Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие на людей, здания, сооружения и технологическое оборудование объектов радиоэлектронной промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики"

МГТУ МИРЭА

Факультет Информационных технологий

Дисциплина «Гражданская Оборона»

Реферат

Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие на людей, здания, сооружения и технологическое оборудование объектов радиоэлектронной промышленности

Студент: Казаков Я.Д.

Группа: ИТВ-2-10

Преподаватель: Каргапольцев А.А.

Москва 2013

Содержание

ядерный оружие радиация излучение

Введение

1. Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие

2. Механическое воздействие ударной волны

3. Тепловое воздействие светового излучения

4. Радиационное воздействие проникающей радиации

5. Электромагнитный импульс

6. Радиационное заражение местности

Заключение

Список литературы

Введение

Ядерное оружие - оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, которая выделяется при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер-изотопов водорода - дейтерия и трития в более тяжелые, например ядра изотопов гелия. Для указанных реакций характерно чрезвычайно большое выделение энергии на единицу массы прореагированного вещества - в 20-80 млн. раз больше, чем при взрыве тротила. В результате весьма быстрого выделения огромного количества энергии в ограниченном объёме происходит ядерный взрыв, который существенно отличается от взрыва обычных боеприпасов как масштабами, так и характером поражающих факторов: ударной волны, светового излучения, проникающей радиацией, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Объектами поражения ядерного оружия являются люди, продукты их труда, природная среда обитания (почвенный покров, растения, животные, климатические и геофизические элементы). Основные принципы применения ядерного оружия - внезапность и массирование на решающих направлениях.

В зависимости от задач, решаемых применением ядерного оружия, ядерные взрывы могут производиться в воздухе, на поверхности земли и воды, под землей и водой. В соответствии с этим различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и подземный (подводный) взрывы.

В центре ядерного взрыва температура мгновенно повышается до нескольких миллионов градусов, в результате чего вещество заряда превращается в высокотемпературную плазму, испускающую рентгеновское излучение. Давление газообразных продуктов вначале достигает нескольких миллиардов атмосфер. Сфера раскаленных газов светящейся области, стремясь расшириться, сжимает прилегающие слои воздуха, создает резкий перепад давления на границе сжатого слоя и образует ударную волну, которая распространяется от центра взрыва в различных направлениях. Так как плотность газов, составляющих огненный шар, намного ниже плотности окружающего воздуха, то шар быстро поднимается вверх. При этом образуется облако грибовидной формы, содержащее газы, пары воды, мелкие частицы грунта и огромное количество радиоактивных продуктов взрыва. По достижении максимальной высоты облако под действием воздушных течений переносится на большие расстояния, рассеивается и радиоактивные продукты выпадают на поверхность земли, создавая радиоактивное заражение местности и объектов.

1. Поражающие факторы ядерного взрыва и их воздействие

Поражающие факторы ядерного оружия, как правило, в течение определённого времени после его применения могут наносить большой урон и оказывать сильное морально-психологическое воздействие.

Ядерное оружие обладает пятью основными поражающими факторами.

Распределение энергии между ними зависит от вида и условий взрыва.

Воздействие этих факторов также различается по формам и длительности.

2. Механическое воздействие ударной волны

Ударной волной называется область резкого сжатия среды, распространяющуюся в виде сферического слоя от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Ударные волны классифицируются в зависимости от среды распространения.

Ударная волна ядерного взрыва возникает в результате расширения светящейся раскаленной массы газов в центре взрыва и представляет собой область резкого сжатия воздуха, которая распространяется от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Действие ее продолжается несколько секунд. Расстояние 1 км ударная волна проходит за 2 с, 2 км -- за 5 с, 3и км -- за 8 с.

С увеличением расстояния от места взрыва волна ослабевает и превращается в обычную акустическую.

Поражения ударной волной вызываются как действием избыточного давления, так и метательным ее действием (скоростным напором), обусловленным движением воздуха в волне. Люди, животные, техника расположенные на открытой местности, поражаются главным образом в результате метательного действия ударной волны, а объекты больших размеров (здания и др.)-- действием избыточного давления.

Поражения могут быть нанесены также в результате косвенного воздействия ударной волны (обломками зданий, деревьев и т. п.). В ряде случаев тяжесть поражения от косвенного воздействия может быть больше, чем от непосредственного действия ударной волны, а количество пораженных -- преобладающим.

На параметры ударной волны заметное влияние оказывают рельеф местности, лесные массивы и растительность. На скатах, обращенных к взрыву с крутизной более 10°, давление увеличивается: чем круче скат, тем больше давление. На обратных скатах возвышенностей имеет место обратное явление. В лощинах, траншеях и других сооружениях земляного типа, расположенных перпендикулярно к направлению распространения ударной волны, метательное действие значительно меньше, чем на открытой местности. Давление в ударной волне внутри лесного массива выше, а метательное действие меньше, чем на открытой местности. Это объясняется сопротивлением деревьев воздушным массам, движущимся с большой скоростью за фронтом ударной волны.

Воздействие ударной волны на людей и животных характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми повреждениями и травмами. Механическое воздействие ударной волны оценивается по степени разрушений, вызванных действием волны (выделяются слабое, среднее, сильное и полное разрушение.

Энергетическое, промышленное и коммунальное оборудование в результате воздействия ударной волны может получить повреждения, также оцениваемые по их тяжести (слабые, средние и сильные).

Воздействие ударной волны может привести также к повреждениям транспортных средств, гидроузлов, лесных массивов. Как правило, ущерб, наносимый воздействием ударной волны, очень велик; он наносится как здоровью людей, так и различным сооружениям, оборудованию и т.д.

Ударная волна в воде отличается большим избыточным давлением и меньшим временем воздействия, а в грунте при удалении от места взрыва становится подобной сейсмической волне.

Фото сделаны камерой в 5-ти сантиметровой свинцовой оболочке, в километре от эпицентра ядерного взрыва. Между первым и последним снимком прошло 2,66 секунды.

3. Тепловое воздействие светового излучения

Световое излучение ядерного взрыва -- это видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, действующее в течение нескольких секунд. У людей оно может вызвать ожоги кожи, поражение глаз и временное ослепление. Ожоги возникают от непосредственного воздействия светового излучения на открытые участки кожи (первичные ожоги), а также от горящей одежды, в очагах пожаров (вторичные ожоги). В зависимости от тяжести поражения ожоги делятся на четыре степени: первая -- покраснение, припухлость и болезненность кожи; вторая -- образование пузырей; третья -- омертвление кожных покровов и тканей; четвертая -- обугливание кожи.

Ожоги глазного дна (при прямом взгляде на взрыв) возможны на расстояниях, превышающих радиусы зон ожогов кожи. Временное ослепление возникает обычно ночью и в сумерки и не зависит от направления взгляда в момент взрыва и будет носить массовый характер. Днем оно возникает лишь при взгляде на взрыв. Временное ослепление проходит быстро, не оставляет последствий, и медицинская помощь обычно не требуется.

Большую опасность представляют также пожары на объектах народного хозяйства, в лесных массивах, возникающие в результате совокупного воздействия светового излучения и ударной волны.

Еще одним фактором воздействия светового излучения является тепловое воздействие на материалы. Характер его определяется многими характеристиками как излучения, так и самого объекта.

4. Радиационное воздействие проникающей радиации

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой совместное гамма-излучение и нейтронное излучение. Гамма-кванты и нейтроны, распространяясь в любой среде, вызывают ее ионизацию. Под действием нейтронов, кроме того, нерадиоактивные атомы среды превращаются в радиоактивные, т. е. образуется так называемая наведенная активность. В результате ионизации атомов, входящих в состав живого организма, нарушаются процессы жизнедеятельности клеток и органов, что приводит к заболеванию лучевой болезнью. Проникающая радиация вызывает потемнение оптики, засвечивание светочувствительных фотоматериалов и выводит из строя радиоэлектронную аппаратуру, особенно содержащую полупроводниковые элементы.

Поражающее действие проникающей радиации характеризуется величиной дозы излучения, т. е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают экспозиционную и поглощенную дозу. Экспозиционную дозу измеряют в рентгенах (Р). Один рентген -- это такая доза гамма-излучения, которая создает в 1 см3 воздуха около 2 млрд. пар ионов. Поглощенную дозу измеряют в радах. Один рад - это такая доза, при которой энергия излучения 100 эрг передается одному грамму вещества (единица измерения поглощенной дозы в системе СИ -- грей. I Гр равен 100 рад).

Поражение людей проникающей радиацией определяется суммарной дозой, полученной организмом, характером облучения и его продолжительностью. В зависимости от длительности облучения приняты следующие суммарные дозы гамма-излучения, не приводящие к снижению боеспособности личного состава: однократное облучение (импульсное или в течение первых 4 сут.) -- 50 рад; многократное облучение (непрерывное или периодическое) в течение первых 30 сут. -- 100 рад, в течение 3 мес. -- 200 рад, в течение 1 года -- 300 рад.

Защита от проникающей радиации обеспечивается использованием подвижных объектов и фортификационных сооружений (убежищ, блиндажей, перекрытых траншей).

Ядерный взрыв

5. Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс (ЭМИ). Ядерные взрывы приводят к возникновению мощных электромагнитных полей. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом, который наиболее полно проявляется при наземных и низких воздушных ядерных взрывах.

Импульс не оказывает непосредственного влияния на человека, объекты его поражения - все проводящие электрический ток тела: линии связи, электропередачи, металлические конструкции и т.д.

ЭМИ воздействует, прежде всего, на радиоэлектронную и электротехническую аппаратуру, находящуюся на военной технике и других объектах. Под действием ЭМИ в указанной аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, сигнализации и управления. Когда величина ЭМИ недостаточна для повреждения приборов или отдельных деталей, то возможно срабатывание средств защиты (плавких вставок, грозоразрядников) и нарушение работоспособности линий.

6. Радиационное заражение местности

Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва во время его движения. Постепенно оседая на поверхность земли, радиоактивные вещества создают участок радиоактивного заражения, который называется радиоактивным следом.

Это фактор поражения, обладающий наиболее продолжительным действием (десятки лет), действующий на огромной площади.

Основными источниками радиоактивного заражения являются осколки деления ядерного заряда и наведенная активность грунта. Распад этих радиоактивных веществ сопровождается гамма- и бета-излучениями. Радиоактивное заражение местности характеризуется уровнем радиации (мощностью экспозиционной дозы), измеряемым в рентгенах в час (Р/ч).

При ядерном взрыве образуется облако, которое может переноситься ветром. Выпадение радиоактивных веществ происходит в первые 10-20 ч после взрыва.

Как правило, зона радиоактивного следа имеет форму эллипса, и масштабы заражения уменьшаются по мере удаления от конца эллипса, в котором произошел взрыв.

В зависимости от степени заражения и степени опасности для личного состава радиоактивный след условно делится на четыре зоны: зона А -- умеренное заражение; зона Б -- сильное заражение; зона В -- опасное заражение; зона Г -- чрезвычайно опасное заражение. Уровни радиации (мощности доз) на внешних границах этих зон через 1 ч после взрыва составляют 8; 80; 240 и 800 Р/ч, а через 10 ч -- 0,5; 5; 15 и 50 Р/ч соответственно.

О степени заражения (загрязнения) радиоактивными веществами поверхностей различных объектов, одежды и кожных покровов принято судить по величине мощности экспозиционной дозы гамма-излучения вблизи зараженных поверхностей, определяемой в миллирентгенах в час (мР/ч). 1 мР/ч==10~3 Р/ч.

Поражающим действием обладают в основном бета-частицы и гамма-облучение. Особенно опасным является попадание радиоактивных веществ внутрь организма.

Основной способ защиты населения - изоляция от внешнего воздействия излучений и исключение попадания радиоактивных веществ внутрь организма. Целесообразно укрытие людей в убежищах и противорадиационных укрытиях, а также в зданиях, чья конструкция ослабляет действие гамма-излучения. Применяются также средства индивидуальной защиты.

Заключение

В заключение же можно сказать, что распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит.

При взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30--40%-- на световое излучение, до 5 % -- на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15 %--на радио активное заражение.

Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру и масштабам поражения.

Список литературы

1. Арустамов Э.А. - БЖ, Москва 2000.

2. Белов С.В. - БЖ, Москва; Высшая школа 2004.

3. Чазов К.И., Ильин Л.А., Гуськова А.К. - Опасность ядерной войны: Точка зрения советских учёных-медиков. Москва., 1982 г.

Размещено на Allbest.ru