Петр Хохлов - Атомная энергия и флот

Эти данные надо считать ориентировочными. Имеется в виду, что была взорвана атомная бомба с тротиловым эквивалентом примерно 20 000 тонн.

При подводном взрыве, как известно, образуются морские поверхностные волны высотой до двадцати пяти и более метров. Эти волны, расходясь концентрическими кругами от эпицентра взрыва, могут нанести серьезные повреждения кораблям (особенно потерявшим ход и имеющим повреждения), а также причальным сооружениям баз и береговым объектам, расположенным у уреза воды. Такие волны обладают большим запасом энергии.

При испытании американцами атомной бомбы в лагуне Бикини из 85 кораблей, подвергавшихся непосредственному воздействию подводной ударной волны, затонуло 10. Поверхностными волнами было выброшено на берег 2 десантных корабля (водоизмещением более 3000 тонн) и 6 десантных катеров.

Ударная волна — самый мощный поражающий фактор атомного взрыва. Однако воздействие ее на корабли и береговые объекты можно значительно уменьшить умелой и четкой организацией противоатомной защиты. Для этой цели с успехом могут применяться известные методы защиты от обычных взрывчатых веществ — усиление прочности военных объектов, боевых средств и вооружения, рассредоточение их, использование естественных и искусственных укрытий. Воины Советской Армии и Флота обязаны настойчиво совершенствовать свою боевую выучку, твердо знать свойства атомного оружия и средства защиты от него. Они всегда должны быть в состоянии полной готовности к ведению активных, решительных действий против любого агрессора, обладающего любым оружием. Высокое боевое мастерство, непреклонная воля к победе, способность стойко переносить трудности — эти качества надо настойчиво воспитывать у каждого советского военного моряка.

Ядерный взрыв, являющийся результатом цепной реакции, происходящей при делении ядер атомов некоторых тяжелых элементов (урана 235, урана 233, плутония 239) или термоядерной реакции с изотопами водорода и лития, сопровождается выделением огромного количества энергии. Вследствие этого в месте взрыва создается температура, измеряемая миллионами и даже десятками миллионов градусов. Благодаря такой огромной температуре примерно одна треть всего количества энергии, освобождающейся при взрыве, выделяется в виде светового излучения.

Под световым излучением ядерного взрыва понимают излучения в видимой, а также в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра электромагнитных волн. Например, при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 000 тонн на долю светового излучения приходится примерно 7 миллиардов больших калорий [1] Большая калория — килокалория (10 3 калорий). Калория — энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды на 1 градус (а именно — с 19.5 до 20.5 градусов Цельсия). — прим. Гриня . . Таким количеством тепла можно нагреть 70 000 тонн воды от нуля градусов до температуры кипения.

Известно, что взрыв обычных боеприпасов (бомб, мин, снарядов) также сопровождается световым излучением, но оно существенно отличается от светового излучения атомного взрыва. Это различие состоит в том, что в первом случае общая энергия, освобождающаяся на единицу массы взрывчатого вещества, в миллионы раз меньше. Температура в месте взрыва обычных боеприпасов достигает всего лишь 4000–5000 градусов. Вследствие этого количество энергии, выделяющейся в форме светового излучения, ничтожно мало по сравнению с атомным взрывом.

Кроме того, известно, что общее количество световой энергии, излучаемое светящимся телом, зависит не только от его температуры. Оно прямо пропорционально площади светящейся поверхности и времени свечения. Так как светящаяся область при обычном взрыве занимает малый объем, а сама вспышка длится короткое время (тысячные доли секунды), то поражение за счет светового излучения при этом не учитывают.

Совершенно иная картина наблюдается при взрыве атомной бомбы, при котором световое излучение может вызывать ожоги у людей и животных, являться причиной пожаров. При подземном (подводном) взрыве световое излучение как поражающий фактор можно не учитывать. Но при воздушном и наземном (надводном) взрывах оно является серьезным поражающим фактором.

Вследствие того что температура в момент взрыва измеряется миллионами градусов, не успевшая разделиться часть атомного заряда, оболочка и все другие детали бомбы испаряются. В месте взрыва наблюдается ослепительно яркая вспышка. При таких огромных температурах основная часть излучения состоит из рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, полностью поглощаемых воздухом. Вследствие этого воздух раскаляется. Образуется светящаяся область в форме шара, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и воздуха. Давление и плотность газов светящейся области значительно выше, чем окружающего воздуха. Вследствие большого различия в давлении огненный шар расширяется со скоростью, значительно превосходящей скорость звука (340 м/сек.), сжимая прилегающий к нему воздух. Сжатие от первого слоя воздуха передается следующим слоям. В результате возникает волна сжатия, или ударная волна. Воздух в ней сжат так сильно, что светится. Передняя граница ударной волны (ее фронт) будет одновременно являться внешней границей расширяющегося огненного шара. Таким образом, в начальный момент имеется внутреннее светящееся ядро из раскаленных газов и внешний шаровой светящийся слой, образованный фронтом ударной волны.

По мере распространения ударной волны температура воздуха, движущегося в ее передней части, падает. Так как скорость расширения огненного шара меньше скорости фронта ударной волны, последняя отрывается от его поверхности, уходя в пространство. При этом ясно обозначается граница между более нагретым внутренним ядром и менее раскаленным фронтом волны.

Сильно сжатый слой воздуха в передней части ударной волны до определенного момента не пропускает световое излучение внутреннего ядра, экранирует его. Вскоре, однако, температура во фронте волны падает до 2000 градусов и воздух в ней перестает светиться. Для атомной бомбы, эквивалентной 20 000 тонн тротила, это соответствует времени примерно 0,01 секунды с начала взрыва. Так заканчивается первый период развития светящейся области. Что же происходит дальше, когда фронт ударной волны перестает светиться?