зміст
Вступ
1. Послідовність подій при ядерному вибуху
2. Ударна хвиля
3. Світлове випромінювання
4. Яка Проникає радіація
5. Радіоактивне зараження
6. Електромагнітний імпульс
висновок
Список літератури
Вступ
Ядерний вибух - потужний вибух, викликаний вивільненням ядерної енергії: або при швидко розвивається ланцюгової реакції поділу важких ядер; - або при термоядерної реакції синтезу ядер гелію з легших ядер. Залежно від завдань, що вирішуються застосуванням ядерної зброї, ядерні вибухи можуть проводитися в повітрі, на поверхні землі і води, під землею і водою. Ядерний вибух супроводжується виділенням величезної кількості енергії, тому по руйнівній і вражаючій дії він в сотні і тисячі разів може перевищувати вибухи найбільших боєприпасів, споряджених звичайними вибуховими речовинами.
Вражаючі фактори ядерної зброї - фізичні процеси і явища, які виникають при ядерному вибуху і визначають його вражаючу дію. Характер, ступінь і тривалість впливу вражаючих факторів залежать від потужності ядерного боєприпасу, виду вибуху, відстані від його епіцентру, ступеня захисту об'єктів, метеорологічних умов, характеру місцевості.
Основними вражаючими факторами ядерного зброї є: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження та електромагнітний імпульс. Приблизно половина всієї енергії виходить у вигляді ударної хвилі, решта - світлове випромінювання, на частку проникаючої радіації (гамма-променів і нейтронів) припадає не більше 5%. Така різноманітність вражаючих факторів говорить про те, що ядерний вибух являє собою набагато більш небезпечне явище, ніж вибух аналогічного по Енерговихід кількості звичайної вибухівки.
Люди, безпосередньо які зазнали впливу вражаючих факторів ядерного вибуху, крім фізичних ушкоджень, відчувають психологічний гнітючий вплив від усвідомлення факту близького ядерного вибуху - самого руйнівного зброї, відомого людству на даний момент.
1. Послідовність подій при ядерному вибуху
Виділення величезної кількості енергії, що відбувається в ході ланцюгової реакції поділу, призводить до швидкого розігріву речовини вибухового пристрою до температур порядку 107 К. При таких температурах речовина являє собою інтенсивно випромінює іонізовану плазму. На цьому етапі у вигляді енергії електромагнітного випромінювання виділяється близько 80% енергії вибуху. Максимум енергії цього випромінювання, званого первинним, доводиться на рентгенівський діапазон спектра. Подальший хід подій при ядерному вибуху визначається в основному характером взаємодії первинного теплового випромінювання з навколишнім епіцентр вибуху середовищем, а також властивостями цього середовища [1] .
У разі якщо вибух зроблений на невеликій висоті в атмосфері, первинне випромінювання вибуху поглинається повітрям на відстанях порядку декількох метрів. Поглинання рентгенівського випромінювання призводить до утворення хмари вибуху, що характеризується дуже високою температурою. На першій стадії це хмара росте в розмірах за рахунок радіаційної передачі енергії з гарячою внутрішньої частини хмари до його холодного оточенню. Температура газу в хмарі приблизно постійна за його обсягом і знижується в міру його збільшення. У момент, коли температура хмари знижується до приблизно 300 тисяч градусів, швидкість фронту хмари зменшується до величин, порівнянних зі швидкістю звуку. У цей момент формується ударна хвиля, фронт якої "відривається" від кордону хмари вибуху. Для вибуху потужністю 20 кт ця подія настає приблизно через 0.1 м / сек після вибуху. Радіус хмари вибуху в цей момент становить близько 12 метрів.
Інтенсивність теплового випромінювання хмари вибуху цілком визначається видимої температурою його поверхні. На деякий час повітря, нагріте в результаті проходження вибухової хвилі, маскує хмару вибуху, поглинаючи випромінюється їм радіацію, так що температура видимої поверхні хмари вибуху відповідає температурі повітря за фронтом ударної хвилі, яка падає в міру збільшення розмірів фронту. Через приблизно 10 мілісекунд після початку вибуху температура у фронті падає до 3000 ° С і він знову стає прозорим для випромінювання хмари вибуху. Температура видимої поверхні хмари вибуху знову починає рости і через приблизно 0.1 сек після початку вибуху досягає приблизно 8000 ° С (для вибуху потужністю 20 кт). У цей момент потужність випромінювання хмари вибуху максимальна. Після цього температура видимої поверхні хмари і, відповідно, яку випромінює їм енергія швидко падає. В результаті, основна частка енергії випромінювання висвічується за час менше однієї секунди.
Формування імпульсу теплового випромінювання та утворення ударної хвилі відбувається на самих ранніх стадіях існування хмари вибуху. Оскільки всередині хмари міститься основна частка радіоактивних речовин, що утворюються в ході вибуху, подальша його еволюція визначає формування сліду радіоактивних опадів. Після того як хмара вибуху остигає настільки, що вже не випромінює у видимій області спектра, процес збільшення його розмірів триває за рахунок теплового розширення і воно починає підніматися вгору. В процесі підйому хмара захоплює за собою значну масу повітря і грунту. Протягом декількох хвилин хмара досягає висоти в кілька кілометрів і може досягти стратосфери. Швидкість випадання радіоактивних опадів залежить від розміру твердих частинок, на яких вони конденсуються. Якщо в процесі свого формування хмара вибуху досягла поверхні, кількість грунту, захопленого при підйомі хмари, буде досить велике і радіоактивні речовини осідають в основному на поверхні частинок грунту, розмір яких може досягати декількох міліметрів. Такі частинки випадають на поверхню у відносній близькості від епіцентру вибуху, причому за час випадання їх радіоактивність практично не зменшується.
У разі якщо хмара вибуху не торкається поверхні, що містяться в ньому радіоактивні речовини конденсуються в набагато менші частинки з характерними розмірами 0.01-20 мікрон. Оскільки такі частинки можуть досить довго існувати в верхніх шарах атмосфери, вони розсіюються над дуже великою площею і за час, що минув до їх випадання на поверхню, встигають втратити значну частку своєї радіоактивності. В цьому випадку радіоактивний слід практично не спостерігається. Мінімальна висота, вибух на якій не призводить до утворення радіоактивного сліду, залежить від потужності вибуху і становить приблизно 200 метрів для вибуху потужністю 20 кт і близько 1 км для вибуху потужністю 1 Мт [2] .
Основні вражаючі фактори - ударна хвиля і світлове випромінювання - аналогічні вражаючих факторів традиційних вибухових речовин, але значно потужніше.
Ударна хвиля, що формується на ранніх стадіях існування хмари вибуху, являє собою один з основних вражаючих факторів атмосферного ядерного вибуху. Основними характеристиками ударної хвилі є пікове надлишковий тиск і динамічний тиск у фронті хвилі. Здатність об'єктів витримувати вплив ударної хвилі залежить від безлічі факторів, таких як наявність несучих елементів, матеріал споруди, орієнтація по відношенню до фронту. Надмірний тиск в 1 атм (15 фунтів / кв. Дюйм), що виникає на відстані 2.5 км від наземного вибуху потужністю 1 Мт, здатне зруйнувати багатоповерховий будинок із залізобетону. Радіус області, в якій під час вибуху в 1 Мт створюється подібний тиск становить близько 200 метрів.
На початкових стадіях існування ударної хвилі її фронт являє собою сферу з центром в точці вибуху. Після того як фронт досягає поверхні, утворюється відбита хвиля. Так як відбита хвиля поширюється в середовищі, через яку пройшла пряма хвиля, швидкість її поширення виявляється трохи вище. В результаті, на деякій відстані від епіцентру дві хвилі зливаються біля поверхні, утворюючи фронт, що характеризується приблизно в два рази більшими значеннями надлишкового тиску [3] .
![В результаті, на деякій відстані від епіцентру дві хвилі зливаються біля поверхні, утворюючи фронт, що характеризується приблизно в два рази більшими значеннями надлишкового тиску [3]](/wp-content/uploads/2020/01/uk-adernij-vibuh-jogo-vrazauci-faktori-referat-1.jpeg)
Так, під час вибуху 20-кілотонн ядерного боєприпасів ударна хвиля за 2 секунди проходить 1000 м, за 5 секунд - 2000 м, за 8 сек - 3000 м. Передня межа хвилі називається фронтом ударної хвилі. Ступінь ураження УВ залежить від потужності і положення на ній об'єктів. Вражаюча дія УВ характеризується величиною надлишкового тиску.
Оскільки для вибуху даної потужності відстань, на якому утворюється подібний фронт, залежить від висоти вибуху, висоту вибуху можна підібрати для отримання максимальних значень надлишкового тиску на певній площі. Якщо метою вибуху є знищення укріплених військових об'єктів, оптимальна висота вибуху виявляється дуже малою, що неминуче призводить до утворення значної кількості радіоактивних опадів.
Світлове випромінювання - це потік променевої енергії, що включає ультрафіолетову, видиму і інфрачервону області спектра. Джерелом світлового випромінювання є світлова область вибуху - нагріті до високих температур і випарувалися частини боєприпасу, навколишнього грунту і повітря. При повітряному вибуху світиться область являє собою кулю, при наземному - півсферу.
Максимальна температура поверхні світиться області становить зазвичай 5700-7700 ° С. Коли температура знижується до 1700 ° C, світіння припиняється. Світловий імпульс триває від часток секунди до декількох десятків секунд, в залежності від потужності і умов вибуху. Наближено, тривалість світіння в секундах дорівнює кореню третього ступеня з потужності вибуху в килотоннах. При цьому інтенсивність випромінювання може перевищувати 1000 Вт / см² (для порівняння - максимальна інтенсивність сонячного світла 0,14 Вт / см²).
Результатом дії світлового випромінювання може бути займання і загоряння предметів, оплавлення, обвуглювання, великі температурні напруги в матеріалах.
При впливі світлового випромінювання на людину виникає ураження очей і опіки відкритих ділянок тіла і тимчасове осліплення, а також може виникнути ураження і захищених одягом ділянок тіла.
Опіки виникають від безпосереднього впливу світлового випромінювання на відкриті ділянки шкіри (первинні опіки), а також від палаючого одягу, в осередках пожеж (вторинні опіки). Залежно від тяжкості ураження опіки поділяються на чотири ступені: перша - почервоніння, припухлість і хворобливість шкіри; друга - утворення пухирів; третя - омертвіння шкірних покривів і тканин; четверта - обвуглювання шкіри.
Опіки очного дна (при прямому погляді на вибух) можливі на відстанях, що перевищують радіуси зон опіків шкіри. Тимчасове осліплення виникає зазвичай вночі і в сутінки і не залежить від напрямку погляду в момент вибуху і буде носити масовий характер. Днем воно виникає лише при погляді на вибух. Тимчасове осліплення проходить швидко, не залишає наслідків, і медична допомога звичайно не потрібно.
Ще одним вражаючим фактором ядерного зброї є проникаюча радіація, яка представляє собою потік високоенергетичних нейтронів і гамма-квантів, що утворюються як безпосередньо в ході вибуху так і в результаті розпаду продуктів поділу. Поряд з нейтронами і гамма-квантами, в ході ядерних реакцій утворюються також альфа- і бета-частинки, вплив яких можна не враховувати через те що вони дуже ефективно затримуються на відстанях порядку декількох метрів. Нейтрони і гамма-кванти продовжують виділятися протягом досить тривалого часу після вибуху, надаючи вплив на радіаційну обстановку. До власне проникаючої радіації зазвичай відносять нейтрони і гамма-кванти з'являються протягом першої хвилини після вибуху. Подібне визначення пов'язано з тим, що за час порядку однієї хвилини хмара вибуху встигає піднятися на висоту, достатню для того, щоб радіаційний потік на поверхні став практично непомітний.
Інтенсивність потоку проникаючої радіації і відстань на якому її дія може завдати істотної шкоди, залежать від потужності вибухового пристрою і його конструкції. Доза радіації, отримана на відстані близько 3 км від епіцентру термоядерного вибуху потужністю 1 Мт достатня для того щоб викликати серйозні біологічні зміни в організмі людини. Ядерний вибуховий пристрій може бути спеціально сконструйоване таким чином, щоб збільшити збиток, що наноситься проникаючою радіацією в порівнянні зі збитком, що наноситься іншими вражаючими факторами (так зване нейтронне зброю).
Процеси, що відбуваються в ході вибуху на значній висоті, де щільність повітря невелика, трохи відрізняються від що відбуваються при проведенні вибуху на невеликих висотах. Перш за все, через малу щільність повітря поглинання первинного теплового випромінювання відбувається на набагато більших відстанях і розмір хмари вибуху може досягати десятків кілометрів. Істотний вплив на процес формування хмари вибуху починають надавати процеси взаємодії іонізованих частинок хмари з магнітним полем Землі. Іонізовані частки, що утворилися в ході вибуху, багатодітній родині і помітний вплив на стан іоносфери, ускладнюючи, а іноді і роблячи неможливим поширення радіохвиль (цей ефект може бути використаний для засліплення радіолокаційних станцій).
Поразка людини проникаючою радіацією визначається сумарною дозою, отриманої організмом, характером опромінення і його тривалістю. Залежно від тривалості опромінення прийняті наступні сумарні дози гамма-випромінювання, що не приводять до зниження боєздатності особового складу: одноразове опромінення (імпульсне або протягом перших 4 діб.) -50 радий; багаторазове опромінення (безперервне або періодичне) протягом перших 30 діб. - 100 рад, протягом 3 міс. - 200 рад, протягом 1 року - 300 радий.
Радіоактивне зараження - результат випадання з піднятого в повітря хмари значної кількості радіоактивних речовин. Три основних джерела радіоактивних речовин в зоні вибуху - продукти поділу ядерного пального, що не вступила в реакцію частина ядерного заряду і радіоактивні ізотопи, що утворилися в грунті та інших матеріалах під впливом нейтронів (наведена активність).
Осідаючи на поверхню землі у напрямку руху хмари, продукти вибуху створюють радіоактивну ділянку, званий радіоактивним слідом. Щільність зараження в районі вибуху і по сліду руху радіоактивної хмари зменшується в міру віддалення від центру вибуху. Форма сліду може бути найрізноманітнішою, в залежності від оточуючих умов.
Радіоактивні продукти вибуху випускають три види випромінювання: альфа, бета і гамма. Час їх впливу на навколишнє середовище досить тривало.
З часом активність осколків розподілу швидко зменшується, особливо в перші години після вибуху. Так, наприклад, загальна активність осколків розподілу при вибуху ядерного боєприпасу потужністю 20 кТ через один день буде в кілька тисяч разів менше, ніж через одну хвилину після вибуху. Під час вибуху ядерного боєприпасу частина речовини заряду не зазнає розподілу, а випадає в звичайному своєму вигляді; розпад її супроводжується утворенням альфа - частинок.
Наведена радіоактивність обумовлена радіоактивними ізотопами, що утворюються в грунті в результаті опромінення його нейтронами, що випускаються в момент вибуху ядрами атомів хімічних елементів, що входять до складу грунту. Утворилися ізотопи, як правило, бета - активні, розпад багатьох з них супроводжується гамма - випромінюванням. Періоди напіврозпаду більшості з радіоктівних ізотопів, порівняно невеликі - від однієї хвилини до години. У зв'язку з цим наведена активність може представляти небезпеку лише в перші години після вибуху і тільки в районі, близькому до його епіцентру.
Поразка людей та тварин впливом радіаційного зараження може викликатися зовнішнім і внутрішнім опроміненням. Важкі випадки можуть супроводжуватися променевою хворобою і смертю.
Поразки в результаті внутрішнього опромінення з'являються в результаті попадання радіоактивних речовин всередину організму через органи дихання і шлунково-кишковий тракт. У цьому випадку радіоактивні випромінювання вступають в безпосередній контакт з внутрішніми органами і можуть викликати сильну променеву хворобу; характер захворювання буде залежати від кількості радіоактивних речовин, що потрапили в організм. На озброєння, бойову техніку і інженерні споруди радіоактивні речовини не надають шкідливого впливу.
Установка на бойову частину ядерного заряду оболонки з кобальту викликає зараження території небезпечним ізотопом 60 ° С (гіпотетична брудна бомба) [4] .
При ядерному вибуху в результаті сильних струмів в ионизованном радіацією і світловим випромінюванням повітрі виникає сильне змінне електромагнітне поле, зване електромагнітним імпульсом (ЕМІ). Хоча воно і не робить ніякого впливу на людину, вплив ЕМВ пошкоджує електронну апаратуру, електроприлади і лінії електропередач. Крім цього велика кількість іонів, що виникло після вибуху, перешкоджає поширенню радіохвиль і роботі радіолокаційних станцій. Цей ефект може бути використаний для засліплення системи попередження про ракетний напад.
Сила ЕМІ змінюється в залежності від висоти вибуху: в діапазоні нижче 4 км він відносно слабкий, сильніше під час вибуху 4-30 км, і особливо сильний при висоті підриву понад 30 км).
Виникнення ЕМІ відбувається наступним чином:
1. Проникаюча радіація, яка виходить із центру вибуху, проходить через протяжні провідні предмети.
2. Гамма-кванти розсіюються на вільних електронах, що призводить до появи швидко мінливого токового імпульсу в провідниках.
3. Викликане струмовим імпульсом поле випромінюється в навколишній простір і поширюється зі швидкістю світла, з часом спотворюючи і затухаючи.
Електромагнітний імпульс (ЕМІ) впливу на людей зі зрозумілих причин не робить, зате виводить з ладу електронне устаткування.
ЕМІ впливає, перш за все, на радіоелектронну і електротехнічну апаратуру, що знаходиться на військовій техніці та інших об'єктах. Під дією ЕМВ у зазначеній апаратурі наводяться електричні струми і напруги, які можуть викликати пробою ізоляції, пошкодження трансформаторів, згоряння розрядників, псування напівпровідникових приладів, перегорання плавких вставок і інших елементів радіотехнічних пристроїв.
Найбільш схильні до впливу ЕМІ лінії зв'язку, сигналізації та управління. Коли величина ЕМІ недостатня для пошкодження приладів або окремих деталей, то можливо спрацьовування засобів захисту (плавких вставок, грозоразрядников) і порушення працездатності ліній.
Якщо ядерні вибухи стануться поблизу ліній енергопостачання, зв'язку, які мають велику протяжність, то наведені в них напруги можуть поширюватися по проводах на багато кілометрів і викликати пошкодження апаратури і ураження особового складу, що знаходиться на безпечній відстані по відношенню до інших вражаючих факторів ядерного вибуху.
Для ефективного захисту від вражаючих факторів ядерного вибуху необхідно чітко знати їх параметри, способи впливу на людину і методи захисту.
Укриття особового складу за пагорбами і насипами, в ярах, виїмках і молодих лісах, використання фортифікаційних споруд, танків, БМП, БТР та інших бойових машин знижує ступінь його поразки ударною хвилею. Так, особовий склад у відкритих траншеях уражається ударною хвилею на відстанях в 1,5 рази менше, ніж знаходиться на машині відкрито на місцевості. Озброєння, техніка та інші Матеріальні кошти від впливу ударної хвилі можуть бути пошкоджені або повністю зруйновані. Тому для їх захисту необхідно використовувати природні нерівності місцевості (пагорби, складки і т. П.) І укриття.
Захистом від впливу світлового випромінювання може служити довільна непрозора перепона. У разі наявності туману, імли, сильної запиленості та / або задимленості вплив світлового випромінювання також знижується. З метою захисту очей від світлового випромінювання особовий склад повинен знаходитися по можливості в техніці з закритими люками, тентами, необхідно використовувати фортифікаційні споруди і захисні властивості місцевості.
Проникаюча радіація не є основним вражаючим фактором при ядерному вибуху, від неї легко захиститися навіть звичайними засобами РХБЗ загальновійськового зразка. Найбільш захищеними є об'єкти - будівлі з залізобетонними перекриттями до 30см, підземні сховища із заглибленням від 2-х метрів (льох, наприклад або будь-укриття 3-4 класу і вище) і броньовані (навіть легкобронірованная) техніка.
Основним способом захисту населення від радіоактивного зараження слід вважати ізоляцію людей від зовнішнього впливу радіоактивних випромінювань, а також виключення умов, при яких можливе попадання радіоактивних речовин всередину організму людини разом з повітрям і їжею.
список літератури
1. Арустамов Е.А. Безпека жізнедеятельності.- М .: Изд. Будинок «Дашков і К0», 2006.
2. Атаманюк В.Г., Ширшов Л.Г. Акімов Н.І. Цивільна оборона. - М., 2000..
3. Подвиг П.М. Ядерна енциклопедія. / Під ред. А.А. Ярошинської. - М .: Благодійний фонд Ярошинської, 2006.
4. Російська енциклопедія з охорони праці: В 3 т. - 2-е изд., Перераб. и доп. - М .: Изд-во НЦ ЕНАС, 2007.
5. Характеристика ядерних вибухів і їх вражаючих чинників. Військова енциклопедія //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2 2009.
6. Енциклопедія «Кругосвет», 2007.
[1] Подвиг П.Н.Ядерная енциклопедія. / Під ред. А.А. Ярошинської. - М .: Благодійний фонд Ярошинської, 2006.
[2] Характеристика ядерних вибухів і їх вражаючих чинників. Військова енциклопедія //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2 2009.
[3] Російська енциклопедія з охорони праці: В 3 т. - 2-е изд., Перераб. и доп. - М. Вид-во НЦ ЕНАС, 2007.
[4]
Ru/?Ru/?