Термоядерное оружие

Почти одновременно с воздействием гамма-лучей местность в районе взрыва подвергается воздействию нейтронов. Время действия нейтронов составляет несколько десятых долей секунды.

Возникающий при взрыве поток нейтронов содержит быстрые и медленные нейтроны, обладающие различным поражающим воздействием на живые организмы. Дозу облучения нейтронным потоком измеряют биологическими рентгенэквивалентами (БРЭ)[14].

Действие нейтронов на живые организмы практически мало отличается от действия гамма-лучей, но дозы нейтронной радиации при взрыве атомной бомбы значительно ниже доз, получаемых от гамма-лучей. Обычно доза гамма-лучей составляет 70–80% от суммарной дозы проникающей радиации атомного взрыва. При термоядерном взрыве нейтронная составляющая проникающей радиации может иметь несколько большее значение, чем при атомном.

Если гамма-лучи с увеличением плотности материала ослабляются сильнее, то в отношении нейтронов эта закономерность недействительна. Наоборот, через большинство тяжелых материалов нейтроны проникают лучше, чем через легкие. Это объясняется тем, что характер взаимодействия нейтронов с атомами вещества несколько иной, чем у гамма-квантов. Сталкиваясь с ядрами атомов, нейтроны могут испытывать прежде всего так называемое упругое рассеяние. Нейтроны после упругого соударения с ядрами среды, передав им некоторую долю своей энергии, продолжают двигаться уже с меньшей скоростью и в других направлениях, то есть рассеиваются.

Продвигаясь сквозь преграду, нейтроны многократно вступают в упругое взаимодействие с ядрами атомов, благодаря чему постепенно теряют свою скорость. Если преграда изготовлена из плотного материала, ядра атомов которого являются тяжелыми, то нейтроны при каждом акте взаимодействия отдают ядрам очень малую энергию, отскакивая от них почти с той же скоростью. Сталкиваясь, с легкими ядрами, нейтроны отдают им каждый раз значительную энергию, в результате чего они быстрее теряют свою скорость, быстрее замедляются.

Следовательно, нейтроны, проникнув через преграду, содержащую легкие атомы, будут резко замедлены: их поражающее действие будет заметно ослаблено.

Наибольшее уменьшение скорости движения нейтронов происходит при их взаимодействии с ядрами, имеющими массу, близкую к массе самих нейтронов. Такими ядрами обладают атомы водорода. Этими же свойствами обладают и вещества, содержащие атомы водорода: вода, парафин, бетон и др. Замедлившиеся нейтроны успешно захватываются атомными ядрами — происходит поглощение нейтронов. Свойствами особенно активного поглощения медленных нейтронов обладают кадмий, бор и некоторые другие элементы. Кадмиевая пластинка толщиной 0,5 мм полностью поглощает замедленное нейтронное излучение, в то время как слой свинца толщиной 5 см, поглощающий 80% гамма-лучей, задерживает приблизительно лишь 10% нейтронов.

Поглощение нейтронов, как правило, сопровождается испусканием радиоактивного излучения. Так, кадмий, поглотивший нейтрон, испускает гамма-лучи. Характер радиационных явлений, возникающих во время захвата нейтронов, необходимо учитывать при расчете защитных слоев.

Проникающая радиация, при воздействии на организм человека и животных, проходит сквозь организм (рис. 36, а), подобно рентгеновским лучам (рис. 36 б). При большой интенсивности она может действовать на живые клетки разрушающе, вызывая лучевую болезнь. Сущность действия радиоактивных излучений на живой организм заключается в том, что элементарные частицы и гамма-кванты ионизируют молекулы веществ в живых клетках. Эта ионизация нарушает нормальную жизнедеятельность клеток и при больших дозах приводит к их гибели.

Рис. 36. Проникающая радиация (а), подобно рентгеновским лучам (б), проходит сквозь организм человека. На рисунке дано условное изображение потока гамма лучей и нейтронов. На самом деле гамма-лучи и нейтроны не видны

Чем большей ионизирующей способностью обладает излучение и чем больше доза облучения, тем сильнее поражается организм. Обычно поражающее действие проникающей радиации проявляется не сразу. Лучевая болезнь развивается постепенно и протекает не у всех людей одинаково.

Различают три степени лучевой болезни — легкую (первую), среднюю (вторую) и тяжелую (третью).

Лучевая болезнь первой степени может возникнуть при общей дозе облучения в 100–200 р. Скрытый период заболевания обычно продолжается две — три недели, в течение которых определенные симптомы заболевания отсутствуют. На третьей неделе после облучения болезнь развивается и характеризуется общим недомоганием, повышенной утомляемостью, тошнотой, головокружениями, головными болями и периодическим повышением температуры. Вследствие уменьшения содержания белых кровяных шариков растет восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Болезнь оканчивается выздоровлением.