Проблемы защиты экипажей боевых машин от радиации

Подполковник-инженер И. Горячев.
доктор технических наук

Командования армий стран - участниц агрессивного блока НАТО, особенно США, намереваясь для достижения своих целей в войне широко использовать средства массового поражения, придают большое значение подготовке войск к действиям в условиях применения ядерного оружия. В официальных документах Пентагона указывается, что большинство образцов военной техники, которые разрабатывались сразу же после второй мировой войны и поступили на вооружение сухопутных войск США в 60-е годы, спроектированы с учетом защиты личного состава от обычных средств поражения и не в полной мере обеспечивают ведение боевых действий в условиях ядерной войны. Тем не менее американское командование считает, что все состоящие на вооружении войск образцы техники обладают определенной стойкостью к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. В табл. 1 приводятся принятые в США коэффициенты ослабления доз радиации конструкционными материалами некоторых видов военной техники.

За последние годы на вооружение сухопутных войск США и других стран поступили такие образцы боевой техники, при разработке которых были учтены требования защиты экипажа от воздействия проникающей радиации. Однако иностранные специалисты считают, что гарантии полной защиты от поражающих факторов ядерного взрыва даже очень малой мощности все же нет, особенно если техника с личным составом находится невдалеке от эпицентра. В настоящее время при создании новых видов боевой техники за рубежом стремятся повышать стойкость к воздействию ядерного оружия. Главное требование - сохранить боеспособность войск вблизи эпицентра ядерного взрыва и обеспечить ведение боевых действий на радиоактивно зараженной местности в течение продолжительного времени.

В США основным принципом определения требований к противорадиационной защите служит принцип "защиты ради сохранения боеспособности". Защищенность экипажа считается достаточной, если его боеспособность непосредственно после облучения будет сохранена. Но при этом не учитывается возможность неблагоприятных последствий для здоровья личного состава в будущем.

Для оценки воздействия на личный состав проникающей радиации и других поражающих факторов специалисты США приняли расчетную дозу в 3000 рад (внутри машины) при соотношении дозы нейтронного потока и гамма-излучений 2,5:1. Получив такую дозу, экипаж теряет боеспособность через час после облучения. В табл.2 приводится зависимость параметров поражающих факторов от мощности взрыва на таких расстояниях от эпицентра, на которых суммарная доза проникающей радиации ядерного взрыва равна 3000 рад.

Важнейшим направлением повышения противорадиационной защиты экипажей боевых машин является создание материалов с высоким коэффициентом ослабления доз радиоактивных излучении.

В США эту проблему главным образом решают, сочетая водородсодержащие полимеры с броней. Введение в состав брони водородсодержащих пластмасс, по мнению американских специалистов, обеспечивает ослабление гамма-излучения и повышает защитные свойства против нейтронного излучения. Такими свойствами обладает, например, полиэтилен с добавками бора или лития. Рассматривались также материалы на основе сочетания бутилкаучука с полибутиленом, эпоксидная смола на основе полибуталена с присоединенными карбоксильными группами и другие. В американской печати сообщалось об испытании танков М48, у которых на внутренней стороне броневого корпуса имелись листы из борированного полиэтилена. Кроме того, специалисты США изучают возможность применения трехслойной брони - между двумя слоями стали находится слой полиэтилена.
Значительное внимание уделялось противорадиационной защите при разработке основного боевого танка 70-х годов (МВТ-70). Его башню и корпус предполагалось покрыть изнутри слоем специального пластического материала, который должен ослаблять поражающее действие нейтронов и гамма-излучения. Многие конструктивные решения, полученные при разработке танка МВТ-70, предполагается использовать при создании танка 80-х годов.

Для оценки защитной способности объектов и военной техники от проникающих излучений ядерного взрыва в США широко применяются расчетно-теоретические методы. Однако, по мнению специалистов, результаты и выводы, сделанные на основе этих методов, не всегда гарантируют получение надежных технических решений и, как правило, требуют экспериментальной проверки. В табл. 3 сопоставлены результаты расчетов защитных свойств брони серийного танка M48 с данными натурных испытаний, проведенных при ядерных взрывах на испытательном полигоне штата Невада. Как сообщалось в иностранной печати, даже при совершенных методах вычислений расчетные значения доз облучения отличаются от результатов натурных испытаний не менее чем па 30-50 проц.

В последние годы, особенно после вступления в силу договора о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах, инициатором заключения которого был Советский Союз, американские специалисты расширили работы в области моделирования действия проникающей радиации ядерного взрыва на личный состав, находящийся в боевых машинах. Задача состояла в том, чтобы отработать метод модельных испытаний противорадиационной защиты танка. В ходе исследований проводилось облучение танка М48 с помощью гамма-источников на основе кобальта-60 (энергия гамма-квантов около 1,25 МэВ), цезия-137 (0,66 МэВ), а также с помощью полониево-бериллиового нейтронного источника (средняя энергия нейтронов 4,5 МэВ). Эти источники излучения специальным манипулятором последовательно перемешались с шагом 15° по азимуту и полярному углу над неподвижно стоявшим танком. При определении окончательных результатов учитывалось влияние рассеянного излучения.
Эта методика не нашла широкого применения из-за несоответствия энергии источников излучения реальному энергетическому спектру проникающей радиации ядерного взрыва, а также отсутствия таких компонентов проникающей радиации, как захватное гамма-излучение и отраженные от грунта излучения.

В настоящее время для испытания противорадиационной защиты военной техники используется методика, разработанная па испытательном полигоне в штате Невада в ходе так называемой операции BREN (Ваге Reactor Experiment Nevada). Цель этих работ - выявление характеристик поля нейтронов и гамма-излучения на больших расстояниях от специального ядерного реактора, размещавшегося на разной высоте над поверхностью земли.

Специально для этих исследований на испытательном полигоне в штате Невада была смонтирована 510-м башня с подъемным контейнером, в котором размещался лишенный биологической защиты реактор на быстрых нейтронах (максимальная мощность 10 кВА), работавший в стационарном режиме. Этот реактор мог работать также в импульсном режиме. В последнем случае пиковая мощность достигала 108 кВА, Кроме реактора, в подвижном контейнере башни был установлен мощный изотопный источник гамма-излучения (кобальт-60) активностью около 800 кюри. Поскольку энергетический спектр нейтронов ядерного реактора не обеспечивал воспроизведения спектра нейтронов термоядерного взрыва, американские специалисты решили провести специальные исследования по моделированию поля радиации термоядерного взрыва.

Для получения характеристик зависимости поля от источника нейтронов с энергией 14 МэВ (нейтронов реакции синтеза) и выявления возможности моделирования поражающего действия радиации термоядерного взрыва в США были проведены работы под условным названием HENRE (High Energy Neutron Reactions Experiment). В ходе работ был создан специальный генератор нейтронов, имеющий вид транспортабельного моноблока. Он устанавливался на той же башне, которая использовалась ранее в операции BREN. Как сообщалось в американской печати, результаты операции HENRE продемонстрировали возможность применения такого генератора нейтронов для определения защитных свойств военной техники от воздействия проникающей радиации термоядерного взрыва.

В настоящее время в США для решения проблемы защиты от радиации экипажей боевых машин используются: импульсная радиационная установка (Абердинский испытательный полигон, штат Мэриленд), импульсный реактор на быстрых нейтронах (ракетный полигон Уайт-Сэндз, штат Нью-Мексико), импульсно-статический реактор на быстрых нейтронах HPRR и изотопная установка для испытания защиты (испытательный полигон, штат Невада), подъемный сферический реактор TSR-2 (Окриджская национальная лаборатория). Для испытаний противорадиационной зашиты малогабаритных образцов вооружения и техники используется радиационная установка в Даймондской лаборатории. Установки, позволяющие моделировать действие нейтронов термоядерного взрыва, имеются в Окриджской национальной лаборатории (генератор HENRE) и в научно-исследовательской лаборатории баллистики на ракетном полигоне Уайт-Сэндз.

Кроме того, специалисты США исследуют способы определения защитных свойств боевой техники при действиях войск на местности, зараженной радиоактивными веществами. Эти работы интенсивно проводятся в лаборатории радиологической защиты Эджвудского арсенала армии США (штат Мэриленд).

Первоначально для моделирования участка радиоактивного заражения использовали набор точечных изотопных гамма-источников, размещавшихся неподвижно или движущихся определенным образом на поверхности земли. Было установлено, что гамма-излучение радиоактивных продуктов ядерного взрыва достаточно хорошо воспроизводится совокупностью изотопов кобальта-60, цезия-137 и церия-141. Недостаток такой методики, как отмечают американские специалисты, состоит в том, что на проведение полного цикла испытаний затрачивается много времени из-за опасности и неудобств, связанных с использованием высокоактивных источников излучения. В дальнейшем для моделирования радиоактивного заражения на Эджвудском арсенале была создана установка с циркулирующими источниками. В этой установке источники гамма-излучения, заключенные в герметические капсулы, прогонялись потоком воды по полиэтиленовому трубопроводу, уложенному равномерно на экспериментальной площадке вокруг испытываемого объекта. Диаметр площадки около 50 м, а общая длина трубопровода 5 км. Передвижные варианты таких установок дают возможность проводить испытания подвижных образцов военной техники и стационарных объектов.

Порядок проведения испытаний противорадиационной защиты военной техники и объектов сухопутных войск США определяется общей инженерной методикой испытаний боевых и транспортных машин на стойкость к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. В соответствии с этой методикой облучение образцов осуществляется с помощью изотопной установки, позволяющей моделировать гамма-излучение ядерного взрыва или радиоактивное заражение местности. На рабочих местах членов экипажа перед облучением размещаются манекены. На груди, спине, животе и в паховой области манекенов и во всех местах боевой машины, где имеется электронная аппаратура и устройства, чувствительные к действию проникающей радиации, устанавливаются датчики нейтронного и гамма-излучения. Кроме того, датчики устанавливаются на открытой местности вблизи испытываемого объекта на высоте 1 м над поверхностью земли. Сопоставляя показания датчиков, размещаемых вне и внутри объекта, получают коэффициент ослабления излучений в различных точках испытываемого образца.

Методикой испытаний предусматриваются многократные измерения при различной ориентации испытываемого объекта относительно источника излучения.

Командование вооруженных сил США, уделяя большое внимание разработке боевой техники, приспособленной к ведению боевых действий в условиях применения ядерного оружия, всячески поощряет исследования, направленные на разработку и совершенствование способов противорадиационной защиты войск, средств и методов определения ее эффективности.

Зарубежное военное обозрение". 1975 .№ 11 С.34-38