Ударная волна ядерное оружие – CGI script error

Характеристика ядерного оружия: виды, поражающие факторы, излучение

С применением энергии атома человечество стало разрабатывать ядерное оружие. Оно отличается рядом особенностей и воздействий на окружающую среду. Существуют разные степени поражения при помощи ядерного оружия.

Чтобы выработать правильное поведение при возникновении подобной угрозы, необходимо ознакомиться с особенностями развития ситуации после взрыва. Характеристики ядерного оружия, его виды и поражающие факторы будут рассмотрены далее.

Общее определение

На занятиях по предмету основ безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) одним из направлений обучения является рассмотрение особенностей ядерного, химического, бактериологического оружия и его характеристик. Также изучаются закономерности возникновения подобных опасностей, их проявление и способы защиты. Это в теории позволяет снизить количество человеческих жертв при поражении оружием массового уничтожения.

Ядерным называется оружие взрывного типа, действие которого основано на энергии цепного деления тяжелых ядер изотопов. Также поражающая сила может появляться при термоядерном синтезе. Эти два типа оружия отличаются силой действия. Реакции деления при одной массе будет в 5 раз слабее, чем при термоядерных реакциях.

Первая ядерная бомба было разработана в США в 1945 году. Первый удар при помощи этого оружия был произведен 5.08.1945 года. Бомба была сброшена на город Хиросиму в Японии.

В СССР первую ядерную бомбу разработали в 1949 году. Ее взорвали в Казахстане, вне населенных пунктов. В 1953 году СССР вела испытания водородной бомбы. Это оружие в 20 раз превосходило по своей силе то, которое было сброшено на Хиросиму. При этом размер этих бомб был одинаковым.

Характеристика ядерного оружия на ОБЖ рассматривается с целью определения последствий и способов выжить при ядерной атаке. Правильное поведение населения при таком поражении может спасти больше человеческих жизней. Условия, которые складываются после взрыва, зависят от того, в каком месте он произошел, какую мощность имел.

Ядерное оружие превышает по мощности, разрушающим действиям обычные авиационные бомбы в несколько раз. Если оно применяется против войск противника, поражение носит обширный характер. При этом наблюдаются огромные человеческие потери, разрушается техника, сооружения и прочие объекты.

Характеристики

Рассматривая краткую характеристику ядерного оружия, следует перечислить его основные виды. Они могут содержать в себе энергию разного происхождения. К ядерному оружию относятся боеприпасы, их носители (доставляют боеприпасы к цели), а также оборудование для управления взрывом.

Боеприпасы могут быть ядерные (основаны на реакциях деления атомов), термоядерные (основаны на реакциях синтеза), а также комбинированные. Чтобы измерить мощность оружия, применяется тротиловый эквивалент. Эта величина характеризует его массу, которая бы понадобилась для создания взрыва аналогичной мощности. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, а также мегатоннах (Мт) или килотоннах (кт).

Мощность боеприпасов, действие которых основано на реакциях деления атомов, может составлять до 100 кт. Если же при изготовлении оружия применялись реакции синтеза, оно может иметь мощность 100-1000 кт (до 1 Мт).

Размер боеприпасов

Наибольшей разрушающей силы можно достичь при использовании комбинированных технологий. Характеристики ядерного оружия этой группы характеризуются развитием по схеме «деление → синтез → деление». Их мощность может превышать 1 Мт. В соответствии с этим показателем различают следующие группы оружия:

1. Сверхмалые.
2. Малые.
3. Средние.
4. Крупные.
5. Сверхкрупные.

Рассматривая краткую характеристику ядерного оружия, следует отметить, что цели применения его могут быть разными. Существуют ядерные бомбы, которые создают подземные (подводные), наземные, воздушные (до 10 км) и высотные (более 10 км) взрывы. От этой характеристики зависит масштаб разрушений и последствия. При этом поражения могут быть вызваны разными факторами. После взрыва их образуется несколько видов.

Виды взрывов

Определение и характеристика ядерного оружия позволяет сделать вывод об общем принципе его действия. От того, где была взорвана бомба, будут зависеть последствия.

Воздушный ядерный взрыв происходит на расстоянии 10 км над землей. При этом его светящаяся область не соприкасается с земной или водной поверхностью. Столб пыли отделен от облака взрыва. Облако, появившееся в результате, движется по ветру, постепенно рассеивается. Такой тип взрыва может нанести значительный ущерб войску, разрушить здания, уничтожить самолеты.

Взрыв высотного типа выглядит как шарообразная светящаяся область. Ее размер будет больше, чем при наземном применении этой же бомбы. После взрыва шарообразная область превращается в кольцевое облако. При этом нет пылевого столба и облака. Если взрыв произойдет в ионосфере, он впоследствии будет гасить радиосигналы, нарушать работу радиооборудования. Радиационное заражение наземных участков практически не наблюдается. Применяется этот тип взрыва для уничтожения авиационной или космической вражеской техники.

Характеристика ядерного оружия и очага ядерного поражения при наземном взрыве отличается от предыдущих двух видов взрывов. В этом случае светящаяся область соприкасается с землей. На месте взрыва образуется воронка. Образуется большое облако пыли. В него вовлекается большое количество грунта. Радиоактивные продукты выпадают вместе с землей из облака. Радиоактивное заражение местности будет большим. При помощи такого взрыва разрушаются укрепленные объекты, уничтожаются войска, которые находятся в убежищах. Окружающие районы сильно заражаются радиацией.

Взрыв также может быть подземным. Светящаяся область может не наблюдаться. Колебания почвы после взрыва похожи на землетрясение. Образуется воронка. Столб грунта с радиационными частицами взметается в воздух и распространяется по местности.

Также взрыв может быть произведен над или под водой. В этом случае вместо грунта в воздух вырываются пары воды. Они несут в себе радиационные частицы. Заражение местности в этом случае также будет сильным.

Поражающие факторы

Характеристика ядерного оружия и очага ядерного поражения определяется при помощи тех или иных поражающих факторов. Они могут иметь различное воздействие на объекты. После взрыва можно наблюдать следующие воздействия:

1. Заражение наземной части радиацией.
2. Ударная волна.
3. Электромагнитный импульс (ЭМИ).
4. Проникающая радиация.
5. Световое излучение.

Одним из самых опасных поражающих факторов является ударная волна. Она обладает огромным энергетическим запасом. Поражение вызывает как прямой удар, так и косвенные факторы. Ими, например, могут быть летящие осколки, предметы, камни, грунт и т. д.

Световое излучение проявляется в оптическом диапазоне. Оно включает в себя ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи спектра. Основным поражающим действием светового излучения являются высокая температура и ослепление.

Проникающей радиацией является поток из нейтронов, а также гамма-лучей. В этом случае живые организмы получают высокую дозу облучения, может возникнуть лучевая болезнь.

Ядерный взрыв сопровождают также электрополя. Импульс распространяется на дальние расстояния. Он выводит из строя линии связи, аппаратуру, электроснабжение, радиосвязь. При этом оборудование может даже воспламениться. Может возникнуть поражение людей электрическим током.

Рассматривая ядерное оружие, его виды и характеристики, следует также назвать еще один поражающий фактор. Это поражающее действие радиации на местности. Такой тип факторов характерен для реакций деления. В этом случае чаще всего бомбу взрывают невысоко в воздухе, на поверхности земли, под грунтом и на воде. В этом случае местность сильно заражается выпадающими частицами грунта или воды. Процесс заражения может длиться до 1,5 суток.

Ударная волна

Характеристики ударной волны ядерного оружия определяются областью, в которой произошел взрыв. Она может быть подводной, воздушной, сейсмовзрывной и отличается рядом параметров в зависимости от вида.

Воздушная взрывная волна представляет собой область, в которой воздух резко сжимается. Удар при этом распространяется быстрее, чем скорость звука. Он поражает людей, технику, здания, вооружение на больших расстояниях от эпицентра взрыва.

Наземная взрывная волна теряет часть своей энергии на образование сотрясений грунта, образование воронки и испарение земли. Чтобы разрушить укрепления воинских частей, применяется бомба наземного действия. Жилые малоукрепленные сооружения больше разрушаются при воздушном взрыве.

Рассматривая кратко характеристики поражающих факторов ядерного оружия, следует отметить степень тяжести поражений в зоне ударной волны. Самые тяжелые последствия со смертельным исходом возникают в зоне, где давление составляет 1 кгс/см². Поражения средней тяжести наблюдаются в зоне давления 0,4-0,5 кгс/см². Если же ударная волна имеет мощность 0,2-0,4 кгс/см², поражения небольшие.

При этом значительно меньший ущерб личному составу наносится, если люди в момент воздействия ударной волны находились в положении лежа. Еще меньше подвергаются поражениям люди, находящиеся в окопах, траншеях. Хорошим уровнем защиты в этом случае обладают закрытые помещения, которые расположены под землей. Защитить личный состав от поражения ударной волной могут правильно сконструированные инженерные сооружения.

Военная техника также выходит из строя. При небольшом давлении могут наблюдаться незначительные обжатия корпусов ракет. Также выходят из строя некоторые их приборы, автомобили, прочие транспортные и подобные им средства.

Световое излучение

Рассматривая общую характеристику ядерного оружия, следует рассмотреть такой поражающий фактор, как световое излучение. Оно проявляется в оптическом диапазоне. Световое излучение распространяется в пространстве благодаря появлению светящейся области при ядерном взрыве.

Температура светового излучения может достигать миллионов градусов. Этот поражающий фактор проходит три степени развития. Их исчисление производится десятками сотых секунды.

Светящееся облако в момент взрыва набирает температуру до миллионов градусов. Затем в процессе его исчезновения нагрев снижается до тысяч градусов. В начальной стадии энергии еще недостаточно для образования большого уровня тепла. Оно возникает в первой фазе взрыва. 90 % световой энергии вырабатывается во второй период.

Время воздействия светового излучения определяется мощностью самого взрыва. Если будет взорван сверхмалый боеприпас, этот поражающий фактор может длиться всего несколько десятых долей секунды.

При задействовании малого снаряда световое излучение будет действовать 1-2 с. Продолжительность этого проявления при взрыве среднего боеприпаса составляет 2-5 с. Если же будет задействована сверхкрупная бомба, световой импульс может длиться более 10 с.

Поражающую способность в представленной категории определяет световой импульс взрыва. Он будет тем больше, чем выше мощность бомбы.

Поражающее воздействие светового излучения проявляется появлением ожогов на открытых и закрытых участках кожи, слизистых. При этом может возникнуть возгорание различных материалов, оборудования.

Силу воздействия светового импульса ослабляют облачность, различные объекты (здания, леса). Поражение личного состава может быть вызвано пожарами, которые возникают после взрыва. Чтобы защитить его от поражения, людей переводят в подземные сооружения. Здесь же хранят боевую технику.

На поверхностных объектах применяют отражатели, увлажняют, обсыпают снегом горючие материалы, пропитывают их огнестойкими составами. Применяются специальные защитные комплекты.

Проникающая радиация

Понятие ядерного оружия, характеристика, поражающие факторы позволяют предпринять соответствующие меры для предотвращения больших человеческих, технических потерь при возникновении взрыва.

Световое излучение и ударная волна являются основными поражающими факторами. Однако не менее сильное воздействие после взрыва имеет проникающая радиация. Она распространяется в воздухе на расстояние до 3 км.

Гамма-лучи и нейтроны проходят через живую материю и способствуют ионизации молекул и атомов клеток различных организмов. Это ведет к развитию лучевой болезни. Источником этого поражающего фактора являются процессы синтеза и деления атомов, которые наблюдаются в момент ее применения.

Мощность этого воздействия измеряют в радах. Доза, которая поражает живые ткани, характеризуется типом, мощностью и видом ядерного взрыва, а также удаленностью объекта от эпицентра.

Изучая характеристики ядерного оружия, способы воздействия и защиты от него, следует рассмотреть подробно степени проявления лучевой болезни. Существует ее 4 степени. При легкой форме (первая степень) доза радиации, полученной человеком, составляет 150-250 рад. Болезнь излечивается в течение 2 месяцев в стационарном порядке.

Вторая степень возникает при дозе облучения до 400 рад. В этом случае меняется состав крови, выпадают волосы. Требуется активное лечение. Выздоровление наступает спустя 2,5 месяца.

Тяжелая (третья) степень заболевания проявляется при облучении до 700 рад. Если лечение проходит благополучно, человек может выздороветь спустя 8 месяцев стационарного лечения. Остаточные явления проявляются гораздо дольше.

При четвертой стадии доза облучения составляет свыше 700 рад. Человек погибает через 5-12 дней. Если радиация превысит предел 5000 рад, личный состав погибает спустя несколько минут. Если организм был ослаблен, человек даже при малых дозах радиационного облучения тяжело переносит лучевую болезнь.

Защитой от проникающей радиации могут быть специальные материалы, которые сдерживают разные типы лучей.

Электромагнитный импульс

При рассмотрении характеристик основных поражающих факторов ядерного оружия следует также изучить особенности электромагнитного импульса. В процессе взрыва, особенно на большой высоте, создаются обширные зоны, через которые не может проходить радиосигнал. Они существуют достаточно недолгое время.

В линиях электропередачи, прочих проводниках возникает при этом повышенное напряжение. Появление этого поражающего фактора вызвано взаимодействием нейтронов и гамма-лучей во фронтальной части ударной волны, а также вокруг этой области. В результате электрические заряды разделяются, образуя электромагнитные поля.

Действие при наземном взрыве электромагнитного импульса определяется на расстоянии нескольких километров от эпицентра. При воздействии бомбы на расстоянии от земли более 10 км электромагнитный импульс может возникнуть на расстоянии 20-40 км от поверхности.

Действие этого поражающего фактора направлено в большей степени на различное радиооборудование, аппаратуру, электрические приборы. В результате в них образуются высокие напряжения. Это приводит к разрушению изоляции проводников. Может возникнуть пожар или поражение людей током. Больше всего подвержены проявлениям электромагнитного импульса различные системы сигнализации, связи и управления.

Чтобы защитить технику от представленного разрушающего фактора, потребуется экранировать все проводники, аппаратуру, военные приспособления и т. д.

Характеристика поражающих факторов ядерного оружия позволяет принять своевременные меры по предотвращению разрушительного действия различных воздействий после взрыва.

Характеристика поражающих факторов ядерного оружия была бы неполной без описания воздействия радиоактивного заражения местности. Оно проявляется как в недрах земли, так и на ее поверхности. Заражение затрагивает атмосферу, водные ресурсы и все прочие объекты.

Радиоактивные частицы выпадают на местности из облака, которое образуется в результате взрыва. Оно под действием ветра перемещается в определенном направлении. При этом высокий уровень радиации может определяться не только в непосредственной близости от эпицентра взрыва. Заражение может распространяться на десятки или даже сотни километров.

Действие этого поражающего фактора может длиться на протяжении нескольких десятков лет. Наибольшую интенсивность радиационное заражение местности может иметь при наземном взрыве. Его площадь распространения может значительно превышать действие ударной волны или иных поражающих факторов.

Радиоактивные вещества не имеют запаха, цвета. Их скорость распада не может быть ускорена никакими методами, которые сегодня доступны человечеству. При наземном типе взрыва большое количество грунта поднимается в воздух, образуется воронка. Потом частицы земли с продуктами радиационного распада оседают на прилегающие территории.

Зоны заражения определяются интенсивностью взрыва, мощностью излучения. Замер радиации на местности проводится спустя сутки после взрыва. На этот показатель влияют характеристики ядерного оружия.

Зная его характеристики, особенности и способы защиты, можно предотвратить разрушающие последствия взрыва.

fb.ru

Ударная волна — это что такое?

Взрыв — это мгновенный процесс превращения вещества с одновременным выделением огромного количества веществ с поражающими факторами. Данный процесс является кратковременным. Масштабы поражения зависят от мощности взрывного вещества и расстояния от эпицентра события.

Важно знать основные принципы распространения ударной волны, ее действие на человеческий организм, а также средства индивидуальной и массовой защиты.

Разновидности волн

При взрыве любого вещества выделяется поток различных энергий. Составляющими взрыва являются:

1. Ударная волна. Этот фактор является наиболее поражающим, потому как производит разрушение всего, что попадается на пути. Источником энергии выступает сильное давление, которое образуется в центре взрыва. Газы, которые возникают вследствие реакции, стремительно расширяются и расходятся во все стороны от центра взрыва с огромной скоростью (около 2 км/с).
2. Световое излучение. Оно также является волной, поскольку лучистая энергия, которая выделяется во время взрыва, также перемещается во все стороны от эпицентра и негативно влияет на живые организмы.
3. Радиация. Поток радиации состоит из различных частиц. Последние имеют сходство с рентгеновскими лучами, но их скорость и количество негативно сказываются на всех живых организмах.
4. Электромагнитный импульс. Все приведенные излучения способны к образованию магнитного поля на небольшой высоте. Импульс способен вывести из строя микропроцессорную технику, приборы, станции электричества и т. д. Опасным он является для людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и расстройствами психики. ЭМИ составляет 1 % от мощности боеприпаса.

Параметры

Характерными параметрами ударной волны являются:

1. Избыточное давление. Оно являет собой разность между нормальным атмосферным давлением и давлением во фронте волны. Именно из-за образования давления УВ распространяется со сверхзвуковой скоростью.
2. Температура. Световое излучение обладает огромной мощностью, вследствие чего газы, которые выделяются во время взрыва, нагреваются. Данное явление способно поразить органы дыхания, зрения, а в особо тяжелых случаях охватить местность пламенем.
3. Альфа- бета- и гамма-излучения. В совокупности с вышеприведенными параметрами ядра этих частиц стремительно делятся, распространяются с огромной скоростью и нагреваются. Высокий уровень радиации является опасным, поэтому следует придерживаться мер безопасности при столкновении с данными частицами.

Воздействие ударной волны на организм

Продукты взрыва мгновенно воздействуют на человека: у него резко повышается давление, затем происходит разрыв сосудов кровеносной системы, барабанных перепонок. Сила волны способна отбросить тело на большие расстояния, вследствие чего организм получает дополнительные травмы.

Различают несколько степеней поражения:

1. Легкую.
2. Среднюю.
3. Тяжелую.
4. Особо тяжелую.

Защита от ядерного удара

Для защиты от ударной волны ядерного взрыва применяются средства индивидуальной защиты и противорадиационные укрытия. Они способны уберечь людей от опасных излучений при радиоактивном заражении местности. Помимо этого, они могут защитить от светового удара, проникающей радиации и в некоторой степени от ударной волны, а также от попадания на кожу и в организм человека всех опасных веществ, которые выделяются в результате ядерной реакции при взрыве.

Безопасные места оборудуют в подвальных этажах зданий и различных сооружений. Также иногда встречаются отдельностоящие сооружения (в виде промышленных зданий или построек из подручных материалов). Под такие укрытия приспосабливают любые пригодные заглубления в помещениях: подвалы, погреба, подземные каналы. Для повышения безопасности заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают дополнительный слой грунта на перекрытия и в случае необходимости делают грунтовую подсыпку у наружных стен, которые выступают выше поверхности земли.

Помещение тщательно герметизируют (например, окна, трубопроводы, щели и т. д. проклеивают подручными материалами). Укрытия, вместимость которых составляет до 30 человек, вентилируются естественным путем. На наружных выводах вентиляции прикрепляют козырьки, а на входах в помещение — плотные заслонки, которые закрывают на время действия радиации и выпадения зараженных осадков. Внутри убежище оборудуется аналогично обычным убежищам.

В помещениях, которые приспособлены под укрытия, но не оборудованы водопроводом и канализацией, устанавливают емкости для воды и выгребную яму. Кроме того, в укрытии обязательно устанавливают подставки, стеллажи, камеры или лари и другие приспособления для продовольствия. Освещают помещения от подходящей наружной или переносной электросети. Защитные свойства противорадиационного убежища от воздействия взрыва ударной волны и излучений оцениваются коэффициентом ослабления радиации. Его параметр показывает, во сколько раз помещение уменьшает наружную дозу радиации.

Средства индивидуальной защиты от поражения ударной волной

Это очень важный момент, который стоит рассмотреть. Во время распространения ударной волны наибольшей опасности подвергаются открытые участки кожи, органы дыхания и зрения. Поэтому следует как можно быстрее защитить данные органы. К примитивным защитным средствам относятся:

• различные повязки: марлевые, тканевые, ватно-марлевые, противопыльные, а также респираторы;
• для защиты кожного покрова применяются изолирующие и фильтрующие средства, которые ослабляют действие светового и ядерного излучения и оберегают кожу от воздействия альфа-частиц;
• для защиты от светового излучения также используются ткани с огнестойкой пропиткой, световые затворы и очки;
• чтобы защитить приборы от электромагнитного импульса, используют системы экранирования.

Распространение поражающего действия ядерной волны

Радиация является поражающим фактором ядерного взрыва. Особенно характерно это для взрывов, которые происходят в воздушном пространстве, на поверхности земли и под ней, на водной преграде. Выпадение частиц грунта (песка) или капель воды при взрывах на водоемах и земле, содержащих опасные зараженные осколки, происходит уже через пару минут после начала взрыва и продолжается до 2 суток. Облако по ходу движения формирует характерный наземный след.

Поражающее воздействие радиоактивных продуктов распада ядерного взрыва на живой организм принято разделять на 2 периода: формирование следа происходит сразу после выпадения частиц из передвигающегося облака ядерного взрыва, а также период сформировавшегося следа, когда зараженные осадки уже выпали на землю.

Что происходит во время столкновения волны и предмета

Поражающие факторы ударной волны распространяются как на людей и животных, так и на здания, сооружения и окружающую среду. Происходит это из-за воздействия сильного избыточного давления за короткий период времени. Ударная волна за долю секунды полностью охватывает объект и подвергает его сильному сжатию. Такой фактор воспринимается организмом как мощный и резкий удар, а напор воздуха перемещает тело на большое расстояние. Степень воздействия зависит от характера формирования волны: мощности взрыва, расстояния, погодных условий и даже места нахождения.

Последствия

Каковы же последствия ударной волны? Этому вопросу стоит уделить особое внимание. Допустимым считается давление ударной волны до 10 кПа на открытой местности. Все, что выше предельной нормы, наносит вред человеку и животным:

• При давлении от 20 до 40 кПа наступают легкие поражения организма. Последние характеризуются небольшими нарушениями. Такие симптомы вскоре исчезают без вмешательства медиков. Характерными признаками легкого поражения служат: головная боль, вывихи и небольшие ушибы, звон в ушах и т. д.
• При давлении от 40 до 60 кПа возможны повреждения органов слуха, зрения, контузия, кровоизлияние из носового прохода и ушей.
• Если давление превышает 60 кПа, наступают тяжелые повреждения. Характерными признаками являются: контузия всего организма, повреждение внутренних органов, внутреннее кровоизлияние. В тяжелых случаях может привести к летальному исходу.
• Очень тяжелые травмы наступают при воздействии давления более 100 кПа. При таком воздействии отмечаются тяжелые переломы, разрывы органов, потеря сознания на длительное время.

Во время разрушения зданий и строений осколки способны передвигаться на расстояния, которые превышают радиус действия волны.

Факторы ударной волны также негативно сказываются на растениях. При давлении 50 кПа и выше происходит полное повреждение зеленого массива. При этом взрослые деревья вырываются с корнем. Если давление составляет от 30 до 50 кПа, то повреждается до половины зеленого покрова, а если оно составляет от 10 до 30 кПа — уничтожается до 30 % всех деревьев. Особенностью является устойчивость деревьев — молодые саженцы более устойчивы к воздействию волны.

Что можно предпринять

Рассмотрим методы защиты от ударной волны. Чтобы уберечься от радиационного воздействия, используют различные защитные сооружения: убежища, подвалы, станции. При этом все помещения должны обладать высоким коэффициентом защитного действия. Также следует принимать радиозащитные препараты.

Различают следующие виды защитных сооружений:

1. Убежища. Предназначены для укрытия людей от всех поражающих факторов: отравляющих веществ, бактериальных средств, критических температур, опасных газов и радиации. Такие помещения должны быть оборудованы защитной герметической дверью, тамбурами, основным помещением, кладовой для продуктов, медицинской комнатой, аварийным выходом и камерой вентиляции.
2. К самым примитивным укрытиям относятся открытые и перекрытые щели. Они строятся населением с использованием любых подручных материалов. Примитивные укрытия способны уменьшить действие от проникающей радиации и излучения в 200-300 раз.

Соблюдение мер безопасности и плана эвакуации существенно повышают шансы на сохранение человеческой жизни и здоровья.

fb.ru

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

2.1 Характер воздействия ударной волны на людей и животных. 9

2.2 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.

mirznanii.com

Ядерное оружие – ударная волна и световое излучение – Chromosomos Blog

В предыдущей статье была затронута тема ядерного оружия и в этой статье хотелось бы продолжать тему и раскрыть понятия ударная волна и световое излучение.

Ударная волна, возникающая в результате ядерного взрыва, на долю которой приходится около 50% его общей энергии, представляет собой резко ограниченную фронтом область сжатого воздуха, движущегося со сверхзвуковой скоростью от центра взрыва во все стороны. Избыточное давление1 по фронту распространения ударной волны определяет ее поражающее действие. При взрыве ядерной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 000 т первые 2 км от эпицентра взрыва волна проходит за 5 с, 3 км — за 8, 19 км — за 50 с, что позволяет осуществить защитные меры.
При воздушном взрыве ядерной бомбы с эквивалентом 1 млн. т. через 4,6 с после взрыва избыточное давление по фронту ударной волны составляет 1,12 кг/см2. На расстоянии 2,8 км (давление 1 кг на 1 см2 поверхности) от эпицентра взрыва полностью разрушаются все наземные сооружения.

Ударная волна является основным поражающим, фактором ядерного взрыва. Степень ее воздействия и, следовательно, радиус, площадь и объем разрушений зависят от высоты и мощности ядерного взрыва. Обычные наземные сооружения повреждаются при избыточном давлении по фронту распространения ударной волны свыше 0,035 кг/см2.
При подземном взрыве значительная доля энергии взрыва расходуется на образование воронки, а также выброс грунта и горных пород. На. распространение ударной волны влияют рельеф местности, а также метеорологические условия.

При одинаковой высоте взрыва радиусы зон разрушения для определенного типа сооружений увеличиваются пропорционально кубическому корню из величины тротилового эквивалента, а площадь зоны разрушения пропорциональна величине тротилового эквивалента в степени 2/з. Например, при увеличении тротилового эквивалента в 1000 раз радиус зона разрушения сооружений соответствующего типа увеличится в 10 раз, а площадь зоны разрушений — примерно, в 100 раз. Рассматривая разрушения, произведенные в Хиросиме и Нагасаки, с учетом их особенностей, следует отметить следующее. В результате взрыва так называемых номинальных атомных бомб с эквивалентом 20 000 т тротила жилые дома были полностью разрушены в радиусе до 2300 м. при величине избыточного давления ударной волны 0,21 кг/см2. Средние разрушения наблюдались на расстоянии до 2600 м. На расстоянии около 2750 м, где избыточное давление составляло 0,14 кг/см2, наблюдались только повреждения крыш, стенных панелей и внутренних перегородок зданий. Для восстановления таких зданий требовался средний ремонт. Мелкие, частичные повреждения штукатурки и выбитые стекла в окнах имели место в среднем на расстоянии до 14,5 км. В результате воздействия ударной волны на различные сооружения возникало большое количество вторичных поражений от летящих с большой скоростью предметов: кирпичей, кусков дерева, стекол, штукатурки и т. п. Они также наносили дополнительные повреждения сооружениям и серьезные травмы людям.

Если сравнить с этим воздействие ударной волны при воздушном взрыве ядерной бомбы с эквивалентом 1 млн. т тротила, то полные разрушения жилых домов будут в радиусе до 5—6 км, сильные повреждения зданий — в радиусе до 9—10 км и частичные повреждения штукатурки и выбитые стекла — в радиусе 30—80 км.
Световое излучение. Источником светового излучения как поражающего фактора является огненный шар ядерного взрыва. На него приходится около Уз всей энергии ядерного взрыва.

Световой импульс —это энергия светового излучения на единицу площади неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно прямому лучу, из центра взрыва в течение всего времени излучения; он выражается в калориях на 1 см2.

В результате воздействия светового импульса в зависимости от его величины происходят возгорание, обугливание горючих материалов и образование пожаров, следствием чего являются различной тяжести ожоги у людей и животных. Величина светового импульса зависит от калибра ядерного боеприпаса, характера взрыва, расстояния от центра (эпицентра) взрыва и состояния атмосферы.
Световое излучение распространяется со скоростью света, т. е. 300 000 км/с. Проходя через воздух, оно ослабляется. Большое влияние на него оказывает состояние атмосферы. Особенно сильно оно ослабляется туманом и дымом,
В пасмурный, дождливый или снежный день поражающее действие светового излучения ядерного взрыва резко снижается.

При взрыве атомной бомбы над Хиросимой на расстоянии до 3000 м от эпицентра взрыва наблюдалось обугливание деревянных столбов и деревьев, при этом световой импульс составлял около 20 кал/см2. При тротиловом эквиваленте 1 млн. т такой же эффект может наблюдаться в радиусе до 6—8 км, а при тротиловом эквиваленте 5 млн. т. — в радиусе до 17—20 км. Воздействуя на людей, световое излучение вызывает ожоги открытых участков кожи и временное или полное ослепление.

При наземном и особенно подземном (или подводном) взрыве поражающее действие светового излучения значительно ослабляется и зависит от величины части сферы огненного шара, находящейся над поверхностью земли.

Любой твердый непрозрачный предмет, например стена или дерево, стоящий на пути светового излучения, защищает от светового излучения. Материалы светлого цвета отражают-световое излучение, а черного — в значительной степени поглощают его.

About The Author

chromosome2009.org

Данный материал был прислан к нам одним из читателей сайта Сhromosome2009.org. Все материалы сайта публикуются в научных целях и с указанием источников. Если источники не указаны, просим Вас связаться с нами.

chromosome2009.org

ударная волна и другие поражающие факторы

Образование 23 декабря 2012

На сегодняшний день ядерное оружие является одним из самых впечатляющих видов ОМП (оружие массового поражения). Принцип его действия основывается на цепных реакциях, которые происходят в процессе деления ядер некоторых изотопов или термоядерного синтеза легких химических элементов в более тяжелые.

Упрощенно говоря, действие ядерных зарядов происходит либо при делении, либо при слиянии ядер элементов. В первом случае сюда относятся такие часто упоминаемые металлы, как уран и плутоний. Синтез же подразумевает использование изотопов водорода: трития и дейтерия.

Кроме того, под ядерным оружием подразумеваются не только собственно боеприпасы, а их совокупность со средствами управления и доставки оных к месту действия.

Виды ядерного оружия

Боеприпасы для такого типа оружия весьма разнообразны. Они могут выпускаться как в виде ракетных боеголовок и бомб, так и в форме мин, снарядов для артиллерии, торпед. Всего существует три основных категории, по которым принято распределять боеприпасы: нейтронные, термоядерные и атомные. У каждого типа имеются свои характеристики и отличительные особенности.

Так, заряды нейтронного типа имеют самую малую мощность среди вышеперечисленных. Они предназначены для поражения личного состава. Тем не менее, даже взрыв такого снаряда по своей разрушительной силе превосходит любые неядерные типы вооружения в несколько сотен раз. Нейтронные снаряды применяются в двухфазных устройствах, где основная часть энергии выделяется за счет синтеза ядер. По этой причине их правильнее относить к термоядерному типу.

Действие термоядерных зарядов основано, как видно из названия, на реакциях слияния, происходящих между химическими элементами. Они используются в двухфазных устройствах, где одновременно, но в разных пропорциях, протекают два физических процесса: деление и слияние ядер. Хорошо известный всем термин «водородная бомба» – это еще одно название разновидности термоядерного вооружения.

Боеприпасы, которые носят наименование атомного оружия массового поражения, применяются в однофазных устройствах. Они используют цепные реакции, возникающие при делении тяжелых изотопов плутония и урана. При этом образуются более легкие химические элементы. Последние два типа зарядов считаются наиболее разрушительными.

Ударная волна ядерного взрыва

Существует множество поражающих факторов ядерного ОМП. К ним относится световое излучение (около 1000 Вт на кв.см против 0,14 Вт, испускаемых солнцем), которое вызывает резкое превышение температуры и, как следствие его, многочисленные ожоги (от легкого покраснения до полного обугливания), поражение глаз, возгорание поверхностей. Далее следует проникающая радиация и радиоактивное заражение прилегающих территорий.

Взрыв оказывает и косвенное эпидемиологическое воздействие, а также вызывает сильнейший электромагнитный импульс. Последний, хоть и не опасен для живых существ, нарушает работу всех технических устройств в зоне поражения. Но за наибольшую долю разрушений от ядерного взрыва отвечает ударная волна. Она представляет собой изначально небольшую область, где в результате расширения объема раскаленного газа происходит резкое сжатие воздуха.

Такая реакция обусловлена двумя факторами: температурой в миллион градусов во время взрыва и таким же исключительно высоким давлением. Далее эта волна стремительно распространяется из эпицентра во все стороны, нанося разрушения всему, что окажется на ее пути. Постепенно, по мере удаления от источника, ударная волна становится слабее и из сверхзвуковой превращается в звуковую.

Степень вреда и разрушений

Для сооружений самыми слабыми последствиями будут снесенные кровли, выбитые двери, перегородки и стекла. Также сюда относятся трещины, возникающие в стенах зданий на верхних этажах. Но чем ближе к эпицентру, тем выше интенсивность волны и страшнее последствия: здесь полностью уничтожаются не только верхние части строений, но даже несущие конструкции. В лучшем случае (и при удачном расположении) частично сохраняются только подвальные части зданий.

Не менее разрушительна ударная волна ядерного взрыва и для людей. Обломки разрушенных зданий, осколки стекол, камни и другие, летящие с огромной скоростью, предметы являют собой косвенный источник физических повреждений для всех живых существ, оказавшихся поблизости. К непосредственным поражающим факторам следует отнести сильный напор воздуха (даже на расстоянии 10 км от взрыва скорость достигает более 100 км в час) и область избыточно высокого давления.

Источник: fb.ru

monateka.com