Principalul și principalul factor dăunător al unei explozii nucleare. Rezumat: Explozia nucleară, factorii ei dăunători
O explozie nucleară este capabilă să distrugă sau să invalideze instantaneu oamenii neprotejați, echipamentele, structurile și diversele materiale aflate în picioare în mod deschis. Principalii factori dăunători explozie nucleara sunt:
- -unda de soc
- - emisie de lumină
- - radiatii penetrante
- -contaminarea radioactiva a zonei
- - impuls electromagnetic
Să le luăm în considerare.
a) Unda de șoc este în majoritatea cazurilor principalul factor dăunător într-o explozie nucleară. În natura sa, este similar cu unda de șoc a unei explozii convenționale, dar acționează mai mult perioadă lungă de timpși are mult mai multă putere distructivă. Unda de șoc a unei explozii nucleare poate, la o distanță considerabilă de centrul exploziei, să provoace răni oamenilor, să distrugă structuri și să deterioreze echipamentele militare.
O undă de șoc este o regiune cu comprimare puternică a aerului care se propagă de mare vitezăîn toate direcţiile de la centrul exploziei. Viteza sa de propagare depinde de presiunea aerului din fața undei de șoc; aproape de centrul exploziei, depășește viteza sunetului de câteva ori, dar scade brusc odată cu creșterea distanței de la locul exploziei. În primele 2 secunde, unda de șoc se deplasează aproximativ
1000 m, timp de 5 sec-2000 m, timp de 8 sec - aproximativ 3000 m. Aceasta servește drept justificare pentru standardul N5 ZOMP „Acțiuni în timpul izbucnirii unei explozii nucleare”: excelent - 2 sec, bun - 3 sec, satisfăcător - 4 sec.
Efectul dăunător al unei unde de șoc asupra oamenilor și efectul distructiv asupra echipamentelor militare, structurilor inginerești și materialelor sunt determinate în primul rând de presiunea excesivă și viteza de mișcare a aerului în fața sa. Persoanele neprotejate pot fi, de asemenea, lovite de fragmente de sticlă care zboară cu mare viteză și fragmente de clădiri distruse, copaci căzuți, precum și părți împrăștiate de echipament militar, bulgări de pământ, pietre și alte obiecte puse în mișcare de presiunea de mare viteză a unda de soc. Cele mai mari pagube indirecte se vor observa în aşezări şi în pădure; în aceste cazuri, pierderea de trupe poate fi mai mare decât din acţiunea directă a undei de şoc.
a) Unda de șoc este capabilă să provoace daune în spații închise, pătrunzând acolo prin fisuri și găuri. Leziunile provocate de explozie sunt clasificate ca ușoare, moderate, severe și extrem de severe.
Leziunile ușoare se caracterizează prin afectarea temporară a organelor auzului, contuzii generale ușoare, vânătăi și luxații ale membrelor. Leziunile severe se caracterizează prin contuzii severe ale întregului corp; în acest caz, pot fi observate leziuni ale creierului și organelor abdominale, sângerări severe de la nas și urechi, fracturi severe și luxații ale membrelor. Gradul de deteriorare a unei unde de șoc depinde în primul rând de puterea și tipul exploziei nucleare. Cu o explozie de aer cu o putere de 20 kT, sunt posibile răniri minore la oameni la distanțe de până la 2,5 km, medii - până la 2 km, severe - până la 1,5 km de epicentrul exploziei.
Odată cu creșterea calibrului unei arme nucleare, razele de daune cauzate de unda de șoc cresc proporțional cu rădăcina cubă a puterii de explozie. Într-o explozie subterană se produce o undă de șoc în pământ, iar într-una subacvatică, în apă.
În plus, cu aceste tipuri de explozii, o parte din energie este cheltuită și pentru a crea o undă de șoc în aer. Unda de soc, propagandu-se in pamant, provoaca deteriorari structurilor subterane, canalelor, conductelor de apa;
atunci când se răspândește în apă, se observă deteriorarea părții subacvatice a navelor situate chiar și la o distanță considerabilă de locul exploziei.
b) emisie de lumină explozia nucleară este un flux de energie radiantă, inclusiv radiații ultraviolete, vizibile și infraroșii. Sursa de radiație luminoasă este o zonă luminoasă formată din produse de explozie fierbinți și aer cald. Luminozitatea radiației luminoase în prima secundă este de câteva ori mai mare decât luminozitatea Soarelui.
Energia absorbită a radiației luminoase se transformă în energie termică, ceea ce duce la încălzirea stratului de suprafață al materialului. Căldura poate fi atât de intensă încât materialul combustibil poate fi carbonizat sau aprins, iar materialul incombustibil poate fi fisurat sau topit, ceea ce poate duce la incendii uriașe. În același timp, efectul radiației luminoase de la o explozie nucleară este echivalent cu utilizarea masivă a armelor incendiare, care este luată în considerare în a patra întrebare educațională.
Pielea umană absoarbe, de asemenea, energia radiațiilor luminoase, datorită căreia se poate încălzi până la o temperatură ridicată și se poate arde. În primul rând, arsurile apar pe zonele deschise ale corpului îndreptate spre direcția exploziei. Dacă priviți în direcția exploziei cu ochii neprotejați, atunci este posibilă deteriorarea ochilor, ceea ce duce la pierderea completă a vederii.
Arsurile cauzate de radiațiile luminoase nu diferă de arsurile obișnuite cauzate de foc sau de apă clocotită. ele sunt mai puternice, cu atât distanța până la explozie este mai mică și mai multă putere muniţie. În cazul unei explozii de aer, efectul dăunător al radiației luminoase este mai mare decât în cazul unei explozii la sol de aceeași putere.
În funcție de pulsul de lumină perceput, arsurile sunt împărțite în trei grade. Arsurile de gradul I se manifestă în leziuni superficiale ale pielii: roșeață, umflături, dureri. Arsurile de gradul doi provoacă formarea de vezicule pe piele. Arsurile de gradul trei provoacă necroză și ulcerații ale pielii.
La o explozie aeriană a unei muniții cu puterea de 20 kT și o transparență a atmosferei de aproximativ 25 km, se vor observa arsuri de gradul I pe o rază de 4,2 km de centrul exploziei; odată cu explozia unei sarcini cu o putere de 1 MgT, această distanță va crește la 22,4 km. Arsurile de gradul II apar la distanțe de 2,9 și 14,4 km, iar arsurile de gradul III la distanțe de 2,4 și, respectiv, 12,8 km, pentru muniția cu capacitatea de 20 kT și 1MgT.
c) Radiația penetrantă este un flux invizibil de cuante gamma și neutroni emiși din zona unei explozii nucleare. Quanta gamma și neutronii se propagă în toate direcțiile din centrul exploziei pe sute de metri. Pe măsură ce distanța de la explozie crește, numărul de cuante gamma și de neutroni care trec printr-o unitate de suprafață scade. În timpul exploziilor nucleare subterane și subacvatice, acțiunea radiației penetrante se extinde pe distanțe mult mai scurte decât în timpul exploziilor de sol și aer, ceea ce se explică prin absorbția fluxului de neutroni și a quantelor gamma de către apă.
Zone afectate de radiații penetrante în timpul exploziilor arme nucleare puterea medie și mare sunt oarecum mai mici decât zonele afectate de unda de șoc și radiația luminoasă. Pentru muniția cu un echivalent TNT mic (1000 de tone sau mai puțin), dimpotrivă, zonele de efecte dăunătoare ale radiației penetrante depășesc zonele de deteriorare prin undele de șoc și radiațiile luminoase.
Efectul dăunător al radiațiilor penetrante este determinat de capacitatea cuantelor gamma și a neutronilor de a ioniza atomii mediului în care se propagă. Trecând prin țesutul viu, quanta gamma și neutronii ionizează atomii și moleculele care alcătuiesc celulele, ceea ce duce la perturbarea funcțiilor vitale ale organelor și sistemelor individuale. Sub influența ionizării în organism apar procese biologice moartea și degradarea celulelor. Drept urmare, persoanele afectate dezvoltă o boală specifică numită boala de radiații.
Pentru a evalua ionizarea atomilor mediului și, în consecință, efectul dăunător al radiației penetrante asupra unui organism viu, este introdus conceptul de doză de radiație (sau doză de radiație), a cărei unitate este roentgen (r). O doză de radiație de 1 r corespunde formării a aproximativ 2 miliarde de perechi de ioni într-un centimetru cub de aer.
În funcție de doza de radiații, există trei grade de radiație. Prima (lumină) apare atunci când o persoană primește o doză de 100 până la 200 r. Se caracterizează prin slăbiciune generală, greață ușoară, amețeli pe termen scurt, transpirație crescută; personal, care a primit o astfel de doză, de obicei nu iese din necaz. Cel de-al doilea grad (mediu) de boală de radiații se dezvoltă atunci când se primește o doză de 200-300 r; în acest caz, semnele de deteriorare - durere de cap, febră, tulburări gastro-intestinale - se manifestă mai brusc și mai rapid, personalul în majoritatea cazurilor eșuează. Al treilea grad (sever) de boală de radiații apare la o doză mai mare de 300 r; se caracterizează prin dureri de cap severe, greață, slăbiciune generală severă, amețeli și alte afecțiuni; forma severă este adesea fatală.
d) Contaminarea radioactivă a oamenilor, echipamentelor militare, terenului și diferitelor obiecte în timpul unei explozii nucleare este cauzată de fragmentele de fisiune ale substanței de sarcină și partea nereacționată a încărcăturii care cade din norul de explozie, precum și radioactivitatea indusă.
Odată cu trecerea timpului, activitatea fragmentelor de fisiune scade rapid, mai ales în primele ore după explozie. De exemplu, activitate generală fragmentele de fisiune în explozia unei arme nucleare cu o putere de 20 kT într-o zi vor fi de câteva mii de ori mai puțin de un minut după explozie.
În timpul exploziei unei arme nucleare, o parte din substanța încărcăturii nu suferă fisiune, ci cade în forma sa obișnuită; degradarea sa este însoțită de formarea de particule alfa. Radioactivitatea indusă se datorează izotopilor radioactivi formați în sol ca urmare a iradierii cu neutroni emiși în momentul exploziei de către nucleele atomilor elementelor chimice care alcătuiesc solul. Izotopii rezultați, de regulă, sunt beta-activi, dezintegrarea multora dintre ei este însoțită de radiații gamma.
Timpurile de înjumătățire ale majorității izotopilor radioactivi rezultați sunt relativ scurte - de la un minut la o oră. În acest sens, activitatea indusă poate fi periculoasă doar în primele ore după explozie și doar în zona apropiată de epicentrul acesteia.
Majoritatea izotopilor cu viață lungă sunt concentrați în norul radioactiv care se formează după explozie. Înălțimea creșterii norilor pentru o muniție cu o putere de 10 kT este de 6 km, pentru o muniție cu o putere de 10 MgT este de 25 km. Pe măsură ce norul se mișcă, mai întâi cad particulele cele mai mari din el, iar apoi particule din ce în ce mai mici, formând o zonă de contaminare radioactivă pe parcurs, așa-numita urmă de nor.
Mărimea urmei depinde în principal de puterea armei nucleare, precum și de viteza vântului și poate avea câteva sute de kilometri lungime și câteva zeci de kilometri lățime.
Leziunile ca urmare a expunerii interne apar ca urmare a pătrunderii substanțelor radioactive în organism prin tractul respirator și gastrointestinal. În acest caz, radiațiile radioactive intră în contact direct cu organele interne și pot provoca boli grave de radiații; natura bolii va depinde de cantitatea de substanțe radioactive care au pătruns în organism.
Substanțele radioactive nu au un efect dăunător asupra armamentului, echipamentelor militare și structurilor de inginerie.
e) impuls electromagnetic afectează în primul rând echipamentele radio-electronice și electronice (defecțiunea izolației, deteriorarea dispozitivelor semiconductoare, siguranțe arse etc.). Un impuls electromagnetic este foarte un timp scurt câmp electric puternic.
Factorii dăunători ai armelor nucleare includ:
undă de șoc;
radiații luminoase;
radiații penetrante;
contaminare radioactivă;
impuls electromagnetic.
În timpul unei explozii în atmosferă, aproximativ 50% din energia exploziei este cheltuită pentru formarea unei unde de șoc, 30-40% pe radiația luminoasă, până la 5% pe radiația penetrantă și un impuls electromagnetic și până la 15% pe contaminare radioactivă. Efectul factorilor dăunători ai unei explozii nucleare asupra oamenilor și elementelor obiectelor nu are loc simultan și diferă în ceea ce privește durata impactului, natura și scara.
undă de șoc. Unda de șoc este o regiune de compresie ascuțită a mediului, care se propagă sub forma unui strat sferic în toate direcțiile de la locul exploziei la viteză supersonică. În funcție de mediul de propagare, o undă de șoc se distinge în aer, în apă sau în sol.
Unda de șoc din aer se formează datorită energiei colosale degajate în zona de reacție, unde temperatura este excepțional de ridicată, iar presiunea atinge miliarde de atmosfere (până la 105 miliarde Pa). Vaporii și gazele fierbinți, încercând să se extindă, produc o lovitură puternică straturilor de aer din jur, le comprimă pentru a presiune ridicatași densitate și încălzit la o temperatură ridicată. Aceste straturi de aer pun în mișcare straturile următoare.
Astfel, comprimarea și mișcarea aerului are loc de la un strat la altul în toate direcțiile din centrul exploziei, formând o undă de șoc aerian. În apropierea centrului exploziei, viteza de propagare a undei de șoc este de câteva ori mai mare decât viteza sunetului în aer.
Odată cu creșterea distanței de la locul exploziei, viteza de propagare a undei scade rapid, iar unda de șoc slăbește. O undă de șoc aerian în timpul unei explozii nucleare de putere medie parcurge aproximativ 1000 de metri în 1,4 secunde, 2000 de metri în 4 secunde, 3000 de metri în 7 secunde, 5000 de metri în 12 secunde.
explozie de muniție pentru arme nucleare
Principalii parametri ai unei unde de șoc care îi caracterizează efectul distructiv și dăunător sunt: excesul de presiune în frontul undei de șoc, presiunea de viteză, durata undei - durata fazei de compresie și viteza frontului undei de șoc.
Unda de șoc din apă în timpul unei explozii nucleare subacvatice seamănă calitativ cu o undă de șoc în aer. Cu toate acestea, la aceleași distanțe, presiunea în frontul undei de șoc în apă este mult mai mare decât în aer, iar timpul de acțiune este mai scurt.
Într-o explozie nucleară la sol, o parte din energia exploziei este cheltuită pentru formarea unei unde de compresie în pământ. Spre deosebire de unda de șoc în aer, aceasta se caracterizează printr-o creștere mai puțin accentuată a presiunii în frontul de undă, precum și o slăbire mai lentă a acesteia în spatele frontului.
În timpul exploziei unei arme nucleare în pământ, cea mai mare parte a energiei exploziei este transferată în masa înconjurătoare a pământului și produce o tremurare puternică a pământului, care amintește de un cutremur în efectul său.
Impactul mecanic al unei unde de șoc. Natura distrugerii elementelor obiectului (obiectului) depinde de sarcina creată de unda de șoc și de răspunsul obiectului la acțiunea acestei sarcini. Evaluare generală distrugerea cauzată de unda de șoc a unei explozii nucleare, se obișnuiește să se dea gravitatea acestor distrugeri.
- 1) Distrugere slabă. Umpluturile de ferestre și uși și pereții despărțitori lumini sunt distruse, acoperișul este parțial distrus, sunt posibile crăpături în geamul etajelor superioare. Pivnițele și etajele inferioare sunt complet conservate. Este sigur să rămâneți în clădire și poate fi folosit după reparațiile curente.
- 2) Distrugerea medie se manifestă în distrugerea acoperișurilor și a elementelor încorporate - pereți despărțitori interioare, ferestre, precum și în apariția fisurilor în pereți, prăbușirea secțiunilor individuale ale podelelor mansardelor și pereților etajelor superioare. Subsolurile sunt conservate. După curățare și reparare, o parte din spațiile de la etajele inferioare poate fi folosită. Restaurarea clădirilor este posibilă în timpul reparațiilor majore.
- 3) Distrugerea severă se caracterizează prin distrugerea structurilor portante și a tavanelor etajelor superioare, formarea de fisuri în pereți și deformarea tavanelor etajelor inferioare. Utilizarea spațiilor devine imposibilă, iar repararea și restaurarea - de cele mai multe ori inadecvate.
- 4) Distrugere completă. Toate elementele principale ale clădirii sunt distruse, inclusiv structurile portante. Clădirea nu poate fi folosită. Subsolurile în caz de distrugere severă și completă pot fi păstrate și utilizate parțial după ce molozul a fost curățat.
Impactul unei unde de șoc asupra oamenilor și animalelor. Unda de șoc poate provoca leziuni traumatice, contuzii persoanelor și animalelor neprotejate sau poate provoca moartea acestora.
Leziunile pot fi directe (ca urmare a expunerii la presiune excesivă și presiunea aerului de mare viteză) sau indirecte (ca urmare a impactului cu resturile de la clădirile și structurile distruse). Impactul unei unde de șoc aerian asupra persoanelor neprotejate se caracterizează prin răni ușoare, medii, severe și extrem de grave.
- 1) Conmoțiile și rănile extrem de severe apar la o presiune excesivă de peste 100 kPa. Se notează pauzele organe interne, fracturi osoase, sângerare internă, comoție cerebrală, pierderea prelungită a conștienței. Aceste leziuni pot fi fatale.
- 2) Sunt posibile contuzii și răni grave la presiuni excesive de la 60 la 100 kPa. Se caracterizează prin contuzie severă a întregului corp, pierderea cunoștinței, fracturi osoase, sângerare de la nas și urechi; posibile leziuni ale organelor interne și sângerări interne.
- 3) Înfrângeri moderat apar la o presiune în exces de 40-60 kPa. În acest caz, pot apărea luxații ale membrelor, contuzii ale creierului, leziuni ale organelor auditive, sângerare din nas și urechi.
- 4) Daune ușoare apar la o suprapresiune de 20-40 kPa. Ele sunt exprimate în încălcări care vor fi trecătoare ale funcțiilor corpului (țiuit în urechi, amețeli, dureri de cap). Sunt posibile luxații, vânătăi.
Protecția garantată a oamenilor de unda de șoc este asigurată prin adăpostirea lor în adăposturi. In lipsa adaposturilor se folosesc adaposturi antiradiatii, lucrari subterane, adaposturi naturale si teren.
Emisia de lumina. Radiația luminoasă a unei explozii nucleare este o combinație de lumină vizibilă și raze ultraviolete și infraroșii apropiate acesteia în spectru. Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei, constând din substanțele unei arme nucleare încălzite la o temperatură ridicată, aer și sol (în cazul unei explozii la sol).
Temperatura zonei luminoase este comparabila de ceva timp cu temperatura de suprafata a soarelui (maxim 8000-100000C si minim 18000C). Mărimea regiunii luminoase și temperatura acesteia se modifică rapid în timp. Durata emisiei de lumină depinde de puterea și tipul exploziei și poate dura până la zeci de secunde. Efectul dăunător al radiației luminoase este caracterizat de un impuls luminos. Un impuls de lumină este raportul dintre cantitatea de energie luminoasă și aria suprafeței iluminate situată perpendicular pe propagarea razelor de lumină.
Într-o explozie nucleară altitudine inalta Razele X emise de produse de explozie extrem de încălzite sunt absorbite de grosimi mari de aer rarefiat. Prin urmare, temperatura globului de foc (mult mai mare decât într-o explozie de aer) este mai mică.
Cantitatea de energie luminoasă care ajunge la un obiect aflat pe el o anumita distanta de la o explozie la sol, pentru distanțe scurte poate fi de aproximativ trei sferturi, iar pentru distanțe mari - jumătate din impuls într-o explozie de aer de aceeași putere.
În timpul exploziilor de la sol și de la suprafață, pulsul luminii la aceleași distanțe este mai mic decât în timpul exploziilor de aer de aceeași putere.
În timpul exploziilor subterane sau subacvatice, aproape toată radiația luminoasă este absorbită.
Incendiile la obiecte și în așezări apar din radiațiile luminoase și factori secundari cauzați de impactul unei unde de șoc. Prezența materialelor combustibile are o mare influență.
Din punctul de vedere al operațiunilor de salvare, incendiile sunt clasificate în trei zone: zona incendiilor individuale, zona incendiilor continue și zona de ardere și mocnire.
- 1) Zonele de incendii individuale sunt zone în care se produc incendii în clădiri, structuri individuale. Manevra de formare intre incendii individuale nu este posibila fara mijloace de protectie termica.
- 2) Zona de incendii continue - teritoriul în care arde majoritatea clădirilor rămase. Este imposibil ca formațiunile să treacă prin acest teritoriu sau să rămână pe el fără mijloace de protecție împotriva Radiație termala sau efectuarea unor măsuri speciale de stingere a incendiilor pentru localizarea sau stingerea unui incendiu.
- 3) Zona de ardere și mocnire în moloz este un teritoriu în care ard clădiri și structuri distruse. Se caracterizează prin ardere prelungită în moloz (până la câteva zile).
Efectele radiațiilor luminoase asupra oamenilor și animalelor. Radiația luminoasă a unei explozii nucleare, atunci când este expusă direct, provoacă arsuri în zonele expuse ale corpului, orbire temporară sau arsuri retiniene.
Arsurile sunt împărțite în patru grade în funcție de gravitatea leziunilor aduse corpului.
Arsurile de gradul I se exprimă prin durere, roșeață și umflare a pielii. Nu reprezintă un pericol grav și se vindecă rapid, fără consecințe.
La arsurile de gradul doi se formează vezicule, umplute cu un lichid proteic transparent; dacă sunt afectate zone semnificative ale pielii, o persoană își poate pierde capacitatea de a lucra pentru o perioadă și are nevoie de un tratament special.
Arsurile de gradul trei se caracterizează prin necroză a pielii cu afectare parțială a stratului germinativ.
Arsuri de gradul patru: necroza pielii straturilor mai profunde de țesut. Arsurile de gradul al treilea și al patrulea pe o parte semnificativă a pielii pot fi fatale.
Protecția împotriva radiațiilor luminoase este mai simplă decât împotriva altor factori dăunători. Radiația luminoasă se propagă în linie dreaptă. Orice barieră opacă poate servi drept apărare împotriva ei. Folosind gropi, șanțuri, movile, terasamente, pereți între ferestre pentru adăpost, tipuri diferite tehnicile, coroanele copacilor și altele asemenea, pot fi reduse semnificativ sau complet evitate de la arsurile cauzate de radiațiile luminoase. Protecție completă asigura adapost si adaposturi antiradiatii. Îmbrăcămintea protejează, de asemenea, pielea de arsuri, astfel încât arsurile sunt mai probabil să apară pe zonele expuse ale corpului.
Gradul de arsuri prin radiația ușoară a zonelor închise ale pielii depinde de natura îmbrăcămintei, de culoarea, densitatea și grosimea acesteia (este de preferat îmbrăcămintea largi în culori deschise sau îmbrăcămintea din țesături de lână).
radiatii penetrante. Radiația care pătrunde este radiația gamma și un flux de neutroni emis în interior mediu inconjurator din zona de explozie nucleară. Radiațiile ionizante sunt emise și sub formă de particule alfa și beta, care au o cale liberă medie scurtă, drept urmare impactul lor asupra oamenilor și materialelor este neglijat. Timpul de acțiune al radiației penetrante nu depășește 10-15 secunde din momentul exploziei.
Principalii parametri care caracterizează radiațiile ionizante sunt doza și debitul dozei de radiație, fluxul și densitatea de flux a particulelor.
Capacitatea de ionizare a radiațiilor gamma este caracterizată de doza de expunere a radiațiilor. Unitatea de măsură a dozei de expunere a radiațiilor gamma este coulomb pe kilogram (C/kg). În practică, o unitate non-sistemică roentgen (P) este utilizată ca unitate de doză de expunere. Raze X este o astfel de doză (cantitate de energie) de radiație gamma, la absorbția căreia 2,083 miliarde de perechi de ioni se formează în 1 cm3 de aer uscat (la o temperatură de 0 ° C și o presiune de 760 mm Hg), fiecare dintre ele are o sarcină egală cu sarcina unui electron.
Severitate leziuni prin radiații depinde în principal de doza absorbită. Pentru a măsura doza absorbită a oricărui tip de radiație ionizantă se stabilește unitatea de gri (Gy). Propagându-se în mediu, radiațiile gamma și neutronii îi ionizează atomii și modifică structura fizică a substanțelor. În timpul ionizării, atomii și moleculele celulelor țesutului viu, din cauza încălcării legăturilor chimice și a degradarii substanțelor vitale, mor sau își pierd capacitatea de a continua viața.
În exploziile nucleare în aer și sol, aproape de sol, astfel încât unda de șoc să poată dezactiva clădirile și structurile, radiațiile penetrante în majoritatea cazurilor sunt sigure pentru obiecte. Dar odată cu creșterea înălțimii exploziei, aceasta devine din ce în ce mai importantă în înfrângerea obiectelor. În timpul exploziilor la altitudini mari și în spațiu, pulsul radiației penetrante devine principalul factor dăunător.
Daune aduse oamenilor și animalelor prin penetrarea radiațiilor. Atunci când este expus la radiații penetrante la oameni și animale, poate apărea boala radiațiilor. Gradul de deteriorare depinde de doza de expunere la radiații, de timpul în care a fost primită această doză, de zona de iradiere a corpului și de starea generală a corpului. De asemenea, se ține cont de faptul că iradierea poate fi unică și multiplă. O singură expunere este considerată a fi expunerea primită în primele patru zile. Se repetă iradierea primită timp de peste patru zile. Cu o singură iradiere a corpului uman, în funcție de doza de expunere primită, se disting 4 grade de radiație.
Boala de radiații de gradul I (ușoară) apare cu o doză totală de expunere la radiații de 100-200 R. Perioada de latentă poate dura 2-3 săptămâni, după care există stare de rău, slăbiciune generală, o senzație de greutate în cap, senzație de apăsare în piept, transpirație crescută, creștere periodică a temperaturii. Conținutul de leucocite din sânge scade. Boala de radiații de gradul I este vindecabilă.
Boala de radiații de gradul doi (medii) apare cu o doză totală de expunere la radiații de 200-400 R. Perioada de latentă durează aproximativ o săptămână. Boala de radiații se manifestă prin stare de rău mai severă, disfuncție sistem nervos, dureri de cap, amețeli, la început apar adesea vărsături, este posibilă o creștere a temperaturii corpului; numărul de leucocite din sânge, în special limfocite, este redus cu mai mult de jumătate. Cu tratament activ, recuperarea are loc în 1,5-2 luni. Sunt posibile rezultate fatale (până la 20%).
Boala de radiații de gradul trei (severă) apare la o doză de expunere totală de 400-600 R. Perioada de latentă este de până la câteva ore. Ei observă o stare generală severă, dureri de cap severe, vărsături, uneori pierderea conștienței sau excitare bruscă, hemoragii la nivelul membranelor mucoase și a pielii, necroză a membranelor mucoase din zona gingiilor. Numărul de leucocite, apoi eritrocite și trombocite, scade brusc. Din cauza slăbirii apărării organismului apar diverse complicații infecțioase. Fără tratament, boala în 20-70% din cazuri se termină cu deces, mai des din complicații infecțioase sau din sângerare.
Când este iradiat cu o doză de expunere mai mare de 600 R., se dezvoltă un al patrulea grad extrem de grav de boală de radiații, care, fără tratament, se termină de obicei cu moartea în două săptămâni.
Protecție împotriva radiațiilor penetrante. Radiația penetrantă care trece prin diverse medii(materialele) este slăbită. Gradul de slăbire depinde de proprietățile materialelor și de grosimea stratului protector. Neutronii sunt atenuați în principal prin ciocnirea cu nucleele atomice. Energia cuantelor gamma în timpul trecerii lor prin substanțe este cheltuită în principal pentru interacțiunea cu electronii atomilor. Structurile de protecție ale apărării civile protejează în mod fiabil oamenii de radiațiile penetrante.
infecție radioactivă. Contaminarea radioactivă apare ca urmare a căderii substanțelor radioactive din norul unei explozii nucleare.
Principalele surse de radioactivitate în exploziile nucleare sunt: produșii de fisiune ai substanțelor care alcătuiesc combustibilul nuclear (200 de izotopi radioactivi a 36 de elemente chimice); activitate indusă rezultată din impactul fluxului de neutroni al unei explozii nucleare asupra unor elemente chimice care alcătuiesc solul (sodiu, siliciu și altele); o parte a combustibilului nuclear care nu participă la reacția de fisiune și intră sub formă de particule minuscule în produsele exploziei.
Radiația substanțelor radioactive este formată din trei tipuri de raze: alfa, beta și gamma.
Razele gamma au cea mai mare putere de penetrare, particulele beta au cea mai mică putere de penetrare, iar particulele alfa au cea mai mică putere de penetrare. Prin urmare, principalul pericol pentru oameni în cazul contaminării radioactive a zonei este radiația gamma și beta.
Contaminarea radioactivă are o serie de caracteristici: o zonă mare de deteriorare, durata de conservare a efectului dăunător, dificultatea de a detecta substanțe radioactive care nu au culoare, miros și alte semne externe.
Zonele de contaminare radioactivă se formează în zona unei explozii nucleare și pe urmele unui nor radioactiv. Cea mai mare contaminare a zonei va fi în timpul exploziilor nucleare la sol (de suprafață) și subterane (subacvatice).
Într-o explozie nucleară la sol (subterană), mingea de foc atinge suprafața pământului. Mediul este foarte cald, o parte semnificativă a solului și a rocii se evaporă și este capturată de minge de foc. Substanțele radioactive sunt depuse pe particulele de sol topit. Ca urmare, se formează un nor puternic, constând dintr-o cantitate imensă de particule topite radioactive și inactive, a căror dimensiune variază de la câțiva microni la câțiva milimetri. În 7-10 minute, norul radioactiv se ridică și atinge înălțimea maximă, se stabilizează, căpătând o formă caracteristică de ciupercă și, sub influența curenților de aer, se deplasează cu o anumită viteză și într-o anumită direcție. Majoritatea precipitațiile radioactive, care provoacă o contaminare severă a zonei, cade din nor în 10-20 de ore după o explozie nucleară.
Când substanțele radioactive cad din norul unei explozii nucleare, suprafața pământului, aerul, sursele de apă, bunuri materiale etc.
În timpul exploziilor de aer și de mare altitudine, mingea de foc nu atinge suprafața pământului. Într-o explozie de aer, aproape întreaga masă de produse radioactive sub formă de particule foarte mici intră în stratosferă și doar o mică parte rămâne în troposferă. Substanțele radioactive cad din troposferă în 1-2 luni, iar din stratosferă - 5-7 ani. În acest timp, particulele contaminate radioactiv sunt transportate de curenții de aer pe distanțe mari de la locul exploziei și sunt distribuite pe zone vaste. Prin urmare, nu pot crea o contaminare radioactivă periculoasă a zonei. Pericolul poate fi reprezentat doar de radioactivitatea indusă în sol și în obiectele situate în apropierea epicentrului unei explozii nucleare în aer. Dimensiunile acestor zone, de regulă, nu vor depăși razele zonelor de distrugere completă.
Forma urmei unui nor radioactiv depinde de direcția și viteza vântului mediu. Pe un teren plat cu o directie constanta a vantului, urma radioactiva are forma unei elipse alungite. Cel mai mare grad de infecție se observă în zonele pistei, situate în apropierea centrului exploziei și pe axa pistei. Particule topite mai mari de praf radioactiv cad aici. Cel mai scăzut grad de contaminare se observă la granițele zonelor de contaminare și în zonele cele mai îndepărtate de centrul unei explozii nucleare la sol.
Gradul de contaminare radioactivă a zonei este caracterizat de nivelul de radiație per anumit timp după explozie și doza de expunere la radiații (radiații gamma) primite în timpul de la debutul infecției până la momentul dezintegrarii complete a substanțelor radioactive.
În funcţie de gradul de contaminare radioactivă şi consecinte posibile expunerea externă în zona unei explozii nucleare și pe urmele unui nor radioactiv se disting zone de contaminare moderată, puternică, periculoasă și extrem de periculoasă.
Zona de infecție moderată (zona A). Doza de expunere la radiații în timpul dezintegrarii complete a substanțelor radioactive variază de la 40 la 400 R. Lucrați la spatiu deschis situat în mijlocul zonei sau la granița interioară a acesteia ar trebui oprit timp de câteva ore.
Zona de infecție severă (zona B). Doza de expunere la radiații în timpul dezintegrarii complete a substanțelor radioactive variază de la 400 la 1200 R. În zona B, munca la instalații este oprită până la 1 zi, lucrătorii și angajații se refugiază în structurile de protecție ale apărării civile, subsoluri sau alte adăposturi. .
Zona de infecție periculoasă (zona B). La granița exterioară a zonei de expunere la radiații gamma până la dezintegrarea completă a substanțelor radioactive este de 1200 R., la granița interioară - 4000 R. În această zonă, munca se oprește de la 1 la 3-4 zile, lucrătorii și angajații se refugiază în structurile de protecţie ale apărării civile.
Zona de infecție extrem de periculoasă (zona D). La limita exterioară a zonei, doza de expunere a radiațiilor gamma până la descompunerea completă a substanțelor radioactive este de 4000 R. În zona G, munca la instalații este oprită timp de 4 sau mai multe zile, lucrătorii și angajații se adăpostesc în adăposturi. După expirarea perioadei specificate, nivelul de radiații pe teritoriul instalației scade la valori care oferă activitate sigură lucrătorilor și angajaților din spațiile industriale.
Efectul produselor de explozie nucleară asupra oamenilor. La fel ca radiația penetrantă în zona unei explozii nucleare, iradierea generală gamma externă într-o zonă contaminată radioactiv provoacă boala de radiații la oameni și animale. Dozele de radiații care provoacă boli sunt aceleași cu cele de la radiațiile penetrante.
La influență externă particule beta la om, leziunile pielii sunt cel mai adesea observate pe mâini, la gât și pe cap. Există leziuni cutanate de grad sever (apariția ulcerelor nevindecătoare), moderat (formarea de vezicule) și ușoară (piele albastră și mâncărime).
Daunele interne ale oamenilor de către substanțele radioactive pot apărea atunci când acestea pătrund în organism, în principal cu alimente. Cu aer și apă, substanțele radioactive, aparent, vor pătrunde în corp în astfel de cantități încât nu vor provoca leziuni acute prin radiații cu pierderea capacității de muncă a oamenilor.
Produșii radioactivi absorbiți dintr-o explozie nucleară sunt distribuite extrem de neuniform în organism. În special, multe dintre ele sunt concentrate în glanda tiroidă și ficat. În acest sens, aceste organe sunt expuse la radiații în doze foarte mari, ducând fie la distrugerea țesuturilor, fie la dezvoltarea de tumori (glanda tiroidă), fie la disfuncții grave.
Factori care afectează explozie nucleara
În funcție de tipul de încărcare și de condițiile exploziei, energia exploziei este distribuită diferit. De exemplu, în explozia unui obișnuit sarcina nucleara fără creșterea emisiei de radiații neutronice sau contaminare radioactivă, următorul raport al cotelor de energie din producția de energie la diferite înălțimi poate fi:
Fracțiuni din energia factorilor de influență ai unei explozii nucleare | |||||||||
Înălțime / Adâncime | radiații cu raze X | emisie de lumină | Căldură de minge de foc și nor | undă de șoc în aer | Deformarea și ejectarea solului | Val de compresie la sol | Căldura unei cavități din pământ | radiatii penetrante | substanțe radioactive |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
100 km | 64 % | 24 % | 6 % | 6 % | |||||
70 km | 49 % | 38 % | 1 % | 6 % | 6 % | ||||
45 km | 1 % | 73 % | 13 % | 1 % | 6 % | 6 % | |||
20 km | 40 % | 17 % | 31 % | 6 % | 6 % | ||||
5 km | 38 % | 16 % | 34 % | 6 % | 6 % | ||||
0 m | 34 % | 19 % | 34 % | 1 % | mai putin de 1% | ? | 5 % | 6 % | |
Adâncimea exploziei de camuflaj | 30 % | 30 % | 34 % | 6 % |
Într-o explozie nucleară la sol, aproximativ 50% din energie este destinată formării unei unde de șoc și a unei pâlnii în pământ, 30-40% la radiația luminoasă, până la 5% la radiația penetrantă și radiatie electromagneticași până la 15% în contaminarea radioactivă a zonei.
Cu o explozie de aer muniție cu neutroni cotele de energie sunt distribuite într-un mod deosebit: o undă de șoc este de până la 10%, radiația luminoasă este de 5 - 8% și aproximativ 85% din energie trece în radiația penetrantă (radiația neutronă și gamma)
Unda de șoc și radiația luminoasă sunt similare cu factorii dăunători ai explozivilor tradiționali, dar radiația luminoasă în cazul unei explozii nucleare este mult mai puternică.
Unda de șoc distruge clădiri și echipamente, rănește oamenii și are un efect de retragere cu o scădere rapidă a presiunii și presiune a aerului de mare viteză. Rarefacția (scăderea presiunii aerului) în urma valului și a cursei inverse masele de aer față de ciuperca nucleară în curs de dezvoltare poate provoca, de asemenea, unele daune.
Radiația luminoasă acționează numai asupra obiectelor neecranate, adică asupra obiectelor care nu sunt acoperite de nimic dintr-o explozie, pot provoca aprinderea materialelor combustibile și incendii, precum și arsuri și deteriorarea ochilor oamenilor și animalelor.
Radiația penetrantă are un efect ionizant și distructiv asupra moleculelor țesuturilor umane, provocând boala radiațiilor. Este de o importanță deosebită în timpul exploziei unei muniții cu neutroni. Subsolurile din piatră cu mai multe etaje și clădiri din beton armat, adăposturile subterane cu o adâncime de 2 metri (o pivniță, de exemplu, sau orice adăpost de clasa 3-4 și mai sus) pot proteja împotriva radiațiilor penetrante, vehiculele blindate au o anumită protecție.
Contaminare radioactivă - în timpul unei explozii de aer a unor încărcături termonucleare relativ „curate” (fiziune-fuziune), acest factor dăunător este minimizat. Și invers, în cazul unei explozii de versiuni „murdare” de încărcături termonucleare, dispuse după principiul fisiune-fuziune-fisiune, o explozie la sol, îngropată, în care are loc activarea neutronică a substanțelor conținute în sol și chiar cu atât mai mult o explozie a așa-numitei „bombe murdare” poate avea un sens decisiv.
Un impuls electromagnetic dezactivează echipamentele electrice și electronice, întrerupe comunicațiile radio.
unda de soc
Cea mai teribilă manifestare a unei explozii nu este o ciupercă, ci un fulger trecător și unda de șoc formată de aceasta.
Formarea unei unde de șoc de cap (efect Mach) în timpul unei explozii de 20 kt
Distrugerea la Hiroshima ca urmare a bombardamentului atomic
Cea mai mare parte a distrugerilor cauzate de o explozie nucleară este cauzată de acțiunea undei de șoc. O undă de șoc este o undă de șoc într-un mediu care se mișcă cu viteză supersonică (mai mult de 350 m/s pentru atmosferă). Într-o explozie atmosferică, o undă de șoc este o zonă mică în care există o creștere aproape instantanee a temperaturii, presiunii și densității aerului. Direct în spatele frontului undei de șoc are loc o scădere a presiunii și a densității aerului, de la o scădere ușoară departe de centrul exploziei și aproape până la un vid în interiorul mingii de foc. Consecința acestei scăderi este mișcarea inversă a aerului și un vânt puternic de-a lungul suprafeței cu viteze de până la 100 km/h sau mai mult spre epicentru. Unda de șoc distruge clădiri, structuri și afectează persoanele neprotejate, iar aproape de epicentrul unei explozii de sol sau de aer foarte scăzut generează vibrații seismice puternice care pot distruge sau deteriora structurile și comunicațiile subterane și pot răni oamenii din acestea.
Majoritatea clădirilor, cu excepția celor special fortificate, sunt grav avariate sau distruse sub influența unei presiuni excesive de 2160-3600 kg/m² (0,22-0,36 atm).
Energia este distribuită pe toată distanța parcursă, din această cauză, forța impactului undei de șoc scade proporțional cu cubul distanței de la epicentru.
Adăposturile oferă protecție împotriva unei unde de șoc pentru o persoană. În zonele deschise, efectul undei de șoc este redus de diverse depresiuni, obstacole, pliuri ale terenului.
radiatii optice
O victimă a bombardamentului nuclear de la Hiroshima
Radiația luminii este un flux de energie radiantă, inclusiv regiunile ultraviolete, vizibile și infraroșii ale spectrului. Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei - încălzită la temperaturi ridicate și părți evaporate ale muniției, solul și aerul din jur. Cu o explozie de aer, zona luminoasă este o minge, cu o explozie la sol - o emisferă.
Temperatura maximă de suprafață a zonei luminoase este de obicei 5700-7700 °C. Când temperatura scade la 1700 °C, strălucirea se oprește. Pulsul luminos durează de la fracțiuni de secundă la câteva zeci de secunde, în funcție de puterea și condițiile exploziei. Aproximativ, durata strălucirii în secunde este egală cu a treia rădăcină a puterii de explozie în kilotoni. În acest caz, intensitatea radiației poate depăși 1000 W/cm² (pentru comparație, intensitatea maximă lumina soarelui 0,14 W/cm²).
Rezultatul acțiunii radiațiilor luminoase poate fi aprinderea și aprinderea obiectelor, topirea, carbonizarea, tensiunile la temperaturi ridicate în materiale.
Atunci când o persoană este expusă la radiații luminoase, apar leziuni ale ochilor și arsuri ale zonelor deschise ale corpului, precum și deteriorarea zonelor corpului protejate de îmbrăcăminte.
O barieră opac arbitrară poate servi drept protecție împotriva efectelor radiațiilor luminoase.
În caz de ceață, ceață, praf greu și/sau fum, expunerea la radiații luminoase este, de asemenea, redusă.
radiatii penetrante
impuls electromagnetic
Ca rezultat, într-o explozie nucleară curenți puterniciîn aerul ionizat de radiații și radiații luminoase, ia naștere un câmp electromagnetic alternant puternic, numit impuls electromagnetic (EMP). Deși nu are niciun efect asupra oamenilor, expunerea la EMP dăunează echipamentelor electronice, aparatelor electrice și liniilor electrice. in afara de asta un numar mare de ionii, care au apărut după explozie, împiedică propagarea undelor radio și funcționarea stațiilor radar. Acest efect poate fi folosit pentru a orbi un sistem de avertizare de atac cu rachetă.
Puterea EMP variază în funcție de înălțimea exploziei: în intervalul sub 4 km, este relativ slabă, mai puternică cu o explozie de 4-30 km și mai ales puternică cu o înălțime de detonare mai mare de 30 km (vezi , de exemplu, experimentul de detonare nucleară la mare altitudine Starfish Prime).
Apariția EMP are loc după cum urmează:
- Radiația penetrantă care emană din centrul exploziei trece prin obiecte conductoare extinse.
- Razele gamma sunt împrăștiate de electroni liberi, rezultând un impuls de curent care se schimbă rapid în conductori.
- Câmpul cauzat de impulsul de curent este radiat în spațiul înconjurător și se propagă cu viteza luminii, distorsionându-se și estompând în timp.
Sub influența EMP, o tensiune este indusă în toate conductoarele extinse neecranate și cu cât conductorul este mai lung, cu atât tensiunea este mai mare. Acest lucru duce la defecțiuni ale izolației și defecțiuni ale aparatelor electrice asociate rețelelor de cabluri, de exemplu, substații de transformare etc.
EMR este de mare importanță în exploziile de mare altitudine de până la 100 km sau mai mult. În timpul unei explozii în stratul de suprafață al atmosferei, nu provoacă daune decisive ingineriei electrice cu sensibilitate scăzută, raza sa de acțiune este blocată de alți factori dăunători. Dar, pe de altă parte, poate perturba munca și dezactiva echipamentele electrice și echipamentele radio sensibile la distanțe considerabile - până la câteva zeci de kilometri de epicentrul unei explozii puternice, unde alți factori nu mai aduc un efect distructiv. Poate dezactiva echipamentele neprotejate din structuri solide proiectate pentru sarcini grele de la o explozie nucleară (de exemplu, silozuri). Nu are un efect dăunător asupra oamenilor.
contaminare radioactivă
Crater de la explozia unei încărcături de 104 kilotone. Emisiile din sol servesc, de asemenea, ca sursă de contaminare
Contaminarea radioactivă este rezultatul unei cantități semnificative de substanțe radioactive care cad dintr-un nor ridicat în aer. Cele trei surse principale de substanțe radioactive din zona de explozie sunt produșii de fisiune ai combustibilului nuclear, partea din sarcina nucleară care nu a reacționat și izotopii radioactivi formați în sol și alte materiale sub influența neutronilor (radioactivitate indusă).
Așezându-se pe suprafața pământului în direcția norului, produsele exploziei creează o zonă radioactivă, numită urmă radioactivă. Densitatea contaminării în regiunea exploziei și în urma mișcării norului radioactiv scade cu distanța față de centrul exploziei. Forma urmei poate fi foarte diversă, în funcție de condițiile din jur.
Produșii radioactivi ai exploziei emit trei tipuri de radiații: alfa, beta și gamma. Timpul impactului lor asupra mediului este foarte lung.
În legătură cu procesul natural de descompunere, radioactivitatea scade, acest lucru se produce în special în primele ore după explozie.
Daune aduse oamenilor și animalelor contaminare prin radiații poate fi cauzată de radiații externe și interne. Cazurile severe pot fi însoțite de boală de radiații și deces.
Instalarea unui obuz de cobalt pe focosul unei încărcături nucleare provoacă contaminarea teritoriului cu un izotop periculos 60 Co (o ipotetică bombă murdară).
Situația epidemiologică și ecologică
Explozie nucleară în localitate, la fel ca și alte dezastre asociate cu un număr mare de victime, distrugerea industriilor periculoase și a incendiilor, va duce la condiții dificile în zona de acțiune a acestuia, care va fi un factor de pagubă secundar. Oameni care nu au primit nici măcar răni semnificative direct în urma exploziei, cu foarte probabil poate muri din cauza boli infecțioaseȘi otrăvire chimică. Există o mare probabilitate de a arde în incendii sau pur și simplu să vă răniți atunci când încercați să ieșiți din dărâmături.
Impact psihologic
Oamenii care se află în zona exploziei, pe lângă daune fizice, experimentează un efect deprimant psihologic puternic din perspectiva izbitoare și înfricoșătoare a imaginii desfășurate a unei explozii nucleare, distrugerea catastrofală și incendiile, numeroasele cadavre și mutilați care trăiesc în jur, moartea rudelor și prietenilor, conștientizarea răului adus corpului lor. Rezultatul unui astfel de impact va fi o situație psihologică proastă în rândul supraviețuitorilor dezastrului și, ulterior, amintiri negative stabile care afectează întreaga viață ulterioară a unei persoane. În Japonia, există un cuvânt separat pentru oamenii care au devenit victime ale bombardamentelor nucleare - „Hibakusha”.
Serviciile de informații de stat din multe țări sugerează
Introducere
1. Succesiunea evenimentelor dintr-o explozie nucleară
2. Unda de soc
3. Emisia de lumina
4. Radiații penetrante
5. Contaminare radioactivă
6. Puls electromagnetic
Concluzie
Eliberarea unei cantități uriașe de energie, care are loc în timpul reacției de fisiune în lanț, duce la o încălzire rapidă a substanței dispozitivului exploziv la temperaturi de ordinul a 10 7 K. La astfel de temperaturi, substanța este un ionizat intens radiant. plasmă. În această etapă, aproximativ 80% din energia de explozie este eliberată sub formă de energie de radiație electromagnetică. Energia maximă a acestei radiații, numită primară, se încadrează în gama de raze X a spectrului. Evoluția ulterioară a evenimentelor într-o explozie nucleară este determinată în principal de natura interacțiunii radiației termice primare cu mediul care înconjoară epicentrul exploziei, precum și de proprietățile acestui mediu.
Dacă explozia se face la o altitudine mică în atmosferă, radiația primară a exploziei este absorbită de aer la distanțe de ordinul mai multor metri. Absorbția razelor X are ca rezultat formarea unui nor de explozie caracterizat printr-o temperatură foarte ridicată. În prima etapă, acest nor crește în dimensiune datorită transferului radiativ de energie din partea interioară fierbinte a norului către mediul său rece. Temperatura gazului dintr-un nor este aproximativ constantă peste volumul său și scade pe măsură ce crește. În momentul în care temperatura norului scade la aproximativ 300 de mii de grade, viteza frontului de nor scade la valori comparabile cu viteza sunetului. În acest moment, se formează o undă de șoc, al cărei față „se desprinde” de limita norului de explozie. Pentru o explozie cu o putere de 20 kt, acest eveniment are loc la aproximativ 0,1 m/sec după explozie. Raza norului de explozie în acest moment este de aproximativ 12 metri.
Intensitatea radiației termice a norului de explozie este în întregime determinată de temperatura aparentă a suprafeței acestuia. De ceva timp, aerul încălzit prin trecerea undei de șoc maschează norul de explozie prin absorbția radiației emise de acesta, astfel încât temperatura suprafeței vizibile a norului de explozie să corespundă cu temperatura aerului din spatele frontului undei de șoc. , care scade pe măsură ce dimensiunea frontului crește. La aproximativ 10 milisecunde după începerea exploziei, temperatura din față scade la 3000 °C și devine din nou transparentă la radiația norului de explozie. Temperatura suprafeței vizibile a norului de explozie începe din nou să crească și, la aproximativ 0,1 secunde de la debutul exploziei, atinge aproximativ 8000 °C (pentru o explozie cu o putere de 20 kt). În acest moment, puterea de radiație a norului de explozie este maximă. După aceea, temperatura suprafeței vizibile a norului și, în consecință, energia radiată de acesta scade rapid. Ca rezultat, cea mai mare parte a energiei radiației este emisă în mai puțin de o secundă.
Formarea unui impuls de radiație termică și formarea unei unde de șoc au loc în primele etape ale existenței unui nor de explozie. Deoarece norul conține cea mai mare parte a substanțelor radioactive generate în timpul exploziei, evoluția sa ulterioară determină formarea unei urme de precipitații radioactive. După ce norul de explozie se răcește atât de mult încât nu mai radiază în regiunea vizibilă a spectrului, procesul de creștere a dimensiunii acestuia continuă din cauza expansiunii termice și începe să se ridice în sus. În procesul de ridicare, norul poartă cu el o masă semnificativă de aer și sol. În câteva minute, norul atinge o înălțime de câțiva kilometri și poate ajunge în stratosferă. Rata cu care cade radioactiv depinde de dimensiunea particulelor solide pe care se condensează. Dacă, în timpul formării sale, norul de explozie a ajuns la suprafață, cantitatea de sol antrenată în timpul ridicării norului va fi suficient de mare și substanțele radioactive se vor depune în principal pe suprafața particulelor de sol, a căror dimensiune poate atinge câțiva milimetri. . Astfel de particule cad la suprafață în apropiere relativă de epicentrul exploziei, iar radioactivitatea lor practic nu scade în timpul caderii.
Dacă norul de explozie nu atinge suprafața, substanțele radioactive conținute în acesta se condensează în particule mult mai mici, cu dimensiuni caracteristice de 0,01-20 microni. Deoarece astfel de particule pot exista destul de mult timp în atmosfera superioară, ele se împrăștie pe o perioadă foarte mare suprafata mare iar în timpul scurs înainte de a cădea la suprafață, reușesc să-și piardă o proporție semnificativă din radioactivitate. În acest caz, urma radioactivă practic nu este observată. Înălțimea minimă la care o explozie nu duce la formarea unei urme radioactive depinde de puterea exploziei și este de aproximativ 200 de metri pentru o explozie cu o capacitate de 20 kt și de aproximativ 1 km pentru o explozie cu o capacitate de 1. Mt.
Principalii factori dăunători - unde de șoc și radiația luminoasă - sunt similari cu factorii dăunători ai explozivilor tradiționali, dar mult mai puternici.
Unda de șoc, care se formează în stadiile incipiente ale existenței unui nor de explozie, este unul dintre principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare atmosferice. Principalele caracteristici ale unei unde de șoc sunt suprapresiunea de vârf și presiunea dinamică în frontul de undă. Capacitatea obiectelor de a rezista la impactul unei unde de șoc depinde de mulți factori, cum ar fi prezența elementelor portante, materialul de construcție, orientarea față de față. O suprapresiune de 1 atm (15 psi) la o distanță de 2,5 km de o explozie la sol cu un randament de 1 Mt este capabilă să distrugă o clădire din beton armat cu mai multe etaje. Raza zonei în care se creează o presiune similară în timpul unei explozii de 1 Mt este de aproximativ 200 de metri.
În stadiile inițiale ale existenței unei unde de șoc, frontul acesteia este o sferă centrată în punctul de explozie. După ce frontul ajunge la suprafață, se formează o undă reflectată. Deoarece unda reflectată se propagă în mediul prin care a trecut unda directă, viteza de propagare a acesteia este ceva mai mare. Ca urmare, la o anumită distanță de epicentru, două valuri se contopesc lângă suprafață, formând un front caracterizat de aproximativ două ori valori mari excesul de presiune.
Deci, în timpul exploziei unei arme nucleare de 20 de kilotone, unda de șoc parcurge 1000 m în 2 secunde, 2000 m în 5 secunde și 3000 m în 8 secunde. Limita frontală a undei se numește frontul undei de șoc. . Gradul de deteriorare prin șoc depinde de puterea și poziția obiectelor pe acesta. Efectul dăunător al SW este caracterizat de cantitatea de presiune în exces.
Întrucât pentru o explozie de o putere dată, distanța la care se formează un astfel de front depinde de înălțimea exploziei, înălțimea exploziei poate fi aleasă pentru a obține valori maxime de suprapresiune într-o anumită zonă. Dacă scopul exploziei este distrugerea instalațiilor militare fortificate, înălțimea optimă a exploziei este foarte mică, ceea ce duce inevitabil la formarea unei cantități semnificative de precipitații radioactive.
Radiația luminii este un flux de energie radiantă, inclusiv regiunile ultraviolete, vizibile și infraroșii ale spectrului. Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei - încălzită la temperaturi ridicate și părți evaporate ale muniției, solul și aerul din jur. Cu o explozie de aer, zona luminoasă este o minge, cu o explozie la sol - o emisferă.
Temperatura maximă de suprafață a zonei luminoase este de obicei 5700-7700 °C. Când temperatura scade la 1700°C, strălucirea se oprește. Pulsul luminos durează de la fracțiuni de secundă la câteva zeci de secunde, în funcție de puterea și condițiile exploziei. Aproximativ, durata strălucirii în secunde este egală cu a treia rădăcină a puterii de explozie în kilotoni. În același timp, intensitatea radiației poate depăși 1000 W/cm² (pentru comparație, intensitatea maximă a luminii solare este de 0,14 W/cm²).
Introducere
1.1 Undă de șoc
1.2 Emisia de lumină
1.3 Radiații
1.4 Impuls electromagnetic
2. Structuri de protectie
Concluzie
Bibliografie
Introducere
O armă nucleară este o armă al cărei efect dăunător se datorează energiei eliberate în timpul reacțiilor de fisiune și fuziune nucleară. Este cel mai puternic tip de armă de distrugere în masă. Armele nucleare sunt destinate distrugerii în masă a oamenilor, distrugerii sau distrugerii centrelor administrative și industriale, diferitelor facilități, structuri și echipamente.
Efectul dăunător al unei explozii nucleare depinde de puterea muniției, de tipul de explozie și de tipul de încărcare nucleară. Puterea unei arme nucleare este caracterizată de echivalentul TNT. Unitatea sa de măsură este t, kt, Mt.
În exploziile puternice, caracteristice încărcărilor termonucleare moderne, unda de șoc are cea mai mare distrugere, iar radiația luminoasă se propagă cel mai departe.
1. Factori dăunători ai armelor nucleare
Într-o explozie nucleară, există cinci factori dăunători: o undă de șoc, radiații luminoase, contaminare radioactivă, radiații penetrante și un impuls electromagnetic. Energia unei explozii nucleare este distribuită aproximativ astfel: 50% este cheltuită pe o undă de șoc, 35% pe radiație luminoasă, 10% pe contaminare radioactivă, 4% pe radiație penetrantă și 1% pe un impuls electromagnetic. Temperatura ridicată și presiunea provoacă o undă de șoc puternică și o emisie de lumină. Explozia unei arme nucleare este însoțită de eliberarea de radiații penetrante, constând dintr-un flux de neutroni și cuante gamma. Norul de explozie conține o cantitate imensă de produse radioactive - fragmente de fisiune de combustibil nuclear. Pe parcurs, acest nor se mișcă, din el cad produse radioactive, rezultând contaminarea radioactivă a terenului, a obiectelor și a aerului. Nu mișcare uniformă sarcinile electrice din aer sub influența radiațiilor ionizante duce la formarea unui impuls electromagnetic. Așa se formează principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare. Fenomenele care însoțesc o explozie nucleară depind în mare măsură de condițiile și proprietățile mediului în care are loc.
1.1 Undă de șoc
unda de soc- aceasta este o zonă de compresie ascuțită a mediului, care se răspândește sub forma unui strat sferic în toate direcțiile de la locul exploziei la viteză supersonică. În funcție de mediul de propagare, o undă de șoc se distinge în aer, în apă sau în sol.
undă de șoc aerianeste o zonă aer comprimat propagandu-se din centrul exploziei. Sursa lui este presiune ridicatași temperatura în punctul de explozie. Principalii parametri ai undei de șoc, care determină efectul său dăunător:
· exces de presiune în fața undei de șoc, ?Rf, Pa (kgf/cm2);
· cap de viteza, ?Rsk, Pa (kgf/cm2).
În apropierea centrului exploziei, viteza de propagare a undei de șoc este de câteva ori mai mare decât viteza sunetului în aer. Odată cu creșterea distanței de la locul exploziei, viteza de propagare a undei scade rapid, iar unda de șoc slăbește. O undă de șoc aerian în timpul unei explozii nucleare de putere medie parcurge aproximativ 1000 de metri în 1,4 secunde, 2000 de metri în 4 secunde, 3000 de metri în 7 secunde, 5000 de metri în 12 secunde.
Înainte de frontul undei de șoc, presiunea în aer este egală cu P0 atmosferică. Odată cu sosirea frontului undei de șoc într-un punct dat din spațiu, presiunea crește brusc (sărit) și atinge maximul, apoi, pe măsură ce frontul de undă se îndepărtează, presiunea scade treptat și după o anumită perioadă de timp devine egală cu presiune atmosferică. Stratul rezultat de aer comprimat se numește faza de compresie. În această perioadă, unda de șoc are cel mai mare efect distructiv. În viitor, continuând să scadă, presiunea devine mai mică decât presiunea atmosferică și aerul începe să se miște în direcția opusă propagării undei de șoc, adică spre centrul exploziei. Această zonă de presiune redusă se numește faza de rarefacție.
Direct în spatele părții frontale a undei de șoc, în zona de compresie, masele de aer se mișcă. Datorită decelerării acestor mase de aer, atunci când întâlnesc un obstacol, apare presiunea capului de viteză a undei de șoc a aerului.
cap de viteză? Rskeste sarcina dinamică creată de fluxul de aer care se deplasează în spatele frontului undei de șoc. Efectul de propulsie al presiunii vitezei aerului este afectat semnificativ în zona cu o suprapresiune de peste 50 kPa, unde viteza de mișcare a aerului este mai mare de 100 m/s. La presiuni mai mici de 50 kPa, influența ?Rsk scade rapid.
Principalii parametri ai undei de șoc, care îi caracterizează efectul distructiv și dăunător: excesul de presiune în fața undei de șoc; viteza de presiune a capului; durata acţiunii undei este durata fazei de compresie şi viteza frontului undei de şoc.
Unda de șoc din apă în timpul unei explozii nucleare subacvatice seamănă calitativ cu o undă de șoc în aer. Cu toate acestea, la aceleași distanțe, presiunea în frontul undei de șoc în apă este mult mai mare decât în aer, iar timpul de acțiune este mai scurt.
Într-o explozie nucleară la sol, o parte din energia exploziei este cheltuită pentru formarea unei unde de compresie în pământ. Spre deosebire de unda de șoc în aer, aceasta se caracterizează printr-o creștere mai puțin accentuată a presiunii în frontul de undă, precum și o slăbire mai lentă a acesteia în spatele frontului. În timpul exploziei unei arme nucleare în pământ, cea mai mare parte a energiei exploziei este transferată în masa înconjurătoare a pământului și produce o tremurare puternică a pământului, care amintește de un cutremur în efectul său.
Când este expusă oamenilor, o undă de șoc provoacă leziuni (răni) de gravitate diferită: direct - din presiunea excesivă și presiunea de viteză; indirecte - din impacturi cu fragmente de structuri de închidere, fragmente de sticlă etc.
În funcție de gravitatea daunelor cauzate oamenilor de la o undă de șoc, acestea sunt împărțite în:
· la plămâni la ?Rf \u003d 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2), (luxații, vânătăi, tinitus, amețeli, dureri de cap);
· medie la ?Pf \u003d 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf / cm2), (conmoții cerebrale, sânge din nas și urechi, luxații ale membrelor);
· grea la ?RF? 60-100 kPa (conmoții severe, afectarea auzului și a organelor interne, pierderea cunoștinței, sângerare din nas și urechi, fracturi);
factor dăunător arme nucleare
· letal la ?RF? 100 kPa. Există rupturi de organe interne, fracturi osoase, sângerare internă, comoție, pierderea prelungită a conștienței.
Natura distrugerii clădiri industrialeîn funcţie de sarcina generată de unda de şoc. O evaluare generală a distrugerii cauzate de unda de șoc a unei explozii nucleare este de obicei dată în funcție de gravitatea acestor distrugeri:
· daune slabe la ?RF? 10-20 kPa (deteriorarea ferestrelor, ușilor, pereților despărțitori de lumină, subsolurilor și etajelor inferioare este complet păstrată. Este sigur să stați în clădire și poate fi folosit după reparațiile curente);
· deteriorare medie la ?Рf = 20-30 kPa (fisuri în elementele structurale portante, prăbușirea secțiunilor individuale ale pereților. Subsolurile rămân. După curățare și reparare, poate fi utilizată o parte din spațiile etajelor inferioare. Restaurarea clădirilor este posibilă în timpul reparații majore);
· daune grave la ?RF? 30-50 kPa (prăbușire a 50% din structurile clădirii. Utilizarea spațiilor devine imposibilă, iar repararea și restaurarea - cel mai adesea inadecvată);
· distrugere completă la ?RF? 50 kPa (distrugerea tuturor elementelor structurii clădirii. Este imposibil să se utilizeze clădirea. Subsolurile în caz de distrugere severă și completă pot fi păstrate și utilizate parțial după ce molozul a fost curățat).
Protecția garantată a oamenilor de unda de șoc este asigurată prin adăpostirea lor în adăposturi. In lipsa adaposturilor se folosesc adaposturi antiradiatii, lucrari subterane, adaposturi naturale si teren.
1.2 Emisia de lumină
emisie de luminăeste un flux de energie radiantă (raze ultraviolete și infraroșii). Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei, care constă din vapori și aer încălzit la o temperatură ridicată. Radiația luminoasă se răspândește aproape instantaneu și durează în funcție de puterea armei nucleare (20-40 de secunde). Cu toate acestea, în ciuda duratei scurte a impactului său, eficacitatea acțiunii radiației luminoase este foarte mare. Radiația luminoasă reprezintă 35% din puterea totală a unei explozii nucleare. Energia radiației luminoase este absorbită de suprafețele corpurilor iluminate, care sunt apoi încălzite. Temperatura de încălzire poate fi astfel încât suprafața obiectului să fie carbonizată, topită, aprinsă sau obiectul să se evapore. Luminozitatea radiației luminoase este mult mai puternică decât soarele, iar mingea de foc rezultată în timpul unei explozii nucleare este vizibilă pe sute de kilometri. Așadar, când la 1 august 1958, americanii au detonat o încărcătură nucleară de megatone peste insula Johnston, mingea de foc s-a ridicat la o înălțime de 145 km și a fost vizibilă de la o distanță de 1.160 km.
Radiațiile luminoase pot provoca arsuri în zonele expuse ale corpului, orbirea oamenilor și animalelor, carbonizarea sau aprinderea diferitelor materiale.
Principalul parametru care determină capacitatea de frapare a radiației luminoase este impulsul luminos: aceasta este cantitatea de energie luminoasă pe unitatea de suprafață, măsurată în Jouli (J/m2).
Intensitatea radiației luminoase scade odată cu creșterea distanței din cauza împrăștierii și absorbției. Intensitatea radiației luminoase depinde în mare măsură de condițiile meteorologice. Ceața, ploaia și zăpada îi slăbesc intensitatea și, dimpotrivă, vremea senină și uscată favorizează incendiile și arsurile.
Există trei zone principale de incendiu:
· Zona de incendii continue - 400-600 kJ/m2 (acoperă întreaga zonă de distrugere medie și o parte din zona de distrugere slabă).
· Zona de incendii separate - 100-200 kJ/m2. (acoperă o parte din zona de distrugere medie și întreaga zonă de distrugere slabă).
· Zona incendiilor în moloz - 700-1700 kJ/m2. (acoperă întreaga zonă de distrugere completă și o parte din zona de distrugere severă).
Înfrângerea oamenilor prin radiații luminoase se exprimă prin apariția arsurilor de patru grade pe piele și efectul asupra ochilor.
Acțiunea radiațiilor luminoase asupra pielii provoacă arsuri:
Arsurile de gradul I se exprimă prin durere, roșeață și umflare a pielii. Nu reprezintă un pericol grav și se vindecă rapid, fără consecințe.
Arsuri de gradul doi (160-400 kJ/m2), se formează blistere, umplute cu un lichid proteic transparent; dacă sunt afectate zone semnificative ale pielii, o persoană își poate pierde capacitatea de a lucra pentru o perioadă și are nevoie de un tratament special.
Arsurile de gradul trei (400-600 kJ/m2) se caracterizează prin necroza țesutului muscular și a pielii cu afectare parțială a stratului germinativ.
Arsuri de gradul patru (? 600 kJ/m2): necroza pielii straturilor mai profunde de țesut, atât temporare, cât și pierdere totală viziunea etc. Arsurile de gradul al treilea și al patrulea pe o parte semnificativă a pielii pot fi fatale.
Efectul radiațiilor luminoase asupra ochilor:
· Orbire temporară - până la 30 min.
· Arsuri ale corneei și pleoapelor.
· Arsura fundului de ochi - orbire.
Protecția împotriva radiațiilor luminoase este mai simplă decât împotriva altor factori dăunători, deoarece orice barieră opacă poate servi drept protecție. Protejați complet de radiații luminoase adăposturi, PRU, săpate structuri de protecție ridicate rapid, pasaje subterane, subsoluri, pivnițe. Pentru a proteja clădirile, se folosesc structuri pentru a le vopsi în culori deschise. Pentru a proteja oamenii, utilizați țesături impregnate cu compuși ignifugă și protecție pentru ochi (ochelari, bariere luminoase).
1.3 Radiații
Radiația penetrantă nu este uniformă. Experiență clasică de descoperit compoziție complexă radiații radioactive, au constat în următoarele. Preparatul de radiu a fost plasat la fundul unui canal îngust într-o bucată de plumb. O placă fotografică a fost plasată pe canal. Radiația care iese din canal a fost afectată de un câmp magnetic puternic ale cărui linii de inducție erau perpendiculare pe fascicul. Întreaga configurație a fost plasată într-un vid. Sub acțiunea unui câmp magnetic, fasciculul s-a împărțit în trei fascicule. Cele două componente ale fluxului primar au deviat în direcții opuse. Acest lucru a indicat că aceste radiații aveau sarcini electrice de semne opuse. În acest caz, componenta negativă a radiației a fost deviată camp magnetic mult mai puternic decât pozitiv. A treia componentă nu a fost deviată de câmpul magnetic. Componenta încărcată pozitiv se numește raze alfa, componenta încărcată negativ se numește raze beta, iar componenta neutră se numește raze gamma.
Fluxul unei explozii nucleare este un flux de radiații alfa, beta, gamma și neutroni. Fluxul de neutroni provine din fisiunea nucleelor elementelor radioactive. Razele alfa sunt un flux de particule alfa (atomi de heliu dublu ionizați), razele beta sunt un flux de electroni rapizi sau pozitroni, razele gamma sunt radiații fotonice (electromagnetice), care prin natură și proprietăți nu diferă de razele X. Când radiația penetrantă trece prin orice mediu, acțiunea sa este slăbită. Diferite tipuri de radiații au efecte diferite asupra organismului, ceea ce se explică prin capacitatea lor de ionizare diferită.
Asa de radiatii alfa, care sunt particule grele încărcate, au cea mai mare capacitate de ionizare. Dar energia lor, din cauza ionizării, scade rapid. Prin urmare, radiațiile alfa nu sunt capabile să pătrundă în stratul exterior (exterior) al pielii și nu reprezintă un pericol pentru oameni până când substanțele care emit particule alfa intră în organism.
particule betape calea mișcării lor se ciocnesc rar cu molecule neutre, prin urmare capacitatea lor de ionizare este mai mică decât cea a radiației alfa. Pierderea de energie în acest caz are loc mai lent și capacitatea de penetrare în țesuturile corpului este mai mare (1-2 cm). Radiațiile beta sunt periculoase pentru oameni, mai ales atunci când substanțele radioactive ajung pe piele sau în interiorul corpului.
Radiația gammaAre o activitate ionizantă relativ scăzută, dar datorită puterii sale de pătrundere foarte mare, prezintă un mare pericol pentru oameni. Efectul de slăbire al radiației penetrante este de obicei caracterizat printr-un strat de jumătate de atenuare, adică. grosimea materialului, trecând prin care radiația pătrunzătoare este înjumătățită.
Deci, radiația penetrantă este slăbită de două ori de următoarele materiale: plumb - 1,8 cm 4; pământ, cărămidă - 14 cm; oțel - 2,8 cm 5; apă - 23 cm; beton - 10 cm 6; copac - 30 cm.
Structuri speciale de protecție - adăposturi - protejează complet o persoană de efectele radiațiilor penetrante. Protejați parțial PRU (subsolurile caselor, pasaje subterane, peșteri, lucrări miniere) și structurile de protecție blocate prefabricate (fânte) care sunt ridicate rapid de către populație. Cel mai de încredere refugiu pentru populație sunt stațiile de metrou. Un rol important în protejarea populației de radiațiile penetrante îl au preparatele antiradiații din AI-2 - agenți radioprotectori nr. 1 și nr. 2.
Sursa de radiație penetrantă este reacțiile de fisiune și fuziune nucleară care au loc în muniție în momentul exploziei, precum și dezintegrarea radioactivă a fragmentelor de fisiune ale combustibilului nuclear. Timpul de acțiune al radiației penetrante în timpul exploziei armelor nucleare nu depășește câteva secunde și este determinat de momentul în care norul de explozie se ridică. Efectul dăunător al radiațiilor penetrante constă în capacitatea radiațiilor gamma și a neutronilor de a ioniza atomii și moleculele care alcătuiesc celulele vii, drept urmare metabolismul normal, activitatea vitală a celulelor, organelor și sistemelor corpului uman sunt perturbate. , ceea ce duce la apariția unei anumite boli - boala de radiatii. Gradul de deteriorare depinde de doza de expunere la radiații, de timpul în care a fost primită această doză, de zona de iradiere a corpului și de starea generală a corpului. De asemenea, se ține cont de faptul că iradierea poate fi unică (obținută în primele 4 zile) și multiplă (depășind 4 zile).
Cu o singură iradiere a corpului uman, în funcție de doza de expunere primită, se disting 4 grade de radiație.
Gradul de radiațieDp (rad; R) Natura proceselor după iradiere1 grad (ușoară) 100-200 Perioada latentă de 3-6 săptămâni, apoi se menține slăbiciune, greață, febră, capacitatea de lucru. Conținutul de leucocite din sânge scade. Boala de radiații de gradul I este vindecabilă. 2 grade (medie) 200-4002-3 zile greață și vărsături, apoi o perioadă ascunsă de 15-20 zile, recuperare după 2-3 luni; se manifestă printr-o stare de rău mai severă, o tulburare a sistemului nervos, dureri de cap, amețeli, la început există adesea vărsături, este posibilă o creștere a temperaturii corpului; numărul de leucocite din sânge, în special limfocite, este redus cu mai mult de jumătate. Sunt posibile rezultate fatale (până la 20%). Grad 3 (sever) 400-600Perioada latentă 5-10 zile, severă, recuperare după 3-6 luni. Ei observă o stare generală severă, dureri de cap severe, vărsături, uneori pierderea conștienței sau excitare bruscă, hemoragii la nivelul membranelor mucoase și a pielii, necroză a membranelor mucoase din zona gingiilor. Numărul de leucocite, apoi eritrocite și trombocite, scade brusc. Din cauza slăbirii apărării organismului apar diverse complicații infecțioase. Fără tratament, boala în 20-70% din cazuri se termină cu deces, mai des din complicații infecțioase sau din sângerare. 4 grade (extrem de sever)? 600 Cel mai periculos, fără tratament, se termină de obicei cu moartea în două săptămâni.
În timpul exploziei, într-un timp foarte scurt, măsurat în câteva milionatimi de secundă, se eliberează o cantitate imensă de energie intranucleară, din care o parte semnificativă este transformată în căldură. Temperatura în zona de explozie crește la zeci de milioane de grade. Ca rezultat, produsele de fisiune ai unei sarcini nucleare, partea ei nereacționată și corpul muniției se evaporă instantaneu și se transformă într-un gaz fierbinte, puternic ionizat. Produsele de explozie încălzite și masele de aer formează o minge de foc (într-o explozie de aer) sau o emisferă de foc (într-o explozie la sol). Imediat după formare, ele cresc rapid în dimensiune, ajungând la câțiva kilometri în diametru. În timpul unei explozii nucleare la sol, ele se ridică cu o viteză foarte mare (uneori peste 30 km), creând un puternic flux de aer ascendent care transportă cu el zeci de mii de tone de sol de pe suprafața pământului. Odată cu creșterea puterii exploziei, mărimea și gradul de contaminare a zonei din zona exploziei și pe urma norului radioactiv crește. Cantitatea, dimensiunea și proprietățile particulelor radioactive și, în consecință, rata și distribuția acestora pe teritoriu depind de cantitatea și tipul de sol care a căzut în norul unei explozii nucleare. De aceea, în exploziile de sol și subterane (cu ejectare a solului) dimensiunea și gradul de contaminare a zonei este mult mai mare decât la alte explozii. În cazul unei explozii pe sol nisipos, nivelurile de radiație pe urme sunt în medie de 2,5 ori, iar aria urmei este de două ori mai mare decât într-o explozie pe un sol coeziv. Temperatura inițială a norului de ciuperci este foarte mare, astfel încât cea mai mare parte a solului căzut în el se topește, se evaporă parțial și se amestecă cu substanțe radioactive.
Natura celui din urmă nu este aceeași. Aceasta include partea nereacționată a încărcăturii nucleare (uraniu-235, uraniu-233, plutoniu-239), fragmente de fisiune și elemente chimice cu activitate indusă. În aproximativ 10-12 minute, norul radioactiv se ridică la înălțimea sa maximă, se stabilizează și începe să se deplaseze orizontal în direcția fluxului de aer. Norul de ciuperci este clar vizibil la mare distanță timp de zeci de minute. Cele mai mari particule sub acțiunea gravitației cad din norul radioactiv și coloana de praf chiar înainte de momentul în care acestea din urmă ating înălțimea maximă și infectează zona din imediata apropiere a centrului exploziei. Particulele de lumină se depun mai lent și la distanțe considerabile de acesta. Așa se formează o urmă de nor radioactiv. Terenul nu are practic niciun efect asupra dimensiunii zonelor de contaminare radioactivă. Cu toate acestea, provoacă infecția neuniformă a zonelor individuale din zone. Astfel, dealurile și dealurile sunt mai infestate pe partea de vânt decât pe partea de vent. Produsele de fisiune care cad din norul de explozie sunt un amestec de aproximativ 80 de izotopi din 35 de elemente chimice din partea de mijloc. sistem periodic elemente ale lui Mendeleev (de la zincul nr. 30 la gadoliniu nr. 64).
Aproape toate nucleele izotopice rezultate sunt supraîncărcate cu neutroni, sunt instabile și suferă dezintegrare beta odată cu emisia de cuante gamma. Nucleele primare ale fragmentelor de fisiune suferă ulterior o medie de 3-4 dezintegrare și în cele din urmă se transformă în izotopi stabili. Astfel, fiecărui nucleu (fragment) format inițial îi corespunde propriul lanț de transformări radioactive. Oamenii și animalele care intră în zona contaminată vor fi expuse la radiații externe. Dar pericolul pândește și de cealaltă parte. Stronțiul-89 și stronțiul-90, cesiu-137, iod-127 și iod-131 și alți izotopi radioactivi care cad pe suprafața pământului sunt incluși în circulația generală a substanțelor și pătrund în organismele vii. Un pericol deosebit sunt stronțiul-90, iodul-131, precum și plutoniul și uraniul, care pot fi concentrate în părți separate organism. Oamenii de știință au descoperit că stronțiul-89 și stronțiul-90 sunt concentrate în principal în țesutul osos, iodul - în glanda tiroidă, plutoniul și uraniul - în ficat etc. Cel mai mare grad de infecție se observă în zonele apropiate ale pistei. Pe măsură ce vă îndepărtați de centrul exploziei de-a lungul axei pistei, gradul de infecție scade. Urma unui nor radioactiv este împărțită condiționat în zone de contaminare moderată, severă și periculoasă. În sistemul de radiații luminoase, activitatea radionuclizilor se măsoară în Becquerels (Bq) și este egală cu o dezintegrare pe secundă. Pe măsură ce timpul scurs după explozie crește, activitatea fragmentelor de fisiune scade rapid (după 7 ore de 10 ori, după 49 de ore de 100 de ori). Zona A - infecție moderată - de la 40 la 400 rem. Zona B - infecție severă - de la 400 la 1200 rem. Zona B - infecție periculoasă - de la 1200 la 4000 rem. Zona G - o infecție extrem de periculoasă - de la 4000 la 7000 rem.
Zona de infecție moderată- cea mai mare ca dimensiune. În limitele sale, populația situată în spații deschise poate suferi leziuni prin radiații ușoare în prima zi după explozie.
ÎN zona de deteriorare severăpericolul pentru oameni și animale este mai mare. Aici, daunele grave ale radiațiilor sunt posibile chiar și după câteva ore de stat în zone deschise, mai ales în prima zi.
ÎN zona de infecție periculoasăcel mai niveluri înalte radiatii. Chiar și la limita sa, doza totală de radiații în timpul dezintegrarii complete a substanțelor radioactive ajunge la 1200 r, iar nivelul de radiație la 1 oră după explozie este de 240 r/h. În prima zi după infectare, doza totală la limita acestei zone este de aproximativ 600 r, adică. este practic fatal. Și deși apoi dozele de radiații sunt reduse, este periculos pentru oameni să rămână foarte mult timp în afara adăposturilor din acest teritoriu.
Pentru a proteja populația de contaminarea radioactivă a zonei, sunt utilizate toate structurile de protecție disponibile (adăposturi, PRU, subsoluri ale clădirilor cu mai multe etaje, stații de metrou). Aceste structuri de protecție trebuie să aibă un coeficient de atenuare suficient de mare (Kosl) - de la 500 la 1000 sau de mai multe ori, deoarece. zonele de contaminare radioactivă au niveluri ridicate de radiații. În zonele de contaminare radioactivă ale zonei, populația trebuie să ia medicamente radioprotectoare din AI-2 (Nr. 1 și Nr. 2).
1.4 Impuls electromagnetic
Exploziile nucleare în atmosferă și în straturile superioare duc la formarea de câmpuri electromagnetice puternice cu lungimi de undă de la 1 la 1000 m sau mai mult. Aceste domenii, având în vedere existența lor pe termen scurt, sunt de obicei numite impuls electromagnetic. Un impuls electromagnetic apare și ca urmare a unei explozii și la altitudini mici, cu toate acestea, puterea câmpului electromagnetic în acest caz scade rapid odată cu distanța de la epicentru. În cazul unei explozii la mare altitudine, aria de acțiune a pulsului electromagnetic acoperă aproape întreaga suprafață a Pământului vizibilă din punctul de explozie. Efectul dăunător al unui impuls electromagnetic se datorează apariției unor tensiuni și curenți în conductoarele de diferite lungimi situate în aer, pământ, în echipamente electronice și radio. Un impuls electromagnetic în echipamentul specificat induce curenți și tensiuni electrice, care provoacă defectarea izolației, deteriorarea transformatoarelor, arderea eclatoarelor, a dispozitivelor semiconductoare și a legăturilor fuzibile. Liniile de comunicație, semnalizare și control ale complexelor de lansare de rachete sunt cele mai susceptibile la impulsuri electromagnetice. posturi de comandă. Protecția împotriva impulsurilor electromagnetice se realizează prin ecranarea liniilor de control și de alimentare cu energie electrică, înlocuind siguranțele (siguranțele) acestor linii. Pulsul electromagnetic reprezintă 1% din puterea unei arme nucleare.
2. Structuri de protectie
Structurile de protecție sunt mijlocul cel mai fiabil de a proteja populația împotriva accidentelor în zonele centralelor nucleare, precum și împotriva ADM și alte mijloace moderne atacuri. Structurile de protecție, în funcție de proprietățile de protecție, sunt împărțite în adăposturi și adăposturi antiradiații (PRU). În plus, adăposturile simple pot fi folosite pentru a proteja oamenii.
. Adăposturi- sunt structuri speciale concepute pentru a proteja oamenii care se ascund în ele de toți factorii nocivi ai unei explozii nucleare, substanțe toxice, agenți bacterieni, precum și de la temperaturi ridicate și gaze nocive generate în timpul incendiilor.
Adăpostul este format din spațiile principale și auxiliare. În camera principală, concepută pentru a găzdui cei adăpostiți, sunt dotate cu două sau trei niveluri supraetajate-bănci pentru șezut și rafturi pentru culcat. Spațiile auxiliare ale adăpostului sunt o unitate sanitară, o cameră de filtrare-ventilație, iar în clădirile de mare capacitate - o cameră medicală, o cămară pentru produse, încăperi pentru o fântână arteziană și centrală diesel. De regulă, cel puțin două intrări sunt amenajate în adăpost; in adaposturi de capacitate mica - intrare si iesire de urgenta. În adăposturile încorporate, intrările se pot face din casele scărilor sau direct din stradă. Ieșirea de urgență este dotată sub forma unei galerii subterane, care se termină într-un puț cu cap sau trapă într-o zonă neplăsabilă. Ușa exterioară este făcută de protecție și ermetică, cea interioară - ermetică. Între ele este un vestibul. În clădirile de mare capacitate (peste 300 de persoane), la una dintre intrări este dotată un tambur, care este închis din exterior și din interior cu uși de protecție și ermetice, ceea ce face posibilă părăsirea adăpostului fără a încălca proprietățile de protecție ale intrării. Sistemul de alimentare cu aer, de regulă, funcționează în două moduri: ventilație curată (curățarea aerului de praf) și ventilație cu filtru. În adăposturile situate în zone cu pericol de incendiu se prevede un regim suplimentar izolare completă cu regenerare a aerului în interiorul adăpostului. Sistemele de alimentare cu energie, încălzire și canalizare ale adăposturilor sunt conectate la rețelele externe corespunzătoare. În caz de deteriorare, adăpostul dispune de lumini electrice portabile, rezervoare pentru depozitarea unei surse de urgență cu apă, precum și recipiente pentru colectarea apelor uzate. Incalzirea adaposturilor este asigurata din reteaua generala de incalzire. În plus, un set de echipamente de recunoaștere, îmbrăcăminte de protecție, echipamente de stingere a incendiilor, stoc de urgență instrument.
. Adăposturi antiradiații (PRU)asigura protectia persoanelor impotriva radiatiilor ionizante in cazul contaminarii (contaminarii) radioactive a zonei. În plus, ele protejează împotriva radiațiilor luminoase, a radiațiilor penetrante (inclusiv a fluxului de neutroni) și parțial de unda de șoc, precum și de contactul direct cu pielea și hainele persoanelor cu substanțe radioactive, toxice și agenți bacterieni. PRU sunt dispuse în principal la etajele subsolului clădirilor și structurilor. În unele cazuri, este posibilă construirea de PRU prefabricate de sine stătătoare, pentru care se folosesc industriale (elemente prefabricate din beton armat, cărămizi, produse laminate) sau locale (cherestea, pietre, tufiș etc.) Materiale de construcție. În cadrul PRU sunt adaptate toate spațiile încastrate adecvate acestui scop: subsoluri, pivnițe, depozite de legume, lucrări subterane și peșteri, precum și spații din clădiri la sol cu pereți din materiale cu proprietățile de protecție necesare. Pentru a crește proprietățile de protecție în cameră, ferestrele și ușile suplimentare sunt închise, se toarnă un strat de pământ pe tavan și, dacă este necesar, se face umplerea solului în afara pereților care ies deasupra solului. Etanșarea spațiilor se realizează prin etanșarea atentă a fisurilor, crăpăturilor și găurilor din pereți și tavan, la joncțiunea deschiderilor ferestrelor și ușilor, la intrarea conductelor de încălzire și apă; montarea ușilor și tapițarea lor cu pâslă cu etanșarea pridvorului cu o rolă din pâslă sau altă țesătură moale densă. Adăposturile cu o capacitate de până la 30 de persoane sunt ventilate prin ventilație naturală prin conductele de alimentare și evacuare. Pentru a crea tracțiune, conducta de evacuare este instalată la 1,5-2 m deasupra celei de alimentare. Vizoarele sunt realizate pe ieșirile exterioare ale conductelor de ventilație, iar la intrările în cameră sunt realizate amortizoare etanș, care sunt închise pe durata depunerilor radioactive. Dotarea interioară a adăposturilor este similară cu cea a unui adăpost. În spațiile adaptate pentru adăposturi care nu sunt dotate cu alimentare cu apă și canalizare, rezervoarele de apă sunt instalate în rată de 3-4 litri de persoană pe zi, iar toaleta este prevăzută cu un container portabil sau un dulap de joacă cu hazna. In plus, in adapost sunt instalate paturi (banci), rafturi sau cufere pentru alimente. Iluminatul este asigurat de la o sursă de alimentare externă sau de lămpi electrice portabile. Proprietățile de protecție ale PRU împotriva efectelor radiațiilor radioactive sunt evaluate prin coeficientul de protecție (atenuarea radiațiilor), care arată de câte ori doza de radiații în zone deschise este mai mare decât doza de radiații din adăpost, adică. de câte ori PRU slăbește efectul radiațiilor și, în consecință, doza de radiații către oameni.
Reabilitare subsoluri si spatii interioare clădirile își măresc proprietățile de protecție de mai multe ori. Deci, factorul de protecție al subsolurilor echipate ale caselor din lemn crește la aproximativ 100, casele de piatră - până la 800 - 1000. Beciurile neechipate slăbesc radiațiile de 7 - 12 ori, iar echipate - de 350-400 de ori.
LA cele mai simple adăposturiinclude sloturi deschise și închise. Fisurile sunt construite chiar de către populație folosind materiale locale improvizate. Cele mai simple adăposturi au proprietăți de protecție sigure. Astfel, un slot deschis reduce probabilitatea de deteriorare a unei undă de șoc, radiații luminoase și radiații penetrante de 1,5-2 ori și reduce posibilitatea de expunere în zona de contaminare radioactivă de 2-3 ori. Intervalul suprapus protejează complet de radiațiile luminoase, de o undă de șoc - de 2,5-3 ori, de radiațiile penetrante și radiațiile radioactive - de 200-300 de ori.
Decalajul este inițial aranjat deschis. Este un șanț în zig-zag sub forma mai multor secțiuni drepte cu o lungime de cel mult 15 m. Adâncimea sa este de 1,8-2 m, lățimea de-a lungul vârfului este de 1,1-1,2 m și de-a lungul inferioarei până la 0,8 m. lungimea decalajului se determină din calcul 0,5-0,6 m de persoană. Capacitatea normală a sloturilor este de 10-15 persoane, cea mai mare este de 50 de persoane. Construcția decalajului începe cu o defalcare și trasare - marcarea planului său pe teren. În primul rând, linia de bază este atârnată și lungimea totală a slotului este trasată pe ea. Apoi, la stânga și la dreapta, se depun jumătate din dimensiunile lățimii golului de-a lungul vârfului. În locurile de fracturi, cuiele sunt ciocănite, corzile de trasare sunt trase între ele și sunt rupte caneluri adânci de 5-7 cm. Pe măsură ce se adâncesc, pantele fantei sunt tăiate treptat și aduse la dimensiunea necesară. În viitor, pereții golului sunt întăriți cu scânduri, stâlpi, stuf sau alte materiale improvizate. Apoi golul este acoperit cu bușteni, traverse sau plăci de beton armat de dimensiuni mici. Un strat de hidroizolație este așezat deasupra stratului de acoperire, folosind pâslă de acoperiș, material de acoperiș, folie de clorură de vinil sau un strat de lut mototolit, apoi se așează un strat de pământ de 50-60 cm grosime, separând camera adăpostită cu un perdea din țesătură densă. Pentru ventilație este instalată o conductă de evacuare. O canelură de drenaj este ruptă de-a lungul podelei cu un puț de drenaj situat la intrarea în gol.
Concluzie
Armele nucleare sunt cele mai periculoase dintre toate armele de distrugere în masă cunoscute astăzi. Și, în ciuda acestui fapt, numărul său crește în fiecare an. Obligă fiecare persoană să cunoască căile de protecție pentru a preveni moartea și poate chiar mai mult de una.
Pentru a te apăra, trebuie să ai măcar cea mai mică idee despre armele nucleare și efectele acestora. Aceasta este tocmai sarcina principală a apărării civile: să ofere unei persoane cunoștințe astfel încât să se poată proteja (și acest lucru se aplică nu numai armelor nucleare, ci, în general, tuturor situațiilor care pun viața în pericol).
Factorii de deteriorare includ:
) undă de șoc. Caracteristici: presiune de mare viteză, o creștere bruscă a presiunii. Consecințe: distrugerea prin impactul mecanic al undei de șoc și deteriorarea oamenilor și animalelor de către factori secundari. Protecție: utilizarea adăposturilor, a celor mai simple adăposturi și proprietățile protectoare ale terenului.
) Emisia de lumină. Caracteristică: temperatură foarte ridicată, blitz orbitor. Consecințe: incendii și arsuri ale pielii umane. Protecție: utilizarea adăposturilor, a celor mai simple adăposturi și proprietățile protectoare ale terenului.
) Radiația. radiatii penetrante. Caracteristică: radiații alfa, beta, gama. Consecințe: deteriorarea celulelor vii ale corpului, boala radiațiilor. Protecție: utilizarea adăposturilor, adăposturilor antiradiații ale celor mai simple adăposturi și proprietăți de protecție a terenului.
infecție radioactivă. Caracteristici: o zonă mare de deteriorare, durata de conservare a efectului dăunător, dificultatea de a detecta substanțe radioactive care nu au culoare, miros și alte semne externe. Consecințe: boala de radiații, deteriorarea internă a substanțelor radioactive. Protecție: utilizarea adăposturilor, adăposturilor antiradiații, a celor mai simple adăposturi, proprietățile de protecție ale terenului și echipamentul individual de protecție.
) Impuls electromagnetic. Caracteristică: câmp electromagnetic de scurtă durată. Consecințe: apariția scurtcircuitelor, incendiilor, efectul factorilor secundari asupra omului (arsuri). Protecție: Este bine să izolați liniile conducătoare de curent.
Structurile de protecție sunt adăposturile, adăposturile antiradiații (PRU), precum și cele mai simple adăposturi.
Bibliografie
1.Ivanyukov M.I., Alekseev V.A. Bazele siguranței vieții: Tutorial- M.: Corporația de editare și comerț „Dashkov și K”, 2007;
2.Matveev A.V., Kovalenko A.I. Fundamentele protecției populației și teritoriilor în situații de urgență: Manual - Sankt Petersburg, GUAP, 2007;
.Afanasiev Yu.G., Ovcharenko A.G. și alte Siguranța vieții. - Biysk: Editura ASTU, 2006;
.Kukin P.P., Lapin V.L. și altele.Siguranța vieții: manual pentru universități. - M.: facultate, 2003;