регистрация /  вход

Характеристика уражаючих факторів ядерного вибуху (стр. 1 из 4)

Зміст

Характеристика уражаючих факторів ядерного вибуху

Практичне завдання

Наказ

Висновки

Список використаних джерел


Характеристика уражаючих факторів ядерного вибуху

Величезна енергія, що виділяється при повітряному ядерному вибуху, розподіляється між уражаючими факторами. На утворення ядерної повітряної хвилі витрачається 50 % енергії вибуху. Близько 35 % енергії виділяється у вигляді світлового випромінювання, 10 % — на радіоактивне випромінювання (радіоактивне забруднення) і 5 % на проникаючу радіацію і електромагнітний імпульс.

Ядерні й термоядерні вибухи мають комбіновану уражаючу дію, тобто всі уражаючі фактори діють одночасно на різні об'єкти.

При висотному вибуху вночі сильно діє на зір світлове випромінювання. Особливістю наземного і підземного ядерних вибухів є висока руйнівна здатність у зоні, яка прилягає до центру вибуху, і сильне, радіоактивне забруднення місцевості.

Ударна хвиля - це поширення з надзвуковою швидкістю (335 м/с) сильно стисненого повітря, розігрітого до декількох мільйонів градусів від центру вибуху.

Джерелом ударної хвилі є високий тиск у центрі вибуху, що досягає 105 млрд Па. тВона складається із зони стиснення (де тиск вище атмосферного) і зони розрідження (тиск нижче атмосферного).

Уражаюча дія ударної хвилі визначається двома параметрами: надмірним тиском ДРФ і швидкісним напором ДРШВ повітря.

Надмірний тиск ( ДРФ) - це різниця між нормальним атмо¬сферним тиском перед фронтом хвилі й максимальним тиском у фронті ударної хвилі Ро, тобто ДРФ = Рф - Ро.

Одиницею надмірного тиску в системі СІ є паскаль (Па), несистемна одиниця кгс/см2, 1 кгс/см2 = 9,80665 • 104Па = 100 кПа.

Швидкісний напір тиску (ДРШВ) - це динамічне навантаження потоку повітря. Вимірюється в паскалях (Па).

Тривалість дії ударної хвилі tуд - вимірюється секундами. Ця величина залежить від потужності вибуху q. Зі збільшенням потужності збільшується її вражаюча сила.

Ударна хвиля вражає надмірним тиском повітря, вона миттєво охоплює людину з усіх боків. Зіткнення фронту ударної хвилі з людиною відчувається як удар. Цей удар створює хвилю стискання, яка поширюється в тканинах і органах з швидкістю до 1500 м/с. Тканини й органи не встигають стиснутися, на них діє тиск значно більший, ніж вони можуть витримати і органи травмуються. Особливо сильно пошкоджуються наповнені газами легені та кишечник, кров'ю печінка, селезінка, великі судини та рідинами жовчний міхур, шлунок.

При дії вибухової хвилі проходить сильне стискання, а потім швидке розширення повітря, яке знаходиться в органах, що розриває значну кількість тканин.

В органах, наповнених рідиною проходить потужний гідравлічний удар. Рідини практично не стискуються при дії на них тиску, згідно закону гідродинаміки вони передають його в усі боки з однаковою силою і швидкістю, що веде до розриву органів і великих кровоносних судин.

Череп людини малоеластичний і мозкова тканина мало стискається створюючи гідравлічні удари черепно-мозкової рідини об мозок і мозку об череп. Травмується мозок, але частіше і сильніше пошкоджуються легені.

Залежно від надмірного тиску і швидкісного напору повітря виникають пошкодження у людей, які поділяються на легкі, середні і дуже важкі.

Легкі травми виникають при надмірному тиску 20-40 кПа (0,2 - 0,4 кгс/см2) і характеризуються вивихами, тимчасовим пошкодженням слуху, контузією.

Середні травми - тиск 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см2) - контузії, пошкодження органів слуху, вивихи кінцівок, кровотечі з носа і вух, розриви барабанних перетинок.

Важкі травми - тиск 60-100 кПа (0,6-1 кгс/см2) - важкі контузії, переломи, часто відкритї, сильнї кровотечї з носа і вух.

Дуже важкі травми - тиск понад 100 кПа (понад 1 кгс/см2) - розриви внутрішніх органів, відкриті переломи кінцівок, струси мозку, переломи кісток, хребта.

Характер руйнувань від ударної хвилі залежить від потужності та виду вибуху, рельєфу місцевості, щільності забудови, міцності будівель, матеріалу забудови, технології спорудження та ін.

Територія, на якій під впливом уражаючих факторів ядерного вибуху виникли руйнування будівель і споруд, пожежі, радіоактивне забруднення місцевості й ураження людей і тварин, називається осередком ядерного ураження.

Зовнішньою межею ядерного ураження вважається умовна лінія на місцевості, де надмірний тиск повітряної ударної хвилі 10 кПа.

З метою визначення характеру руйнувань і встановлення обсягу рятувальних робіт залежно від надмірного тиску у фронті ударної хвилі осередок ядерного ураження умовно поділяють на чотири зони.

Зона повних руйнувань характеризується надмірним тиском 50 кПа і руйнуванням або сильною деформацією всіх елементів споруди, утворенням суцільних завалів. Підземні частини споруд значно менше руйнуються. Повністю руйнуються житлові та виробничі споруди, протирадіаційні укриття (ПРУ), герметичні сховища поблизу центру вибуху. До 75 % герметичних сховищ і до 90 % підземних комунально-енергетичних мереж зберігаються.

Зона сильних руйнувань має надмірний тиск 50 - 30 кПа. Руйнування будівель та будинків виникають при надмірному тиску 30 кПа, споруд виробничого типу 30-50 кПа. Деформується більша частина несучих конструкцій. Можуть залишатися частково стіни і перекриття нижніх поверхів. Утворюються завали.

Зона середніх руйнувань має надмірний тиск 30 - 20 кПа. У цій зоні більшість несучих конструкцій лише частково деформується. Зберігається основна частина стін з щілинами в стінах і провалами в окремих місцях, але частина несучих конструкцій може бути зруйнована повністю. Герметичні сховища і частина ПРУ не пошкоджуються. Середніх руйнувань зазнають багатоповерхові споруди при надмірному тиску 10-20 кПа, малоповерхові будівлі 15-25 кПа, виробничі споруди 20-З0 кПа. На комунально-енергетичній мережі руйнуються окремі опори повітряних ліній електропередач, пошкоджуються трубопроводи.

У зоні слабких руйнувань (надмірний тиск 20 - 10 кПа) руйнуються вікна, двері, легкі перегородки, з'являються щілини, в основному в стінах верхніх поверхів. Підвали й нижні поверхи зберігаються. Незначні руйнування на комунально-енергетичній мережі.

Слабкі руйнування будівель виникають при надмірному тиску 7-20 кПа. Пошкодження характеризуються порушенням найбільш слабких елементів будівель: карнизів, перегородок, дверей, вікон та ін.

Особливістю ударної хвилі є відносно велика тривалість, яка сягає кількох секунд. Ударна хвиля проникає всередину будівель через вікна, вентиляційні канали, димарі, щілини та інші отвори. При надходженні ударної хвилі у приміщення, у них різко збільшується тиск, що призводить до руйнувань.

Основною причиною руйнування жорстких конструкцій (кам'яних і дерев'яних будівль) є початковий удар у момент відбивання хвилі від будівлі. Підійшовши до перешкоди, ударна хвиля відбивається, утворюючи тиск відбивання (ДРВІД), відбувається гальмування мас повітря, що рухаються, і надмірний тиск підвищується. Через це на перешкоду діє удар що збільшився внаслідок тиску відбивання.

Ядерний вибух під водою також утворює ударну хвилю. Надмірний тиск фронту ударної хвилі під водою в десятки разів більший, ніж під час повітряного вибуху. Час дії підвищеного тиску, навпаки, у кілька разів менший, а швидкість поширення ударної хвилі у воді більша, ніж у повітрі. Утворюється велика хвиля.

Крім руйнувань, ударна хвиля є причиною пожеж, які виникають в результаті пошкоджень ліній електропередачі й систем газопостачання, вибухів бензосховищ, складів хімічних речовин і боєприпасів. У разі зруйнування ядерних реакторів можливе небезпечне забруднення великих територій радіоактивними речовинами.

Світлове випромінювання ядерного вибуху - це потік променистої енергії, який включає ультрафіолетові, інфрачервоні й видимі промені. Джерелом світлового випромінювання є вогняна сфера, яка складається з повітря і розжарених продуктів вибуху. Зі збільшенням світної сфери (при повітряному вибуху), температура на її поверхні знижується. Коли така куля досягає максимальних розмірів (діаметром понад 200 м), температура на її поверхні дорівнює 8000- 10 000 °С (температура на поверхні Сонця приблизно 6000 °С).

Залежно від потужності ядерного вибуху світлове випромінювання може тривати від кількох секунд до десятків секунд. При ядерному вибуху потужністю 20 кт світлове випромінювання триває 3 с, термоядерному в 1 Мт - 10 с, а 10 Мт - до 23 с.

Уражаюча дія світлового випромінювання визначається світловим імпульсом.

Світловий імпульс - це кількість світлової енергії, яка припадає на 1 м2 освітленої поверхні, перпендикулярної випромінюванням протягом часу існування світлового потоку ядерного вибуху. Світловий імпульс у системі СІ вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м2), несистемна одиниця вимірювання світлового імпульсу кал/см2, 1 кал = 4,1868 Дж. Величина світлового імпульсу залежить від потужності та виду ядерного вибуху, відстані до нього і атмосферних умов.

Тривалість світлового імпульсу залежить від потужності вибуху.

Максимальним буде радіус ураження світловим випромінюванням при повітряному вибуху, адже в повітрі світлова енергія значно менше поглинається. Взимку радіуси у 1,5—2 раза менші. Світловий імпульс пропорційний потужності ядерного вибуху. Він швидко зменшується зі збільшенням відстані від центру вибуху.

Залежно від світлового імпульсу, який потрапляє на незахищені, відкриті ділянки шкіри, у людей виникають опіки, які поділяються на чотири ступеня:

— опіки першого ступеня - при світловому імпульсі 80-160 кДж/м2 симптоми ураження шкіри: почервоніння, припухлість, болючість;

— опіки другого ступеня - при 160-400 кДж/м2 на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною, болючість;

— опіки третього ступеня - при 400-600 кДж/м2 омертвіння шкіри, підшкірних тканин, утворення виразок;

— опіки четвертого ступеня - при понад 600 кДж/м2 спостерігається обвуглювання тканин, омертвіння підшкірної клітковини, м'язів і кісток.