Выделение большого количества энергии, происходящее в процессе цепной реакции деления, приводит к скорому разогреву вещества взрывного устройства до температур порядка 107 К. При таковых температурах вещество представляет собой интенсивно излучающую ионизированную плазму. На этом шаге в виде энергии электромагнитного излучения выделяется около 80% энергии взрыва.
Максимум энергии этого излучения, именуемого первичным, приходится на рентгеновский спектр диапазона. Предстоящий ход событий при ядерном взрыве определяется в основном нравом взаимодействия первичного теплового излучения с окружающей эпицентр взрыва средой, также качествами данной среды.
В случае ежели взрыв произведен на маленький высоте в атмосфере, первичное излучение взрыва поглощается воздухом на расстояниях порядка пары метров. Поглощение рентгеновского излучения приводит к образованию облака взрыва, характеризующегося чрезвычайно высочайшей температурой.
Превые 0.1 мкс опосля взрыва 0.2 мкс опосля взрыва 0.3 мкс опосля взрыва
На первой стадии это скопление растет в размерах за счет радиационной передачи энергии из горячей внутренней части облака к его прохладному окружению. Температура газа в облаке приблизительно постоянна по его размеру и понижается по мере его роста.
В момент когда температура облака понижается до приблизительно 300 тыщ градусов, скорость фронта облака миниатюризируется до величин, сравнимых со скоростью звука. В этот момент формируется ударная волна, фронт которой "отрывается" от границы облака взрыва. Для взрыва мощностью 20 кт это событие наступает приблизительно через 0.1 мсек опосля взрыва. Радиус облака взрыва в этот момент составляет около 12 метров.
Интенсивность теплового излучения облака взрыва полностью определяется видимой температурой его поверхности. На некое время воздух, подогретый в итоге прохождения взрывной волны, маскирует скопление взрыва, поглощая излучаемую им радиацию, так что температура видимой поверхности облака взрыва соответствует температуре воздуха за фронтом ударной волны, которая падает по мере роста размеров фронта.
Через приблизительно 10 миллисекунд опосля начала взрыва температура во фронте падает до 3000°С и он вновь становится прозрачным для излучения облака взрыва. Температура видимой поверхности облака взрыва вновь начинает расти и через приблизительно 0.1 сек опосля начала взрыва добивается приблизительно 8000°С (для взрыва мощностью 20 кт). В этот момент мощность излучения облака взрыва максимальна. После чего температура видимой поверхности облака и, соответственно, излучаемая им энергия быстро падает. В итоге, основная толика энергии излучения высвечивается за время наименьшее одной секунды.
Формирование импульса теплового излучения и образование ударной волны происходит на самых ранешних стадиях существования облака взрыва. Так как снутри облака содержится основная толика радиоактивных веществ, образующихся в процессе взрыва, предстоящая его эволюция описывает формирование следа радиоактивных осадков. Опосля того как скопление взрыва остывает так, что уже не излучает в видимой области диапазона, процесс роста его размеров длится за счет теплового расширения и оно начинает подниматься ввысь. В процессе подъема скопление увлекает за собой значительную массу воздуха и грунта. В течение пары минут скопление добивается высоты в несколько км и может достичь стратосферы.
Скорость выпадения радиоактивных осадков зависит от размера жестких частиц, на которых они конденсируются. Ежели в процессе собственного формирования скопление взрыва достигло поверхности, количество грунта, увлеченного при подъеме облака будет довольно велико и радиоактивные вещества оседают в основном на поверхности частиц грунта, размер которых может достигать пары мм. Такие частички выпадают на поверхность в относительной близости от эпицентра взрыва, при этом за время выпадения их радиоактивность фактически не миниатюризируется.
В случае ежели скопление взрыва не касается поверхности, находящиеся в нем радиоактивные вещества конденсируются в еще наименьшие частички с соответствующими размерами 0.01-20 микрон. Так как такие частички могут довольно долго существовать в верхних слоях атмосферы, они рассеиваются над чрезвычайно большой площадью и за время, прошедшее до их выпадения на поверхность, успевают утратить значительную долю собственной радиоактивности. В данном случае радиоактивный след фактически не наблюдается.
Малая высота, взрыв на которой не приводит к образованию радиоактивного следа, зависит от мощности взрыва и составляет приблизительно 200 метров для взрыва мощностью 20 кт и около 1 км для взрыва мощностью 1 Мт.
Ударная волна, формирующаяся на ранешних стадиях существования облака взрыва, представляет собой один из главных поражающих причин атмосферного ядерного взрыва. Основными чертами ударной волны являются пиковое лишнее давление и динамическое давление во фронте волны. Способность объектов выдерживать действие ударной волны зависит от множества причин, таковых как наличие несущих частей, материал постройки, ориентация по отношению ко фронту.
Лишнее давление в 1 атм (15 фунтов/кв. дюйм), возникающее на расстоянии 2.5 км от наземного взрыва мощностью 1 Мт, способно повредить высотное здание из железобетона. Для противоборства действию ударной волны военные объекты, в особенности шахты баллистических ракет проектируют таковым образом, чтоб они могли выдержать лишниие давления в сотки атмосфер.
Радиус области, в какой при взрыве в 1 Мт создается схожее давление составляет около 200 метров. Соответственно, для поражения укрепленных целей необыкновенную роль играет точность атакующих баллистических ракет. На исходных стадиях существования ударной волны ее фронт представляет собой сферу с центром в точке взрыва. Опосля того как фронт добивается поверхности, появляется отраженная волна. Потому что отраженная волна распространяется в среде, через которую прошла ровная волна, скорость ее распространения оказывается несколько выше.
В итоге, на неком расстоянии от эпицентра две волны соединяются около поверхности, образуя фронт, характеризуемый приблизительно вдвое большими значениями лишнего давления. Так как для взрыва данной мощности расстояние, на котором появляется схожий фронт, зависит от высоты взрыва, высоту взрыва можно подобрать для получения наибольших значений лишнего давления на определенной площади.
Ежели целью взрыва является ликвидирование укрепленных военных объектов, лучшая высота взрыва оказывается чрезвычайно малой, что безизбежно приводит к образованию значимого количества радиоактивных осадков.
Еще одним поражающим фактором ядерного орудия является проникающая радиация, представляющая собой поток высокоэнергетичных нейтронов и гамма-квантов, образующихся как конкретно в процессе взрыва так и в итоге распада товаров деления. Вместе с нейтронами и гамма-квантами, в процессе ядерных реакций образуются также альфа- и бета-частицы, влияние которых можно не учесть из-за того что они чрезвычайно отлично задерживаются на расстояниях порядка пары метров. Нейтроны и гамма-кванты продолжают выделяться в течение довольно долгого времени опосля взрыва, оказывая действие на радиационную обстановку.
К фактически проникающей радиации традиционно относят нейтроны и гамма-кванты появляющиеся в течение первой минутки опосля взрыва. Схожее определение соединено с тем, что за время порядка одной минутки скопление взрыва успевает подняться на высоту, достаточную для того, чтоб радиационный поток на поверхности стал фактически незаметен. Интенсивность потока проникающей радиации и расстояние на котором ее действие может нанести значимый вред, зависят от мощности взрывного устройства и его конструкции.
Доза радиации, приобретенная на расстоянии около 3 км от эпицентра термоядерного взрыва мощностью 1 Мт достаточна для того чтоб вызвать суровые био конфигурации в человеческом организме.
Ядерное взрывное устройство быть может специально сконструировано таковым образом чтоб прирастить вред, наносимый проникающей радиацией по сопоставлению с вредом, наносимым иными поражающими факторами (так называемое нейтронное орудие).
Процессы, происходящие в процессе взрыва на значимой высоте, где плотность воздуха невелика, несколько различаются от происходящих при проведении взрыва на маленьких высотах. Сначала, из-за малой плотности воздуха поглощение первичного теплового излучения происходит на еще огромных расстояниях и размер облака взрыва может достигать 10-ов км. Существенное влияние на процесс формирования облака взрыва начинают оказывать процессы взаимодействия ионизированных частиц облака с магнитным полем Земли. Ионизированные частички, образовавшиеся в процессе взрыва, оказывают также заметное влияние на состояние ионосферы, затрудняя, а время от времени и делая неосуществимым распространение радиоволн (этот эффект быть может применен для ослепления радиолокационных станций).
Одним из результатов проведения высотного взрыва оказывается появление массивного электромагнитного импульса, распространяющегося над чрезвычайно большой территорией. Электромагнитный импульс возникает и в итоге взрыва на малых высотах, но напряженность электромагнитного поля в данном случае быстро спадает по мере удаления от эпицентра.
В случае же высотного взрыва, область деяния электромагнитного импульса обхватывает фактически всю видимую из точки взрыва поверхность Земли. В случае ежели взрыв произведен под землей, на исходной стадии взрыва поглощение окружающей средой первичного теплового излучения приводит к образованию полости, давление в какой в течение наименее чем микросекунды растет до пары миллионов атмосфер.
Дальше, в течение толикой секунды в окружающей породе формируется ударная волна, фронт которой опереждает распространение полости взрыва. Ударная волна вызывает разрушение породы в конкретной близости от эпицентра и, ослабляясь по мере собственного продвижения, дает начало серии сейсмических импульсов, провождающих подземный взрыв. Полость взрыва продолжает расширяться с несколько наименьшей чем сначала скоростью, достигая в итоге значимых размеров.
Так, радиус полости, образованной взрывом мощностью 150 кт может достичь 50 метров. На этом шаге стенки полости представляют собой расплавленную породу. На 3-ем шаге газ снутри полости остывает, а расплавленная порода застывает на дне.
В течение последующей стадии, которая может продолжаться от пары секунд до пары часов, давление газов в полости падает так, что они больше неспособны выдерживать нагрузку верхних слоев породы, которые обрушиваются вниз. В итоге появляется вертикальная сигарообразная структура, заполненная обломками породы. Размеры данной структуры зависят от нрава породы, в какой произведен взрыв. В верхнем конце данной структуры остается полость, заполненная радиоактивными газами. В случае ежели взрыв произошел на недостаточно большой глубине, часть газов может выйти на поверхность.