Подземный ядерный взрыв
Подземными ядерными взрывами называют взрывы, для которых средой, окружающей зону реакции, является грунт. Подземный ядерный взрыв не имеет характерной грибовидной формы. Вспышка и светящаяся область не наблюдаются.
Подземный ядерный взрыв
В результате воздействия рентгеновского излучения на окружающий зону реакции грунт его тонкий сферический слой сильно прогревается и превращается в раскаленный газ, излучение этого слоя превращает в раскаленный газ следующий тонкий слон грунта и т. д.
Таким образом, в грунте в результате его послойного прогрева образуется раскаленный объем. Процесс расширения этого объема в невозмущенном грунте называется тепловой волной в грунте.
Внутри раскаленного объема вследствие больших градиентов давления на его границе возникают механические возмущения. По мере увеличения этого объема и уменьшения температуры среды в нем скорость распространения тепловой волны уменьшается быстрее, чем скорость распространения механических возмущений. Начиная с определенного момента времени, скорость распространения механических возмущений начинает превышать скорость тепловой волны и в окружающем раскаленном объеме грунта происходит скачкообразное увеличение давления, плотности, температуры и скорости его движения до максимальных значений. Процесс распространения этих возмущений называется ударной волной в грунте.
В отличие от взрыва в воздухе при ядерном взрыве в грунте ударная волна существует лишь в самой ближней зоне.
С увеличением расстояния от центра взрыва увеличение давления и других возмущений в грунте до максимальных значений становится все более плавным. Процесс распространения плавно увеличивающихся давления и других возмущений в грунте до их максимальных значений называется волной сжатия.
Итак, на начальной стадии развития подземного ядерного взрыва в грунте возникают и распространяются тепловая волна, ударная волна и волна сжатия. В результате их воздействия на окружающую зону реакции грунтовую среду в окрестностях взрыва возникают механические колебания, называемые сейсмовзрывными волнами, которые распространяются на большие расстояния.
Процессы развития подземного ядерного взрыва зависят от глубины заложения заряда в грунте.
Если подземный ядерный взрыв происходит на большой глубине, расширение находящихся в небольшом объеме под высоким давлением раскаленных газов и продуктов, образовавшихся в результате термических превращений грунта, приводит к возникновению взрывной полости, зон механического разрушения грунта, трещин, пластических деформаций и механических колебаний грунта.
Для большинства грунтовых сред взрывная полость не устойчива: происходит обрушение кровли и она заполняется обломками породы.
При подземном ядерном взрыве на большой глубине проникающая радиация и газовый поток полностью поглощаются грунтом, радиоактивные продукты взрыва остаются в полости и в толще разрушенной породы.
Подземные ядерные взрывы, при которых не происходит раскрытие грунтового купола и отсутствует прямой выход продуктов взрыва из его полости в атмосферу, называются камуфлетными. Минимальная глубина, начиная с которой не наблюдается выброс грунта, зависит от мощности взрыва и вида грунта. 
Ориентировочно она составляет (7—10)
м.
Поражающими факторами камуфлетного ядерного взрыва являются: сейсмовзрывные волны и местное действие на грунт (полость и зоны разрушения грунта, остаточные деформации в грунте, вспучивания, отколы и проседания грунта).
Если взрыв происходит на небольшой глубине, вначале происходят те же процессы, что и при взрыве на большой глубине. Затем в результате расширения взрывной полости на поверхности земли вырастает грунтовый купол, который тут же раскрывается. Через раскрывшийся купол из полости вырываются газообразные продукты, вследствие чего в воздухе образуются воздушная ударная волна и облако взрыва. Вырвавшиеся наружу газы поднимают с собой в атмосферу большое количество грунта. В грунте образуется воронка, вокруг нее навал грунта; возникают пылевые образования. Вместе с газами и грунтом в атмосферу выбрасываются радиоактивные продукты, которые, смешавшись с частицами пыли, в последующем выпадают и создают сильное радиоактивное заражение местности и воздуха.
Подземные ядерные взрывы, при которых происходит раскрытие купола и прорыв газообразных продуктов наружу с выбросом в атмосферу грунта, называются взрывами с выбросом грунта. Отличительной особенностью таких взрывов является образование воронки в грунте и навала грунта вокруг воронки.
Поражающими факторами подземного ядерного взрыва с выбросом грунта являются: сейсмовзрывные волны, местное действие взрыва (воронка, зоны разрушения, вспучивания и навал грунта, камнепад), сильное радиоактивное заражение местности и атмосферы, облако взрыва, пылевые образования.
Проникающая радиация и газовый поток при подземном ядерном взрыве на небольшой глубине практически полностью поглощаются грунтом.
Поражающее действие подземного ядерного взрыва
 
Основными поражающими факторами подземного ядерного взрыва являются: сейсмовзрывные волны, местное действие взрыва на грунт и радиоактивное заражение местности (при взрыве с выбросом грунта).
Источником сейсмовзрывных волн при подземном взрыве является передача энергии грунту непосредственно в центре взрыва. При этом в грунте образуется волна сжатия. Волна сжатия — основной поражающий фактор подземного ядерного взрыва, определяющий его действие на котлованные и подземные сооружения; она более интенсивна, чем эпицентральная волна при наземном взрыве.
Параметрами сейсмовзрывных волн, которые характеризуют их поражающее действие на заданном расстоянии от эпицентра взрыва, являются: давление (напряжение), смещение, скорость смещения и ускорение (перегрузка) грунта.
При взрыве с выбросом грунта в районе эпицентра образуется воронка. Около 30—50% поднятого взрывом грунта падает обратно в воронку, уменьшая ее глубину до так называемой видимой глубины воронки; остальная часть грунта падает за пределами воронки и образует зону навала, которая ввиду сильной радиоактивности и разрыхленности грунта может оказаться непроходимой для войск. Ширина зоны навала составляет два-три радиуса воронки, а максимальная высота гребня навала — 0,1 радиуса воронки.
При подземном ядерном взрыве с выбросом грунта в районе эпицентра образуется воронка
Размеры воронки при подземных ядерных взрывах определяются мощностью и глубиной взрыва и видом грунта. При увеличении глубины взрыва до (5—6) q^1/3,4 м размеры воронки и объем выброшенного грунта увеличиваются, а при дальнейшем заглублении начинают уменьшаться и при глубине больше (7—9) q^1/3,4 м выброс грунта не наблюдается.
При подземном взрыве с выбросом грунта образуется так­же воздушная ударная волна, параметры которой уменьшаются с увеличением глубины взрыва. При взрыве на глубине (3— 4) <7^1/3,4 м и более воздушная ударная волна как поражающий фактор практического значения не имеет.
Поражающее действие сейсмовзрывных волн на заглубленные сооружения обусловливается тем, что приход волны в данную точку вызывает резкое смещение грунта, а вместе с ним и сооружений. Грунт и сооружения испытывают давление и деформации. В результате разрушаются или повреждаются сооружения, выводятся из строя вооружение и оборудование сооружений, а также находящийся в них личный состав даже в тех случаях, когда сами сооружения не повреждаются. Кроме того, могут разрушаться наземные промышленные и гражданские здания в результате колебаний их оснований.
При подземных взрывах с выбросом грунта происходит сильное радиоактивное заражение местности.
При взрывах на глубине (1—2) q^1/3,4 м значительная часть радиоактивных веществ и большое количество неактивного грунта выбрасываются в атмосферу. Грунт, смешиваясь с радиоактивными веществами, образует радиоактивную пыль. Общее количество такой пыли при неглубоких подземных взрывах значительно больше, чем при наземных, что обусловливает повышение степени заражения местности при этих взрывах по сравнению с наземными. Форма зараженных участков в районе неглубокого подземного взрыва и на следе, характер распределения мощностей доз излучения на оси следа и уменьшение их во времени такие же, как и при наземных взрывах.
По мере увеличения глубины взрыва количество радиоактивных веществ, выбрасываемых в атмосферу, уменьшается. В связи с этим уменьшается и степень заражения местности. При камуфлетных взрывах заражения местности в районе взрыва и на следе облака не происходит. При этих взрывах в эпицентре возможен только постепенный выход в атмосферу радиоактивных газов (в основном радиоактивных изотопов криптона и ксенона) через трещины в грунте. Выход радиоактивных газов может начаться сразу, а при большой глубине — через 10—20 ч после взрыва и продолжаться несколько суток. Радиоактивные газы могут распространяться в приземном слое атмосферы на расстояние до нескольких сот километров от эпицентра взрыва.
 
Значения радиуса и глубины воронки при подземном ядерном взрыве в мягком грунте, м
Размеры воронки
Мощность взрыва
т.
тыс. т.
10
20
30
50
100
200
300
500
1
2
3
5
10
20
30
50
100
Взрыв с максимальным радиоактивным заражением местности, м
Глубина взрыва
3
3,6
4
4,7
5,8
7
8
9
11
14
16
18
23
27
31
36
44
Радиус воронки
10
13
14
16
20
25
28
32
40
49
55
65
78
95
110
125
150
Глубина воронки
5
6
7
8
10
13
14
17
21
25
28
33
40
49
56
65
80
Взрыв с максимальным выбросом грунта, м
Глубина взрыва
10
12
14
16
19
24
27
31
38
47
52
62
75
91
104
120
150
Радиус воронки
12
15
16
19
23
29
32
38
46
55
65
75
90
110
125
145
180
Глубина воронки
7
9
10
11
14
17
19
22
27
33
37
44
54
65
74
86
105
Публикация материалов возможна при ссылке на http://gochs.info
© Сергей Кульпинов 2003
Яндекс.Метрика