Ядерное оружие: ударная волна и ее поражающие действия

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ М.А. ШОЛОХОВА»

Уфимский  филиал 
 
 
 
 

                                                                      
 
 
 
 
 
 

Р Е Ф Е Р А Т

по дисциплине «Безопасность жизни деятельности»

на тему: « Ядерное оружие: ударная волна и ее поражающие действия» 
 
 
 
 
 
 

                                                                           Выполнила: студентка 4 курса

                                                                           очного отделения, ПСО

                                                                           специальности «ГМУ»

                                                                           Карунас Н.Н.

                                                                           Проверила:

                                                                          Кандидат биологических наук

                                                                           Доцент кафедры ОГиЕНП

                                                                           Батырова А.З. 
 
 
 
 
 
 

Уфа-2009

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение                                                                                                              3

1. Воздействия ядерного оружия                                                                5                      
2. Ударная волна                                                                                          6
1. Характер воздействия ударной волны на людей и животных.   9
2. Механическое воздействие ударной волны                                 11

Заключение                                                                                                        16

Список используемой литературы                                                                  18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

    История человечества неразрывно связана с  появлением все более и более  совершенных видов оружия и средств  поражения. Особое место в истории  развития вооружения и техники отводится ХХ в., когда появились новые виды оружия: ядерное, химическое, бактериологическое (биологическое), применение которых приводит к массовому поражению живой силы и техники.

         Я считаю, что атомное оружие  – самое мощное оружие на  сегодняшний день. Оно находится на вооружении пяти стран-сверхдежав: России, США, Великобритании, Франции и Китая. Существует также ряд государств, которые ведут более-менее успешные разработки атомного оружия, однако их исследования или не закончены, или эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели, что делает его бессмысленным. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран имеют разработки ядерного оружия на разных уровнях, ФРГ, Израиль, ЮАР и Япония теоретически обладают необходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки.

     Трудно  переоценить роль ядерного оружия. По-моему, с одной стороны, это  мощное средство устрашения, с другой – самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами, которые обладают этим оружием. С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прошло 58 лет. Мировое сообщество близко подошло к осознанию того, что ядерная война неминуемо приведет к глобальной экологической катастрофе, которая сделает дальнейшее существование человечества невозможным. В течение многих лет создавались правовые механизмы, призванные разрядить напряженность и ослабить противостояние между ядерными державами. Так, например, было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия, по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам, а страны, не имеющие ядерного оружия, обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец, совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний. Очевидно, что ядерное оружие является важнейшим инструментом, который стал регулирующим символом целой эпохи в истории международных отношений и в истории человечества…  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Воздействие ядерного  оружия.

    Поражающее  действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной  волны, тепловым воздействием светового  излучения, радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс, ЭМИ) ядерного взрыва.

    В настоящее время мощность ядерных  устройств колеблется в пределах от 0.8-1 кт до 50-100 Мт, и подразделяется на 5 групп: сверхмалые (<1 кт), малые (1-10 кт), средние (10-100 кт), крупные (100 кт - 1 Мт) и сверхкрупные (> 1Мт).

    Распределение энергии между поражающими факторами  ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30—40%— на световое излучение, до 5 % — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15 %—на радиоактивное заражение.

    Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8—10%—на образование ударной волны, 5—8 % — на световое излучение и около 85 % расходуется на образование нейтронного и γ-излучений (проникающей радиации).

    Действие  поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру  и масштабам поражения. 
 
 

2. Ударная волна

    Ударная волна - это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью.

    В зависимости от среды распространения  различают ударную волну в  воздухе, в воде или грунте.

    Ударная волна в воздухе образуется за счет огромной энергии, выделяемой в зоне взрыва, где высокая температура и большой давление. Например, при ядерном взрыве давление в зоне реакции достигает миллиардов атмосфер.

    Раскаленные пары и газы стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до очень высокой температуры. Эти слои приводят в движение последующие слои воздуха. Таким образом сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Основным носителем действия взрыва является воздушная ударная волна, скорость распространения которой вблизи центра взрыва в несколько раз превышает скорость звука в воздухе и уменьшается по мере удаления от места взрыва до скорости звука - 340 м/с.

    Например, при ядерном взрыве средней мощности воздушная ударная волна проходит 5000 м за 12 секунд. Поэтому человек, увидев вспышку ядерного взрыва до прихода ударной волны может  укрыться ( в складке местности, канаве и пр. ).

    Передняя  граница ударной волны называется фронтом ударной волны. После  прохождения ударной волной данной точки пространства давление в этой точке снижается до атмосферного. Фронт ударной волны движется вперед. Образовавшийся слой сжатого  воздуха называется фазой сжатия.

    С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны уменьшается, а толщина слоя сжатия из-за вовлечения новых масс воздуха возрастает, в  то же время давление снижаясь, становится ниже атмосферного и воздух начинает движение к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения.

    Разрушительное  действие большее в фазе сжатия.

    С фронтом ударной волны в области  сжатия движутся массы воздуха, которые  при встрече с преградой тормозятся и при этом моментально возрастают до максимума: скоростной напор воздушной ударной волны и избыточное давление во фронте ударной волны.

    Избыточное  давление измеряется в Паскалях ( Па ) или в кг-сила на квадратный сантиметр: 1 Па - 1 Н/м2 ( Ньютон на метр квадратный ) = 0.102 кгс/м2 = 1.02 * 10^(-5) кгс/см2 ; 1 кгс/см2 = 98.1 кПа или 1 кгс/см2 примерно равен 100 кПа.

    Таким образом, основные параметры ударной  волны, характеризующие ее разрушающее  и поражающее действие: избыточное давление, во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия волны - длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны. Величина этих параметров в основном зависит от мощности, вида взрыва и расстояния.

    При наземном взрыве энергия взрыва распределяется в полусфере и ударная волна перемещается вдоль поверхности земли, при этом на поверхности земли действует такое давление, до которого сжат воздух в соответствующей части воздушной ударной волны.

    При воздушном взрыве падающая ударная  волна вызывает при встрече с  поверхностью земли отраженную ударную волну.

    Оптимальной высотой взрыва считается такая, при которой наибольшая площадь  разрушения. Например, для взрыва мощностью  в 1 мегатонну эта высота равна 2100 м ( при этом на постройки воздействует давление 20-30 кПа ( 0.2-0.3 кг/см2 ).

    При наземном взрыве радиус поражения на сравнительно больших расстояниях  больше, чем радиус поражения воздушной  ударной волны, а на более удаленных - меньше, так как сказывается  влияние совместного воздействия  падающих и отраженных волн - головной ударной волны.

    Ударная волна в воде при подводном  ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе, но давление во фронте ударной волны в воде больше, а время действия меньше. Например, давление на расстоянии 900 м  от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в воде составляет 19000 кПа, а при взрыве в воздухе - около 100 кПа.

    При наземном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование сжатия в грунте.

    При взрыве в грунте происходит мощное сотрясение грунта землетрясение.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1 Характер воздействия ударной волны на людей и животных.

      Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными или косвенными.

    Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интенсивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар. В то же самое время скоростной напор создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.

    Косвенные поражения люди и животные могут  получить в результате ударов обломками  разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих  с большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов. Например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.

    Характер  и степень поражения незащищенных людей и животных зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в  здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.