Что будет, если в мегаполисе произойдет ядерный взрыв

К сожалению, у человечества уже есть печальный пример такого разрушительного события. Однако автор исследования отмечает, что его работа должна напомнить людям об ужасающих последствиях и разрушительной силе такого оружия.

Мы искренне верим, что такие инструкции никому и никогда не пригодятся 

Примечание: На границах зоны заражения через 1 ч после взрыва уровень радиации равен 8 Р/ч.

В пределах общей зоны радиоактивного заражения могут выделяться зоны умеренного, сильного и чрезвычайно опасного заражения с соответствующими уровнями радиации на границах зон.

Зоны радиоактивного заражения образуются после выпадения радиоактивных осадков.

Таблица 1.13 – Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва

через 1 ч после взрыва, рад/ч

Таблица 1.14 – Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва

через 1 час после взрыва, рад/ч

Таблица 1.15 – Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва

через 1 ч после взрыва, рад/ч

Таблица 1.16 – Коэффициенты (К) пересчёта уровней радиации на удалении от оси следа

Таблица 1.17 – Возможные последствия облучения людей

Таблица 1.18 – Значение угла сектора прогнозируемой зоны загрязнения в зависимости от угла разворота ветра α_в

Для расчета ожидаемого уровня радиации в удалении от оси зоны радиоактивного заражения необходимо на заданном удалении от центра взрыва по таблицам выбрать ожидаемый уровень радиации на оси зоны заражения (Р_оси). Тогда уровень радиации на данном расстоянии и отклонении (у) от оси зоны заражения Р_у будет равен:

Р_у = Р_оси × К.

На расстоянии 20 км от ядерного взрыва на оси зоны РЗ уровень радиации Р_оси = 100 рад/ч. Каков будет уровень радиации на этом расстоянии при отклонении 1 км от оси зоны РЗ?

По табл. 1.16 для расстояния 20 км и отклонения (у) от оси, равного 1 км, К = 0,75. Тогда Р_у = 0,75 × 100 = 75 рад/ч.

Для условий военного времени при применении ядерного оружия местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.

Ядерный взрыв сопровождается электромагнитным излучением в виде мощного короткого импульса, поражающего главным образом электрическую и электронную аппаратуру. Электромагнитный импульс (ЭМИ) возникает в результате взаимодействия g-излучения с атомами окружающей среды. Зона возможного воздействия ЭМИ на конкретную аппаратуру зависит от величин напряженности электрического и магнитного полей, которые могут вывести из строя аппаратуру. Следовательно, необходимо рассчитывать величины электрической и магнитной напряженности на заданном расстоянии от взрыва ядерного заряда определённой мощности.

При оценке воздействия ЭМИ на токопроводящие элементы необходимо учитывать горизонтальную и вертикальную составляющие напряженности электрического поля, создаваемые на данном расстоянии.

Основную опасность при наземных и воздушных (до высоты 10 км) взрывах представляет вертикальная составляющая напряженности электрического поля ЭМИ.

Максимальные значения напряженности электрических полей ЭМИ (в В/м) при наземных взрывах можно определить по формулам:

Е_г = 10×lg(14,5q) (1 + 2R)/R³,

Е_в = 5000×lg(14,5q) (1 + 2R)/R³ или Е_в = 500×Е_г,

где R – расстояние от центра взрыва, км; q – мощность взрыва, кт; Е_г, Е_в – горизонтальная и вертикальная оставляющие электрической напряжённости для наземных ядерных взрывов.

Максимальные значения напряженности электрических полей ЭМИ при воздушных взрывах можно определить по этим же формулам, введя коэффициента асимметрии (К_а), зависящего от высоты взрыва (H).

Таблица 1.19 – Зависимость коэффициента асимметрии от высоты взрыва

Е_г = Е_г К_а и Е_в = К_а Е_в,

где Е_г, Е_в – горизонтальная и вертикальная напряженность электрического поля ЭМИ воздушного ядерного взрыва.

Таблица 1.20 – Глубина проникновения электромагнитного поля в воду, почву, м

В табл. 1.20: П – удельная проводимость; Е – диэлектрическая проницаемость.

Таблица 1.21 – Радиусы зон (в км), в которых на антеннах высотой более 10 м и воздушных кабельных линиях наводится напряжение более 10 кВ при наземных и 50 кВ при низких воздушных ядерных взрывах

Таблица 1.22 – Радиусы зон (в км), в которых между токоведущей подземной неэкранированной кабельной линией длиной более 1 км и землёй наводятся напряжения, превышающие 10 кВ при наземных и 50 кВ при низких воздушных ядерных взрывах

Указанные в табл. 1.18, 1.19 радиусы определяют размеры зон, в которых вероятно повреждение входных цепей аппаратуры или срабатывания защитных устройств.

Определить, будет ли находиться в зоне поражения ЭМИ наземного ядерного взрыва мощностью q = 1000 кт устройство, которое находится на расстоянии 6 км от взрыва и выдерживает воздействие напряжённости полей ЭМИ по вертикальной составляющей 500 В/м, по горизонтальной – 5 В/м.

Рассчитаем ожидаемые в месте расположения устройства максимальные значения вертикальной Е_в и горизонтальной Е_г составляющих напряжённости электрического поля ЭМИ (в В/м):

Е_в = 5000 × (1 + 2R) lg (14,5×q) / R³ = 5000 × (1 + 2×6) lg (14,5 × 1000) / 6³ = 1254.

Горизонтальная составляющая будет примерно в 500 раз меньше и составит

Е_г = Е_в / 500 = 1254 / 500 = 2,5 В/м.

Как видно из полученных величин напряженностей электрического поля, устройство будет подвергаться воздействию вертикальной составляющей электрического поля в 2,5 раза большей допустимой. Следовательно, устройство находится в зоне поражения ЭМИ наземного взрыва данной мощности.

Для определения радиуса зоны поражения данного устройства необходимо определить расстояние, на котором вертикальная составляющая (Е_в) будет менее 500 В/м. Для этого решим относительно R неравенство

Е_в < 5000 × (1 + 2R) × lg (14,5 × 1000) / R³.

Проще решить это неравенство путём подбора величины R, удовлетворяющей это неравенство с шагом подбора примерно в 0,1R. В данном случае при R = 9,4 км напряженность Е_в будет равна примерно 496 В/м. Следовательно, зона поражения данного устройства ЭМИ наземного ядерного взрыва мощностью 1000 кт будет иметь радиус R < 9,4 км.

При расчёте зоны поражения от воздушного ядерного взрыва необходимо учитывать коэффициент асимметрии, значение которого выбирают из табл. 1.20.

Таблица 1.23 – Исходные данные для прогнозирования зон поражения при ядерных взрывах

В табл. 1.23: q – мощность наземного ядерного взрыва; R – расстояние до объекта; У – удаление от оси следа радиоактивных садков; К_осл – коэффициент ослабления внешней радиации в защитном сооружении; dT – продолжительность нахождения в защитном сооружении; А_в– азимут ветра; α_в– угол разворота ветра.

Довольно интересная статья с ИА REGNUM Евгения Пожидаева про Беркем-шоу в преддверии очередной Генассамблеи ООН.

Попробуем разобраться хотя бы с частью собрания ядерных мифов и легенд ХХI-го века.

Действие ядерного оружия может иметь «геологические» масштабы.

Так, мощность известной «Царь-Бомбы» (она же «Кузькина-мать») «уменьшили (до 58-ми мегатонн), чтобы не пробить земную кору до мантии. 100 мегатонн на это вполне хватило бы». Более радикальные варианты добираются до «необратимых тектонических сдвигов» и даже «раскалывания шарика» (т.е. планеты). К реальности, как несложно догадаться, это имеет не просто нулевое отношение — оно стремится в область отрицательных чисел.

Итак, каково «геологическое» действие ядерного оружия в действительности?

Диаметр воронки, образующейся при наземном ядерном взрыве в сухих песчаных и глинистых грунтах (т.е., по сути, максимально возможный — на более плотных грунтах он будет, естественно, меньше), рассчитывается по весьма незатейливой формуле «38 умножить на корень кубический из мощности взрыва в килотоннах». Взрыв мегатонной бомбы создаёт воронку диаметром около 400 м, при этом её глубина в 7-10 раз меньше (40-60 м). Наземный взрыв 58-ми мегатонного боеприпаса, таким образом, образует воронку диаметром около полутора километров и глубиной порядка 150-200 м. Взрыв «Царь-бомбы» был, с некоторыми нюансами, воздушным, и произошёл над скальным грунтом — с соответствующими последствиями для «копательной» эффективности. Иными словами, «пробивание земной коры» и «раскалывание шарика» — это из области рыбацких баек и пробелов в области ликвидации неграмотности.

«Запасов ядерного оружия в России и США хватает на гарантированное 10-20 кратное уничтожение всех форм жизни на Земле». «Ядерного оружия, которое уже есть, хватит на то, чтобы уничтожить жизнь на земле 300 раз подряд».

Реальность: пропагандистский фейк.

При воздушном взрыве мощностью в 1 Мт зона полных разрушений (98% погибших) имеет радиус 3,6 км, сильных и средних разрушений — 7,5 км. На расстоянии 10 км гибнет лишь 5% населения (впрочем, 45% получают травмы разной степени тяжести). Иными словами, площадь «катастрофического» поражения при мегатонном ядерном взрыве составляет 176,5 квадратных километра (примерная площадь Кирова, Сочи и Набережных Челнов; для сравнения — площадь Москвы на 2008-й — 1090 квадратных километров). На март 2013-го Россия имела 1480 стратегических боеголовок, США — 1654. Иными словами, Россия и США могут совместными усилиями превратить в зону разрушений вплоть до средних включительно страну размером с Францию, но никак не весь мир.

При более прицельном «огне» США могут даже после разрушения ключевых объектов, обеспечивающих ответный удар (командные пункты, узлы связи, ракетные шахты, аэродромы стратегической авиации и т.д.) практически полностью и сразу уничтожить практически всё городское население РФ (в России 1097 городов и около 200 «негородских» поселений с численностью населения больше 10 тыс. человек); погибнет и значительная часть сельского (в основном из-за радиоактивных осадков). Довольно очевидные косвенные эффекты в короткие сроки уничтожат значительную часть выживших. Ядерная атака РФ даже в «оптимистическом» варианте будет намного менее эффективной — население США более чем вдвое многочисленно, гораздо более рассредоточено, Штаты обладают заметно большей «эффективной» (то есть сколько-нибудь освоенной и населённой) территорией, менее затрудняющим выживание уцелевших климатом. Тем не менее, ядерного залпа России с лихвой хватит, чтобы довести противника до центральноафриканского состояния — при условии, что основная часть её ядерного арсенала не будет уничтожена превентивным ударом.

Естественно, все эти расчёты исходят из варианта неожиданной атаки, без возможности предпринять какие-либо меры по снижению ущерба (эвакуация, использование убежищ). В случае их использования потери будут кратно меньше. Иными словами, две ключевые ядерные державы, обладающие подавляющей долей атомного оружия, способны практически стереть с лица Земли друг друга, но не человечество, и, тем более, биосферу. Фактически, для почти полного уничтожения человечества потребуется не менее 100 тыс. боеголовок мегатонного класса.

Впрочем, возможно, человечество убьют косвенные эффекты — ядерная зима и радиоактивное заражение? Начнём с первой.

Обмен ядерными ударами породит глобальное снижение температуры с последующим коллапсом биосферы.

Реальность: политически мотивированная фальсификация.

Автором концепции ядерной зимы является Карл Саган, последователями которого оказались два австрийских физика и группа советского физика Александрова. По итогам их трудов появилась следующая картина ядерного апокалипсиса. Обмен ядерными ударами приведёт к массовым лесным пожарам и пожарам в городах. При этом зачастую будет наблюдаться «огненный шторм», в реальности наблюдавшийся при крупных городских пожарах — например, лондонском 1666-го года, Чикагском 1871-го, московском 1812-го. Во время Второй мировой его жертвами стали подвергшиеся бомбардировкам Сталинград, Гамбург, Дрезден, Токио, Хиросима и ещё ряд менее крупных городов.

Суть явления такова. Над зоной крупного пожара значительно нагревается воздух, и начинает подниматься вверх. На его место приходят новые массы воздуха, вполне насыщенные поддерживающим горение кислородом. Возникает эффект «кузнечных мехов» или «дымовой трубы». В итоге пожар продолжается до тех пор, пока не выгорает всё, что может гореть — а при развивающихся в «кузнечном горне» огненного шторма температурах гореть может многое.

По итогам лесных и городских пожаров в стратосферу отправятся миллионы тонн сажи, которая экранирует солнечное излучение — при взрыве 100 мегатонн солнечный поток у поверхности Земли сократится в 20 раз, 10000 мегатонн — в 40. На несколько месяцев наступит ядерная ночь, фотосинтез прекратится. Глобальные температуры в «десятитысячном» варианте упадут минимум на 15 градусов, в среднем — на 25, в некоторых районах — на 30-50. После первых десяти дней температура начнёт медленно повышаться, но в целом продолжительность ядерной зимы составит не менее 1-1,5 года. Голод и эпидемии растянут время коллапса до 2-2,5 лет.

Впечатляющая картина, не правда ли? Проблема в том, что это фейк. Так, в случае лесных пожаров модель исходит из того, что взрыв мегатонной боеголовки немедленно вызовет пожар на площади 1000 квадратных километров. Между тем, в действительности на расстоянии в 10 км от эпицентра (площадь 314 квадратных километров) уже будут наблюдаться только отдельные очаги. Реальное дымообразование при лесных пожарах в 50-60 раз меньше заявленного в модели. Наконец, основная масса сажи при лесных пожарах не достигает стратосферы, и довольно быстро вымывается из нижних атмосферных слоёв.

Равным образом, огненный шторм в городах требует для своего возникновения весьма специфических условий — равнинной местности и огромной массы легко возгораемых построек (японские города 1945-го года — это дерево и промасленная бумага; Лондон 1666-го — это в основном дерево и оштукатуренное дерево, и то же самое относится к старым немецким городам). Там, где не соблюдалось хотя бы одно из этих условий, огненный шторм не возникал — так, Нагасаки, застроенный в типично японском духе, но расположенный в холмистой местности, так и не стал его жертвой. В современных городах с их железобетонной и кирпичной застройкой огненный шторм не может возникнуть по чисто техническим причинам. Пылающие как свечи небоскрёбы, нарисованные буйным воображением советских физиков — не более чем фантом. Добавлю, что городские пожары 1944-45, как, очевидно, и более ранние, не приводили к значительному выбросу сажи в стратосферу — дымы поднимались только на 5-6 км (граница стратосферы 10-12 км) и вымывались из атмосферы за несколько дней («чёрный дождь»).

Иными словами, количество экранирующей сажи в стратосфере окажется на порядки меньше, чем заложено в модели. При этом концепция ядерной зимы была уже проверена экспериментально. Перед «Бурей в пустыне» Саган утверждал, что выбросы нефтяной сажи от горящих скважин приведут к достаточно сильному похолоданию в глобальных масштабах — «году без лета» по образцу 1816-го, когда каждую ночь в июне-июле температура падала ниже нуля даже в США. Среднемировые температуры упали на 2,5 градуса, следствием стал глобальный голод. Однако в реальности после войны в Заливе ежедневное выгорание 3 млн. баррелей нефти и до 70 млн. кубометров газа, продолжавшееся около года, оказало на климат очень локальный (в пределах региона) и ограниченный эффект.

Второй вариант «косвенного» апокалипсиса — глобальное радиоактивное заражение.

Атомная война приведёт к превращению значительной части планеты в ядерную пустыню, а подвергшаяся ядерным ударам территория будет бесполезна для победителя из-за радиоактивного заражения.

Посмотрим на то, что потенциально должно её создать. Ядерные боеприпасы мощностью в мегатонны и сотни килотонн — водородные (термоядерные). Основная часть их энергии выделяется за счёт реакции синтеза, в ходе которой радионуклиды не возникают. Однако такие боеприпасы всё же содержат делящиеся материалы. В двухфазном термоядерном устройстве собственно ядерная часть выступает только в качестве триггера, запускающего реакцию термоядерного синтеза. В случае с мегатонной боеголовкой — это маломощный плутониевый заряд мощностью в примерно в 1 килотонну. Для сравнения — плутониевая бомба, упавшая на Нагасаки, имела эквивалент в 21 кт, при этом в ядерном взрыве сгорело лишь 1,2 кг делящегося вещества из 5, остальная плутониевая «грязь» с периодом полураспада в 28 тысяч лет просто рассеялась по окрестностям, внеся дополнительный вклад в радиоактивное заражение. Более распространены, однако, трёхфазные боеприпасы, где зона синтеза, «заряженная» дейтеридом лития, заключена в урановую оболочку, в которой происходит «грязная» реакция деления, усиливающая взрыв. Она может быть сделана даже из непригодного для обычных ядерных боеприпасов урана-238. Однако из-за весовых ограничений в современных стратегических боеприпасах предпочитают использовать ограниченное количество более эффективного урана-235. Тем не менее, даже в этом случае количество радионуклидов, выделившихся при воздушном взрыве мегатонного боеприпаса, превысит уровень Нагасаки не в 50, как следовало бы, исходя из мощности, а в 10 раз.

При этом из-за преобладания короткоживущих изотопов интенсивность радиоактивного излучения быстро падает — снижаясь через 7 часов в 10 раз, 49 часов — в 100, 343 часа — в 1000 раз. Далее, отнюдь нет необходимости ждать, пока радиоактивность снизится до пресловутых 15-20 микрорентген в час — люди без каких-либо последствий столетиями живут на территориях, где естественный фон превышает стандарты в сотни раз. Так, во Франции фон местами составляет до 200 мкр/ч, в Индии (штаты Керала и Тамилнад) — до 320 мкр/ч, в Бразилии на пляжах штатов Рио-де-Жанейро и Эспириту-Санту фон колеблется от 100 до 1000 мкр/ч (на пляжах курортного города Гуарапари — 2000 мкр/ч). В курортном иранском Рамсаре средний фон составляет 3000, а максимальный — 5000 мкр/ч, при этом его основным источником является радон — что предполагает массированное поступление этого радиоактивного газа в организм.

В итоге, например, панические прогнозы, раздававшиеся после хиросимской бомбардировки («растительность сможет появиться только через 75 лет, а через 60-90 — сможет жить человек»), скажем так мягко, не оправдались. Выжившее население не эвакуировалось, однако не вымерло полностью и не мутировало. Между 1945-м и 1970-м среди переживших бомбардировку количество лейкемий превысило норму менее чем в два раза (250 случаев против 170 в контрольной группе).

Заглянем на Семипалатинский полигон. Всего на нём было произведено 26 наземных (наиболее грязных) и 91 воздушный ядерный взрыв. Взрывы в большинстве своём тоже были крайне «грязными» — особенно отличилась первая советская ядерная бомба (знаменитая и крайне неудачно спроектированная сахаровская «слойка»), в которой из 400 килотонн общей мощности на реакцию синтеза пришлось не более 20%. Впечатляющие выбросы обеспечил и «мирный» ядерный взрыв, с помощью которого было создано озеро Чаган. Как выглядит результат?

На месте взрыва пресловутой слойки — заросшая абсолютно нормальной травой воронка. Не менее банально, несмотря на витающую вокруг пелену истерических слухов, выглядит и ядерное озеро Чаган. В российской и казахской прессе можно встретить пассажи вроде этого. «Любопытно, что вода в «атомном» озере чистая, и там даже водится рыба. Однако края водоема «фонят» настолько сильно, что их уровень излучения фактически приравнивается к радиоактивным отходам. В этом месте дозиметр показывает 1 микрозиверт в час, что в 114 раз больше нормы». На приложенной к статье фотографии дозиметра фигурируют при этом 0,2 микрозиверта и 0,02 миллирентгена — то есть 200 мкр/ч. Как было показано выше, по сравнению с Рамсаром, Кералой и бразильскими пляжами — это несколько бледный результат. Не меньший ужас у общественности вызывают и особо крупные сазаны, водящиеся в Чагане — однако увеличение размеров живности в данном случае объясняется вполне естественными причинами. Впрочем, это не мешает феерическим публикациям с рассказами об охотящихся на купальщиков озёрных монстрах и рассказам «очевидцев» о «кузнечиках размером с сигаретную пачку».

Примерно то же самое можно было наблюдать и на атолле Бикини, где американцы взорвали 15-ти мегатонный боеприпас (впрочем, «чистый» однофазный). «Спустя четыре года после испытаний водородной бомбы на атолле Бикини, ученые, исследовавшие полуторакилометровый кратер, образовавшийся после взрыва, обнаружили под водой совершенно не то, что предполагали увидеть: вместо безжизненного пространства в кратере цвели большие кораллы высотой 1 м и диаметром ствола около 30 см, плавало множество рыбы — подводная экосистема оказалась полностью восстановленной». Иными словами, перспектива жизни в радиоактивной пустыне с отравленной на многие годы почвой и водой человечеству не грозит даже в худшем случае.

В целом же однократное уничтожение человечества и тем более всех форм жизни на Земле с помощью ядерного оружия технически невозможно. При этом одинаково опасными являются и представления о «достаточности» нескольких ядерных зарядов для нанесения противнику неприемлемого ущерба, и миф о «бесполезности» для агрессора подвергшейся ядерной атаке территории, и легенда о невозможности ядерной войны как таковой из-за неизбежности глобальной катастрофы даже в том случае, если ответный ядерный удар окажется слабым. Победа над не располагающим ядерным паритетом и достаточным количеством ядерного оружия противником возможна — без глобальной катастрофы и с существенной выгодой.

1. Абдурагимов И.М. О несостоятельности концепции «ядерной ночи и «ядерной зимы» вследствие пожаров после ядерного поражения. Абдурагимов — основатель и первый начальник кафедры «Процессы горения» в Академии Государственной Противопожарной Службы МЧС России;
2. THE U.S. NUCLEAR WAR PLAN:A TIME FOR CHANGE;
3. ATTACKING RUSSIA’S NUCLEAR FORCES;
4. ATTACKING RUSSIAN CITIES: TWO COUNTERVALUE SCENARIOS;
5. CONCLUSIONS AND POLICY RECOMMENDATIONS.

1. Нити / Threads (1984);
2. Письма мертвого человека (1986);
3. На следующий день / The day after (1983).

И все-таки, на каком расстоянии можно выжить?

Считается, что на расстоянии от 32 километров у вас есть шансы выжить БЕЗ укрытия. Однако если вы сможете укрыться в бетонированном помещении без окон шансы выжить возрастают даже на более близких расстояниях. Например, житель Хиросимы Эйдзо Номура выжил, спрятавшись в подвале, который находился всего в 170 м от эпицентра ядерного взрыва. Узнать, что делать в случае взрыва, и где прятаться, можно в нашем подробном материале.