Цивільна оборона та цивільний захист - Стеблюк М.І. - 2.5.3. Світлове випромінювання

Світлове випромінювання ядерного вибуху — це потік променистої енергії, який включає ультрафіолетові, інфрачервоні й видимі промені. Джерелом світлового випромінювання є світна сфера, яка складається з повітря і розжарених продуктів вибуху. Зі збільшенням світної сфери (при повітряному вибуху), температура на її поверхні знижується. Коли така куля досягає максимальних розмірів (діаметром понад 200 м), температура на її поверхні дорівнює 8000— 10 000 °С (температура на поверхні Сонця приблизно 6000 °С).

Залежно від потужності ядерного вибуху світлове випромінювання може тривати від кількох секунд до десятків секунд. При ядерному вибуху потужністю 20 кт світлове випромінювання триває 3 с, термоядерному в 1 Мт — 10 с, а потужністю 10 Мт — до 23 с.

Уражаюча дія світлового випромінювання визначається світловим імпульсом.

Світловий імпульс — це кількість світлової енергії, яка припадає на 1 м² (або на 1 см²) освітленої поверхні, розміщеної перпендикулярно поширенню випромінювань протягом всього часу існування світлового потоку ядерного вибуху. Світловий імпульс у системі СІ вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м²), несистемна одиниця вимірювання світлового імпульсу кал/см²,1 кал = 4,1868 Дж. Величина світлового імпульсу залежить від потужності та виду ядерного вибуху, відстані освітлювальної поверхні до місця вибуху і атмосферних умов.

Тривалість світлового імпульсу залежить від потужності вибуху і визначається за формулою

де g — потужність вибуху, кт.

Максимальним буде радіус ураження світловим випромінюванням при повітряному вибусі, тому що світла область має форму кулі й світлова енергія значно менше поглинається. Взимку радіуси у 1,5—2 рази менші.

Світловий імпульс пропорційний потужності ядерного вибуху і обернено пропорційний квадрату до центра вибуху. Світловий імпульс швидко зменшується зі збільшенням відстані від центру вибуху. Якби він поширювався в порожнечі, то його величина зменшувалася б пропорційно квадрату відстані від центру вибуху. Але світовий імпульс поширюється в повітрі, він ним частково поглинається (табл. 11).

Таблиця 11. Величина світлового імпульсу влітку залежно від потужності, виду ядерного вибуху і радіуса *

* п — повітряний, н — наземний.

Залежно від світлового імпульсу, який потрапляє на незахищені, відкриті ділянки шкіри, у людей виникають опіки, які поділяються на чотири ступеня:

— опіки пертого ступеня — при світловому імпульсі 80— 160 кДж/м² симптоми ураження шкіри такі: почервоніння, припухлість, болючість;

— опіки другого ступеня — при світловому імпульсі 160— 400 кДж/м² на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною, болючість;

— опіки третього ступеня — при світловому імпульсі 400— 600 кДж/м² омертвіння шкіри, підшкірних тканин, утворення виразок;

— опіки четвертого ступеня — при світловому імпульсі понад 600 кДж/м² спостерігається обвуглювання тканин, омертвіння підшкірної клітковини, м'язів і кісток.

Орієнтовні радіуси і ступені ураження людей світловим випромінюванням залежно від потужності та виду повітряного вибуху наведені у табл. 12.

Шкідлива дія світлового випромінювання і для органів зору. Від світлового спалаху виникає тимчасове засліплення, причиною якого є руйнування зорового пурпуру сітчастої оболонки. Тривалість засліплення вдень до 5 хв, вночі може бути значно більшою. Опіки рогівки і повік виникають на таких відстанях, як і опіки шкіри. Опіки очного дна виникають, якщо очі були звернені на спалах вибуху. Ураження може бути на великих відстанях від вибуху, під час вибуху потужністю 20 кт, прозорому повітрі вдень ураження настають на відстані до 60 км, при потужності 1 Мт — до 500 км.

Таблиця 12. Радіуси зон, ураження світловим випромінюванням влітку залежно від потужності та виду вибуху*, км (п — повітряний, н — наземний)

* Взимку радіуси зон ураження у 1,5—2 рази менші.

Якщо під час спалаху ядерного вибуху очі закриті, ураження не відбувається.

Такі ж ураження очей світлового випромінювання і у тварин.

За тяжкістю опіки у тварин поділяються на чотири ступеня.

Опіки першого ступеня виникають при світловому імпульсі 80— 240 кДж/м², вони характеризуються почервонінням, невеликою припухлістю, болючістю шкіри, на обпечених ділянках з'являється серозне випотівання, яке швидко засихає і утворюється темно-коричневі кірочки.

Опіки другого ступеня з'являються при світловому імпульсі 240— 480 кДж/м², вони характеризуються місцевим підвищенням температури, болючістю уражених місць, пригніченим станом тварини.

Опіки третього ступеня виникають при світловому імпульсі 480—800 кДж/м². При таких опіках з'являється омертвіння шкіри і можливе ураження більш глибоких тканин. Навколо омертвілої ділянки шкіра дуже припухає і болюча, спочатку виділяється серозне випотівання, пізніше, з розвитком інфекції, — гнійний ексудат.

Четвертий ступінь опіків виникає при світловому імпульсі 800—1000 кДж/м²і більше. Відкриті ділянки тіла обвуглюються.

Вплив світлового випромінювання на будівлі, споруди, рослини, лісові насадження. Світлове випромінювання залежно від інтенсивності світлового потоку і властивостей матеріалів викликає обвуглювання, оплавлення і спалахування, що веде до пожеж у населених пунктах і лісах, на хлібних масивах, скиртах сіна і соломи (табл. 11,12,13,14).

У результаті дії світлового випромінювання і ударної хвилі можуть виникати окремі, масові, суцільні пожежі та вогняні шторми.

Таким чином, світлове випромінювання — це небезпечний уражаючий фактор ядерного вибуху з великим радіусом дії, який може бути причиною великих пожеж населених пунктів, лісових масивів і полів, масового ураження людей і тварин.