Дія зброї масового ураження на людину та предмети, що оточують

1.1 Ядерна зброя

Ядерною зброєю називають зброю, вражаюча дія якої базується на використанні енергії, що виділяється у виді вибуху при ядерних перетвореннях.

До ядерних боєприпасів належать оснащені ядерними зарядами бойові частини ракет, авіаційні бомби, артилерійські снаряди, ядерні фугаси. Пристрої, які використовуються для здійснення вибухового процесу і звільнення ядерної енергії, називаються ядерними зарядами.

За характером вибухових реакцій вони поділяються на три основні види. Заряди, вражаюча дія котрих базується на використанні енергії ділення ядер радіоактивних речовин, називаються ядерними. Ядерні заряди, які базуються на енергії реакцій "ділення -- синтез", "ділення -- синтез -- ділення", називаються термоядерними. Ядерні боєприпаси :і підвищеним виходом нейтронного потоку в складі проникаючої радіації називають нейтронними.

Потужність ядерних боєприпасів визначається загальною кількістю звільненої при ядерному вибуху енергії. На озброєнні армій ядерних держав ядерні боєприпаси мають потужність від декількох тонн до кількох мегатонн. В залежності від розташування центру вибуху по відношенню до поверхні землі (води), фізичних процесів, які супроводжують вибух, середовища, в якому його проведено, розрізняють наземний, надводний, повітряний, висотний, підземний, підводний ядерний вибух.

При вибуху ядерного боєприпасу утворюються такі вражаючі фактори: ударна повітряна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження місцевості і електромагнітний імпульс. При вибуху ядерного боєприпасу за мільйонні долі секунди виділяється величезна кількість енергії. Температура в зоні проходження реакції підвищується до декількох мільйонів градусів, а максимальний тиск досягає мільярдів атмосфер. Високі температура і тиск утворюють потужну ударну повітряну хвилю. Разом з ударною повітряною хвилею вини кас світлове випромінювання і проникаюча радіація, яка складається із потоку нейтронів і гама-квантів. Хмара ядерного вибуху включає в себе дуже велику кількість радіоактивних речовин. По шляху руху цієї хмари радіоактивні речовини випадають на землю, внаслідок чого виникає радіоактивне зараження місцевості, об'єктів, повітря. Нерівномірний рух електричних зарядів в повітрі, виникаючи під дією іонізуючих випромінювань, викликає великої потужності електромагнітний імпульс.

Ударна хвиля ядерного вибуху -- це один із основних уражаючих факторів. Ударною хвилею називається область різкого стиску повітря, яка розповсюджується радіально від центру вибуху з надзвуковою швидкістю. Маючи великий запас енергії, ударна хвиля ядерного вибуху може уражати незахищених людей, руйнувати різні споруди, будівлі, обладнання, техніку. Із збільшенням відстані від центру вибуху швидкість розповсюдження ударної повітряної хвилі і надмірний тиск зменшуються.

Параметром, який визначає механічну дію ударної хвилі, є максимальний надмірний тиск повітря безпосередньо у фронті ударної хвилі ( її передня границя). АР - це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі Р і нормальним атмосферним тиском Ро: АРф=Рф-Р0

Утворений шар стиснутого повітря називається фазою стиску т+. В цей момент повітряна хвиля має найбільш руйнівну дію. Із збільшенням відстані від центру вибуху тиск у фронті ударної хвилі зменшується, товщина шару стиску весь час збільшується і через час т., тиск починає дорівнювати атмосферному. Подальше зменшення тиску призводить до розрідження повітря. В цей час повітря починає рухатись в сторону вибуху. Ця зона пониженого тиску називається фазою розрідженнях . В цій фазі ударна хвиля призводить до менших руйнувань, ніж в фазі стиску тому, що максимальний від'ємний тиск значно менший від максимального надмірного тиску у фронті ударної хвилі. Після закінчення дії фази розрідження тиск стає рівним атмосферному, рух повітря припиняється.

Найбільша руйнівна дія швидкісного напору проявляється в місцях, в яких надмірний тиск більше 50 кПа. В цих місцях швидкість вітру досягає 100 м/с.

Осередок ядерного ураження в залежності від тиску у фронті ударної повітряної хвилі умовно поділяється на зони зруйнування: повні, сильні, середні, слабкі.

При повних зруйнуваннях в будинках, спорудах знищені несучі конструкції. Обвалені перекриття. Обладнання, технічні засоби ремонту не підлягають. На електромережах розриви кабелів, на всіх трубопроводах, які знаходяться на поверхні (відкриті) - значні зруйнування, повітряні лінії зв'язку і електропередач порвані, стовпи ліній звалені. При повних зруйнуваннях встановлення пошкоджень недоцільно. Виникають суцільні завали і задимленість від палаючих предметів [7].

При сильних зруйнуваннях значно деформуються несучі конструкції споруд і будинків, більша частина стін і перекриттів обвалена. Механізми, обладнання дуже здеформовані. На трубопроводах, мережах зв'язку і електропостачання розриви і деформації. Виникають суцільні пожежі, окремі і суцільні завали.

При середніх зруйнуваннях в спорудах, будинках обвалено дах. Перегородки, стіни, вибиті Вікна, двері. Перекриття і підвали не зруйновані Частішу приміщення можна використовувати. Окремі вузли обладнання, техніки потребують капітального ремонту. Комунально-енергетичні мережі мають окремі розриви і деформацію. Будинки, споруди, обладнання, комунально-енергетичні мережі, техніка потребують капітального ремонту. Виникають окремі завали і суцільні пожежі.

При слабких зруйнуваннях будинки і споруди можуть мати внутрішні Пошкодження перегородок, віконних і дверних отворів. На комунально-енергетичних мережах незначні порушення і поломки. Елементи обладнання, техніки, мережі потребують дрібного ремонту. В цій зоні виникають окремі пожежі.

Ударна повітряна хвиля уражає людей внаслідок безпосередньої дії і непрямої дії. При безпосередній (прямій) дії повітряної ударної хвилі причиною ураження є надмірний тиск.

При непрямому ураженні люди отримують різні травми від обломків споруд, будинків, обладнання, скла і т.д., які летять з великою швидкістю під дією напору повітря. Таке ураження можливе при надмірному тиску З кПа і більше. Травми, які отримують люди, поділяються на легкі, середні, важкі і дуже важкі. До легких травм (ДРф= 20 - 40 кПа) віднесено тимчасове пошкодження слуху, вивихи суглобів, легку загальну контузію.

До середніх травм (АР =40 - 60 кПа) віднесено сильні вивихи і переломи, контузію, пошкодження органів слуху, кровотечу з носа і вух.

До тяжких травм (АРф=60 - 100 кПа) віднесено сильну контузію всього організму, пошкодження внутрішніх органів і мозку, тяжкі переломи. До дуже важких травм (ДРф більше 100 кПа) віднесено травми, які призводять до смерті.

Основним заходом порятунку від уражаючої дії повітряної ударної хвилі є укриття людей в захисних спорудах.

Надмірний тиск 10 кПа і менше не викликає травм і зруйнувань і є граничним для осередку ураження.

Розміри зон ураження від загальної площі осередку ядерного ураження орієнтовно складають: зона суцільних зруйнувань -- 12%, сильних -- 10%, середніх - 18%, слабких -- 60%.

Світлове випромінювання ядерного вибуху -- це електромагнітне випромінювання оптичного діапазону у видимій, ультрафіолетовій і інфрачервоній областях спектру. Джерелом світлового випромінювання є вогненна куля, яка виникає при ядерному вибусі. До її складу входять розжарені продукти вибуху і повітря. Із області, що світиться (вогненної кулі) випромінюється дуже велика кількість променевої енергії. Внаслідок цього опромінюванні предмети дуже швидко нагріваються, обвуглюються або загоряються, а в живих тканинах виникають опіки різних ступенів. Основним параметром, що визначає уражаючу дію світлового випромінювання ядерного вибуху, є світловий імпульс. Світловий імпульс -- це кількість світлової енергії, яка припадає на один квадратний метр освітлюваної поверхні, розташованої перпендикулярно до напряму розповсюдження випромінювання. В системі СІ світловий імпульс вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м2), а в несистемних одиницях виміру в калоріях на квадратний сантиметр ( кал/см2)

1 кал/см² = 4,2x104 Дж/м².

Світловий імпульс зменшується із збільшенням відстані від центру вибуху і стану атмосфери. Ослаблення світлового імпульсу при наземних вибухах відбувається тому, що в цьому випадку світлова енергія виходить не з поверхні сфери (як при повітряному вибусі), а з поверхні півсфери. Крім того, при наземних вибухах відбувається екранування світлового випромінювання порохом і димом. Інтенсивність світлового випромінювання із збільшенням відстані зменшується внаслідок розсіювання і поглинання проміння.

Дощ, сніг, туман, порох, дим поглинають світлове випромінювання, знижують його потужність і уражаючу силу в декілька раз. Уражаюча сила світлового випромінювання залежить від того, яку долю світлової енергії поглинає 1 см2 поверхні і до якої температури вона нагрівається. В свою чергу температура нагрівання освітленої поверхні визначається теплопровідністю і питомою тепломісткістю тіла. Чим більшою є поглинаюча здатність поверхні і чим меншою теплопровідність і питома тепломісткість, тим вища температура нагрівання поверхні.

Ураження людей світловим випромінюванням -- це поява опіків різних ступенів відкритих і закритих одягом ділянок тіла, а також ураження очей.

Опік першого ступеня отримують люди при потужності світлового імпульсу від 100 до 200 кДж/м2. При цьому виникає почервоніння шкіри, припухлість місць опіку. Люди не втрачають працездатності. Спеціального лікування не потребують. Опіки загоюються швидко [6].

Опік другого ступеня люди отримують при потужності світлового імпульсу від 200 до 400 кДж/м2. При цьому на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною. Люди втрачають працездатність і потребують лікування.

Опік третього ступеня люди отримують при потужності світлового імпульсу від 400 до 600 кДж/м2. При цьому відбувається повне порушення шкірного покрову по всій його товщині, виникають виразки. Люди, котрі отримали такі опіки, потребують тривалого лікування. Якщо не робити пересадку шкіри, то на місцях опіків утворюються шрами.

Опік четвертого ступеня люди отримують при потужності світлового імпульсу більше 600 кДж/м2. При цьому вмертвляється підшкірна клітковина, проходить обвуглення. Люди, які отримали опік четвертого ступеня, потребують тривалого лікування, можлива смерть.

Небезпечність опіків для життя залежить також від розміру ураженої площі тіла. Наприклад, опік першого ступеня по всьому тілі може бути більш небезпечний, ніж опік третього ступеня на малій ділянці.

Ураження очей світловим випромінюванням можливе трьох видів:

-- тимчасове осліплення, яке може тривати до 30 хвилин;

-- опіки очного дна, які виникають на великих відстанях, якщо дивитись на вогненну кулю ядерного вибуху;

-- опіки рогівки очей і повік, які виникають на тих же відстанях, що і опіки шкіри.

Внаслідок дії світлового опромінення ядерного вибуху на матеріали відбувається їх плавлення, жолоблення, обвуглення або загоряння. Внаслідок дії світлового випромінювання і вторинних факторів ядерного вибуху можуть виникнути пожежі на виробничих підприємствах і в населених пунктах. Особливо швидко загоряються папір, суха трава, солома, сухе листя, дерев'яні будівлі, пиломатеріали, горючі гази, паливні матеріали.

Зона пожеж в завалах розповсюджується на територію зони повних руйнувань і на частину зони сильних зруйнувань. Для цієї території характерним є тривале тління і горіння в завалах, яке може продовжуватись до декількох діб. Внаслідок неповного згоряння має місце сильне задимлення, виділення токсичних речовин. В цій зоні підвищена температура задимленого повітря, в якому наявний окис вуглецю. Вдихання продуктів згоряння з невеликою домішкою окису вуглецю і нагрітих до температури 50 - 60°С призводить до загибелі людей.

На території зони суцільних пожеж під дією світлового імпульсу виникають пожежі в більшій частині будівель. Через деякий час ( 1-2 год) вогонь розповсюджується на більшість будівель і виникає суцільна пожежа. Зона суцільних пожеж розповсюджується на більшу частину території зони сильних зруйнувань, на всю територію середніх зруйнувань і на частину території зони слабких зруйнувань [1].

Можливе виникнення вогненного шторму, який викликає ураганний вітер, спрямований до центру пожежі, стовп вогню підіймається на висоту до 5 км. Виникненню вогненного шторму сприяє густа, забудова, розтікання горючих рідин на площі більше 100 га, відсутність вітру і відносна вологість повітря менша 30%, наявність в житлових кварталах дерев'яних будівель. В зоні суцільних пожеж перед виконанням рятувальних робіт необхідно провести спеціальні протипожежні заходи по локалізації і гасінню пожежі.

Зона окремих пожеж розповсюджується на частину території зони слабких зруйнувань і виходить за межу цієї зони (межею є територія із надмірним тиском 10 кПа), закінчується на місцевості, де потужність світлового імпульсу становить 100 кДж/м і менше. На території зони окремих пожеж нони виникають в окремих будівлях. В цій зоні є можливість швидкої організації гасіння пожеж і проведення рятувальних і інших невідкладних робіт.

Надійним захистом від світлового випромінювання ядерного вибуху є будь-яка непрозора перепона на шляху поширення світлових променів.

При роботі реактора в процесі ділення ядер урану або плутонію під дією нейтронів в їх активній зоні накопичуються продукти ядерного ділення, які являють собою біля 200 уламкових радіонуклідів більше 30 хімічних елементів. Ці елементи займають середину таблиці Менделєєва -- під германія з атомним номером 32 до европія з номером 63, а також ізотопи наведеної активності -- цезій-134 і нептуній-239. Вони мають періоди напіврозпаду від 30 секунд (радій-106) до 30 років (цезій-137) і є бета-гама-випромінювачами. При опроміненні повільними нейтронами урану-238 утворюються трансуранові альфа-активні елементи -- плутоній, америцій, кюрій. Кількість і радіонуклідовий склад продуктів ядерного ділення залежать від тривалості роботи реактора: чим вона довша, тим більше розділиться ядер урану і більше накопичиться продуктів ядерного ділення. Вихід їх в атмосферу внаслідок, аварії на АЕС (перегрівання і розплавлення активної зони, порушення герметичності реактора) визначається ступенем їх летючості. На фоні тугоплавкості більшості радіонуклідів телур, йод і цезій мають високу летючість. В зв'язку з цим аварійні викиди збагачуються названими радіонуклідами. При аварії на Чорнобильській АЕС було викинуто в атмосферу в процентному відношенні: йоду-131 -- 20%, цезію-137 -- 13%, цєзію-134 -- 10%, інших радіоактивних речовин було викинуто від 2 до 5%, в тому числі і стронцію-90 -- 4%. Серед продуктів ядерного ділення є радіоактивні гази -- криптон і ксенон. При нормальній роботі реактора вони постійно випускаються через фільтровентиляційну систему, а при аварії -- вільно виходять в атмосферу. Склад продуктів ядерного ділення в реакторі АЕС відрізняється від складу продуктів, які утворюються при вибусі ядерного боєприпасу. При ядерному вибусі основна маса його радіоактивних продуктів оплавляється або конденсується на частинках фунту і втягується в зону вибуху, утворюючи хмару радіоактивного пороху." За 8-10 годин вона осідає на поверхню ґрунту і створює достатньо чіткий слід радіоактивної хмари, яку можна прогнозувати за розмірами і рівнями радіації [8].

Складність аварії на Чорнобильській АЕС полягала в тому, що після зруйнування енергоблоку реактор перейшов у режим саморегулюючого енерговиділення і перетворився в джерело безперервного пульсуючого виділення в атмосферу продуктів ядерного ділення. Крім того, хмара газоаерозольного викиду значно довше знаходиться в атмосфері і значно довше випадає на землю. Все це дуже ускладнило радіаційну обстановку: наземний слід мав плямистий характер з великими перепадами рівнів радіації. Мало місце перенесення радіоактивних речовин на великі відстані.

Згідно з метеоумовами в перші два-три дні після аварії радіоактивність розповсюдилась в північно-західному, північному і північно-східному напрямках в залежності від висоти викиду, напрямку і швидкості вітру. Висота викиду була від 200 до 1200 метрів. Вранці 28 квітня (аварія сталася 26 квітня 1986 року) в Швеції і Фінляндії було зареєстровано підвищення рівнів радіації. 30 квітня при значно меншому виході радіоактивних речовин в атмосферу, в приземних шарах атмосфери вони перенеслись на південь на висоті 700 метрів в сторону Кишинева, а на висоті 1500 метрів в напрямку Відня і Будапешту. На територіях північних областей України і південних Бєларусі сформувався наземний слід, де випала основна частина радіоактивних речовин. При аварії на ЧАЕС була заражена територія, на якій проживало 17,5 млн. людей, в тому числі 2,5 млн. дітей. При аваріях на АЕС з викидом радіоактивних речовин розповсюдження останніх не мають меж. Необхідно враховувати, що зруйнувати АЕС в воєнний час можна звичайними засобами ураження, а це може призвести до втрати теплоносія першого контуру охолодження реактора, до повної розгерметизації палива, плавлення активної зони реактора і навіть часткового випаровування продуктів ядерного ділення з зруйнуванням або без зруйнування реактора. Після зруйнування реактора звичайними засобами ураження біля 1/3 радіоактивних продуктів може бути викинуто в атмосферу. Внаслідок цього може виникнути складна і непередбачена радіаційна обстановка. В зв'язку з тим, що в продуктах викиду перевагу мають довгоживучі радіонукліди, зараження буде тривалим.

2. Хімічна зброя: характеристика, застосування та наслідки

2.1 Поняття про хімічну зброю

Бурхливий розвиток хімії як науки відзначається насамперед створенням могутньої промисловості, ростом асортименту хімічних речовин, які використовуються у промисловості, сільському господарстві і побуті, деякі речовини токсичні і шкідливі для здоров'я людини, їх називають сильнодіючими отруйними речовинами (СДОР). Деякі види цих речовин є у великих кількостях на підприємствах, які їх виготовляють або використовують. У випадку аварії вони можуть бути розлиті або викинуті в атмосферу. Це може призвести до отруєння людей не тільки на цьому об'єкті, але і за його межами, в найближчих населених пунктах [1].

Хімічна зброя -- один із видів зброї масового ураження. Вражаюча дія базується на використанні бойових токсичних хімічних речовин. До бойових токсичних хімічних речовин відносяться отруйні речовини (ОР) і токсини, які діють на організм людини, а також фітотоксиканти, які уражають рослини. Фітотоксиканти призначені, в основному, для знищення сільськогосподарських рослин з метою позбавлення противника продовольчої бази і підриву військово-економічного потенціалу. Засобами доставки хімічної зброї до об'єктів ураження є літаки, ракетна артилерія, засоби інженерних і хімічних військ. Основою хімічної зброї є БОР, які використовуються для заповнення хімічних боєприпасів. Отруйні речовини -- це хімічні сполуки, для яких характерні фізико-хімічні властивості, що уражають незахищених людей, тварин, а також заражають повітря, воду, продукти харчування, фураж, місцевість, техніку, обладнання. БОР заповнюються авіаційні бомби, артилерійські снаряди, міни, бойові частини ракет, виливні авіаційні прилади, димові шашки, гранати і інші хімічні боєприпаси. БОР уражає організм незахищеної людини. Основні шляхи проникнення в організм: через дихальні шляхи, шкіру, шлунково-кишковий тракт, кров, поранення зараженими предметами. Крім того ураження наступають внаслідок вживання заражених продуктів харчування і води. В бойовий стан БОР переводяться при використанні хімічної зброї. В момент її використання виникає хмара зараженого повітря. При застосуванні низько летючих рідких БОР утворюється хмара зараженого повітря, до складу якого входить грубодисперсний аерозоль, що розповсюджуючись під дією вітру і, осідаючи на різні поверхні, заражає їх. При використанні БОР, які переходять в пару, виникає хмара пари і тонкодисперсного аерозолю, які на шляху розповсюдження діють на незахищених людей, уражаючи їх через органи дихання. Ступінь небезпеки уражень через органи дихання залежить від концентрації пари БОР в повітрі, характеру і інтенсивності фізичного навантаження і часу перебування людей в зараженій атмосфері. Ступінь небезпеки уражень через шкіру залежить від початкової щільності зараження відкритих ділянок тіла і одягу аерозольними частинками і краплями БОР. Всі БОР являють. собою хімічні сполуки і мають хімічні назви, наприклад: іприт, зарин, фосген, адамсіт. Крім того, БОР можуть мати шифри, якими маркують хімічні боєприпаси і тару під них.

2.2 Фізико-хімічні характеристики бойових отруйних речовин

Агрегатний стан БОР. Відомі БОР являють собою рідину, газ або тверду речовину. Деякі БОР, наприклад, хлорціан і фосген, являють собою газ, а в мімічних боєприпасах перебувають в рідкому стані.

Розчинність БОР -- це можливість їх в суміші з однією або декількома сечовинами утворювати однорідні системи-розчини. Розчинність БОР у воді може призвести до зараження джерел води на довгий час.

Густина БОР -- це кількісна місткість даної отруйної речовини в одиниці об'єму. БОР, густина яких більша від густини води, проникають в глибину водоймища і заражають його.

Гідроліз БОР -- це розчинність у воді. Стійкість БОР до гідролізу є важливим фактором, який визначає умови зберігання БОР, стан їх в повітрі і на місцевості. Чим менше БОР підлягає гідролітичній дії, тим сильніша її вражаюча дія після використання. Гідролітичній дії сприяють дощ, вологість ґрунту, роса.

Тиск насиченої пари БОР -- фізична характеристика БОР, яка визначає їх летючість і стійкість на місцевості, техніці, предметах. Тиск насиченої пари залежить від природи БОР і температури. При даній температурі тиск насиченої пари БОР -- величина постійна [3].

Летючість БОР -- це здатність даної БОР переходити в стан пари. Кількісною характеристикою летючості є максимальна концентрація парів БОР при даній температурі. Чим нижча летючість, тим довшою буде вражаюча дія.

Максимальна концентрація БОР -- це кількість насиченої пари БОР в одиниці об'єму при даній температурі в замкнутій системі, коли рідка газоутворююча фази перебувають в рівновазі.

Температура кипіння і плавлення БОР -- це характеристика фізичним властивостей БОР, на основі котрих оцінюється можливість використаними противником даної БОР і тривалість її вражаючої дії.

В'язкість БОР -- це фізична характеристика, яка визначає величин» опору рідини при переміщенні одного шару відносно другого. Від в'язкості залежить дроблення, розпливання і поглинання зараженими поверхнями. Чим більшою є в'язкість, тим більші краплини БОР і тим більшою є тривалість вражаючої дії.

2.3 Токсикологічні характеристики бойових отруйних речовин