Kolik škodlivých faktorů mají jaderné zbraně? Bojové vlastnosti a škodlivé faktory jaderných zbraní
S využitím atomové energie začalo lidstvo vyvíjet jaderné zbraně. Má řadu vlastností a dopadů na životní prostředí. Existují různé stupně porážky s jaderné zbraně.
Pro rozvinutí správného chování v případě takového ohrožení je nutné seznámit se se zvláštnostmi vývoje situace po výbuchu. Charakteristiky jaderných zbraní, jejich typy a faktory poškození budou dále diskutovány.
Obecná definice
Ve výuce na téma základy (bezpečnost života) je jednou z oblastí školení zvážení vlastností jaderné, chemické, bakteriologické zbraně a jeho vlastnosti. Studovány jsou také vzorce výskytu těchto nebezpečí, jejich projevy a způsoby ochrany. To teoreticky umožňuje snížit počet obětí způsobených zbraněmi hromadného ničení.
Nukleární je výbušná zbraň, jejíž působení je založeno na energii řetězového štěpení těžkých izotopových jader. Během termonukleární fúze se také může objevit ničivá síla. Tyto dva typy zbraní se liší svou silou. Štěpné reakce při jedné hmotnosti budou 5x slabší než termonukleární reakce.
První jaderná bomba byla vyvinuta v USA v roce 1945. První úder touto zbraní byl proveden 5. srpna 1945. Na město Hirošima v Japonsku byla svržena bomba.
SSSR vyvinul první jadernou bombu v roce 1949. Byl vyhozen do povětří v Kazachstánu, mimo obydlené oblasti. V roce 1953 vedl SSSR Tato zbraň byla 20krát silnější než ta, která byla svržena na Hirošimu. Navíc velikost těchto bomb byla stejná.
Charakteristiky jaderných zbraní v podmínkách bezpečnosti života jsou zvažovány s cílem určit důsledky a způsoby přežití jaderný útok. Správné chování populace s takovou porážkou může ušetřit více lidské životy. Podmínky, které po výbuchu vzniknou, závisí na tom, kde k němu došlo a jakou měl výkon.
Jaderné zbraně převyšují konvenční zbraně, pokud jde o sílu a destruktivní působení. letecké bomby několikrát. Pokud je použit proti nepřátelským jednotkám, porážka je rozšířená. Zároveň jsou pozorovány obrovské lidské ztráty, zničeno vybavení, konstrukce a další předměty.
Charakteristika
Vzhledem ke stručnému popisu jaderných zbraní je třeba uvést jejich hlavní typy. Mohou obsahovat energii různého původu. Mezi jaderné zbraně patří munice, její nosiče (doručující munici k cíli) a zařízení pro řízení výbuchu.
Munice může být jaderná (založená na atomových štěpných reakcích), termonukleární (založená na fúzních reakcích) nebo kombinovaná. Pro měření síly zbraně se používá ekvivalent TNT. Tato hodnota charakterizuje jeho hmotnost, která by byla potřebná k vytvoření exploze podobné síly. Ekvivalent TNT se měří v tunách, stejně jako v megatunách (Mt) nebo kilotunách (kt).
Síla střeliva, jehož působení je založeno na atomových štěpných reakcích, může být až 100 kt. Pokud byly při výrobě zbraní použity syntézní reakce, může mít sílu 100-1000 kt (až 1 Mt).
Velikost munice
Největší ničivé síly lze dosáhnout pomocí kombinovaných technologií. Charakteristiky jaderných zbraní této skupiny se vyznačují vývojem podle vzoru „štěpení → fúze → štěpení“. Jejich síla může přesáhnout 1 Mt. V souladu s tímto ukazatelem se rozlišují následující skupiny zbraní:
- Ultra malý.
- Malé.
- Průměrný.
- Velké.
- Extra velké.
Vzhledem ke stručnému popisu jaderných zbraní je třeba poznamenat, že účely jejich použití mohou být různé. Existují jaderné bomby, které vytvářejí podzemní (pod vodou), pozemní, vzdušné (až 10 km) a výškové (více než 10 km) výbuchy. Na této vlastnosti závisí rozsah ničení a následky. V tomto případě mohou být léze způsobeny různými faktory. Po výbuchu se vytvoří několik typů.
Druhy výbuchů
Definice a charakteristiky jaderných zbraní nám umožňují učinit závěr o obecný princip jeho činy. Následky budou záviset na tom, kde byla bomba odpálena.
Vyskytuje se ve vzdálenosti 10 km nad zemí. Navíc jeho svítící plocha nepřichází do kontaktu se zemí ani vodní hladinou. Prachový sloupec je oddělen od mraku výbuchu. Vzniklý mrak se pohybuje s větrem a postupně se rozptýlí. Tento typ výbuchu může způsobit značné škody vojákům, zničit budovy a zničit letadla.
Výbuch ve velké výšce se jeví jako sférická zářící plocha. Jeho velikost bude větší, než kdyby byla stejná bomba použita na zemi. Po výbuchu se sférická oblast změní v prstencový mrak. Neexistuje žádný prachový sloupec ani mrak. Pokud dojde v ionosféře k výbuchu, následně to utlumí rádiové signály a naruší provoz rádiových zařízení. Radiační kontaminace pozemských oblastí není prakticky pozorována. Tento typ výbuchu se používá k ničení nepřátelských letadel nebo vesmírných zařízení.
Charakteristiky jaderných zbraní a zdroj jaderného poškození při pozemním výbuchu se liší od předchozích dvou typů výbuchů. V tomto případě je žhnoucí oblast v kontaktu se zemí. V místě výbuchu se vytvoří kráter. Zformováno velký mrak prach. Zahrnuje velké množství půdy. Radioaktivní produkty vypadávají z oblaku spolu se zemí. plocha bude velká. Pomocí takové exploze jsou zničeny opevněné objekty a zničeny jednotky umístěné v krytech. Okolní oblasti jsou silně zamořeny radiací.
Výbuch mohl být i pod zemí. Zářící oblast nemusí být vidět. Vibrace země po výbuchu jsou podobné zemětřesení. Vytvoří se trychtýř. Sloup půdy s radiačními částicemi je vymrštěn do vzduchu a šíří se po celé oblasti.
Výbuch lze také provést nad vodou nebo pod vodou. V tomto případě místo půdy uniká do ovzduší vodní pára. Nesou částice záření. V tomto případě bude kontaminace oblasti také silná.
Škodlivé faktory
určeno pomocí určitých škodlivých faktorů. Mohou mít různé účinky na předměty. Po výbuchu lze pozorovat následující účinky:- Infekce přízemní části radiací.
- Rázová vlna.
- Elektromagnetický impuls (EMP).
- Pronikající záření.
- Světelné záření.
Jedním z nejnebezpečnějších škodlivých faktorů je rázová vlna. Má obrovskou energetickou rezervu. Porážka je způsobena jak přímým úderem, tak nepřímými faktory. Mohou to být například létající úlomky, předměty, kameny, půda atd.
Projevuje se v optický rozsah. Zahrnuje ultrafialové, viditelné a infračervené paprsky spektra. Hlavními škodlivými účinky světelného záření jsou vysoká teplota a oslnění.
Pronikající záření je tok neutronů a také gama záření. V tomto případě se živé organismy stávají vysoce náchylnými k nemoci z ozáření.
Jaderný výbuch je také doprovázen elektrickými poli. Impuls se šíří na velké vzdálenosti. Deaktivuje komunikační linky, zařízení, napájecí zdroje a rádiovou komunikaci. V takovém případě může zařízení dokonce vzplanout. U lidí může dojít k úrazu elektrickým proudem.
Při zvažování jaderných zbraní, jejich typů a vlastností je třeba zmínit ještě jeden škodlivý faktor. To je škodlivý účinek záření na zemi. Tento typ faktoru je charakteristický pro štěpné reakce. V tomto případě je bomba nejčastěji odpálena nízko ve vzduchu, na povrchu země, pod zemí a na vodě. V tomto případě je oblast silně kontaminována padajícími částicemi půdy nebo vody. Proces infekce může trvat až 1,5 dne.
Rázová vlna
Charakteristika rázová vlna jaderné zbraně jsou určeny oblastí, ve které k výbuchu došlo. Může být pod vodou, vzduchem, seismicky výbušný a liší se v řadě parametrů podle typu.
Vzduchová vlna je oblast, ve které je vzduch náhle stlačen. Náraz se pak šíří rychleji, než je rychlost zvuku. Ovlivňuje lidi, vybavení, budovy a zbraně ve velké vzdálenosti od epicentra exploze.
Přízemní tlaková vlna ztrácí část své energie vytvořením otřesů země, vytvořením kráteru a vypařováním Země. Zničit opevnění vojenské jednotky, používá se pozemní puma. Obytné špatně opevněné stavby se s větší pravděpodobností zřítí, když výbuch vzduchu.
Stručně zvážíme charakteristiky škodlivých faktorů jaderných zbraní, je třeba poznamenat závažnost poškození v zóně rázové vlny. Nejvíce těžké následky s fatálními následky se vyskytují v oblasti, kde je tlak 1 kgf/cm². Střední léze jsou pozorovány v tlakové zóně 0,4-0,5 kgf/cm². Pokud má rázová vlna sílu 0,2-0,4 kgf/cm², je poškození malé.
V tomto případě je způsobeno podstatně menší poškození personálu, pokud byli lidé v době vystavení rázové vlně v poloze na břiše. Lidé v zákopech a zákopech jsou ještě méně náchylní k poškození. V tomto případě mají uzavřené prostory umístěné pod zemí dobrou úroveň ochrany. Správně navržené inženýrské struktury mohou chránit personál před poškozením rázovou vlnou.
Porouchá se i vojenská technika. Při nízkém tlaku lze pozorovat mírné stlačení těl raket. Selhávají i některá jejich zařízení, auta, jiná vozidla a podobně.
Světelné záření
Při zvažování obecných charakteristik jaderných zbraní je třeba vzít v úvahu takový škodlivý faktor, jako je světelné záření. Projevuje se v optickém rozsahu. Světelné záření se šíří vesmírem kvůli vzhledu světelné oblasti během jaderného výbuchu.
Teplota světelného záření může dosáhnout milionů stupňů. Tento škodlivý faktor prochází třemi fázemi vývoje. Počítají se v desítkách setin sekundy.
V okamžiku výbuchu dosahuje svítící mrak teploty až milionů stupňů. Poté, jak zmizí, ohřev se sníží na tisíce stupňů. V počáteční fázi není dostatek energie pro formaci vysoká úroveň teplo. Dochází k němu v první fázi výbuchu. 90 % světelné energie se vyrábí ve druhém období.
Doba expozice světelnému záření je dána silou samotného výbuchu. Pokud dojde k výbuchu ultra-malé munice, může tento škodlivý účinek trvat jen několik desetin sekundy.
Při vystřelení malého projektilu vydrží světelné záření 1-2s. Doba trvání tohoto projevu při výbuchu průměrné munice je 2-5 s. Pokud je použita super velká bomba, světelný puls může trvat déle než 10 sekund.
Letalita v prezentované kategorii je určena světelným impulsem výbuchu. Čím vyšší je síla bomby, tím větší bude.
Škodlivé účinky světelného záření se projevují výskytem popálenin na otevřených a uzavřených oblastech kůže a sliznic. V tomto případě může dojít k požáru mezi různými materiály a zařízeními.
Sílu světelného pulsu oslabují mraky a různé předměty (budovy, lesy). Požáry, ke kterým dojde po výbuchu, mohou způsobit zranění osob. Aby ji ochránili před porážkou, jsou lidé přemístěni do podzemních struktur. Tady se ukládají vojenské vybavení.
Reflektory se používají na povrchové předměty, hořlavé materiály se navlhčí, posypou sněhem a napustí ohnivzdornými směsmi. Používají se speciální ochranné sady.
Pronikající záření
Koncepce jaderných zbraní, charakteristiky a škodlivé faktory umožňují přijmout vhodná opatření k zabránění velkým lidským a technickým ztrátám v případě výbuchu.
Světelné záření a rázové vlny jsou hlavními škodlivými faktory. Stejně silný dopad má ale po výbuchu i pronikající záření. Ve vzduchu se šíří až 3 km.
Procházejí gama paprsky a neutrony živá hmota a přispívají k ionizaci molekul a atomů buněk různé organismy. To vede k rozvoji nemoci z ozáření. Zdrojem tohoto škodlivého faktoru jsou procesy syntézy a štěpení atomů, které jsou pozorovány v době jeho použití.
Síla tohoto nárazu se měří v radech. Dávka, která působí na živou tkáň, je charakterizována typem, silou a typem jaderný výbuch, stejně jako vzdálenost objektu od epicentra.
Při studiu charakteristik jaderných zbraní, způsobů expozice a ochrany před nimi je třeba podrobně zvážit stupeň projevu nemoci z ozáření. Jsou to 4 stupně. V mírné formě (první stupeň) je dávka záření přijatá osobou 150-250 rad. Nemoc je vyléčena do 2 měsíců v nemocničním prostředí.
Druhý stupeň nastává s dávkou záření do 400 rad. V tomto případě se složení krve změní a vlasy vypadnou. Je nutná aktivní léčba. K zotavení dochází po 2,5 měsících.
Těžký (třetí) stupeň onemocnění se projevuje ozářením do 700 rad. Pokud léčba probíhá dobře, může se člověk zotavit po 8 měsících hospitalizace. Zbytkové efekty se projeví mnohem déle.
Ve čtvrté fázi je dávka záření přes 700 rad. Člověk zemře během 5-12 dnů. Pokud radiace překročí hranici 5000 rad, personál zemře během několika minut. Pokud byl organismus oslaben, člověk i při malých dávkách ozáření těžko trpí nemocí z ozáření.
Ochranu proti pronikajícímu záření lze zajistit speciálními materiály, které obsahují různé typy paprsky.
Elektromagnetický impuls
Při zvažování charakteristik hlavních škodlivých faktorů jaderných zbraní je třeba také studovat vlastnosti elektromagnetický impuls. Proces výbuchu, zejména ve vysokých nadmořských výškách, vytváří velké oblasti, kterými nemohou procházet rádiové signály. Existují poměrně krátkou dobu.
To způsobuje zvýšené napětí v elektrických vedeních a dalších vodičích. Vznik tohoto škodlivého faktoru je způsoben interakcí neutronů a gama paprsků ve frontální části rázové vlny a také kolem této oblasti. V důsledku toho elektrické náboje oddělené, tvořící elektromagnetická pole.
Účinek pozemní exploze elektromagnetického pulsu se zjišťuje ve vzdálenosti několika kilometrů od epicentra. Při vystavení bombě ve vzdálenosti více než 10 km od země může dojít k elektromagnetickému pulzu ve vzdálenosti 20-40 km od povrchu.
Vliv tohoto škodlivého faktoru je ve větší míře zaměřen na různá rádiová zařízení, zařízení a elektrické spotřebiče. V důsledku toho v nich vzniká vysoké napětí. To vede ke zničení izolace vodiče. Mohlo by dojít k požáru nebo úrazu elektrickým proudem. Nejnáchylnější k projevům elektromagnetického pulsu různé systémy signalizace, komunikace a ovládání.
Pro ochranu zařízení před prezentovaným destruktivním faktorem bude nutné stínit všechny vodiče, zařízení, vojenská zařízení atd.
Charakteristiky škodlivých faktorů jaderných zbraní umožňují včas přijmout preventivní opatření destruktivní akce různé dopady po výbuchu.
terén
Popis škodlivých faktorů jaderných zbraní by byl neúplný bez popisu dopadu radioaktivní kontaminace oblasti. Projevuje se jak v útrobách země, tak na jejím povrchu. Infekce ovlivňuje atmosféru vodní zdroje a všechny ostatní předměty.
Radioaktivní částice vypadávají na zem z mraku, který vzniká v důsledku exploze. Pohybuje se určitým směrem pod vlivem větru. Ve stejnou dobu vysoká úroveň záření lze určit nejen v bezprostřední blízkosti epicentra výbuchu. Infekce se může rozšířit na desítky nebo dokonce stovky kilometrů.
Účinek tohoto škodlivého faktoru může trvat několik desetiletí. Nejvyšší intenzita Radiační kontaminace oblasti může být způsobena pozemní explozí. Jeho oblast distribuce může výrazně přesáhnout účinek rázové vlny nebo jiných škodlivých faktorů.
Jsou bez barvy a zápachu. Rychlost jejich rozkladu nelze urychlit žádnými metodami, které má lidstvo v současnosti k dispozici. Na zemní typ výbuch, velké množství zeminy stoupá do vzduchu a vytváří kráter. Poté se částice země s produkty rozpadu záření usazují v okolních oblastech.
Kontaminační zóny jsou určeny intenzitou výbuchu a silou záření. Měření radiace na zemi se provádí den po výbuchu. Tento ukazatel je ovlivněn vlastnostmi jaderných zbraní.
Znáte-li jeho vlastnosti, vlastnosti a způsoby ochrany, můžete zabránit ničivým následkům výbuchu.
Jaderné zbraně jsou určeny k ničení nepřátelského personálu a vojenských objektů. Nejdůležitějšími škodlivými faktory pro lidi jsou rázová vlna, světelné záření a pronikavé záření; destruktivní účinek na vojenské cíle je způsoben především rázovou vlnou a sekundárními tepelnými účinky.
Během detonace výbušniny běžného typu Téměř veškerá energie se uvolňuje ve formě kinetická energie, která se téměř úplně přemění na energii rázové vlny. Při jaderných a termonukleárních explozích přemění štěpná reakce asi 50 % celkové energie na energii rázové vlny a asi 35 % na světelné záření. Zbývajících 15 % energie se uvolní ve formě různé typy pronikající záření.
Při jaderném výbuchu vzniká vysoce zahřátá, svítící, přibližně kulovitá hmota – tzv. ohnivá koule. Okamžitě se začne roztahovat, chladit a stoupat. Jak se ochlazuje, páry v ohnivé kouli kondenzují a tvoří mrak obsahující pevné částice materiálu bomby a kapky vody, což jí dodává vzhled běžný cloud. Vzniká silný průvan vzduchu, který nasává pohybující se materiál z povrchu Země do atomového mraku. Mrak se zvedá, ale po chvíli začíná pomalu klesat. Po poklesu na úroveň, při které se jeho hustota blíží hustotě okolního vzduchu, se oblak rozpíná a získává charakteristický tvar houby.
Jakmile se objeví ohnivá koule, začne vyzařovat světelné záření, včetně infračerveného a ultrafialového. Existují dva záblesky světelné emise: intenzivní, ale krátkodobá exploze, obvykle příliš krátká na to, aby způsobila významné oběti, a pak druhá, méně intenzivní, ale déle trvající. Druhé ohnisko je zodpovědné za téměř všechny lidské ztráty způsobené světelným zářením.
Výběr obrovské množství energie, která se vyskytuje během řetězová reakceštěpení, vede k rychlému zahřátí látky výbušného zařízení na teploty řádově 107 K. Při takových teplotách je látka intenzivně emitující ionizované plazma. V této fázi ve formě energie elektromagnetického záření Uvolní se asi 80 % energie výbuchu. Maximální energie tohoto záření, nazývaného primární, spadá do oblasti rentgenového spektra. Další průběh při jaderném výbuchu je dán především povahou interakce primární tepelné záření s prostředím obklopujícím epicentrum výbuchu a také vlastnostmi tohoto prostředí.
Pokud k výbuchu dojde v malé výšce v atmosféře, primární záření výbuchu je absorbováno vzduchem na vzdálenost řádově několika metrů. Absorpce rentgenového záření má za následek vytvoření oblaku výbuchu charakterizovaného velmi vysokými teplotami. V první fázi se tento oblak zvětšuje díky radiačnímu přenosu energie z horkého nitra oblaku do jeho chladného okolí. Teplota plynu v oblaku je přibližně konstantní v celém jeho objemu a s rostoucím se snižuje. V okamžiku, kdy teplota oblaku klesne na přibližně 300 tisíc stupňů, rychlost fronty oblačnosti klesá na hodnoty srovnatelné s rychlostí zvuku. V tomto okamžiku se vytvoří rázová vlna, jejíž čelo se „odlomí“ od hranice mraku exploze. U 20 kt výbuchu k této události dochází přibližně 0,1 ms po výbuchu. Poloměr mraku výbuchu je v tuto chvíli asi 12 metrů.
Rázová vlna, která se vytvořila v raných fázích existence mraku výbuchu, je jedním z hlavních škodlivých faktorů atmosférického jaderného výbuchu. Hlavními charakteristikami rázové vlny jsou špičkový přetlak a dynamický tlak na čele vlny. Schopnost předmětů odolat nárazu rázové vlny závisí na mnoha faktorech, jako je přítomnost nosných prvků, konstrukční materiál a orientace vzhledem k přední části. Přetlak 1 atm (15 psi) vyskytující se 2,5 km od pozemní exploze o síle 1 Mt by mohl zničit vícepodlažní železobetonovou budovu. Aby odolala účinkům rázové vlny, vojenská místa, zejména doly balistické střely, jsou navrženy tak, aby vydržely přetlak stovek atmosfér. Poloměr oblasti, ve které vzniká podobný tlak při výbuchu 1 Mt, je asi 200 metrů. V souladu s tím hraje přesnost útočících balistických střel zvláštní roli při zasahování opevněných cílů.
Na počáteční fáze existence rázové vlny, její čelo je koule se středem v bodě výbuchu. Poté, co čelo dosáhne povrchu, vznikne odražená vlna. Protože se odražená vlna šíří v prostředí, kterým prošla přímá vlna, ukazuje se její rychlost šíření o něco vyšší. Výsledkem je, že v určité vzdálenosti od epicentra se dvě vlny spojí blízko povrchu a vytvoří frontu charakterizovanou přibližně dvojnásobnou velké hodnoty nadměrný tlak. Protože u výbuchu daného výkonu závisí vzdálenost, ve které se taková fronta vytvoří, na výšce výbuchu, lze výšku výbuchu zvolit tak, aby se získaly maximální hodnoty přetlaku v určité oblasti. Pokud je účelem výbuchu zničit opevněná vojenská zařízení, je optimální výška výbuchu velmi nízká, což nevyhnutelně vede ke vzniku značného množství radioaktivního spadu.
Rázová vlna je ve většině případů hlavním škodlivým faktorem jaderného výbuchu. Povahou je podobná rázové vlně konvenčního výbuchu, ale působí více dlouho a má mnohem větší destruktivní sílu. Rázová vlna jaderného výbuchu může zranit lidi, zničit stavby a poškodit vojenskou techniku ve značné vzdálenosti od centra výbuchu.
Rázová vlna je oblast silné komprese vzduchu šířící se s vysoká rychlost ve všech směrech od středu exploze. Její rychlost šíření závisí na tlaku vzduchu v čele rázové vlny; blízko středu výbuchu je několikanásobně vyšší než rychlost zvuku, ale s rostoucí vzdáleností od místa výbuchu prudce klesá. V prvních 2 sekundách rázová vlna urazí asi 1000 m, za 5 sekund - 2000 m, za 8 sekund - asi 3000 m.
Smrtící účinek rázová vlna na lidi a destruktivní účinek na vojenskou techniku, ženijní stavby a materiální zdroje primárně určeno přetlakem a rychlostí vzduchu v jeho přední části. Nechráněné osoby mohou být navíc zasaženy úlomky skla létajícími velkou rychlostí a úlomky zničených budov, padajícími stromy, ale i rozházenými částmi vojenské techniky, hrudami zeminy, kameny a dalšími předměty uváděnými do pohybu vysokou rychlostí. tlak rázové vlny. Největší nepřímé škody budou pozorovány v obydlené oblasti a v lese; v těchto případech mohou být ztráty vojsk větší než z přímého působení rázové vlny.
Rázová vlna je schopna způsobit poškození uvnitř, pronikající tam trhlinami a dírami. Škody způsobené rázovou vlnou se dělí na lehké, střední, těžké a extrémně těžké. Mírné léze jsou charakterizovány dočasným poškozením sluchových orgánů, celkovou mírnou kontuzí, modřinami a vykloubením končetin. Těžké léze jsou charakterizovány těžkou kontuzí celého těla; V tomto případě může dojít k poškození mozku a břišních orgánů, silnému krvácení z nosu a uší, těžkým zlomeninám a vykloubení končetin. Stupeň poranění rázovou vlnou závisí především na síle a typu jaderného výbuchu Při vzdušném výbuchu o síle 20 kT jsou možná drobná zranění osob na vzdálenost do 2,5 km, střední - do 2 km. , těžké - až 1,5 km od epicentra exploze.
S rostoucí ráží jaderná zbraň poloměr poškození rázovou vlnou se zvyšuje úměrně s odmocninou síly výbuchu. Při podzemní explozi vzniká rázová vlna v zemi a při podvodní explozi ve vodě. Navíc u těchto typů výbuchů je část energie vynaložena na vytvoření rázové vlny ve vzduchu. Rázová vlna, šířící se v zemi, způsobuje poškození podzemních staveb, kanalizace a vodovodního potrubí; při jejím šíření ve vodě je pozorováno poškození podvodních částí lodí umístěných i ve značné vzdálenosti od místa výbuchu.
Intenzita tepelného záření oblaku exploze je zcela určena zdánlivou teplotou jeho povrchu. Vzduch ohřátý v důsledku průchodu tlakové vlny po určitou dobu maskuje výbuchový oblak a absorbuje jím vyzařované záření, takže teplota viditelného povrchu výbuchového oblaku odpovídá teplotě vzduchu za ním. fronta rázové vlny, která klesá s rostoucí velikostí fronty. Asi 10 milisekund po začátku exploze teplota v přední části klesne na 3000°C a opět se stane transparentní pro záření exploze oblaku. Teplota viditelného povrchu oblaku exploze začíná opět stoupat a přibližně 0,1 sekundy po zahájení exploze dosáhne přibližně 8000°C (pro výbuch o síle 20 kt). V tuto chvíli je síla záření mraku výbuchu maximální. Poté teplota viditelného povrchu mraku a tím i energie jím emitovaná rychle klesá. Výsledkem je, že většina energie záření je emitována za méně než jednu sekundu.
Světlo emitované jaderným výbuchem je proudem zářivé energie, včetně ultrafialového, viditelného a infračerveného záření. Zdrojem světelného záření je svítící plocha tvořená horkými produkty výbuchu a horkým vzduchem. Jas světelného záření v první sekundě je několikrát větší než jas Slunce.
Absorbovaná energie světelného záření se mění v teplo, což vede k ohřevu povrchové vrstvy materiálu. Teplo může být tak intenzivní, že může spálit nebo zapálit hořlavý materiál a prasknout nebo roztavit nehořlavý materiál, což může mít za následek obrovské požáry.
Lidská kůže také pohlcuje energii světelného záření, díky čemuž se může zahřát na vysokou teplotu a získat popáleniny. V první řadě dochází k popáleninám na otevřených plochách těla ve směru výbuchu. Pokud se podíváte ve směru výbuchu nechráněnýma očima, může dojít k poškození očí, vedoucí k úplná ztráta vidění.
Popáleniny způsobené světelným zářením se neliší od běžných popálenin způsobených ohněm nebo vařící vodou, jsou tím silnější, čím kratší je vzdálenost k výbuchu a čím větší je síla střeliva. Při vzdušné explozi je škodlivý účinek světelného záření větší než při pozemní explozi stejné síly.
Podle vnímaného světelného pulzu se popáleniny dělí do tří stupňů. Popáleniny prvního stupně se projevují jako povrchové kožní léze: zarudnutí, otok a bolest. Při popáleninách druhého stupně se na kůži objevují puchýře. Při popáleninách třetího stupně dochází k nekróze kůže a ulceraci.
Při vzdušném výbuchu munice o síle 20 kT a atmosférické průhlednosti asi 25 km budou pozorovány popáleniny 1. stupně v okruhu 4,2 km od centra výbuchu; při výbuchu nálože o síle 1 MgT se tato vzdálenost zvětší na 22,4 km. popáleniny druhého stupně se objevují na vzdálenost 2,9 a 14,4 km a třetího stupně na vzdálenost 2,4 a 12,8 km u střeliva o síle 20 kT a 1 MgT.
Ke vzniku pulsu tepelného záření a vzniku rázové vlny dochází v nejranějších fázích existence exploze oblaku. Vzhledem k tomu, že oblak obsahuje většinu radioaktivních látek vzniklých během exploze, jeho další vývoj určuje vznik stopy radioaktivního spadu. Poté, co se oblak exploze ochladí natolik, že již ve viditelné oblasti spektra nevyzařuje, proces zvětšování jeho velikosti pokračuje v důsledku tepelné roztažnosti a začíná stoupat vzhůru. Jak se mrak zvedá, nese s sebou významnou masu vzduchu a půdy. Během několika minut dosáhne mrak výšky několika kilometrů a může dosáhnout stratosféry. Rychlost radioaktivního spadu závisí na velikosti pevných částic, na kterých kondenzuje. Pokud se explozivní mrak při svém vzniku dostane až k povrchu, množství zeminy unášené při stoupání mraku bude poměrně velké a radioaktivní látky se budou usazovat především na povrchu půdních částic, jejichž velikost může dosahovat i několika milimetrů. Takové částice dopadají na povrch v relativní blízkosti epicentra výbuchu a jejich radioaktivita se během spadu prakticky nesnižuje.
Pokud se oblak výbuchu nedotkne povrchu, radioaktivní látky v něm obsažené kondenzují na mnohem menší částice s charakteristickými velikostmi 0,01-20 mikronů. Vzhledem k tomu, že takové částice mohou existovat poměrně dlouhou dobu v horních vrstvách atmosféry, jsou rozptýleny na velmi velké ploše a v době, která uplyne, než dopadnou na povrch, se jim podaří ztratit významnou část své radioaktivity. V tomto případě není radioaktivní stopa prakticky pozorována. Minimální výška, ve které výbuch nevede ke vzniku radioaktivní stopy, závisí na síle výbuchu a je přibližně 200 metrů pro výbuch o síle 20 kt a asi 1 km pro výbuch o síle 1 Mt.
Dalším škodlivým faktorem jaderných zbraní je pronikavé záření, což je proud vysokoenergetických neutronů a gama paprsků vznikajících jak přímo při výbuchu, tak v důsledku rozpadu štěpných produktů. Spolu s neutrony a gama paprsky, během jaderné reakce Vznikají také částice alfa a beta, jejichž vliv lze ignorovat, protože jsou velmi efektivně zadržovány ve vzdálenostech řádově několika metrů. Neutrony a gama paprsky se uvolňují ještě poměrně dlouho po výbuchu a ovlivňují radiační situaci. Skutečné pronikající záření obvykle zahrnuje neutrony a gama záření objevující se během první minuty po výbuchu. Tato definice je dána tím, že za dobu asi jedné minuty se mrak výbuchu stihne vystoupat do výšky dostatečné k tomu, aby se tok záření na povrchu stal prakticky neviditelným.
Gama kvanta a neutrony se šíří všemi směry z centra exploze na stovky metrů. S rostoucí vzdáleností od výbuchu klesá počet gama kvant a neutronů procházejících jednotkovým povrchem. Při podzemních a podvodních jaderných explozích se účinek pronikajícího záření rozšiřuje na vzdálenosti mnohem kratší než při pozemních a vzdušných explozích, což se vysvětluje absorpcí toku neutronů a gama záření vodou.
Zóny ovlivněné pronikající radiací při explozích jaderných zbraní středního a vysokého výkonu jsou poněkud menší než zóny ovlivněné rázovými vlnami a světelným zářením. U munice s malým ekvivalentem TNT (1000 tun nebo méně) naopak zóny poškození pronikající radiace převyšují zóny poškození rázovými vlnami a světelným zářením.
Škodlivý účinek pronikajícího záření je určen schopností gama kvant a neutronů ionizovat atomy prostředí, ve kterém se šíří. Záření gama a neutrony procházející živou tkání ionizují atomy a molekuly tvořící buňky, což vede k narušení životních funkcí jednotlivých orgánů a systémů. Pod vlivem ionizace v těle vznikají biologické procesy buněčná smrt a rozklad. V důsledku toho se u postižených lidí rozvine specifická nemoc zvaná nemoc z ozáření.
Pro posouzení ionizace atomů v prostředí, a tedy škodlivého účinku pronikajícího záření na živý organismus, byl zaveden pojem dávka záření (nebo dávka záření), jejíž měrnou jednotkou je rentgenové záření (r). . Dávka záření 1 r odpovídá vytvoření přibližně 2 miliard iontových párů v jednom krychlovém centimetru vzduchu.
V závislosti na dávce záření existují tři stupně nemoci z ozáření:
První (mírná) nastává, když člověk dostane dávku 100 až 200 rublů. Je charakterizována celkovou slabostí, mírnou nevolností, krátkodobými závratěmi, zvýšeným pocením; Personál, který takovou dávku dostane, většinou neselhává. Druhý (střední) stupeň nemoci z ozáření se vyvíjí při příjmu dávky 200-300 r; v tomto případě známky poškození - bolest hlavy, zvýšená teplota, gastrointestinální potíže - projevují se ostřeji a rychleji, personál ve většině případů selhává. Třetí (těžký) stupeň nemoci z ozáření nastává při dávce vyšší než 300 r; je charakterizována silnými bolestmi hlavy, nevolností, těžkou celkovou slabostí, závratěmi a jinými neduhy; těžká forma často vede ke smrti.
Intenzita toku pronikajícího záření a vzdálenost, na kterou může jeho působení způsobit značné škody, závisí na výkonu výbušného zařízení a jeho konstrukci. Dávka záření přijatá ve vzdálenosti asi 3 km od epicentra termonukleární exploze o síle 1 Mt je dostatečná k tomu, aby způsobila vážné biologické změny v lidském těle. Nukleární výbušné zařízení mohou být speciálně navrženy tak, aby zvýšily škody způsobené pronikajícím zářením ve srovnání se škodami způsobenými jinými škodlivými faktory (neutronové zbraně).
Procesy, ke kterým dochází při explozi ve významné nadmořské výšce, kde je hustota vzduchu nízká, se poněkud liší od procesů probíhajících během exploze v malých výškách. Především díky nízké hustotě vzduchu dochází k absorpci primárního tepelného záření na mnohem větší vzdálenosti a velikost mraku výbuchu může dosahovat až desítek kilometrů. Procesy interakce ionizovaných částic oblaku s magnetické pole Země. Ionizované částice vzniklé při explozi mají také znatelný vliv na stav ionosféry, znesnadňující, a někdy i nemožné, šíření rádiových vln (tohoto efektu lze využít k oslepení radarových stanic).
Jedním z důsledků exploze ve velké výšce je vznik silného elektromagnetického pulzu šířícího se přes velmi velké území. Elektromagnetický puls vzniká také v důsledku exploze v malých výškách, ale síla elektromagnetického pole v tomto případě rychle klesá, jak se člověk vzdaluje od epicentra. V případě výbuchu ve velké výšce pokrývá oblast působení elektromagnetického impulsu téměř celý povrch Země viditelný z místa výbuchu.
Výsledkem je elektromagnetický impuls silné proudy ve vzduchu ionizovaném zářením a světelným zářením. Ačkoli to nemá žádný vliv na lidi, vystavení EMR poškozuje elektronická zařízení, elektrické spotřebiče a elektrické vedení. Velké množství iontů vzniklých po výbuchu navíc narušuje šíření rádiových vln a provoz radarových stanic. Tento efekt lze použít k oslepení systému varování před raketami.
Síla EMP se liší v závislosti na výšce výbuchu: v dosahu pod 4 km je relativně slabý, silnější s výbuchem 4-30 km a zvláště silný s výškou výbuchu více než 30 km
Výskyt EMR probíhá následovně:
1. Pronikající záření vycházející z centra výbuchu prochází prodlouženými vodivými předměty.
2. Gama kvanta jsou rozptylována volnými elektrony, což vede ke vzniku rychle se měnícího proudového pulzu ve vodičích.
3. Pole vyvolané proudovým impulsem je emitováno do okolního prostoru a šíří se rychlostí světla, časem se deformuje a slábne.
Pod vlivem EMR se ve všech vodičích indukuje vysoké napětí. To vede k průrazům izolace a poruchám elektrických zařízení - polovodičových zařízení, různých elektronických jednotek, trafostanice atd. Na rozdíl od polovodičů nejsou elektronické lampy vystaveny silnému záření a elektromagnetickým polím, takže dlouhá doba byl nadále používán armádou.
Radioaktivní kontaminace je důsledkem značného množství radioaktivních látek vypadávajících z mraku zvednutého do vzduchu. Třemi hlavními zdroji radioaktivních látek v zóně výbuchu jsou štěpné produkty jaderného paliva, nezreagovaná část jaderné nálože a radioaktivní izotopy vznikající v půdě a dalších materiálech pod vlivem neutronů (indukovaná aktivita).
Jak se produkty výbuchu usazují na povrchu země ve směru pohybu oblaku, vytvářejí radioaktivní oblast nazývanou radioaktivní stopa. Hustota kontaminace v oblasti výbuchu a podél stopy pohybu radioaktivního mraku klesá se vzdáleností od středu výbuchu. Tvar stopy může být velmi různorodý v závislosti na okolních podmínkách.
Radioaktivní produkty výbuchu vydávají tři druhy záření: alfa, beta a gama. Doba jejich působení na životní prostředí je velmi dlouhá. Vlivem přirozeného procesu rozpadu radioaktivita klesá, zvláště prudce v prvních hodinách po výbuchu. Poškození lidí a zvířat v důsledku radiační kontaminace může být způsobeno vnějším a vnitřním ozářením. Těžké případy mohou být doprovázeny nemocí z ozáření a smrtí. Instalace zapnuta bojová jednotka Jaderná nálož kobaltového pláště způsobí kontaminaci území nebezpečným izotopem 60Co (hypotetická špinavá bomba).
jaderná zbraň environmentální výbuch
vzdušná rázová vlna, světelné záření, pronikavé záření, elektromagnetický impuls, radioaktivní zamoření prostoru (pouze v případě zemního (podzemního) výbuchu).Rozdělení celkové energie výbuchu závisí na typu munice a typu výbuchu.
Při výbuchu v atmosféře je až 50 % energie vynaloženo na vznik vzduchové rázové vlny, 35 % na světelné záření, 4 % na pronikající záření, 1 % na elektromagnetický impuls. Dalších asi 10 % energie se neuvolní v okamžiku výbuchu, ale po dlouhou dobu při rozpadu štěpných produktů výbuchu. Při pozemním výbuchu padají úlomky jaderného štěpení na zem, kde se rozpadají. Tak dochází k radioaktivní kontaminaci oblasti.
Vzduchová rázová vlna- jedná se o oblast prudkého stlačení vzduchu, šířícího se všemi směry od středu exploze nadzvukovou rychlostí.
Zdrojem vzdušné vlny je vysoký krevní tlak v oblasti výbuchu (miliardy atmosfér) a teploty dosahující milionů stupňů.
Horké plyny, snažící se expandovat, silně stlačují a ohřívají okolní vrstvy vzduchu, v důsledku čehož se z centra exploze šíří kompresní vlna nebo rázová vlna. V blízkosti středu exploze je rychlost šíření vzduchové rázové vlny několikanásobně vyšší než rychlost zvuku ve vzduchu.
S rostoucí vzdáleností od středu exploze se rychlost snižuje a rázová vlna se přeměňuje na zvukovou vlnu.
Nejvyšší tlak ve stlačené oblasti je pozorován na její náběžné hraně, která se nazývá předek rázové vzduchové vlny.
Rozdíl mezi normálními atmosférický tlak a tlak na náběžné hraně rázové vlny je hodnotou přetlaku.
Přímo za frontou rázové vlny se tvoří silné vzdušné proudy, jejichž rychlost dosahuje několika set kilometrů za hodinu. (I ve vzdálenosti 10 km od místa výbuchu munice 1 Mt je rychlost vzduchu vyšší než 110 km/h.)
Při setkání s překážkou vzniká rychlostní tlakové zatížení nebo zatížení
brzdění, které zesiluje destruktivní účinek vzduchové rázové vlny.
Účinek vzduchové rázové vlny na předměty je poměrně velký komplexní charakter a závisí na mnoha důvodech: úhlu dopadu, reakci objektu, vzdálenosti od středu výbuchu atd.
Když přední část rázové vlny dosáhne přední stěny objektu,
její odraz. Tlak v odražené vlně se několikrát zvýší,
která určuje míru destrukce daného předmětu.
Charakterizovat ničení budov a staveb,
čtyři stupně zničení: úplné, silné, střední a slabé.
- Úplná destrukce - když jsou zničeny všechny hlavní prvky budovy, včetně nosných konstrukcí. Suterén může být částečně zachován.
- Těžká destrukce - při zničení nosných konstrukcí a podlah horních pater dochází k deformaci podlah spodních pater. Budovy nelze používat a obnova je nepraktická.
- Střední destrukce - když jsou zničeny střechy, vnitřní příčky a částečně zakrývající horní patra. Po vyklizení lze využít část spodních podlaží a sklepů. Obnova budov je možná při větších opravách.
- Slabá destrukce - při zničení okenních a dveřních výplní, střešní krytiny a lehkých vnitřních příček. Ve stěnách horních pater mohou být praskliny. Objekt je možné po běžných opravách využívat.
- Úplné zničení - objekt nelze obnovit.
- Těžké poškození – poškození, které lze opravit velké opravy v továrních podmínkách.
- Střední poškození – poškození, které mohou opravit opravny.
- Slabé poškození je poškození, které významně neovlivňuje
používání zařízení a jsou eliminovány běžnými opravami.
K přímému poškození dochází v důsledku působení přebytku
tlakový a rychlostní tlak, v důsledku čehož může dojít k odhození člověka zpět a zranění.
Nepřímé škody mohou být způsobeny úlomky
budovy, kameny, sklo a další předměty létající pod vlivem vysokorychlostního tlaku.
Dopad rázové vlny na lidi se vyznačuje mírným,
středně těžké, těžké a extrémně těžké léze.
- Mírné léze se vyskytují při přetlaku 20-40 kPa. Jsou charakterizovány dočasnou ztrátou sluchu, mírnými pohmožděninami, luxacemi a modřinami.
- Střední léze se vyskytují při přetlaku 40-60 kPa. Projevují se pohmožděním mozku, poškozením sluchových orgánů, krvácením z nosu a uší a vykloubením končetin.
- Těžká poranění jsou možná při přetlaku od 60 do 100 kPa. Jsou charakterizovány těžkými pohmožděními celého těla, ztrátou vědomí, zlomeninami; je možné poškození vnitřních orgánů.
- Extrémně závažné léze se vyskytují, když přetlak překročí 100 kPa. Lidé zažívají poranění vnitřních orgánů, vnitřní krvácení, otřesy mozku a těžké zlomeniny. Tyto léze jsou často fatální.
Doporučuje se padat na zem hlavou ve směru výbuchu, nejlépe do prohlubně nebo za záhyb v terénu, hlavu si zakrýt rukama, ideálně tak, aby nezůstaly volné plochy kůže, které by mohly být vystaveny světelnému záření.
Světelné záření
je proud zářivé energie, včetně ultrafialové, viditelné a infračervené oblasti spektra.
Zdrojem je světelná oblast výbuchu, která se skládá z ohřátého na
vysoká teplota par konstrukčních materiálů munice a vzduchu a při pozemních explozích a odpařené zemině.
Velikost a tvar svítící plochy závisí na síle a typu výbuchu.
Při vzdušném výbuchu je to míč, při pozemním výbuchu je to polokoule.
Maximální povrchová teplota svítící oblasti je přibližně 5700-7700°C. Když teplota klesne na 1700 °C, záře ustane.
Důsledkem světelného záření může být tavení, zuhelnatění, vysokoteplotní namáhání materiálů, ale i vznícení a hoření.
Poškození lidí světelným pulzem se projevuje výskytem popálenin na otevřených oblastech těla chráněných oděvem a poškozením očí.
Bez ohledu na příčinu popálenin se poškození dělí na čtyři
stupně:
- Popáleniny prvního stupně jsou charakterizovány povrchovým poškozením kůže: zarudnutím, otokem a bolestí. Nejsou nebezpeční.
- Popáleniny druhého stupně jsou charakterizovány tvorbou puchýřů naplněných tekutinou. Vyžaduje se speciální ošetření. Při zasažení až 50-60% povrchu
tělo se obvykle zotavuje. - Popáleniny třetího stupně jsou charakterizovány nekrózou kůže a zárodečné vrstvy a také výskytem vředů.
- Popáleniny čtvrtého stupně jsou doprovázeny nekrózou kůže a poškozením hlubších tkání (svalů, šlach a kostí).
části těla mohou být smrtelné.
Poškození oka se projevuje slepotou od 2 do 5 minut během dne, do 30 a
více než minut v noci, pokud se člověk díval ve směru exploze. Až do úplné slepoty a popálení očního pozadí.
Jakákoli neprůhledná bariéra může sloužit jako ochrana před světelným zářením.
Pronikající záření představuje
gama záření a tok neutronů emitovaných z oblasti jaderného výbuchu.
Doba působení pronikajícího záření je 15-20 sekund. Škodlivý účinek pronikajícího záření na materiály je charakterizován absorbovanou dávkou, dávkovým příkonem a tokem neutronů.
Poloměr škodlivého účinku pronikajícího záření při explozích v atmosféře je menší než poloměr poškození světelným zářením a vzdušnými rázovými vlnami.
Ve vysokých nadmořských výškách, ve stratosféře a vesmíru je to však hlavní faktor
porážky.
Pronikající záření může způsobit vratné a nevratné změny v materiálech, prvcích radiotechniky, optických a jiných zařízeních v důsledku narušení krystalové mřížky látky, jakož i v důsledku různých fyzikálních a chemických procesů pod vlivem ionizujícího záření.
Škodlivý účinek na lidi je charakterizován dávkou záření.
Závažnost radiačním poškozením závisí také na absorbované dávce
z individuální vlastnosti tělo a jeho stav v době ozařování.
Dávka záření 1 Sv (100 rem) ve většině případů nevede k vážnému poškození lidského těla, ale 5 Sv (500 rem) způsobuje velmi těžkou formu nemoci z ozáření.
U munice o síle do 100 kt jsou poloměry poškození vzdušné rázové vlny a pronikajícího záření přibližně stejné a u střeliva o síle nad 100 kt zóna působení vzdušné rázové vlny výrazně překrývá zónu působení pronikajícího záření v nebezpečných dávkách.
Z toho můžeme usoudit, že při explozích středního a vysokého výkonu není vyžadována žádná zvláštní ochrana před pronikajícím zářením, protože ochranné konstrukce určené k ochraně před rázovou vlnou naplno chránit před pronikajícím zářením.
Pro výbuchy ultra nízkého a nízkého výkonu, stejně jako pro neutronová munice, kde jsou zóny zasažené pronikajícím zářením mnohem vyšší, je nutné zajistit ochranu proti pronikajícímu záření.
Ochranu proti pronikajícímu záření zajišťují různé materiály, které tlumí záření a tok neutronů.
Radioaktivní kontaminace oblasti
Jeho zdrojem jsou štěpné produkty jaderného paliva, radioaktivní izotopy vznikající v půdě a dalších materiálech pod vlivem neutrony - indukovaná aktivita, stejně jako nerozdělená část jaderné nálože.
Radioaktivní produkty výbuchu vyzařují tři druhy záření: částice alfa, částice beta a záření gama.
Vzhledem k tomu, že pozemní exploze zahrnuje značné množství
množství zeminy a dalších látek, pak při ochlazení tyto částice vypadnou
ve formě radioaktivního spadu. Jak se oblak pohybuje, sleduje jeho stopu
dochází k radioaktivnímu spadu, a tedy na zemi
zůstává radioaktivní stopa. Hustota kontaminace v oblasti výbuchu a uvnitř
stopa pohybu radioaktivního oblaku se zmenšuje, jak se vzdaluje od středu
výbuch.
Tvar stopy může být velmi různorodý v závislosti na konkrétních podmínkách. Konfiguraci stopy lze vlastně určit až po skončení pádu radioaktivních částic na zem.
Oblast je považována za kontaminovanou při úrovních radiace 0,5 P/h nebo více.
V důsledku přirozeného procesu rozpadu radioaktivita klesá,
zvláště prudce v prvních hodinách po výbuchu. Úroveň radiace po dobu jedné hodiny
po výbuchu je hlavní charakteristikou při posuzování radioaktivní kontaminace prostoru.
Radioaktivní poškození lidí a zvířat v důsledku radioaktivního mraku může být způsobeno vnějším a vnitřním zářením.
Nemoc z ozáření může být důsledkem ozáření.
- Onemocnění z ozáření prvního stupně vzniká při jedné dávce záření
100-200 R (0,026-0,052 C/kg). Latentní období nemoci může trvat
dva až tři týdny, po kterých se objeví malátnost, slabost, závratě a nevolnost. Počet leukocytů v krvi klesá. Po několika dnech tyto jevy zmizí.Ve většině případů není vyžadována žádná speciální léčba.
- Nemoc z ozáření druhého stupně nastává při dávce záření 200-400
P (0,052-0,104 C/kg). Latentní období trvá asi týden. Pak se to pozoruje celková slabost, bolesti hlavy, horečka, dysfunkce nervový systém, zvracet. Počet bílých krvinek se sníží na polovinu.Při aktivní léčbě dochází k zotavení za jeden a půl až dva měsíce.
Úmrtí jsou možná – až 20 % postižených. - Nemoc z ozáření třetího stupně vzniká při dávkách záření 400-600
P (0,104-0,156 C/kg). Latentní období trvá několik hodin. Dochází k celkovému vážnému stavu, silné bolesti hlavy, zimnice, horečka do 40°C, ztráta vědomí (někdy silné rozrušení). Onemocnění vyžaduje dlouhodobou léčbu (6-8 měsíců). Bez léčby zemře až 70 % postižených. - Nemoc z ozáření čtvrtého stupně nastává při jediné dávce
ozáření nad 600 R (0,156 C/kg). Onemocnění je doprovázeno výpadky vědomí, horečkou, prudkým narušením metabolismu voda-sůl a končí smrtí po 5-10 dnech.
Vnitřní ozáření lidí a zvířat je způsobeno radioaktivním rozpadem izotopů, které se do těla dostávají vzduchem, vodou nebo potravou.
Významná část izotopů (až 90 %) je z těla vyloučena uvnitř
několik dní a zbytek je absorbován do krve a distribuován do orgánů
a tkaniny.
Některé izotopy jsou v těle distribuovány téměř rovnoměrně (cesium),
a další se koncentrují v určitých tkáních. Ano, v kostní tkáni
ukládají se zdroje a-částic (radium, uran, plutonium); b částice
(stroncium, yttrium) a g-záření (zirkonium). Tyto prvky jsou velmi slabé
se vylučují z těla.
Izotopy jódu se ukládají převážně ve štítné žláze; izotopy lanthanu, ceru a promethia - v játrech a ledvinách atd.
Elektromagnetický impuls - způsobuje vznik elektrických a magnetických polí v důsledku dopadu gama záření z jaderného výbuchu na atomy objektů životního prostředí a vznik toku elektronů a kladně nabitých iontů. Stupeň poškození elektromagnetickým impulsem závisí na síle a typu výbuchu. K nejvýraznějšímu poškození elektromagnetickými pulsy dochází při výškových (mimoatmosférických) explozích jaderných zbraní, kdy zasažená oblast může mít tisíce kilometrů čtverečních. Vystavení elektromagnetickému pulzu může vést k popálení citlivých elektronických a elektrických součástek s velkými anténami, poškození polovodičových zařízení, vakuových zařízení, kondenzátorů a také vážnému narušení digitálních a řídicích zařízení. Vystavení elektromagnetickému pulzu tak může vést k narušení provozu komunikačních zařízení, elektronických počítačových zařízení atd., což ve válečných podmínkách negativně ovlivní práci velitelství a dalších kontrolních orgánů civilní obrany. Elektromagnetický impuls nemá na lidi výrazný škodlivý účinek.
Charakteristika taktických a operačně-taktických prostředků jaderného útoku ozbrojených sil NATO
Jaderné útočné zbraně |
Dostřel (let), km |
Síla jaderných zbraní, kt |
Čas obsadit připravený OP a zahájit palbu |
Odebrání oblasti pozice z náběžná hrana, km |
Pozemní síly |
||||
"Devi Croquet" (120 a 155 mm) |
||||
155mm houfnice |
||||
203,2 mm houfnice |
1 min - samohybná děla; 20-30 minut na srst. trakce |
|||
SESTRA "Malý John" |
||||
Zdravotní sestry "Onest John" |
||||
URS "Lance" |
||||
URS "desátník" |
Divize 6-10h |
|||
URS "seržant" |
||||
URS "Pershing" |
Asi 30 min |
Nyní si představte stovky a tisíce výbuchů!
Bude jaderná zima nebo ne? Otázka zůstává otevřená, ale rád bych věřil, že k žádnému experimentálnímu ověření nedojde! Nezapomeňte na potenciálně zničené chemikálie. továrny, jaderné elektrárny, přehrady! Plus nedostatek nekontaminované vody, elektřiny, tepla, čistého jídla, bydlení, lékařské péče. Že žádný není technické prostředky, s výjimkou předpotopních vozů, parních lokomotiv a některé vojenské dopravy nebudou fungovat a pohybovat se, ven bude možné vystoupit pouze pěšky přes kontaminovanou oblast.
Živí budou závidět mrtvým!
Při procesu jaderného (termonukleárního) výbuchu vznikají poškozující faktory, rázová vlna, světelné záření, pronikavé záření, radioaktivní zamoření prostoru a předmětů a také elektromagnetický impuls.
Vzduchová rázová vlna jaderného výbuchu
Vzduchová rázová vlna je náhlé stlačení vzduchu šířícího se v atmosféře nadzvukovou rychlostí. Je hlavním faktorem způsobujícím ničení a poškození zbraní, vojenské techniky, inženýrských staveb a místních objektů.
Vzduchová rázová vlna jaderného výbuchu vzniká v důsledku skutečnosti, že rozpínající se světelná plocha stlačuje vrstvy vzduchu, které ji obklopují, a tato komprese přenášená z jedné vrstvy atmosféry do druhé se šíří rychlostí výrazně převyšující rychlost zvuku a rychlost translačního pohybu částic vzduchu.
Rázová vlna urazí prvních 1000 m za 2 s, 2000 m za 5 s, 3000 m za 8 s.
Obr.5. Změna tlaku v bodě na zemi v závislosti na době působení rázové vlny na okolní předměty: 1 - čelo rázové vlny; 2 - křivka změny tlaku
Nárůst tlaku vzduchu v čele rázové vlny nad atmosférický tlak, tzv. přetlak v čele rázové vlny Рф, se měří v pascalech (1 Pa = 1 N/m 2, v barech (I bar = 10 5 Pa ) nebo v kilogramech síly na cm 2 (1 kgf /cm 2 =0,9807 baru) Charakterizuje sílu škodlivého účinku rázové vlny a je jedním z jejích hlavních parametrů.
Po průchodu čela rázové vlny tlak vzduchu v daném bodě rychle klesá, ale nějakou dobu se nadále drží nad atmosférickým tlakem. Doba, po kterou tlak vzduchu překročí atmosférický tlak, se nazývá doba trvání kompresní fáze rázové vlny (r+). Charakterizuje také škodlivý účinek rázové vlny.
V kompresní zóně se částice vzduchu pohybují za čelem rázové vlny rychlostí nižší než je rychlost čela rázové vlny přibližně o 300 m/s. Ve vzdálenostech od středu exploze, kde má rázová vlna škodlivý účinek (Рф0,2-0,3 bar), rychlost pohybu vzduchu v rázové vlně přesahuje 50 m/s. V tomto případě může celkový translační pohyb vzduchových částic v rázové vlně dosáhnout několika desítek až stovek metrů. V důsledku toho vzniká v kompresní zóně silný tlak vysokorychlostního (větrného) tlaku, označovaný Rsk.
Na konci kompresní fáze se tlak vzduchu v rázové vlně stane nižším než atmosférický tlak, tzn. Po fázi komprese následuje fáze ředění.
V důsledku dopadu rázové vlny může člověk utrpět pohmožděniny a poranění různé závažnosti, která jsou způsobena jak komplexním stlačením lidského těla nadměrným tlakem ve fázi stlačení rázové vlny, tak působením vysokorychlostního tlaku a odrazového tlaku. Kromě toho v důsledku působení vysokorychlostního tlaku rázová vlna po dráze svého pohybu sbírá a nese vysokou rychlostí úlomky zničených budov a staveb a větve stromů, malé kameny a jiné předměty, které může způsobit škody na otevřených osobách.
Přímé poškození lidí nadměrným jevem rázové vlny, rychlostního tlaku a odrazového tlaku se nazývá primární a poškození způsobené působením různých úlomků se nazývá nepřímé nebo sekundární.
Tabulka 4. Vzdálenosti, ve kterých je pozorováno selhání personálu při působení rázové vlny, když je otevřená na zemi ve stoje, km
Snížená výška výbuchu, m/t 1/3 |
Výbušná síla, kt |
|||||
O šíření rázové vlny a jejím destruktivním a ničivém působení významný vliv mohou být ovlivněny terénem a lesy v oblasti výbuchu a také povětrnostními podmínkami.
Terén může zesílit nebo zeslabit účinek rázové vlny. Tak. na předních (čelí výbuchu) svazích kopců a v prohlubních umístěných ve směru pohybu vln je tlak vyšší než na rovném terénu. Když jsou svahy strmé (úhel sklonu svahu k horizontu) je 10-15, tlak je o 15-35% vyšší než na rovném terénu; se strmostí svahu 15-30° se tlak může zvýšit 2krát.
Na svazích protilehlých ke středu exploze, stejně jako v úzkých prohlubních a roklích umístěných pod velkým úhlem ke směru šíření vlny, je možné snížit tlak vlny a zeslabit její škodlivý účinek. Při strmosti svahu 15-30 ° se tlak sníží 1,1-1,2krát a při strmosti 45-60 ° - 1,5-2krát.
V lesní oblasti přetlak je o 10-15% větší než na otevřených plochách. Zároveň je v hloubce lesa (ve vzdálenosti 50-200 m i více od okraje, v závislosti na hustotě lesa) pozorován výrazný pokles rychlostního tlaku.
Povětrnostní podmínky mají významný vliv pouze na parametry slabé vzdušné rázové vlny, tzn. pro vlny s přetlakem nejvýše 10 kPa.
Takže např. při vzdušném výbuchu o síle 100 kt se tento vliv projeví ve vzdálenosti 12...15 km od epicentra výbuchu. v létě horké počasí Vlna slábne všemi směry a v zimě zesiluje, zejména ve směru větru.
Déšť a mlha mohou také významně ovlivnit parametry rázové vlny, počínaje vzdálenostmi, kde je přetlak vlny 200-300 kPa nebo méně. Například tam, kde je přetlak rázové vlny za normálních podmínek 30 kPa nebo méně, v podmínkách průměrného deště tlak klesne o 15 % a silný (bouře) o 30 %. Při explozích v podmínkách sněžení se tlak v rázové vlně velmi mírně snižuje a lze jej ignorovat.
Ochrana personálu před rázovými vlnami je dosažena snížením dopadu přetlaku a rychlostního tlaku na osobu. Proto ukrývání personálu za kopci a náspy v roklích, výkopech a mladých lesích, používání opevnění, tanků, bojových vozidel pěchoty, obrněných transportérů snižuje stupeň jejich poškození rázovou vlnou.
Pokud připustíme, že v případě vzdušného jaderného výbuchu je bezpečná vzdálenost pro nechráněnou osobu několik kilometrů, pak personál umístěný v otevřeném prostoru opevnění(zákopy, komunikační linky, otevřené trhliny), nebude zasažen ve vzdálenosti 2/3 od bezpečná vzdálenost. Zakryté trhliny a příkopy zmenšují poloměr destruktivního působení 2krát a výkopy - 3krát. Personál nacházející se v podzemních odolných konstrukcích v hloubce větší než 10 m není zasažen ani v případě, že se tato konstrukce nachází v epicentru vzdušné exploze. Poloměr zničení zařízení umístěného v zákopech a jámových úkrytech je 1,2-1,5krát menší než při otevřeném umístění.
Zavedení
1. Sled událostí při jaderném výbuchu
2. Rázová vlna
3. Světelné záření
4. Pronikající záření
5. Radioaktivní kontaminace
6. Elektromagnetický impuls
Závěr
Uvolnění obrovského množství energie, ke kterému dochází při štěpné řetězové reakci, vede k rychlému zahřátí látky výbušného zařízení na teploty řádově 10 7 K. Při takových teplotách je látka intenzivně emitující ionizované plazma. V této fázi se asi 80 % energie výbuchu uvolní ve formě energie elektromagnetického záření. Maximální energie tohoto záření, nazývaného primární, spadá do oblasti rentgenového spektra. Další průběh jaderného výbuchu je dán především povahou interakce primárního tepelného záření s prostředím obklopujícím epicentrum výbuchu a také vlastnostmi tohoto prostředí.
Pokud k výbuchu dojde v malé výšce v atmosféře, primární záření výbuchu je absorbováno vzduchem na vzdálenost řádově několika metrů. Absorpce rentgenového záření má za následek vytvoření oblaku výbuchu charakterizovaného velmi vysokými teplotami. V první fázi se tento oblak zvětšuje díky radiačnímu přenosu energie z horkého nitra oblaku do jeho chladného okolí. Teplota plynu v oblaku je přibližně konstantní v celém jeho objemu a s rostoucím se snižuje. V okamžiku, kdy teplota oblaku klesne na přibližně 300 tisíc stupňů, rychlost fronty oblačnosti klesá na hodnoty srovnatelné s rychlostí zvuku. V tomto okamžiku se vytvoří rázová vlna, jejíž čelo se „odlomí“ od hranice mraku exploze. U výbuchu o síle 20 kt nastává tato událost přibližně 0,1 m/s po výbuchu. Poloměr mraku výbuchu je v tuto chvíli asi 12 metrů.
Intenzita tepelného záření oblaku exploze je zcela určena zdánlivou teplotou jeho povrchu. Vzduch ohřátý v důsledku průchodu tlakové vlny po určitou dobu maskuje výbuchový oblak a absorbuje jím vyzařované záření, takže teplota viditelného povrchu výbuchového oblaku odpovídá teplotě vzduchu za ním. fronta rázové vlny, která klesá s rostoucí velikostí fronty. Asi 10 milisekund po začátku exploze teplota v přední části klesne na 3000 °C a opět se stane transparentní pro záření exploze oblaku. Teplota viditelného povrchu oblaku exploze začíná opět stoupat a přibližně 0,1 sekundy po zahájení exploze dosáhne přibližně 8000 °C (pro výbuch o síle 20 kt). V tuto chvíli je síla záření mraku výbuchu maximální. Poté teplota viditelného povrchu mraku a tím i energie jím emitovaná rychle klesá. Výsledkem je, že většina energie záření je emitována za méně než jednu sekundu.
Ke vzniku pulsu tepelného záření a vzniku rázové vlny dochází v nejranějších fázích existence exploze oblaku. Vzhledem k tomu, že oblak obsahuje většinu radioaktivních látek vzniklých během exploze, jeho další vývoj určuje vznik stopy radioaktivního spadu. Poté, co se oblak exploze ochladí natolik, že již ve viditelné oblasti spektra nevyzařuje, proces zvětšování jeho velikosti pokračuje v důsledku tepelné roztažnosti a začíná stoupat vzhůru. Jak se mrak zvedá, nese s sebou významnou masu vzduchu a půdy. Během několika minut dosáhne mrak výšky několika kilometrů a může dosáhnout stratosféry. Rychlost radioaktivního spadu závisí na velikosti pevných částic, na kterých kondenzuje. Pokud se explozivní mrak při svém vzniku dostane až k povrchu, množství zeminy unášené při stoupání mraku bude poměrně velké a radioaktivní látky se budou usazovat především na povrchu půdních částic, jejichž velikost může dosahovat i několika milimetrů. Takové částice dopadají na povrch v relativní blízkosti epicentra výbuchu a jejich radioaktivita se během spadu prakticky nesnižuje.
Pokud se oblak výbuchu nedotkne povrchu, radioaktivní látky v něm obsažené kondenzují na mnohem menší částice s charakteristickými velikostmi 0,01-20 mikronů. Vzhledem k tomu, že takové částice mohou existovat poměrně dlouhou dobu v horních vrstvách atmosféry, jsou rozptýleny na velmi velké ploše a v době, která uplyne, než dopadnou na povrch, se jim podaří ztratit významnou část své radioaktivity. V tomto případě není radioaktivní stopa prakticky pozorována. Minimální výška, ve které výbuch nevede ke vzniku radioaktivní stopy, závisí na síle výbuchu a je přibližně 200 metrů pro výbuch o síle 20 kt a asi 1 km pro výbuch o síle 1 Mt.
Hlavní škodlivé faktory – rázová vlna a světelné záření – jsou podobné škodlivým faktorům tradičních výbušnin, ale mnohem silnější.
Rázová vlna, která se vytvořila v raných fázích existence mraku výbuchu, je jedním z hlavních škodlivých faktorů atmosférického jaderného výbuchu. Hlavními charakteristikami rázové vlny jsou špičkový přetlak a dynamický tlak na čele vlny. Schopnost předmětů odolat nárazu rázové vlny závisí na mnoha faktorech, jako je přítomnost nosných prvků, konstrukční materiál a orientace vzhledem k přední části. Přetlak 1 atm (15 psi) vyskytující se 2,5 km od pozemní exploze o síle 1 Mt by mohl zničit vícepodlažní železobetonovou budovu. Poloměr oblasti, ve které vzniká podobný tlak při výbuchu 1 Mt, je asi 200 metrů.
V počátečních fázích existence rázové vlny je její přední strana koule se středem v bodě výbuchu. Poté, co čelo dosáhne povrchu, vznikne odražená vlna. Protože se odražená vlna šíří v prostředí, kterým prošla přímá vlna, ukazuje se její rychlost šíření o něco vyšší. Výsledkem je, že v určité vzdálenosti od epicentra se dvě vlny spojí blízko povrchu a vytvoří frontu vyznačující se přibližně dvojnásobným přetlakem.
Při výbuchu 20kilotunové jaderné zbraně tedy rázová vlna urazí 1000 m za 2 sekundy, 2000 m za 5 sekund a 3000 m za 8 sekund Přední hranice vlny se nazývá fronta rázové vlny. Stupeň poškození nárazem závisí na síle a poloze předmětů na něm. Škodlivý účinek uhlovodíků je charakterizován velikostí přetlaku.
Protože u výbuchu daného výkonu závisí vzdálenost, ve které se taková fronta vytvoří, na výšce výbuchu, lze výšku výbuchu zvolit tak, aby se získaly maximální hodnoty přetlaku v určité oblasti. Pokud je účelem výbuchu zničit opevněná vojenská zařízení, je optimální výška výbuchu velmi nízká, což nevyhnutelně vede ke vzniku značného množství radioaktivního spadu.
Světelné záření je proud zářivé energie, včetně ultrafialové, viditelné a infračervené oblasti spektra. Zdrojem světelného záření je světelná oblast výbuchu - zahřátá na vysoké teploty a odpařené části munice, okolní půda a vzduch. Při výbuchu vzduchu je svítící plocha koule, při výbuchu země je to polokoule.
Maximální povrchová teplota svítící oblasti je obvykle 5700-7700 °C. Když teplota klesne na 1700°C, záře ustane. Světelný puls trvá zlomky sekund až několik desítek sekund, v závislosti na síle a podmínkách výbuchu. Přibližně doba trvání záře v sekundách se rovná třetí odmocnině síly výbuchu v kilotunách. V tomto případě může intenzita záření přesáhnout 1000 W/cm² (pro srovnání maximální intenzita slunečního záření je 0,14 W/cm²).