Основные поражающие факторы ядерного взрыва

Размещено на http://www.allbest.ru/

Правительство Российской Федерации

Пермский филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Реферат

на тему: «Основные поражающие факторы ядерного взрыва»

Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности

Выполнила:

студентка группы 13-2

Слатина Анна Олеговна

Проверил:

Кандидат социологических наук,

Лобанов Сергей Васильевич

Пермь, 2013

Оглавление

Введение

1. Экскурс в историю создания ядерного оружия

2. Ядерное оружие и его боевые свойства

3. Поражающие факторы ядерного взрыва

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В наше время ядерное оружие является самым сильнодействующим из всех существующих. Его виды прогрессируют, набирая всё большую мощь, и скоро, вероятно, мизерной бомбе размером с таблетку аспирина удастся разорвать добрую половину земного шара в клочки. Проблема хранения, использования ядерного оружия и утилизации отходов от него чрезвычайно актуальна для современности. Конечно, люди осознали его сокрушительную мощь и стараются применять все возможные меры предотвращения катастрофы (всё-таки опыт «гонки вооружений» дал о себе знать). Однако если представить, что может случиться из-за какой-либо осечки, становится страшновато.

Каждый современный человек прекрасно знает о таких типах чрезвычайных ситуаций как пожар, наводнение или ураган - телеканалы, радио, интернет пестрят информацией о подобных событиях. Все ещё со школьной скамьи, если не раньше, достаточно хорошо осведомлены о том, что следует делать, оказавшись в зоне трагедии: куда бежать, где спасаться и как помогать остальным. Но что делать в случае ядерной опасности? Насколько опасен ядерный взрыв? С чего всё началось, и какими могут быть последствия? Этим вопросам и посвящён данный реферат.

1. Экскурс в историю создания ядерного оружия

В 1894 г. Робер Сесил, бывший премьер-министр Великобритании, перечисляя нерешенные проблемы науки, остановился на задаче: что же действительно представляет собой атом - существует он на самом деле или является лишь теорией, пригодной лишь для объяснения некоторых физических явлений; какова его структура.

В США любят говорить, что атом - уроженец Америки, но это не так. На рубеже XIX и XX веков этим вопросом занимались главным образом европейские ученые. Английский ученый Томсон предложил модель атома, который представляет собой положительно заряженное вещество с вкрапленными электронами. В 1896 году французский ученый А. Беккерель положил несколько фотографических пластинок в ящик стола, придавив их кусками минерала, содержащего уран. Когда он проявил пластинки, то, к своему удивлению, обнаружил на них следы каких-то излучений, которые он приписал урану. Вскоре этим явлением заинтересовалась Мария Кюри-Склодовская, которая и ввела в обиход слово «радиоактивность». В 1898 году она и ее муж Пьер Кюри обнаружили, что уран после излучения таинственным образом превращается в другие элементы. Один из этих элементов супруги назвали полонием в честь родины Марии Кюри, а еще один -- радием, поскольку по-латыни это слово означает «испускающий лучи». И открытие Беккереля, и исследования супругов Кюри были подготовлены более ранним, очень важным событием в научном мире -- открытием в 1895 году рентгеновских лучей немецким физиком В. Рентгеном. ядерный оружие излучение

Одним из первых, кто столкнулся с самым неприятным свойством ионизирующего излучения -- его воздействием на ткани живого организма, был Беккерель. Беккерель держал пробирку с радием в кармане костюма и получил в результате ожог кожи. Мария Кюри умерла, по всей видимости, тоже от последствий воздействия ионизирующего излучения -- злокачественного заболевания крови, поскольку слишком часто и в больших дозах подвергалась облучению. По крайней мере, 336 человек, работавших с радиоактивными материалами в то время, умерли в результате облучения.

Уже через 40 лет, в 1934 году, Лео Силард получил патент на новейший вид оружия - атомную бомбу. Так Америка официально была допущена до производства и испытания первых ядерных снарядов. Впервые взрыв бомбы на основе плутония был произведен на полигоне в американском штате Нью-Мексико. Первый опыт был самым страшным, ведь ученые не были до конца уверены в правильности расчетов. Тогда по предположениям ученых взрыв ядерного снаряда мог вызвать гибель всей планеты. Но, несмотря на все опасения, испытания под кодовым названием «Тринити» прошли успешно.

Тогда никто и подумать не мог, что это была всего лишь тренировка перед более масштабными и поистине бесчеловечными действиями. Имея под рукой оружие нового поколения, руководство Америки принимает решение о включении атомных снарядов в разряд разрешенного оружия на случай военных действий. Испытания на живых людях в реальных условиях не заставили себя долго ждать. Уже в августе 1945 года американские атомные бомбы «Малыш» и «Толстяк» унесли жизни сотен тысяч жителей японских городов Нагасаки и Хиросимы.

С демонстрации мощи ядерного оружия началась так называемая гонка ядерных вооружений. Проиграть в борьбе за мировое господство не хотел никто. Большинство разработок ядерного оружия велось в Советском Союзе и Америке. Постепенно количество стран, обладающих этим видом вооружения, стало увеличиваться.

Так образовалась группа стран, имеющих ядерное оружие, которая получила название «Ядерный клуб». На данный момент в него входят США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, Индия, Северная Корея и Пакистан. Со временем стало понятно, что неконтролируемое наращивание ядерного потенциала каждой из стран в конечном итоге может привести к непоправимым последствиям не только для определенной страны, но и для человечества в целом.

В 1968 году был разработан и подписан договор о нераспространении ядерного оружия. Это было сделано для сдерживания увеличения количества государств, обладающих ядерными боеприпасами. Согласие на условие договора дали лишь крупнейшие ядерные державы: СССР, США, Англия, Франция и Китай. И лишь в 2002 году Россия и Америка пришли к единодушному решению о сокращении ядерных боеприпасов.

2. Ядерное оружие и его боевые свойства

Ядерное оружие - это взрывные устройства, в которых энергия взрыва образуется при делении или же слиянии ядер. На сегодняшний день оно является самым мощным из видов оружия массового поражения. Люди, административные и промышленные центры, различные объекты, сооружения и техника - вот основные объекты его действия.

В узком смысле под ядерным оружием понимают взрывные устройства, использующие энергию, выделяемую при делении тяжелых ядер (оружие такого типа также называют атомным). Устройства же, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе легких ядер, называются термоядерными. В отдельную группу иногда выносят нейтронное оружие.

Самым распространённым (и единственным, встречающимся в природе) делящимся веществом можно назвать изотоп урана-235. Практическое применение нашёл также плутоний-239, добывать который менее затратно по сравнению с другими подобными веществами.

Основной качественной характеристикой ядерного оружия выступает мощность ядерного заряда. Она измеряется в тротиловом эквиваленте -- количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). По мощности ядерные боеприпасы принято делить на 5 групп:

сверхмалые (менее 1 кт);

малые (1 -- 10 кт);

средние (10 -- 100 кт);

крупные (большой мощности) (100 кт -- 1 Мт);

сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

Для получения энергии, равной энергии ядерного взрыва в 500 кт, необходимо взорвать 500 тыс. тонн тротила. Если такое количество взрывчатого вещества уложить в виде куба, то его высота будет равна 80 метрам.

Ядерный взрыв сопровождается яркой вспышкой, и одновременно с этим возникает сильный звук, напоминающий мощный грозовой разряд. Вслед за вспышкой в месте взрыва образуется огненный шар (или полушарие), состоящий из раскаленных газов, мгновенно достигающий в поперечнике при ядерном взрыве сотен метров, а при термоядерном - более километра.

Ядерная реакция характеризуется очень высокой температурой, измеряемой миллионами градусов. Под воздействием такой температуры все вещества, находящиеся в зоне реакции (продукты взрыва и остатки оболочки боеприпаса), раскаляются и превращаются в газы, образуя светящуюся область ядерного взрыва или, как ее чаще называют, огненный шар.

Огненный шар, быстро поднимаясь вверх и увеличиваясь в размерах, постепенно охлаждается. При температуре 2-3 тыс. градусов свечение прекращается, и образуется облако взрыва. Под действием светового излучения и ударной волны в районе взрыва в воздух поднимается огромное количество пыли и частиц грунта, образуя облако. Мощный восходящий поток в районе взрыва увлекает за собой это облако.

В результате этого образуется гигантский растущий «гриб», «шляпкой» которого является само облако, а «ножкой» - столб пыли. «Шляпка» окрашена чаще всего в серый или желтоватый, а «ножка» в темно-серый или бурый цвет. В зависимости от освещения и характера грунта, на котором произведен взрыв, тона цветов могут меняться.

За несколько минут радиоактивный «гриб» может достичь высоты 10-15, а при мощных взрывах до 30 километров. При этом «гриб» разрушается. Столб пыли опадает на землю, а облако начинает перемещаться ветром в горизонтальном направлении.

Ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим их принято подразделять на высотные, воздушные, наземные (надводные) и подземные (подводные).

Точка, в которой произошел взрыв, называется центром, а ее проекция на поверхность земли (воды) - эпицентром ядерного взрыва.

Следует отметить, что огромное внимание с точки зрения безопасности уделяется транспортировке ядерного оружия. Сегодня средством доставки ядерного оружия могут быть артиллерийские системы, реактивные системы залпового огня типа "Град", "Ураган", "Смерч", которые пока не оснащены, но могут быть оснащены ядерным оружием. Могут быть оснащены также дирижабли и аэростаты, которые тоже способны доставлять ядерное оружие. Но на настоящее время все эти средства считаются не очень серьезными для доставки ядерного оружия. В Договорах по ограничению вооружений в качестве средств доставки ядерного оружия рассматриваются баллистические ракеты, самолеты и крылатые ракеты.

3. Поражающие факторы ядерного взрыва

Ядерный взрыв сопровождается выделением огромного количества энергии, которая расходуется на создание:

воздушной ударной волны (50%);

светового излучения (35%);

радиоактивного заражения (10%);

проникающей радиации (4%);

электромагнитного импульса (1%).

Рассмотрим вкратце каждый из основных факторов поражения.

Воздушная ударная волна - это зона сжатого воздуха, распространяющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва. При воздействии на людей ударная волна вызывает различные по степени тяжести поражения (травмы):

прямые - от избыточного давления и скоростного напора;

косвенные - от ударов обломками ограждающих конструкций, осколков стекла и т.д.

По степени тяжести поражения людей от ударной волны делятся на:

легкие при ДР_ф = 20-40 кПа, (вывихи, ушибы);

средние при ДР_ф = 40-60 кПа, (контузии, кровь из носа и ушей);

тяжелые при ДР_ф ? 60 кПа (тяжелые контузии, повреждения слуха и внутренних органов, потеря сознания, переломы);

смертельные при ДР_ф ? 100 кПа.

Световое излучение - электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Световое излучение ЯВ поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.

Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (U_св), которое измеряется в Дж/м². Его величина зависит от интенсивности и продолжительности излучения, а также вид взрыва и прозрачность атмосферы. Воздействие светового излучения на людей может выражаться в ожогах кожных покровов разной степени:

1 степени при U_св = 80-160 кДж/м²(покраснение, припухлость кожных покровов);

2 степени при U_св = 160-400 кДж/м² (образование пузырей);

3 степени при U_св = 400-600 кДж/м² (омертвление кожи и мышечных тканей);

4 степени при U_св ? 600 кДж/м² (обугливание кожи, тканей, возможна как временная, так и полная потеря зрения и т.д.).

Большую опасность для людей в очаге ядерного поражения представляют пожары. В Хиросиме и Нагасаки ожоги от пожаров составили 70-80%. 6 августа 1945 г. в Хиросиме огневой шторм продолжался 6 ч, сгорело около 60 тысяч домов, высота пламени достигала 7 км, скорость ветра в зоне огневого шторма была равна 50-60 км/ч.

Радиоактивное заражение происходит в результате оседания из облака взрыва радиоактивной пыли, состоящей из продуктов деления ядер и непрореагировавшего ядерного горючего. В районе взрыва оно образуется также при воздействии на грунт нейтронов, испускаемых из огненного шара (наведенная радиоактивность). Ионизирующие излучения радиоактивных веществ (РВ) могут быть трех видов: альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи.

Масштабы и уровни локальных радиоактивных загрязнений после ядерных взрывов зависят от многих факторов: типа ядерных боеприпасов, вида взрывов, мощности, топографических и метеорологических условий.

Сначала радиоактивные вещества, образующиеся при взрыве, находятся в газообразном состоянии. Затем, охлаждаясь, они конденсируются и оседают на капельках тумана и частицах пыли. Если взрывы производятся непосредственно на поверхности земли или вблизи нее, то часть радиоактивных веществ может быть вкраплена в оплавленные частицы грунта.

При движении облака ядерного взрыва радиоактивные частицы под воздействием силы тяжести выпадают из него и оседают на землю в виде шлейфа радиоактивного облака, загрязняя приземной слой воздуха, окружающую местность и находящиеся на ней объекты. В результате образуется зона радиоактивного заражения, представляющая собой вытянутый по направлению ветра загрязненный участок территории сигарообразной формы. Радиоактивные излучения, испускаемые радиоактивными веществами при их распаде, могут быть обнаружены только при помощи специальных дозиметрических приборов.

По степени опасности поражения людей радиоактивными излучениями на радиоактивно зараженной местности по следу движения облака обычно выделяют три зоны - опасного, сильного и умеренного заражения. Размеры зон зависят от мощности взрыва и скорости ветра.

Наиболее сильное заражение наблюдается на местности сразу после оседания радиоактивных частиц из облака. Затем оно с каждым часом непрерывно убывает. Так, если уровень радиации через 1 ч после наземного взрыва принять за 100%, то через 2 ч он уменьшиться почти вдвое, спустя 3 ч - в 4 раза, через сутки - в 45 раз, через двое суток - в 100 раз.

Для защиты от радиоактивных излучений следует использовать убежища, подвалы, погреба и другие укрытия. Жилые и производственные здания также снижают воздействие радиоактивных излучений. Так, радиоактивные излучения людей, укрытых в одноэтажном каменном доме, ослабляются примерно в 10 раз, находящихся на 305 м этаже - в 20-30 раз, в подвале под одноэтажным каменным домом - в 40 раз, а под трех-, пятиэтажным - в 400 раз. Слоем земли, толщиной в один метр, радиоактивные излучения ослабляются более чем в 1000 раз.

Проникающая радиация - ионизирующее излучение, исходящее из эпицентра взрыва и длящееся на протяжении первых 15-20 секунд. Проникающая радиация - это поток нейтронов и гамма-лучей, и, так как они достаточно сильно поглощаются атмосферой, радиус поражения проникающей радиацией невелик даже при мощном ядерном взрыве, составляя около двух-трех километров.

Большая доза проникающей радиации приводит к лучевой болезни: происходит разрушение, а потом и смерть белков клеток, организм загрязняется продуктами распада. В основном страдают интенсивно делящиеся клетки - лимфатической системы и костного мозга. На втором месте после них - волосяные фолликулы и клетки желудочно-кишечного тракта. На последнем месте по чувствительности к радиации - клетки нервной системы.

При однократном внешнем общем облучении человека в зависимости от поглощенной дозы излучения (Дп) различают 4 степени лучевой болезни (см. Приложение 2).

Проникающая радиация может не только поразить людей, но и вывести из строя различные приборы. Мощный поток нейтронов и гамма-лучей приводит к изменениям на молекулярном уровне, затрагивая кристаллические решетки веществ и вмешиваясь в физико-химические процессы.

Защититься от проникающей радиации можно в укрытии - 11 сантиметров стали, 35 сантиметров бетона, 50 сантиметров грунта, 1 метр древесины снизят уровень ионизирующего излучения как минимум в десять раз.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) - это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма-излучения ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образования в этой среде потока электронов и положительных ионов.

ЭМИ искажает магнитное поле земли, что приводит к ухудшению или исчезновению радиосвязи. Под воздействием ЭМИ наводятся токи силой до нескольких тысяч ампер и напряжением 10-15 тысяч вольт в воздушных, наземных и подземных линиях проводной связи, сигнализации и электроснабжения, расположенных на удалении 50-300 км от района взрыва.

ЭМИ может вывести из строя станционную и оконечную аппаратуру, вызвать плавление проводов, пробить изоляцию подземных кабелей и полевых линий проводной связи. В некоторых случаях возможно поражение обслуживающего персонала и абонентов.

Для защиты от ЭМИ все линейные провода подключаются к коммутаторам, телефонным или телеграфным аппаратам через предохранители. Чтобы уменьшить величину наведенных токов и напряжений, предохранители и разрядники целесообразно ставить также на участках, подходящих к оконечным устройствам.

Заключение

Для эффективной защиты от поражающих факторов ядерного взрыва необходимо осознавать параметры воздействия их на человека и методы защиты. К ним можно отнести использование защитных сооружений (укрытий, убежищ и щелей), а также средств индивидуальной защиты.

Убежища обеспечивают надежную защиту укрываемых в них людей от воздействия всех поражающих факторов ядерного взрыва. Люди в них могут находиться долгое время. Надежность защиты достигается за счет прочности конструкций и создания нормальных санитарно-гигиенических условий. Убежища могут быть встроенные (чаще встречаются) и отдельно стоящие.

Противорадиационные укрытия защищают людей от внешнего гамма-излучения и непосредственного попадания радиоактивных веществ на кожу, от светового излучения и ударной волны. Защитные свойства ПРУ зависят от коэффициента ослабления, который показывает, насколько уровень радиации на открытой местности больше уровня радиации в укрытии. Под ПРУ часто приспосабливаются подвальные и цокольные помещения зданий.

Щели - простейшие укрытия - разумеется, обеспечивают гораздо меньшую защиту от воздействия поражающих факторов. Применение щелей, как правило, сопровождается также применением средств индивидуальной защиты. Для защиты органов дыхания подойдут противогазы, респираторы, ватно-марлевые повязки и противопыльные тканевые маски. Средства защиты кожи делятся на изолирующие и фильтрующие. Они обеспечивают полную защиту кожных покровов от воздействия альфа-частиц и снижают уровень светового облучения. Радиозащитные медицинские средства защиты применяются для ослабления воздействия факторов поражения на организм человека и профилактики нежелательных последствий этого воздействия.

Все эти средства при умелом обращении смогут обеспечить некоторую сохранность нашего здоровья при возникшей опасности.

Список использованной литературы

1. Иойрыш А. И. О чем звонит колокол. -- М.: Изд-во политлитературы, 1991.

2. Подвиг П. Ядерная энциклопедия, под ред. А. А. Ярошинской, М: Благотворительный фонд Ярошинской, 1996.

3. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени. Характеристика зон чрезвычайных ситуаций. Метод. разраб. /НГТУ; Сост.: В.А. Горишный, В.Б. Чернецов, В.В. Волков, Н.Новгород, 2000.

4. Материалы лекции Г.К. Хромова, состоявшейся 22 ноября 2002г. для слушателей курса "Режим нераспространения и сокращения оружия массового поражения и национальная безопасность" [Электронный ресурс]: Стенограмма лекции. Режим доступа: http://www.armscontrol.ru/course/lectures02b/gkh021122.htm (дата обращения: 21.09.2013)

5. Ионизирующее излучение [Электронный ресурс]// Волков. Радиация и жизнь. Режим доступа: http://www.engineer.bmstu.ru/res/volkov/1.html (дата обращения: 21.09.2013)

6. Меры радиационной защиты // Тема 4, занятие 1: Последствия радиационных аварий. Виды радиационного воздействия на людей [Электронный ресурс]// Материалы по теме Гражданской обороны Министерства иностранных дел Российской Федерации. Режим доступа: http://www.go.mid.ru/inform.htm (дата обращения: 21.09.2013)

7. Немного истории…[Электронный ресурс]// Статья: Что такое ядерное оружие, и как оно появилось. Режим доступа: http://weapon-ncb.ru/yadernoe-oruzhie (дата обращения: 21.09.2013)

Размещено на Allbest.ru