Поражающие факторы ядерного взрыва

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Ядерное оружие

2. Поражающие факторы ядерного взрыва

3. Ударная волна

4. Радиоактивное загрязнение

5. Электромагнитный импульс (ЕМИ)

1. Ядерное оружие

Ядерное оружие -- оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изогона гелия. При термоядерных реакциях выделяется энергии в 5 раз больше, чем при реакциях деления (при одной и той же массе ядер).

Ядерное оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.

В зависимости от способа получения ядерной энергии боеприпасы подразделяют на ядерные (на реакциях деления), термоядерные (на реакциях синтеза), комбинированные (в которых энергия получается по схеме «деление -- синтез -- деление»). Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом, т. с. массой взрывчатого вещества тротила, при взрыве которою выделяется такое количество энергии, как при взрыве данного ядерного босирипаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах (кт), мегатоннах (Мт).

На реакциях деления конструируются боеприпасы мощностью до 100 кт, на реакциях синтеза -- от 100 до 1000 кт (1 Мт). Комбинированные боеприпасы могут быть мощностью более 1 Мт. По мощности ядерные боеприпасы делят на сверхмалые (до 1 кг), малые (1 -10 кт), средние (10-100 кт) и сверхкрупные (более 1 Мт).

В зависимости от целей применения ядерного оружия ядерные взрывы могут быть высотными (выше 10 км), воздушными (не выше 10 км), наземными (надводными), подземными (подводными).

2. Поражающие факторы ядерного взрыва

Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение ядерного взрыва, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

3. Ударная волна

Ударная волна (УВ) -- область резко сжатого воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. ядерный взрыв радиационный электромагнитный

Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до высокой температуры (несколько десятков тысяч градусов). Этот слой сжатого воздуха представляет ударную волну. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. За фронтом УВ следует область разряжения, где давление ниже атмосферного. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВ в несколько раз превышает скорость звука. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает. На больших расстояниях ее скорость приближается к скорости распространения звука в воздухе.

Ударная волна боеприпаса средней мощности проходит: первый километр за 1,4 с; второй -- за 4 с; пятый -- за 12 с.

Поражающее воздействие УВ на людей, технику, здания и сооружения характеризуется: скоростным напором; избыточным давлением во фронте движения УВ и временем ее воздействия на объект (фаза сжатия).

Воздействие УВ на людей может быть непосредственным и косвенным. При непосредственном воздействии причиной травм является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается как резкий удар, ведущий к переломам, повреждению внутренних органов, разрыву кровеносных сосудов. При косвенном воздействии люди поражаются летящими обломками зданий и сооружений, камнями, деревьями, битым стеклом и другими предметами. Косвенное воздействие достигает 80 % от всех поражений.

При избыточном давлении 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см²) незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие УВ с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, поражения внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.

Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на местности.

Для защиты от воздействия УВ следует использовать: траншеи, щели и окопы, снижающие се действие в 1,5-2 раза; блиндажи -- в 2-3 раза; убежища -- в 3-5 раз; подвалы домов (зданий); рельеф местности (лес, овраги, лощины и т. д.).

4. Радиоактивное загрязнение (заражение)

Радиоактивное загрязнение воздуха, местности, акватории и расположенных на них объектов происходит в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.

При температуре примерно 1700 °С свечение светящейся области ядерного взрыва прекращается и она превращается в темное облако, к которому поднимается пылевой столб (поэтому облако имеет грибовидную форму). Это облако движется по направлению ветра, и из него выпадают РВ.

Источниками РВ в облаке являются продукты деления ядерного горючего (урана, плутония), непрореагировавшая часть ядерного горючего и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате действия нейтронов на грунт (наведенная активность). Эти РВ, находясь на загрязненных объектах, распадаются, испуская ионизирующие излучения, которые фактически и являются поражающим фактором.

Параметрами радиоактивного загрязнения являются доза облучения (по воздействию на людей) и мощность дозы излучения -- уровень радиации (по степени загрязнения местности и различных объектов). Эти параметры являются количественной характеристикой поражающих факторов: радиоактивного загрязнения при аварии с выбросом РВ, а также радиоактивною загрязнения и проникающей радиации при ядерном взрыве.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака.

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны (рис. 1):

Зона А -- зона умеренного заражения. Характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны 40 рад и на внутренней -- 400 рад. Площадь зоны А составляет 70-80 % площади всего следа.

Зона Б -- зона сильного заражения. Дозы излучения на границах равны соответственно 400 рад и 1200 рад. Площадь зоны Б -- примерно 10 % площади радиоактивною следа.

Зона В -- зона опасного заражения. Характеризуется дозами излучения на границах 1200 рад и 4000 рад.

Зона Г -- зона чрезвычайно опасного заражения. Дозы на границах 4000 рад и 7000 рад.

Рис. 1. Схема радиоактивного загрязнения местности в районе ядерного взрыва и по следу движения облака

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляет соответственно 8, 80, 240, 800 рад/ч.

Большая часть радиоактивных осадков, вызывающая радиоактивное заражение местности, выпадает из облака за 10-20 ч после ядерного взрыва.

5. Электромагнитный импульс (ЕМИ)

При взрыве ядерного заряда образуется электромагнитное поле, которое вызывает наведенные электрические токи и напряжения в проводах, кабелях, антеннах радиостанций, электропроводящих коммуникаций. Кратковременные результирующие электрические и магнитные поля, возникающие во время ядерной реакции в вследствие распада атомов, представляют собой электромагнитный импульс (ЭМИ) ядерного взрыва.

Электромагнитные поля в диапазоне радиочастот возникают в результате физических процессов, происходящих в момент взрыва. С точки зрения поражающего действия наибольшую опасность представляют импульсные электромагнитные поля, существующие несколько десятков миллисекунд. Эти электромагнитные поля принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ) ядерного взрыва. При наземном ядерном взрыве гамма-кванты, исходящие из зоны ядерной реакции, и гамма-кванты, возникающие в результате захвата нейтронов ядрами атомов азота, выбивают из атомов воздуха быстрые электроны, которые летят в том же направлении, что и гамма-кванты со скоростью света, а положительные ионы остаются на месте. В результате разделения положительных и отрицательных зарядов из образующихся элементарных электрических и магнитных полей возникает результирующее электромагнитное поле.

Электромагнитные поля, создаваемые ядерным взрывом, характеризуются напряженностью. Время действия ЭМИ около 200 мс.

ЭМИ наводит высокое напряжение, которое выводит из строя линии электроснабжения, нарушает изоляцию, расплавляет провода, выжигает элементы электросхем, вызывает ионизацию диэлектриков, может воспламенить аппаратуру, а через нее и здания, в которых она размещается.

При высотном ядерном взрыве ЭМИ возникает за счет быстрых электронов, выбиваемых гамма-квантами из оболочки боеприпаса, а также в результате взаимодействия рентгеновского излучения с атомами окружающей среды (атомами воздуха). Вследствие разделения положительных и отрицательных зарядов возникают сильные электромагнитные поля и излучения, достигающие поверхности земли.

Особенностью поражающего действия ЭМИ по сравнению с другими факторами является его способность почти мгновенно распространяться на десятки и сотни километров в окружающей среде и по различным коммуникациям.

Литература

1. 1 В.Г. Атаманюк и др. Гражданская оборона. Москва, 1986 г.

2. И.И. Юрпольский и др. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте. Москва, 1987 г.

3. Ю.В. Боровский и др. Гражданская оборона. Москва, 1991г.

Размещено на Allbest.ru