Ядерное оружие, поражающие факторы ядерного взрыва, защита населения

Финансовый университет при Правительстве Российской федерации

 

Кафедра Безопасности жизнедеятельности

Дисциплина "Безопасность жизнедеятельности"

 

Реферат

на тему: "Ядерное оружие, поражающие факторы ядерного взрыва, защита населения"

 

 

Выполнила: студентка ГМУ 1-3

Мишина Анна Константиновна

Проверил: Мыколайчук

Александр Ефимович

 

 

Москва 2013

 

Оглавление:

1.Ядерное оружие

2.Поражающие факторы ядерного оружия

-Ударная волна

-Световое излучение

-Радиация

-Электромагнитный  импульс

3.Защитные сооружения

4.Источники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Ядерное оружие

Ядерное оружие - оружие, в котором средством поражения является ядерный заряд; представляет собой комплекс, включающий ядерный боеприпас, средство доставки его к цели (ракета, торпеда, самолёт, артиллерийский выстрел),а также различные средства управления, обеспечивающие попадание боеприпаса в цель. Различают собственно ядерное и термоядерное оружие. Действие ядерного основано на использовании поражающих факторов ядерного взрыва.

Ядерное оружие, как оружие массового поражения, предназначается для разрушения в короткие сроки административных центров, промышленных и военных объектов, уничтожения группировок войск, сил флота, создания зон массовых разрушений, затоплений, пожаров и радиоактивного заражения среды. Ядерное оружие оказывает на людей сильное моральное и психологическое воздействие. Мощность ядерного боеприпаса оценивается тротиловым эквивалентом. Современные ядерные боеприпасы имеют тротиловый эквивалент от нескольких десятков т до нескольких десятков млн. т тротила. В литературе часто мощность такого оружия выражают просто в килотоннах (кт)и мегатоннах (Мт), опуская слова "тротиловый эквивалент".

Ядерное оружие могут применять все виды вооруженных сил. Исходя из предназначения мощности зарядов, боевых возможностей средств, используемых для доставки ядерных боеприпасов к цели, его принято делить на стратегическое (для поражения важных стратегических объектов в глубоком тылу; состоит в распоряжении высшего военно-политического руководства государства); оперативно-тактическое (для поражения различных объектов в оперативно-тактической глубине) и тактическое (для поражения войск, боевой техники, тыловых и других объектов, расположенных в тактической зоне).

При применении ядерного оружия могут наноситься одиночные, групповые или массированные ядерные удары: одиночный и групповой — для поражения одной цели или группы целей соответственно одним или несколькими ядерными боеприпасами; массированный — по большой группе объектов (целей), по одной крупной или нескольким отдельно расположенным группировкам войск (сил флота) большим количеством ядерных боеприпасов.

 

2. Поражающие факторы ядерного  оружия

При ядерном взрыве действуют пять поражающих факторов: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, проникающая радиация и электромагнитный импульс. Энергия ядерного взрыва распределяется примерно так: 50% расходуется на ударную волну, 35% – на световое излучение, 10% – на радиоактивное заражение, 4% – на проникающую радиацию и 1% – на электромагнитный импульс. Высокая температура и давление вызывают мощную ударную волну и световое излучение. Взрыв ядерного боеприпаса сопровождается выходом проникающей радиации, состоящей из потока нейтронов и гамма квантов. Облако взрыва содержит огромное количество радиоактивных продуктов – осколков деления ядерного горючего. По пути движения этого облака радиоактивные продукты из него выпадают, в результате чего происходит радиоактивное заражение местности, объектов и воздуха. Не равномерное движение электрических зарядов в воздухе под воздействием ионизирующих излучений приводит к образованию электромагнитного импульса. Так формируются основные поражающие факторы ядерного взрыва. Явления, сопровождающие ядерный взрыв, в значительной мере зависят от условий и свойств среды, в которой он происходит.

Ударная волна.

Это основной поражающий фактор ядерного взрыва, который производит разрушение, повреждение зданий и сооружений, а также поражает людей и животных. Источником УВ является сильное давление, образующееся в центре взрыва (миллиарды атмосфер). Образовавшееся при взрыве раскаленные газы, стремительно расширяясь, передают давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те в свою очередь воздействуют на следующие слои и т.д. В результате в воздухе со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва распространяется зона высокого давления. Так, при взрыве 20-килотонного ядерного боеприпаса ударная волна за 2 секунды проходит 1000 м, за 5 секунд – 2000 м, за 8 сек – 3000 м. Передняя граница волны называется фронтом ударной волны. Степень поражения УВ зависит от мощности и положения на ней объектов. Поражающее действие УВ характеризуется величиной избыточного давления.

Избыточное давление – это разность между максимальным давлением во фронте УВ и нормальным атмосферным давлением, измеряется в Паскалях (ПА, кПА). Распространяется со сверх звуковой скоростью, УВ на своем пути разрушает здания и сооружения, образуя четыре зоны разрушений (полных, сильных, средних, слабых) в зависимости от расстояния: Зона полных разрушений — 50 кПА Зона сильных разрушений — 30-50 кПА. Зона средних разрушений — 20-30 кПА. Зона слабых разрушений — 10-20 кПА. С ростом калибра ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.

УВ действует на людей двумя способами:

-Прямое действие УВ

-Косвенное действие УВ (летящими обломками сооружений, падающими стенами домов и деревьями, осколками стекла, камнями). Эти воздействия вызывают различные по степени тяжести поражения: Легкие поражения — 20-40 кПА (контузии, легкие ушибы). Средней тяжести — 40-60 кПА (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей, сотрясение мозга). Тяжелые поражение — более 60 кПА (сильные контузии, переломы конечностей, поражение внутренних органов). Крайне тяжелые поражения — более 100кПА ( со смертельным исходом). Эффективным способом защиты от прямого воздействия УВ будет укрытие в защитных сооружениях (убежищах, ПРУ, быстровозводимых населением). Для укрытия можно использовать канавы, овраги, пещеры, горные выработки, подземные переходы; можно просто лечь на землю в отдалении от зданий и сооружений.

Световое излучение

Световое излучение (СИ) – это поток лучистой энергии (ультрафиолетовые и инфракрасные лучи). Источником СИ является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры паров и воздуха. СИ распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного боеприпаса (20-40 секунд). Однако, не смотря на кратковременность своего воздействия эффективность действия СИ очень высока. СИ составляет 35% от всей мощности ядерного взрыва. Энергия светового излучения поглощается поверхностями освещаемых тел, которые при этом нагреваются. Температура нагрева может быть такой, что поверхность объекта обуглится, оплавится, воспламенится или объект испарится. Яркость светового излучения намного сильнее солнечного, а образовавшийся огненный шар при ядерном взрыве виден на сотни километров. Так, когда 1 августа 1958 г. американцы взорвали над островом Джонстон мегатонный ядерный заряд, огненный шар поднялся на высоту 145 км и был виден с расстояния 1160 км. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом, т. е. количеством световой энергии, приходящейся за время излучения на 1 см2 поверхности, перпендикулярно расположенной к направлению световых лучей. За единицу измерения светового импульса принимают 1 кал/см2. Световое излучение может вызвать ожоги открытых участков тела, ослепление людей и животных, обугливание или возгорание различных материалов. Так, при световом импульсе 2—4 кал/см2 у незащищенных людей могут возникнуть ожоги первой степени, при 4—6 кал/см2— ожоги второй степени (образование пузырей), при 6— 12 кал/см2—ожоги третьей степени (полное омертвление кожных покровов), при световом импульсе более 12 кал/см2 кожа омертвляется на всю глубину и обугливается. Световое излучение способно вызвать массовые пожары в населенных пунктах, в лесах, степях, на полях, так как неокрашенные доски воспламеняются при световом импульсе 40—50 кал/см2; светлая хлопчатобумажная ткань—при 10—15 кал/см2, сено или солома— при 4—6 кал/см2. Защитить от светового излучения могут любые преграды, не пропускающие свет: укрытие, тень густого дерева, забор и т. п. Основным параметром, определяющим поражающую способность СИ, является световой импульс: это количество световой энергии на единицу площади поверхности, измеряемое в Джоулях (Дж/м2). Интенсивность СИ с увеличением расстояния уменьшается вследствие рассеивания и поглощения. Интенсивность светового излучения сильно зависит от метеорологических условий. Туман, дождь и снег ослабляют его интенсивность, и, наоборот, ясная и сухая погода благоприятствует возникновению пожаров и образованию ожогов.

Выделяются три основные зоны пожаров: Зона сплошных пожаров — 400-600 кДж/м2 (охватывает всю зону средних разрушений и часть зоны слабых разрушений). Зона отдельных пожаров —100-200 кДж/м2. (охватывает часть зоны средних разрушений и всю зону слабых разрушений). Зона пожаров в завалах — 700—1700 кДж/м2. ( Охватывает всю зону полных разрушений и часть зоны сильных разрушений). Поражение людей СИ выражается в появлении ожогов четырех степеней на кожном покрове и действием на глаза. Действие СИ на кожу вызывает ожоги: 1 – степени – краснота, припухлость, отек кожи – 100-200 кДж/м2, 2 – степени – образование пузырей – 200-400 кДж/м2, 3 – степени – образование язв и омертвление кожи – 400-600 кДж/м2 4 – степени – обугливание кожи, омертвление глубоких слоев кожи и тканей – более 600 кДж/м2. Действие СИ на глаза: Временное ослепление – до 30 мин. Ожоги роговицы и век. Ожог глазного дна – слепота. Защита ос СИ более проста, чем от других поражающих факторов, поскольку любая непрозрачная преграда может служить защитой. Полностью защищают от СИ убежища, ПРУ, перерытые быстро возводимые защитные сооружения, подземные переходы, подвалы, погреба. Для защиты зданий сооружений пользуются покраской их в светлые тона. Для защиты людей используют ткани, пропитанные огнестойкими составами, и средства для защиты глаз (очки, световые затворы).

Радиация

Проникающая радиация не однородна. Классический опыт, позволяющий обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Вся установка размещалась в вакууме. Под действием магнитного поля пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный – бета-лучей и нейтральный – гамма-лучей.

Поток ядерного взрыва представляет собой поток альфа, бета, гамма излучений и нейтронов. Поток нейтронов возникает вследствие деления ядер радиоактивных элементов. Альфа-лучи представляют собой поток альфа-частиц (дважды ионизированных атомов гелия), бета-лучи – поток быстрых электронов или позитронов, гамма-лучи – фотонное (электромагнитное) излучение, по своей природе и свойствам не отличающееся от рентгеновских лучей. При прохождении проникающей радиации через любую среду ее действие ослабляется. Излучение разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм, что объясняется разной их ионизирующей способностью. Так альфа-излучения, представляющие собой тяжелые имеющие заряд частицы, обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия, вследствие ионизации, быстро уменьшается. Поэтому альфа-излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие альфа-частицы не попадут внутрь организма. Бета-частицы на пути своего движения реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). Бета-излучения опасны для человека, особенно при попадании радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма.

Гамма-излучение обладает сравнительно небольшой ионизирующей активностью, но в силу очень высокой проникающей способности представляет большую опасность для человека. Ослабляющее действие ПР принято характеризовать слоем половинного ослабления, т.е. толщиной материала, проходя через который ПР уменьшается в два раза. Так, ПР ослабляют в два раза следующие материалы: Свинец – 1.8 см 4. Грунт, кирпич – 14 см Сталь – 2.8 см 5. Вода – 23 см Бетон – 10 см 6. Дерево – 30 см. Полностью защищают человека от воздействия ПР специальные защитные сооружения – убежища. Частично защищают ПРУ (подвалы домов, подземные переходы, пещеры, горные выработки) и быстровозводимые населением перекрытые защитные сооружения (щели). Самым надежным убежищем для населения являются станции метрополитена. Большую роль в защите населения от ПР играют противорадиационные препараты из АИ-2 – радиозащитные средства №1 и №2. Источником ПР являются ядерные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад осколков деления ядерного горючего. Время действия ПР при взрыве ядерных боеприпасов не превышает нескольких секунд и определяется временем подъема облака взрыва. Поражающее действие ПР заключается в способности гамма излучения и нейтронов ионизировать атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушаются нормальный обмен веществ, жизнедеятельность клеток, органов и систем организма человека, что приводит к возникновению специфического заболевания – лучевой болезни. Степень лучевой болезни зависит от поглощенной дозы облучения и времени. Не всякая доза облучения приводит к возникновению лучевой болезни. Нормы облучения приняты в России в 1987 году (НРБ 76/87). Допустимые нормы облучения в военное время: За один раз или первые четыре дня – 50 бэр. За месяц 100 бэр. За квартал (3 месяца) 200 бэр. За год 300 бэр. При таких дозах облучения лучевая болезнь не возникает, т.к. в организме человека погибшие клетки будут восстанавливаться за счет его внутренних резервов. Если доза облучения будет превышать допустимые нормы, то такое облучение будет называться острым и приведет к развитию у человека лучевой болезни различной степени тяжести: 1 степень – легкая – 100-200 бэр, 2 степень – средней тяжести 0 200-400 бэр, 3 степень – тяжелая – 400-600 бэр, 4 степень – крайне тяжелая – более 600 бэр. 3.4.

При взрыве в течение очень короткого времени, измеряемого несколькими миллионными долями секунды, высвобождается огромное количество внутриядерной энергии, значительная часть которой преобразуется в тепло. Температура в зоне взрыва повышается до десятков миллионов градусов. Вследствие этого продукты деления ядерного заряда, не прореагировавшая его часть и корпус боеприпаса мгновенно испаряются и превращаются в раскаленный сильно ионизированный газ. Нагретые продукты взрыва и массы воздуха образуют огненный шар (при воздушном взрыве) или огненную полусферу (при наземном взрыве). Сразу же после образования они быстро увеличиваются в размерах, достигая в диаметре нескольких километров. При наземном ядерном взрыве они с очень большой скоростью поднимаются вверх (иногда свыше 30 км), создавая мощный восходящий поток воздуха, который увлекает с собой десятки тысяч тонн грунта с поверхности земли. С увеличением мощности взрыва возрастают размеры и степень заражения местности в район взрыва и на следе радиоактивного облака. От количества и вида грунта, попавшего в облако ядерного взрыва, зависят количество, размеры и свойства радиоактивных частиц и, следовательно, их скорость выпадения и распределение по территории. Именно поэтому при наземных и подземных взрывах (с выбросом грунта) размеры и степень заражения местности значительно больше, чем при других взрывах. При взрыве на песчаном грунте уровни радиации на следе в среднем в 2,5 раза, а площадь следа в два раза больше чем при взрыве на связанном грунте. Начальная температура грибовидного облака очень высокая, поэтому основная масса попавшего в него грунта расплавляется, частично испаряется и перемешивается с радиоактивными веществами.