Петр Хохлов - Атомная энергия и флот

Например, по данным иностранной печати, при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 000 тонн на различных расстояниях от эпицентра взрыва, когда ослаблением светового излучения в атмосфере можно пренебречь, световые импульсы будут равны: на расстоянии одного километра — 56 кал/см 2, двух — 14 кал/см 2, трех — 6,2 кал/см 2, четырех — 3,5 кал/см 2и пяти километров — 2,2 кал/см 2. Для того чтобы определить значение световых импульсов для любого другого калибра бомбы на этих расстояниях, нужно указанные выше импульсы помножить на отношение тротилового эквивалента, выбранного к 20 000.

Таковы были бы импульсы, если бы световая энергия не ослаблялась в атмосфере. Однако практически при прохождении световой энергии сквозь атмосферу всегда происходит ее ослабление в той или иной степени. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Прежде всего установим, в каких областях спектра излучается наибольшее количество световой энергии при атомном взрыве. Это можно определить, если известна температура поверхности огненного шара в каждый момент времени. Тогда о взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 000 тонн можно сказать следующее:

1) несмотря на то что в первые моменты после взрыва (первая стадия развития) температура поверхности огненного шара очень велика, доля излучаемой световой энергии за это время составляет примерно всего один процент. Это объясняется тем, что время сохранения такой большой температуры у огненного шара очень мало (тысячные доли секунды);

2) почти вся световая энергия при атомном взрыве излучается огненным шаром на последующей (второй) стадии его развития. При этом основная доля световой энергии (80–85 процентов) излучается за первую секунду после взрыва, а остальная часть (20–15 процентов) — в промежутке от 1 до 3 секунд (последняя стадия развития огненного шара);

3) зная, за какой промежуток времени (от 0,01 до 1 секунды) излучается основная доля световой энергии при атомном взрыве, можно легко установить, какие температуры поверхности в этот промежуток времени имеет огненный шар. Измерения показывают, что это будут температуры в пределах от 2000 до 7000–8000 градусов. В печати указывалось, что если известна температура поверхности шара, то по формулам светотехники нетрудно определить распределение энергии по спектру (см. табл.).

Из таблицы видно, что в спектре светового излучения огненного шара при атомном взрыве имеются все три части светового спектра. Однако температура поверхности шара, когда выделяется основная доля светового излучения, не превышает 8000 градусов Кельвина. Следовательно, в спектре больше всего содержится видимых и инфракрасных излучений. С некоторым приближением можно считать, что в среднем спектр огненного шара при атомном взрыве напоминает спектр Солнца.

На распространение светового излучения значительное влияние оказывает состояние атмосферы в момент атомного взрыва. Световая энергия, как известно, поглощается и рассеивается молекулами воздуха, что вызывает ослабление светового импульса. Различные части спектра (ультрафиолетовое, инфракрасное и видимое излучения) по-разному поглощаются воздухом. Молекулы воздуха сильно поглощают ультрафиолетовые лучи и почти совсем не поглощают видимые и инфракрасные лучи. Появление в воздухе водяных паров вызывает сильное поглощение определенной части инфракрасного излучения. Это особенно будет проявляться над морем.

Хотя количество водяного пара в атмосфере невелико (самое большее 4 процента), все же он является главной причиной возникновения дымки, туманов и облаков, из которых выпадают осадки в виде дождя и снега. При наличии в атмосфере тумана, дождя и снега, а также пыли и дыма происходит значительное ослабление светового импульса. Величина его может уменьшиться в этом случае в несколько раз.

Поражающее действие светового излучения на людей, находящихся вне убежищ, определяется величиной светового импульса, продолжительностью его воздействия, положением человека по отношению к взрыву и качествами одежды.

Световое излучение в первую очередь воздействует на открытые части тела — кисти рук, лицо, шею, а также глаза. Однако при значениях светового импульса более 3–5 кал/см 2возможны ожоги частей тела, прикрытых тонкой и плотно прилегающей одеждой. Ожоги могут возникнуть не только от прямого воздействия светового излучения на тело человека, но также и в результате воспламенения одежды или появления очагов пожаров, образовавшихся в результате атомного взрыва.

По внешнему виду ожоги от светового излучения атомного взрыва не отличаются от обычных ожогов. При прямом воздействии светового излучения происходит только односторонний ожог освещенной поверхности тела.

По тяжести поражения тканей различают ожоги первой, второй и третьей степеней. Ожог первой степени сопровождается покраснением кожи и некоторой болезненностью. При подобных ожогах рук, лица, шеи работоспособность в значительной мере сохраняется, и люди, получившие их, могут принимать участие в аварийно-технических работах. Ожог первой степени возникает при световом импульсе в 2–4 кал/см 2и в условиях хорошей погоды может быть получен на расстояниях до 3,5–4 километров от места взрыва бомбы.

Ожоги второй степени характеризуются образованием пузырей и требуют специального лечения. Возникновение их возможно при значениях светового импульса более 5 кал/см 2на расстояниях до 2,5 километра от места взрыва атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 000 тонн. Ожоги третьей степени сопровождаются образованием язв, омертвением кожи и подкожных тканей. Такие ожоги возникают при значениях световых импульсов свыше 10 кал/см 2и в условиях хорошей видимости могут быть получены на расстояниях до 1,5 километра от места атомного взрыва.

На близких расстояниях от центра взрыва (в пределах до 1 километра) при световом импульсе в 20 кал/см 2происходит обугливание открытых освещенных частей тела. При ожогах третьей степени и обугливании люди нуждаются в длительном лечении.

Изучением последствий атомных взрывов над японскими городами установлено, что люди могут получить ожоги участков тела, закрытых одеждой. Степень ожогов зависела от характера одежды, ее цвета, толщины и даже от плотности прилегания к телу. Люди в темной одежде получали более сильные ожоги, чем в белой или светлой. Отмечены случаи, когда на теле человека образовывались сильные ожоги в местах, расположенных под темным узором одежды, тогда как остальные части тела, прикрытые белым материалом, совершенно не пострадали. Свободная одежда из плотного материала светлых тонов является хорошей защитой от светового излучения. Японские солдаты, одетые в форму цвета хаки, не получили ожогов тела под одеждой, хотя находились вне укрытий на расстоянии 1,5 километра от места взрыва.