материалы, поток гамма-квантов и нейтронов вызывает в них различные изменения. Так, при дозах проникающей радиации в несколько рад засвечиваются фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемых упаковках, а при дозах в сотни рад выходит из строя полупроводниковая радиоэлектронная аппаратура, темнеют стекла оптических приборов.

Проникающая радиация является одним из основных поражающих факторов нейтронного боеприпаса, поэтому целесообразно рассмотреть особенности его поражающего действия.

Нейтронным оружием как разновидностью ядерного принято называть термоядерные боеприпасы сверхмалой и малой мощности, т. е. имеющие тротиловый эквивалент до 10 тыс. т. В состав такого боеприпаса входит плутониевый детонатор (обычный атомный заряд) и некоторое количество тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития. При этом цепная реакция деления необходима только для нагрева дейтериево-тритиевой смеси, а основная часть энергии взрыва образуется при реакциях соединения ядер легких элементов и проявляется в виде выходящего наружу мощного нейтронного потока. Таким образом, особенность поражающего действия нейтронного оружия связана с повышенным выходом проникающей радиации, в которой преобладающей компонентой является нейтронное излучение.

Таблица 5.12. Сравнение поражающих факторов

Из таблицы 5.12 видно, как распределяется энергия взрыва по поражающим факторам (%) для нейтронного боеприпаса по сравнению с боеприпасом деления.

По поражающему действию проникающей радиации на людей взрыв нейтронного боеприпаса в 1 тыс. т эквивалентен взрыву атомного боеприпаса мощностью 10—12 тыс. т.

Одной из особенностей действия мощного потока проникающей радиации нейтронных боеприпасов является то, что прохождение нейтронов высоких энергий через материалы конструкций техники и сооружений, а также через грунт в районе взрыва вызывает появление в них наведенной радиоактивности. Наведенная радиоактивность в технике в течение многих часов после взрыва (до ее спада) может явиться причиной поражения людей, ее обслуживающих.

Защита от проникающей радиации нейтронного боеприпаса составляет определенные трудности, так как те материалы, которые лучше ослабляют нейтронный поток, хуже защищают от гамма-излучения, и наоборот (см. табл. 2.4). Отсюда вывод: для защиты от проникающей радиации нейтронного боеприпаса необходимо комбинировать водородсодержащие вещества и материалы с повышенной плотностью.

Радиоактивное заражение. Среди поражающих факторов ядерного взрыва радиоактивное заражение занимает особое место, так как его воздействию может подвергаться не только район, прилегающий к месту взрыва, но и местность, удаленная на десятки и даже сотни километров. При этом на больших площадях и на длительное время может создаваться заражение, представляющее опасность для людей и животных. Об этом сегодня реально напоминает авария на Чернобыльской АЭС.

На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются: осколки (продукты) деления ядерного взрывчатого вещества; наведенная активность в грунте и других материалах; неразделившаяся часть ядерного заряда.

Осколки деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой первоначальную смесь около 80 изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы Д. И. Менделеева. Эти изотопы нестабильны и претерпевают бета-распад с испусканием гамма-квантов. С течением времени, прошедшего после взрыва, величина активности осколков деления падает.

Наведенная активность в грунте обусловлена образованием под действием нейтронов ряда радиоактивных изотопов, таких, как алюминий-28, натрий-24, марганец-56. Максимальная наведенная активность образуется при взрыве нейтронного боеприпаса.

Неразделившаяся часть ядерного заряда представляет собой альфа-активные изотопы плутония-239, урана-235 и урана-238.

Рис. 5.6. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака.

При взрыве ядерного боеприпаса радиоактивные продукты поднимаются вместе с облаком взрыва, перемешиваются с частицами грунта и под действием высотных ветров перемещаются на большие расстояния. По мере перемещения облака они выпадают, заражая местность (как в районе взрыва, так и по пути движения облака) и образуя так называемый след радиоактивного облака (рис. 5.6).

След радиоактивного облака на равнинной местности при неменяющихся направлении и скорости ветра имеет форму вытянутого эллипса и условно делится на четыре зоны: умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) заражения. Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для людей принято характеризовать дозой гамма-излучения, получаемой за время от момента образования следа до полного распада радиоактивных веществ, D_∞ (измеряется в радах), или мощностью дозы излучения (уровнем радиации) через 1 ч после взрыва (Р₁).

Связь между дозой излучения за время полного распада D_∞ и уровнем радиации на время заражения t_зар выражается соотношением

D_∞=5× t_зар (5.1)

Внешняя граница зоны А характеризуется D_∞= 40 рад и P₁=8 рад/ч. Доля зоны от площади всего радиоактивного следа составляет 60%. Как правило, работы внутри объектов, расположенных в зоне А, не прекращаются. У внутренней границы или в середине зоны работы на открытой местности на несколько часов должны прекращаться.

На внешней границе зоны Б D_∞=400 рад и P₁==80 рад/ч. Доля зоны от площади следа составляет 20%. В этой зоне все работы на объектах прекращаются на срок до суток, а люди укрываются в защитных сооружениях, подвалах и других укрытиях.

На внешней границе зоны В D_∞=1200 рад и Р₁=240 рад/ч. Доля зоны от площади следа составляет 13%. Все работы б этой зоне на объектах прекращаются на срок от одних до трех-четырех суток, а люди укрываются в защитных сооружениях ГО.

На внешней границе зоны Г D_∞=4000 рад и Р₁=800 рад/ч, внутри зоны — до 10 000 рад. Доля зоны от площади следа составляет 7%. Работы на объектах внутри зоны прекращаются на четверо и более суток, люди укрываются в убежищах.

На схемах и на картах внешние границы зон радиоактивного заражения наносятся разными цветами: зона А — синим, Б — зеленым, В — коричневым, Г — черным.

С течением времени, вследствие естественного распада радиоактивных веществ, уровни радиации на следе радиоактивного заражения уменьшаются. Спад уровня радиации подчиняется зависимости

Р_t =P_{1 ×} t^-1,2 , (5.2)

где P_t — уровень радиации на любое заданное время t после взрыва, рад/ч;

Р₁ — уровень радиации на 1 ч после взрыва, рад/ч;

t — время, прошедшее после ядерного взрыва, ч.

Уровни радиации на местности зависят также от вида и мощности взрыва, характера рельефа, наличия лесных массивов, метео- и геологических условий.

Местность считается зараженной и требуется применять средства защиты, если уровень радиации, измеренный на высоте 0,7—1 м от поверхности земли, составляет 0,5 рад/ч и более.

При ядерном взрыве радиоактивными веществами заражается не только местность, но и находящиеся на ней предметы, техника, имущество и одежда людей, а также приземный слой воздуха, вода и продукты питания.

Степень заражения местности и различных объектов характеризуется количеством РВ, приходящихся на единицу поверхности, т. е. плотностью заражения, измеряемой в кюри/см² (Ки/см²), кюри/км² (Ки/км²), в распадах/см^2× мин или по мощности экспозиционной дозы сопровождающего гамма-излучения в миллирентгенах/час (мР/ч), а воздуха, воды и продуктов питания—содержанием (концентрацией) РВ в единице объема или веса, измеряемой в Ки/л, Ки/кг.

Кюри — это такое количество РВ, в котором происходит 37 миллиардов распадов атомов за 1 с.

1 кюри = 3,7× 10¹⁰ pacп/c = 3,7× 10^10× 60=2,2× 10¹² расп/мин.

Чем больше период полураспада и массовое число радиоактивного изотопа, тем большее весовое количество радиоактивного вещества соответствует 1 кюри.

Например, 1 кюри радия-226, у которого период полураспада Т = 1590 лет, весит 1 г и занимает объем небольшой горошины.

1 кюри кобальта-60 с Т=5 лет — это крупинка металла весом 10^-3 г или 1 мг.

1 кюри натрия-24 весит 10^-7 г.

Активностью в 1 кюри обладает 570 кг урана-235 с Г=880 миллионов лет и 16 г плутония-239 с Г=24 тыс. лет.

Активность в ряде случаев измеряют в милликюри (мКи) — 10^-3 кюри и микрокюри (мкКи) — 10^-6 кюри.

В системе СИ за единицу активности принят беккерель (Бк)—это количество РВ, в котором происходит 1 расп/с. Таким образом, 1 кюри = 3,7-10'° Бк.

Заражение может быть первичным (во время выпадения радиоактивных веществ из облака взрыва) и вторичным (при движении техники по зараженной местности в результате пылеобразования). При движении техники по грунтовым дорогам в сухую погоду средняя зараженность машин и одежды личного состава, находящегося на открытых машинах, через 30—40 км марша будет составлять около 0,05% средней зараженности дорог; при движении по влажному грунту степень зараженности техники значительно повышается.

Уровни радиации на местности, степень зараженности поверхности различных объектов РВ определяются по показаниям дозиметрических приборов.

Радиоактивно зараженная местность может вызвать поражение находящихся на ней людей как за счет внешнего гамма-излучения от осколков деления, так и попадания радиоактивных продуктов на кожные покровы и внутрь организма человека.

В результате внешнего гамма-излучения развивается лучевая болезнь, клиническая картина которой та же, что и при воздействии на организм гамма-нейтронного излучения проникающей радиации ядерного взрыва.

Радиоактивно зараженная местность может вызвать поражение находящихся на ней людей как за счет внешнего гамма-излучения от осколков деления, так и попадания радиоактивных продуктов на кожные покровы и внутрь организма человека.

В результате внешнего гамма-излучения развивается лучевая болезнь, клиническая картина которой та же, что и при воздействии на организм гамма-нейтронного излучения проникающей радиации ядерного взрыва.

Попадание РВ внутрь организма может происходить как ингаляционным путем при нахождении на местности в период формирования следа или после его образования, так и при употреблении радиоактивно зараженных пищевых продуктов.

В зависимости от количества радиоактивных продуктов взрыва, поступивших внутрь организма, и его индивидуальных особенностей могут развиваться поражения различной степени: тяжелые, средней тяжести и легкие.

Поражение кожи альфа- и бета-излучением РВ развивается вследствие контактного действия излучения при попадании продуктов ядерного взрыва непосредственно на кожу и слизистые оболочки человека.

Наиболее вероятно заражение незащищенных частей тела; одежда полностью защищает от альфа-излучения и на 25—60% снижает дозу бета-излучения.

Санитарная обработка кожи, проведенная через 1 ч после заражения, предотвращает поражение от контактного облучения продуктами взрыва. Для уменьшения степени заражения техники и других объектов до безопасных величин осуществляется специальная их обработка.

Надежной защитой от радиоактивного заражения являются защитные сооружения (убежища, ПРУ, перекрытые щели, подвальные помещения производственных и жилых зданий и др.), индивидуальные средства защиты (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки, обычная одежда и обувь).

Электромагнитный импульс. При ядерных взрывах в атмосфере возникают мощные электромагнитные поля с длинами волн от 1 до 1000 м и более. В силу кратковременности существования таких полей их принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением электрических напряжений и токов в проводах и кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации, электропередач, в антеннах радиостанций.

Одновременно с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния от центра взрыва; они воспринимаются радиоаппаратурой как помехи.

Поражающим фактором ЭМИ является напряженность. Напряженность электрического и магнитного полей зависит от мощности и высоты взрыва, расстояния от центра взрыва и свойств окружающей среды. Наибольшего значения напряженность электрических и магнитных полей достигает при наземных и низких воздушных ядерных взрывах. При низком воздушном взрыве мощностью 1 млн. т ЭМИ с поражающими величинами напряженности полей распространяется на площади с радиусом до 32 км, 10 млн. т — до 115 км.

Воздействию ЭМИ сильно подвержены линии связи и сигнализации, так как применяемые в них кабели и аппаратура имеют электрическую прочность, не превышающую 2—4 кВ напряжения постоянного тока. Поэтому особую опасность ЭМИ представляет даже для особо прочных сооружений (подземные пункты управления, убежища и т. п.), в которых подводящие линии связи могут оказаться поврежденными.

Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками.

21.1.2. Вторичные поражающие факторы ядерного взрыва

При ядерных взрывах, произведенных в городах или вблизи объектов народного хозяйства, могут возникнуть вторичные поражающие факторы, к которым относятся: взрывы (при разрушении емкостей, коммуникаций и агрегатов с природным газом), пожары (из-за повреждения отопительных печей, электропроводки, емкостей и трубопроводов с легко воспламеняющимися жидкостями), затопления местности (при разрушении плотин гидроэлектростанций), заражения атмосферы, местности и водоемов (при разрушении емкостей и технологических коммуникации со СДЯВ, а также атомных электростанций), обрушения поврежденных конструкций зданий (от действия воздушной ударной волны или сейсмовзрывных волн в грунте) к др. Характер их воздействия на объект зависит от вида вторичного фактора.

В некоторых случаях, например при разрушении крупных складов горючего и легковоспламеняющихся жидкостей, предприятий нефтеперерабатывающей и химической промышленности, нефте- и газопромыслов, плотин гидроэлектростанций и водохранилищ, поражения от вторичных факторов по своим масштабам могут превзойти поражения от непосредственного воздействия ударной волны и светового излучения ядерного взрыва.

Потенциальными особо опасными источниками вторичных поражающих факторов являются предприятия высокой пожаро- и взрывоопасности. Разрушения и повреждения зданий, сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов могут привести к истечению газообразных или сжиженных углеводородных продуктов (например, метана, пропана, бутана, этилена, пропилена, бутилена и др.). Они образуют с воздухом взрыво- или пожароопасные смеси.

При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушение зданий, сооружений и оборудования, аналогично тому, как это происходит при ядерном взрыве.

Наиболее часто встречающимися вторичными факторами поражения являются пожары. Пожары, возникающие на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, имеют свои особенности. Они характеризуются быстрым развитием и распространением на большие территории, особенно при разливе жидких горючих смесей.

С целью уменьшения последствий таких пожаров на предприятиях производится обвалование емкостей с горючими жидкостями, а дороги на объекте прокладываются по насыпи высотой не менее 0,7—0,8 м. Пожары могут продолжаться длительное время, так как скорость выгорания жидкостей не превышает 10—15 см/ч.

Большую опасность представляет затопление местности при разрушении гидротехнических сооружений, а также в результате подводного и надводного взрывов вблизи побережья, вследствие чего значительная территория с находящимися на ней населенными пунктами, инженерными сооружениями, сельскохозяйственными животными и растениями может оказаться под водой.

Значительную опасность представляют также разрушения и повреждения емкостей и установок со СДЯВ, которые являются или исходным сырьем и промежуточными продуктами, или готовой продукцией химических предприятий. СДЯВ, как правило, хранятся в герметических стальных емкостях в сжиженном виде под давлением собственных паров 6—12 атм и подаются в технологические цехи по трубопроводам.

Повреждение емкостей и трубопроводов со СДЯВ ведет к возникновению газового облака с высокой концентрацией токсических веществ. Поэтому вблизи разрушенных емкостей или трубопроводов можно находиться только в изолирующих противогазах.

Особую опасность представляет разрушение АЭС, что может привести к радиоактивному заражению самой станции и прилегающей территории на десятки и даже сотни километров.

В результате обрушения поврежденных конструкций происходит так называемое косвенное воздействие ударной волны, вызывающее поражение людей и разрушение технологического оборудования. В Хиросиме и Нагасаки больше всего жертв было среди людей, оказавшихся в помещениях.

Таким образом, объект, оказавшийся в очаге ядерного поражения, сам может явиться источником поражающего и разрушительного действия или оказаться в зоне поражающего действия вторичных факторов при разрушении других объектов народного хозяйства.

Вторичные факторы поражения могут быть внутренними, когда их источником является разрушение самого объекта, и внешними, когда объект попадает в зону действия вторичных факторов, возникающих при разрушении других объектов.

21.2. Применение химического оружия

Под химическим оружием понимают боевые средства, поражающее действие которых основано на использовании токсических свойств отравляющих веществ (ОВ).

Отравляющие вещества — это токсичные химические соединения, обладающие определенными свойствами, которые делают возможным их боевое применение в целях поражения людей, животных и заражения местности на длительный период.

Для достижения максимального эффекта в поражении людей ОВ переводят в определенное боевое состояние: пар, аэрозоль, капли.

В зависимости от боевого состояния ОВ поражают человека, проникая через органы дыхания, кожные покровы, желудочно-кишечный тракт и раны. Основными путями проникновения ОВ в организм являются ингаляционный (через органы дыхания) и кожно-резорбтивный (через кожные покровы).

Способность ОВ оказывать поражающее действие на человека называется токсичностью. Основными токсикологическими характеристиками ОВ считаются токсические дозы (токсодозы).

Токсодоза — количественная характеристика токсичности ОВ, соответствующая определенному эффекту поражения.

Различают ингаляционную токсодозу ОВ, измеряемую в мг-мин/л, и кожно-резорбтивную — мг/кг, мг/чел.

21.2.1. Классификация и краткая характеристика ОВ

По характеру токсического действия ОВ подразделяются на 6 групп — нервно-паралитического действия GB (зарин), GD (зоман), VX (Ви-Экс); кожно-нарывные: Н (технический иприт), HD (перегнанный иприт), НТ и HQ (ипритные рецептуры), HN (азотистый иприт); общеядовитого действия: АС (синильная кислота), СК (хлорциан); удушающие: CG (фосген); психохимические: BZ (Би-Зет); раздражающие: CN (хлорацетофенон), DM (адамсит), CS (Си-Эс), CR (Си-Ар).

По своему тактическому предназначению и характеру поражающего действия ОВ делят на следующие группы: смертельные (VX, GB, GD, GA, HD, НТ, HN, АС, СК, CG, ботулинический токсин); временно выводящие живую силу из строя (BZ); раздражающие (CN, DM, CS, CR); учебные.

Основу арсенала химического оружия составляют ОВ смертельного действия, а также средства их применения.

В зависимости от продолжительности сохранения поражающей способности ОВ смертельного действия подразделяют на стойкие и нестойкие. Свое поражающее действие стойкие ОВ сохраняют до нескольких суток и даже недель. Типичными представителями стойких ОВ являются VX, GD, HD.

К нестойким относятся быстро испаряющиеся ОВ, которые при боевом применении на открытой местности сохраняют поражающее действие в течение нескольких десятков минут (АС, СК, CG).

В зависимости от быстроты их действия на организм и появления признаков поражения принято подразделять ОВ на быстро- и медленнодействующие.

К быстродействующим относят ОВ, не имеющие периода скрытого действия и приводящие к поражению уже через несколько минут (GB, GD, АС, СК, CS, CR).

Медленнодействующие ОВ обладают периодом скрытого действия и приводят к поражению по истечении некоторого времени (VX, HD, CG, BZ). Классификация ОВ приведена на рис. 5.7.

Рис.5.7. Классификация ОВ.

ОВ нервно-паралитического действия. К этой группе относятся фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ): GB, GD, VX. Все они представляют собой бесцветные жидкости без запаха, значительно отличающиеся друг от друга по летучести, стойкости и токсичности, что объясняется различиями в их химической структуре и физико-химических свойствах. Однако их объединяет биохимический механизм поражающего действия, следствием которого является нарушение деятельности центральной нервной системы, приводящее к судорогам, параличу и смерти.

GB является нестойким ОВ и сравнительно быстро испаряется. Его удельный вес 1,1, температура кипения 158° С, температура замерзания — 56° С. Он хорошо растворяется в воде, лучше — в жирах и органических растворителях.

В химическом отношении GB весьма активен. Он вступает в реакции с водными растворами щелочей, аммиака и другими веществами щелочного характера. Гидролиз GB при обычной температуре происходит медленно, что обусловливает заражение им водоисточников на длительное время.

GB — очень токсичное ОВ с ярко выраженным мистическим эффектом (сужение зрачков глаз). Скрытый период действия практически отсутствует. Средняя смертельная токсодоза при вдыхании его в течение 1 мин составляет 0,10 мг/л. Основное боевое состояние — пар. При всех путях попадания в организм GB присуще кумулятивное действие, т. е. способность накапливаться в нем.

Первыми признаками поражения являются миоз, светобоязнь, затруднение дыхания, загрудинный эффект (боль в груди).

VX — малолетучее ОВ, плохо растворимое в воде, но хорошо — в органических растворителях. Его удельный вес 1,1, температура кипения 300° С, температура замерзания — 50° С. Гидролизуется плохо даже в присутствии щелочей. Стойкость VX на местности летом — до недели, зимой — до месяца и более.

Основным боевым состоянием VX является аэрозоль. VX способен наносить поражения живой силе, защищенной противогазом, через кожные покровы и обмундирование.

Симптомы поражения VX аналогичны симптомам поражения GB, но при действии его через кожные покровы они развиваются гораздо медленнее — до нескольких часов (период скрытого действия). VX обладает кумулятивным действием. Из-за наличия скрытого периода действия смертельная доза может быть накоплена организмом до появления первичных признаков поражения.

VX во много раз токсичнее GB. Средняя смертельная токсодоза при вдыхании его в течение 1 мин составляет 0,01 мг/л. При действии через кожные покровы средняя смертельная токсодоза — 7 мг на человека.

GD по ряду своих свойств занимает промежуточное положение между GB и VX. Он мало растворим в воде, более стоек, чем GB, и в 5 раз токсичнее его, но уступает по этому показателю VX.

Антидотом против ОВ нервно-паралитического действия является афин, входящий в комплект аптечки индивидуальной (АИ).

ОВ кожно-нарывного действия. Поражение этими ОВ наносится главным образом через кожные покровы, а при применении их в виде пара или аэрозоля — также и через органы дыхания.

Основным представителем этой группы ОВ является HD — бесцветная маслянистая жидкость, слабо растворимая в воде и хорошо в органических растворителях, жирах, маслах, а также в других ОВ. Он легко впитывается в различные пористые материалы, лакокрасочные покрытия, резиновые изделия и с трудом удаляется из них. HD тяжелее воды, его удельный вес 1,3.

С зараженных участков HD испаряется медленно. Температура кипения 217° С. Это типично стойкое ОВ, его стойкость на местности летом — от 7 до 14 дней, зимой — месяц и более.

Основные боевые состояния HD — пар и капли. Для HD характерно многостороннее физиологическое действие на организм. В капельно-жидком состоянии он поражает кожу и глаза, в парообразном — кожу, глаза, дыхательные пути и легкие; при попадании с пищей и водой внутрь организма — пищеварительный тракт. HD обладает периодом скрытого действия и кумулятивным эффектом. Пары HD в концентрациях 4× 10^-3 мг/л приводят к токсическому отеку легких; 1× 10^-3 мг/л — воспалению глаз, а 0,1 мг/л — потере зрения.

Средняя смертельная токсодоза при вдыхании паров HD в течение 1 мин — 1,30 мг/л; при действии на кожу капельножидкого HD — 5 г/чел.

Признаки поражения кожи: покраснение (через 2— 6 ч), образование пузырей (через 24 ч), изъязвление (через 2—3 суток). Заживление язв длится около месяца. Антидотов против HD нет.

ОВ общеядовитого действия. Они поражают органы дыхания, вызывая прекращение окислительных процессов в тканях организма человека.

АС представляет собой бесцветную подвижную жидкость с запахом горького миндаля. Удельный вес 0,7, температура кипения 26° С, температура замерзания — 14° С. Боевое состояние AC — пар.

По токсичности АС значительно уступает ОВ нервно-паралитического действия. Средняя смертельная токсодоза при вдыхании паров — 2 мг/л при 1-минутной экспозиции.

Признаки поражения: горечь и металлический привкус во рту, тошнота, головная боль, одышка, судороги. Смерть наступает от паралича сердечной мышцы. Антидотами против АС являются амилнитрит, пропилнитрит.

СК представляет собой подвижную бесцветную жидкость с резким своеобразным запахом. Температура кипения 12,6° С, температура замерзания — 6,5° С, удельный вес 1,22. Боевое состояние СК — пар. По токсическим свойствам СК в основном аналогичен АС, но, кроме того, оказывает раздражающее действие на глаза и органы дыхания.

ОВ удушающего действия. Они поражают легкие, вызывают нарушение или прекращение дыхания.

CG при температуре выше 8° С — газ с запахом прелого сена, тяжелее воздуха в 3,5 раза. CG, как и другие ОВ удушающего действия, поражает легочную ткань, вызывая ее отек.

Средняя смертельная токсодоза — 3,2 мг/л при 1-минутной экспозиции.

Признаки поражения: слабое раздражение глаз, вызывающее слезотечение, головокружение, общая слабость. После выхода человека из зараженной атмосферы эти признаки исчезают и наступает период скрытого действия, длящийся 4—5 ч, в течение которого развивается отек легких. Состояние пораженного резко ухудшается: появляется кашель с мокротой, начинается посинение губ, головная боль, одышка и удушье, повышается температура. Смерть наступает в первые двое суток от отека легких. CG обладает кумулятивным действием. Антидотов против него нет.

ОВ психохимического действия. Психохимические ОВ, временно выводящие живую силу из строя, обладают специфическим действием на нервную систему.

BZ — белый кристаллический порошок с удельным весом 1,8. Температура кипения 412° С, температура плавления 190° С. Основное боевое состояние — аэрозоль, в который оно переводится с помощью термической возгонки. Людей поражает через органы дыхания или желудочно-кишечный тракт. Обладает периодом скрытого действия — 0,5 – 3 ч.

Признаки поражения: нарушение функций вестибулярного аппарата, появление рвоты, в последующем, в течение нескольких часов, — оцепенение, заторможенность речи; затем наступает период галлюцинаций и возбуждения.

Основное боевое назначение BZ — вызвать смятение среди личного состава, лишить его возможности принимать разумные решения в сложной обстановке.

ОВ раздражающего действия. ОВ раздражающего действия поражают чувствительные окончания слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей.

Из числа ОВ этой группы наибольший интерес представляют CS и CR.

CS — белый кристаллический порошок, умеренно растворимый в воде, но хорошо — в ацетоне и бензоле. Температура кипения 315° С, температура плавления 95° С, удельный вес 1,0. Боевое состояние CS — аэрозоль.

При концентрации аэрозоля CS в воздухе в количестве 5× 10^-3 мг/л личный состав мгновенно выходит из строя. При больших концентрациях CS вызывает ожоги открытых участков кожи и паралич органов дыхания.

Признаки поражения: жжение и боль в глазах и груди, слезотечение, кашель, насморк.

После выхода из зараженной атмосферы симптомы постепенно проходят. Особенностью поражающего действия CS является возникающая у людей боязнь повторного поражения этим ОВ.

CR — твердое кристаллическое вещество. По своим токсическим свойствам в основном аналогично CS, но более токсично. Так же как CS, оказывает сильное раздражающее действие на кожные покровы человека. Боевое состояние CR — аэрозоль.

Токсины. Бактериальные токсины в настоящее время относятся к высокотоксичным ОВ. В эту группу входят ботулинический токсин и стафилококковый энтеротоксин. В качестве боевого ОВ смертельного действия рассматривается ботулинический токсин тип А.

Ботулинический токсин тип А — наиболее токсичное вещество из известных современных смертельных ОВ. Чистый ботулинический токсин — белое кристаллическое вещество. Обладает периодом скрытого действия в течение 30—36 ч. Симптомы поражения: головная боль, слабость, ослабление зрения, двоение в глазах, рвота и паралич пищевода. Смерть наступает в результате паралича черепно-мозговых центров.

Бинарные ОВ. Совершенствование химического оружия привело к появлению бинарных ОВ. Бинарные газы (смеси) могут быть различных типов, но все они состоят из относительно безвредных (малотоксичных) компонентов, которые при смешивании дают высокотоксичные ОВ.

Принцип действия бинарных ОВ заключается в том, что во время выстрела боеприпаса разрушается перегородка между двумя нетоксичными компонентами, и между ними происходит химическая реакция под действием какого-либо катализирующего вещества.

21.3. Применение бактериологического (биологического) оружия

Биологическим оружием называют специальные боеприпасы и боевые приборы со средствами доставки, снаряженные биологическими средствами. Оно предназначено для массового поражения живой силы, сельскохозяйственных животных и посевов, а также порчи некоторых видов военных материалов и снаряжения.

Основу биологического оружия (БО) составляют биологические средства (БС), к которым относятся болезнетворные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, грибки) и вырабатываемые некоторыми бактериями яды (токсины).

Биологическими боеприпасами называют боеприпасы и боевые приборы, предназначенные для применения БС. В качестве биологических боеприпасов могут использоваться авиационные бомбы, кассеты, контейнеры, распыливающие приборы, боеприпасы реактивной артиллерии, боевые части ракет, портативные приборы (генераторы аэрозолей, распыливающие пеналы и т. п.) для диверсионного применения БС.

Факт применения биологического оружия могут подтверждать конструктивные особенности биологических боеприпасов, найденных на месте их падения, а также глухой звук их разрывов с образованием характерного быстрорассеивающегося облака аэрозоля.

21.3.1. Краткая характеристика болезнетворных микроорганизмов и токсинов

Различают следующие виды БС:

из класса бактерий — возбудители чумы, сибирской язвы, сапа, туляремии, холеры, мелиоидоза и др.;

из класса вирусов — возбудители желтой лихорадки натуральной оспы, различных видов энцефалитов и энцефаломиелитов, лихорадки Денге и др.;

из класса риккетсий — возбудители сыпного тифа, пятнистой лихорадки Скалистых гор, лихорадки цицигамуши и др.;

из класса грибков — возбудители бластомикоза, кокцидиоидомикоза, гистоплазмоза и др.

Характеристики некоторых инфекционных заболеваний приведены в таблице 5.13.

Для поражения сельскохозяйственных животных могут использоваться возбудители таких заболеваний, как чума крупного рогатого скота, свиней, а также некоторых заболеваний, опасных и для человека, например сибирской язвы, сапа мелиоидоза.

Для поражения сельскохозяйственных растений возможно использование возбудителей ржавчины злаков, картофельной гнили, грибкового заболевания риса и других, а также насекомых-вредителей, таких, как колорадский жук, слоака гегсенская муха.

Таблица 5.13. Характеристика заболеваний.