|
Под световым излучением ядерного
взрыва понимается электромагнитное излучение оптического диапазона в
видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.
Энергия светового излучения поглощается поверхностями
освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температуру нагрева зависит от
многих факторов и может быть такой, что поверхность объекта обуглится,
оплавится или воспламенится. Световое излучение может вызвать ожоги открытых
участков тела человека, а в темное время суток — временное ослепление.
Источником светового излучения является светящаяся область
взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров конструкционных
материалов боеприпаса и воздуха, а при наземных взрывах — и испарившегося
грунта. Светящаяся область в своем развитии проходит три фазы: начальную,
первую и вторую ( 2.6).
Начальная фаза очень кратковременна — от момента начала
ядерных реакций в боеприпасе до момента отрыва фронта ударной волны от
поверхности гомотермического шара (светящейся области). Яркостная температура
светящейся области в начальной фазе некоторое время остается равной 10 тыс. К
( 2.6, участок аб). Момент выхода фронта ударной волны на поверхность
светящейся области считается началом первой фазы, в которой развитие
светящейся области определяется законами распространения фронта ударной
волны. Яркостная температура становится практически равной температуре
воздуха во фронте ударной волны ( 2.6, точка в).
Воздух во фронте ударной волны светится сам и не
пропускает (экранирует) излучение, идущее из внутренней области. Поэтому
температура светящейся: облает определяется температурой нагретого воздуха»
во фронте ударной: волны. Экранированию внутреннего излучения гомо-
термического шара способствуют также окислы азота образующиеся во фронте
ударной волны при столь высо ких температурах.
По мере продвижения фронта: ударной волны давление и
температура воздуха в нем уменьшаются и наступает такой момент, когда воздух
перестает светиться. Фронт ударной волны становится прозрачным; Температура,
пройдя через минимум, вновь начинает повышаться, ir с этого момента наступает
вторая фаза развития светящейся области ( 2.6, участок гд).
Во второй фазе развития светящейся области темпе^ ратура,
увеличиваясь, достигает максимума (8—10 тыс. К). Затем температура
поверхности светящейся области начинает снижаться вследствие потери энергии
на излучение и охлаждения раскаленных газов в результате их расширения,
светящаяся область перестает испускать излучение в видимой части спектра и
превращается в облако взрыва.
Основная доля энергии светового излучения (до 98%)
приходится на вторую фазу, длительность которой, почти равна общей
длительности испускания светового излучения. Такая картина светового
излучения с минимумом между первой и второй фазами может наблюдаться при
ядерных взрывах мощностью более 0,5 тыс. т. При взрывах ядерных зарядов
сверхмалой мощности это излучение возможно в ходе одной основной фазы.
Спектральный состав излучения зависит от температуры
светящейся области: по мере уменьшения температуры уменьшается доля световой
энергии, приходящаяся на ультрафиолетовую часть спектра, и возрастает доля
инфракрасного излучения. Средний спектральный состав светового излучения за
все в^емя существования светящейся области близок к спектральному составу
излучения солнца, находящегося в зените.
Время существования светящейся области и tee размеры
возрастают с увеличением тротилового эквивалента взрыва ( 2.2). По
длительности свечения можно ориентировочно судить о .мощности ядерного
взрыва.
Основным параметром, определяющим поражающую способность
светового излучения ядерного взрыва, является световой импульс.
Световой импульс U — количество энергии светового
излучения, падающей за все время излучения на единицу площади неподвижной
неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению
прямого излучения, без учета отраженного излучения. Световой импульс
измеряется в джоулях на 'квадратный метр (Дж/м2)
з или в калориях (внесистемная единица измерения) на
квадратный сантиметр (кал/см2); 1 кал/см2«4,2-104Дж/м2.
Световой импульс уменьшается с увеличением расстояния от
центра (эпицентра) взрыва и зависит от вида взрыва и состояния атмосферы.
Ослабление светового-импульса при наземных взрывах объясняется тем, что в
этом случае световая энергия испускается не с поверхности сферы, как при
воздушном взрыве, а с поверхности полусферы или усеченной сферы. Кроме того,
при наземных взрывах имеет место экранирование светового излучения пылью и
дымом.
Интенсивность светового излучения с увеличением расстояния
уменьшается вследствие рассеивания и поглощения. Дождь, снег, туман, пыль и
дым, поглощая световое излучение, снижают световой импульс и его поражающее
действие в несколько раз. Прозрачность воздуха считается хорошей, когда
дальность видимости достигает 40 км. Дальность видимости около 10 км наблюдается при слабой дымке. В туман и снегопад видимость может быть не более 2 км.
Значения световых импульсов при воздушных взрывах для
некоторых условий. При наземных взрывах значения световых имиульсов будут
примерно в 3 раза меньше значений, приведенных в таблице. За счет отражения
от облаков или снежного покрова поражающее воздействие светового излучения
может увеличиться почти в 2 раза.
Поражающее действие светового излучения зависит не только
от значений светового импульса, но и от того, какую долю световой энергии
поглощает 1 см2 поверхности и до какой температуры нагревается поверхность. В
свою очередь температура нагрева освещенной поверхности определяется
теплопроводностью и удельной теплоемкостью тела. Чем больше поглощающая
способность поверхности и чем меньше теплопроводность и удельная
теплоемкость, тем выше температура нагрева поверхности.
Поражение людей световым излучением выражается в появлении
ожогов различных степеней открытых и защищенных обмундированием участков
кожи, а также в поражении глаз. Ожоги могут быть непосредственно от излучения
или пламени, возникшего при возгорании различных материалов под действием
светового излучения.
Световое излучение в первую очередь воздействует на
открытые участки тела — кисти рук, лицо, шею, а также на глаза. Различают
четыре степени ожогов ( 2.4): ожог первой степени представляет собой
поверхностное поражение кожи, внешне проявляющееся в ее покраснении; ожог
второй степени характеризуется образованием пузырей; ожог третьей степени
вызывает омертвение глубоких слоев кожи; при ожоге четвертой степени
обугливаются кожа и подкожная клетчатка, а иногда и более глубокие ткани.
Из данных видно, что при уменьшении мощности взрыва одной
и той же степени ожога открытых участков кожи соответствует меньшее
количество световой энергии. При коротком времени падения световой энергии
лишь незначительная часть тепла успевает отводиться от поверхностного слоя
кожи. Температура поверхности быстро повышается, и в соответствии с
температурой нагревания наступает наиболее вероятная степень ожога. Тяжесть
поражения личного состава световым излучением определяется не только степенью
ожога, но и размерами обожженных участков кожи.
Выход из строя личного состава будет наблюдаться при
ожогах открытых участков кожи второй и третьей степени или при ожогах второй
степени под обмундированием (не менее 3% поверхности тела).
Поражение глаз световым излучением возможно трех видов:
временное ослепление, которое может длиться до 30 мин; ожоги глазного дна,
возникающие на больших расстояниях при прямом взгляде на светящуюся область
взрыва; ожоги роговицы и век, возникающие на тех же расстояниях, что и ожоги
кожи.
Степень воздействия светового излучения на вооружение,
военную технику и сооружения зависит от свойств их конструкционных
материалов. Оплавление, обугливание и воспламенение материала в одном месте
могут привести к распространению огня, т. е. к пожару.
Защита от светового излучения более проста, чем от
других поражающих факторов ядерного взрыва, поскольку любая непрозрачная
преграда, любой объект, создающие тень, могут служить защитой от светового
излучения.
Фортификационные сооружения с перекрытиями, а также танки,
боевые машины и другая подобная военная техника полностью защищают от ожогов
световым излучением.
В качестве дополнительных мер защиты от поражающего
действия светового излучения рекомендуются следующие:
использование экранирующих свойств оврагов, лЪщин, местных
предметов;
постановка дымовых завес для поглощения энергии светового
излучения;
повышение отражательной способности материалов (побелка
мелом, покрытие красками светлых тонов);
повышение стойкости к воздействию светового излучения
(обмазка глиной, обсыпка грунтом, снегом, пропитка тканей огнестойкими
составами);
проведение противопожарных мероприятий (удаление сухой
травы и других легковоспламеняющихся материалов, вырубка просек и устройство
заградительных полос);
использование в темное время суток средств защиты глаз от
временного ослепления (очков, световых затворов и др.).
|