العوامل الثانوية للانفجار النووي. خصائص الأسلحة النووية: الأنواع، العوامل الضارة، الإشعاع
مقدمة
1. تسلسل الأحداث أثناء الانفجار النووي
2. موجة الصدمة
3. الإشعاع الضوئي
4. اختراق الإشعاع
5. التلوث الإشعاعي
6. النبض الكهرومغناطيسي
خاتمة
يؤدي إطلاق كمية هائلة من الطاقة التي تحدث أثناء التفاعل المتسلسل الانشطاري إلى التسخين السريع لمادة الجهاز المتفجر إلى درجات حرارة تصل إلى 10 7 كلفن. وفي درجات الحرارة هذه، تكون المادة عبارة عن بلازما متأينة شديدة الانبعاث. في هذه المرحلة، يتم إطلاق حوالي 80% من طاقة الانفجار على شكل طاقة إشعاع كهرومغناطيسي. وتقع الطاقة القصوى لهذا الإشعاع، والتي تسمى الأولية، في نطاق الأشعة السينية للطيف. يتم تحديد المسار الإضافي للأحداث أثناء الانفجار النووي بشكل أساسي من خلال طبيعة تفاعل الإشعاع الحراري الأولي مع البيئة المحيطة بمركز الانفجار، وكذلك خصائص هذه البيئة.
إذا تم الانفجار على ارتفاع منخفض في الغلاف الجوي، فإن الإشعاع الأولي للانفجار يمتصه الهواء على مسافات تصل إلى عدة أمتار. ويؤدي امتصاص الأشعة السينية إلى تكوين سحابة انفجارية تتميز بدرجات حرارة عالية جداً. في المرحلة الأولى، يكبر حجم هذه السحابة بسبب الانتقال الإشعاعي للطاقة من الجزء الداخلي الساخن للسحابة إلى محيطها البارد. تكون درجة حرارة الغاز في السحابة ثابتة تقريبًا في جميع أنحاء حجمها وتقل كلما زادت. وفي اللحظة التي تنخفض فيها درجة حرارة السحابة إلى ما يقارب 300 ألف درجة، تتناقص سرعة مقدمة السحابة إلى قيم تضاهي سرعة الصوت. في هذه اللحظة تتشكل موجة صادمة "تنفصل" مقدمتها عن حدود السحابة المتفجرة. بالنسبة لانفجار بقوة 20 كيلوطن، يحدث هذا الحدث بسرعة 0.1 م/ث تقريبًا بعد الانفجار. ويبلغ نصف قطر سحابة الانفجار في هذه اللحظة حوالي 12 مترا.
يتم تحديد شدة الإشعاع الحراري للسحابة الانفجارية بالكامل من خلال درجة الحرارة الظاهرة لسطحها. لبعض الوقت، يحجب الهواء الساخن نتيجة مرور موجة الانفجار سحابة الانفجار، ويمتص الإشعاع المنبعث منها، بحيث تتوافق درجة حرارة السطح المرئي لسحابة الانفجار مع درجة حرارة الهواء خلفها. أمام هزة أرضية، والذي ينخفض مع زيادة الحجم الأمامي. وبعد حوالي 10 مللي ثانية من بدء الانفجار، تنخفض درجة الحرارة في المقدمة إلى 3000 درجة مئوية وتصبح مرة أخرى شفافة أمام إشعاع سحابة الانفجار. تبدأ درجة حرارة السطح المرئي لسحابة الانفجار في الارتفاع مرة أخرى وبعد حوالي 0.1 ثانية من بدء الانفجار تصل إلى حوالي 8000 درجة مئوية (لانفجار بقوة 20 كيلوطن). في هذه اللحظة، تبلغ الطاقة الإشعاعية لسحابة الانفجار الحد الأقصى. بعد ذلك، تنخفض بسرعة درجة حرارة السطح المرئي للسحابة، وبالتالي الطاقة المنبعثة منها. ونتيجة لذلك، ينبعث الجزء الأكبر من الطاقة الإشعاعية في أقل من ثانية واحدة.
يحدث تكوين نبضة من الإشعاع الحراري وتكوين موجة الصدمة في المراحل الأولى من وجود سحابة الانفجار. وبما أن السحابة تحتوي على الجزء الأكبر من المواد المشعة التي تشكلت أثناء الانفجار، فإن تطورها الإضافي يحدد تكوين أثر للتساقط الإشعاعي. وبعد أن تبرد سحابة الانفجار لدرجة أنها لم تعد تنبعث في المنطقة المرئية من الطيف، تستمر عملية زيادة حجمها بسبب التمدد الحراري وتبدأ في الارتفاع إلى الأعلى. ومع ارتفاع السحابة، فإنها تحمل معها كتلة كبيرة من الهواء والتربة. وفي غضون دقائق قليلة، تصل السحابة إلى ارتفاع عدة كيلومترات ويمكن أن تصل إلى طبقة الستراتوسفير. يعتمد معدل حدوث التساقط الإشعاعي على حجم الجسيمات الصلبة التي يتكثف عليها. إذا وصلت سحابة الانفجار إلى السطح أثناء تكوينها، فإن كمية التربة المحتجزة مع ارتفاع السحابة ستكون كبيرة جدًا وسوف تستقر المواد المشعة بشكل أساسي على سطح جزيئات التربة، التي يمكن أن يصل حجمها إلى عدة ملليمترات. تقع هذه الجزيئات على السطح بالقرب نسبيا من مركز الانفجار، ولا ينخفض \u200b\u200bنشاطها الإشعاعي عمليا أثناء التداعيات.
إذا لم تلمس سحابة الانفجار السطح، فإن المواد المشعة الموجودة فيها تتكثف إلى جزيئات أصغر بكثير بأحجام مميزة تتراوح من 0.01 إلى 20 ميكرون. وبما أن هذه الجسيمات يمكن أن توجد لفترة طويلة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، فهي متناثرة على مساحة كبيرة جدًا وفي الوقت المنقضي قبل سقوطها على السطح، فإنها تتمكن من فقدان جزء كبير من نشاطها الإشعاعي. في هذه الحالة، لا يلاحظ عمليا الأثر الإشعاعي. الحد الأدنى للارتفاع الذي لا يؤدي فيه الانفجار إلى تكوين أثر إشعاعي يعتمد على قوة الانفجار وهو حوالي 200 متر للانفجار بقوة 20 كيلو طن وحوالي 1 كم للانفجار بقوة 1 جبل.
أساسي العوامل الضارة- تشبه موجة الصدمة والإشعاع الضوئي العوامل الضارة للمتفجرات التقليدية، ولكنها أقوى بكثير.
تعد موجة الصدمة، التي تشكلت في المراحل الأولى من وجود سحابة الانفجار، أحد العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي في الغلاف الجوي. الخصائص الرئيسية لموجة الصدمة هي ذروة الضغط الزائد والضغط الديناميكي في مقدمة الموجة. تعتمد قدرة الأجسام على تحمل تأثير موجة الصدمة على عوامل كثيرة، مثل وجود العناصر الحاملة، ومواد البناء، والاتجاه بالنسبة للأمام. يمكن أن يؤدي الضغط الزائد بمقدار 1 ATM (15 رطل لكل بوصة مربعة) الذي يحدث على بعد 2.5 كيلومتر من انفجار أرضي بقوة 1 طن متري إلى تدمير مبنى خرساني مسلح متعدد الطوابق. يبلغ نصف قطر المنطقة التي ينشأ فيها ضغط مماثل أثناء انفجار بقوة 1 مليون طن حوالي 200 متر.
في المراحل الأولية لوجود موجة الصدمة تكون مقدمتها عبارة عن كرة مركزها عند نقطة الانفجار. وبعد وصول الجبهة إلى السطح، تتشكل موجة منعكسة. نظرًا لأن الموجة المنعكسة تنتشر في الوسط الذي مرت من خلاله الموجة المباشرة، فإن سرعة انتشارها تكون أعلى قليلاً. ونتيجة لذلك، على مسافة ما من مركز الزلزال، تندمج موجتان بالقرب من السطح، لتشكل جبهة تتميز بحوالي ضعف الضغط الزائد.
وهكذا، أثناء انفجار سلاح نووي بقوة 20 كيلوطن، تنتقل موجة الصدمة مسافة 1000 متر في ثانيتين، و2000 متر في 5 ثوانٍ، و3000 متر في 8 ثوانٍ، وتسمى الحدود الأمامية للموجة جبهة موجة الصدمة. تعتمد درجة الضرر الناتج عن الصدمة على قوة الأشياء وموضعها عليها. يتميز التأثير الضار للهيدروكربونات بحجم الضغط الزائد.
نظرًا لأنه بالنسبة لانفجار بقوة معينة، تعتمد المسافة التي تتشكل عندها هذه الجبهة على ارتفاع الانفجار، فيمكن تعديل ارتفاع الانفجار للحصول على القيم القصوىالضغط الزائد على منطقة معينة. إذا كان الغرض من الانفجار هو تدمير منشآت عسكرية محصنة، فإن الارتفاع الأمثل للانفجار يكون منخفضًا جدًا، مما يؤدي حتماً إلى تكوين كمية كبيرة من التساقط الإشعاعي.
الإشعاع الضوئي هو تيار من الطاقة الإشعاعية، بما في ذلك مناطق الطيف فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء. مصدر الإشعاع الضوئي هو المنطقة المضيئة للانفجار - التي يتم تسخينها إلى درجات حرارة عالية وتبخر أجزاء من الذخيرة والتربة والهواء المحيطة. في الانفجار الجوي تكون المنطقة المضيئة عبارة عن كرة، وفي الانفجار الأرضي تكون نصف الكرة الأرضية.
درجة حرارة السطح القصوى للمنطقة المضيئة عادة ما تكون 5700-7700 درجة مئوية. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 1700 درجة مئوية، يتوقف التوهج. وتستمر النبضة الضوئية من أجزاء من الثانية إلى عدة عشرات من الثواني، حسب قوة الانفجار وظروفه. تقريبًا، مدة التوهج بالثواني تساوي الجذر الثالث لقوة الانفجار بالكيلوطن. في هذه الحالة، يمكن أن تتجاوز شدة الإشعاع 1000 واط/سم² (للمقارنة، الحد الأقصى لكثافة ضوء الشمس هو 0.14 واط/سم²).
مع استخدام الطاقة الذرية، بدأت البشرية في تطوير الأسلحة النووية. وهو يختلف في عدد من الميزات والتأثيرات بيئة. هناك درجات مختلفة من الضرر باستخدام أسلحة نووية.
ومن أجل تطوير السلوك الصحيح في حالة وجود مثل هذا التهديد، من الضروري التعرف على خصوصيات تطور الوضع بعد الانفجار. سيتم مناقشة خصائص الأسلحة النووية وأنواعها وعواملها الضارة بشكل أكبر.
تعريف عام
في الفصول الدراسية حول موضوع الأساسيات (سلامة الحياة)، أحد مجالات التدريب هو النظر في خصوصيات الأسلحة النووية والكيميائية والبكتريولوجية وخصائصها. كما تتم دراسة أنماط حدوث مثل هذه المخاطر ومظاهرها وطرق الحماية منها. وهذا، من الناحية النظرية، يجعل من الممكن تقليل عدد الضحايا الذين تسببهم أسلحة الدمار الشامل.
النووي هو سلاح متفجر يعتمد عمله على طاقة الانشطار المتسلسل لنوى النظائر الثقيلة. أيضا، يمكن أن تظهر القوة المدمرة أثناء الاندماج النووي الحراري. وهذان النوعان من الأسلحة يختلفان في قوتهما. ستكون تفاعلات الانشطار عند كتلة واحدة أضعف بخمس مرات من التفاعلات النووية الحرارية.
تم تطوير أول قنبلة نووية في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1945. تم تنفيذ الضربة الأولى بهذا السلاح في 5 أغسطس 1945. أسقطت قنبلة على مدينة هيروشيما في اليابان.
طور الاتحاد السوفييتي أول قنبلة نووية في عام 1949. وتم تفجيرها في كازاخستان، خارج المناطق المأهولة بالسكان. في عام 1953، قاد الاتحاد السوفييتي هذا السلاح كان أقوى 20 مرة من ذلك الذي أسقط على هيروشيما. علاوة على ذلك، كان حجم هذه القنابل هو نفسه.
يتم أخذ خصائص الأسلحة النووية في سلامة الحياة في الاعتبار من أجل تحديد العواقب وطرق النجاة من الهجوم النووي. إن السلوك الصحيح للسكان في مواجهة مثل هذه الهزيمة يمكن أن ينقذ المزيد من الأرواح البشرية. تعتمد الظروف التي تتطور بعد الانفجار على مكان حدوثه وقوته.
وتتفوق الأسلحة النووية على الأسلحة التقليدية من حيث القوة والعمل التدميري. القنابل الجويةعدة مرات. وإذا تم استخدامه ضد قوات العدو، فإن الهزيمة واسعة النطاق. وفي الوقت نفسه، لوحظت خسائر بشرية فادحة، وتدمير المعدات والهياكل وغيرها من الأشياء.
صفات
بالنظر إلى وصف موجز للأسلحة النووية، ينبغي للمرء أن يذكر أنواعها الرئيسية. يمكن أن تحتوي على الطاقة من أصول مختلفة. تشمل الأسلحة النووية الذخائر وحاملاتها (إيصال الذخائر إلى الهدف)، ومعدات السيطرة على الانفجار.
يمكن أن تكون الذخيرة نووية (على أساس تفاعلات الانشطار الذري)، أو نووية حرارية (على أساس تفاعلات الاندماج)، أو مركبة. لقياس قوة السلاح، يتم استخدام ما يعادل مادة تي إن تي. وتميز هذه القيمة كتلته، والتي ستكون ضرورية لإنشاء انفجار بقوة مماثلة. يتم قياس مكافئ TNT بالطن، وكذلك بالميجا طن (Mt) أو كيلوطن (kt).
يمكن أن تصل قوة الذخيرة، التي يعتمد عملها على تفاعلات الانشطار الذري، إلى 100 كيلوطن. إذا تم استخدام التفاعلات التركيبية في تصنيع الأسلحة، فيمكن أن تصل قوتها إلى 100-1000 كيلوطن (ما يصل إلى 1 مليون طن).
حجم الذخيرة
يمكن تحقيق أكبر قوة تدميرية باستخدام التقنيات المدمجة. وتتميز خصائص الأسلحة النووية لهذه المجموعة بالتطور وفق مخطط “الانشطار → الانصهار → الانشطار”. يمكن أن تتجاوز قوتهم 1 طن متري. وفقًا لهذا المؤشر يتم تمييز مجموعات الأسلحة التالية:
- صغير جدًا.
- الصغار.
- متوسط.
- كبيرة.
- كبير جدا.
وبالنظر إلى وصف موجز للأسلحة النووية، تجدر الإشارة إلى أن أغراض استخدامها قد تكون مختلفة. يخرج القنابل النوويةوالتي تخلق انفجارات تحت الأرض (تحت الماء) والأرضية والجوية (حتى 10 كم) وعلى ارتفاعات عالية (أكثر من 10 كم). يعتمد حجم الدمار والعواقب على هذه الخاصية. في هذه الحالة، يمكن أن يكون سبب الآفات عوامل مختلفة. بعد الانفجار تتشكل عدة أنواع.
أنواع الانفجارات
يتيح لنا تعريف وخصائص الأسلحة النووية استخلاص استنتاج حول المبدأ العام لعملها. وستعتمد العواقب على مكان تفجير القنبلة.
يحدث على مسافة 10 كم فوق سطح الأرض. علاوة على ذلك، فإن منطقتها المضيئة لا تتلامس مع سطح الأرض أو الماء. يتم فصل عمود الغبار عن سحابة الانفجار. تتحرك السحابة الناتجة مع الريح وتتبدد تدريجياً. يمكن أن يتسبب هذا النوع من الانفجارات في إلحاق أضرار جسيمة بالقوات وتدمير المباني وتدمير الطائرات.
يظهر انفجار على ارتفاعات عالية كمنطقة كروية متوهجة. وسيكون حجمها أكبر مما لو تم استخدام نفس القنبلة على الأرض. وبعد الانفجار تتحول المنطقة الكروية إلى سحابة حلقية. لا يوجد عمود غبار أو سحابة. لو سيحدث الانفجاروفي الغلاف الأيوني، سيؤدي ذلك إلى إضعاف الإشارات الراديوية وتعطيل تشغيل المعدات الراديوية. لم يتم ملاحظة التلوث الإشعاعي للمناطق الأرضية عمليا. يستخدم هذا النوع من الانفجارات لتدمير طائرات العدو أو المعدات الفضائية.
خصائص الأسلحة النووية والنقاط الساخنة التدمير النوويأما بالانفجار الأرضي فهو يختلف عن النوعين السابقين من الانفجارات. في هذه الحالة، تكون المنطقة المتوهجة على اتصال بالأرض. تشكلت حفرة في موقع الانفجار. تتشكل سحابة كبيرة من الغبار. متورط فيه عدد كبير منتربة. تتساقط المنتجات المشعة من السحابة مع الأرض. ستكون المنطقة كبيرة. بمساعدة مثل هذا الانفجار، يتم تدمير المنشآت المحصنة وتدمير القوات الموجودة في الملاجئ. المناطق المحيطة ملوثة بشدة بالإشعاع.
ومن الممكن أن يكون الانفجار تحت الأرض أيضًا. قد لا تكون المنطقة المتوهجة مرئية. اهتزازات الأرض بعد الانفجار تشبه الزلزال. يتم تشكيل قمع. يتم إلقاء عمود من التربة يحتوي على جزيئات إشعاعية في الهواء وينتشر في جميع أنحاء المنطقة.
كما يمكن تنفيذ الانفجار فوق أو تحت الماء. في هذه الحالة، بدلا من التربة، يهرب بخار الماء إلى الهواء. أنها تحمل جزيئات الإشعاع. وفي هذه الحالة، سيكون تلوث المنطقة شديدًا أيضًا.
العوامل الضارة
يتم تحديدها باستخدام بعض العوامل الضارة. يمكن أن يكون لها تأثيرات مختلفة على الأشياء. بعد الانفجار يمكن ملاحظة التأثيرات التالية:- إصابة الجزء الأرضي بالإشعاع.
- هزة أرضية.
- النبض الكهرومغناطيسي (EMP).
- اختراق الإشعاع.
- الإشعاع الضوئي.
واحدة من أخطر العوامل الضارة هي موجة الصدمة. لديها احتياطي طاقة ضخم. الهزيمة ناجمة عن ضربة مباشرة و عوامل غير مباشرة. على سبيل المثال، يمكن أن تكون شظايا متطايرة، أو أشياء، أو أحجار، أو تربة، وما إلى ذلك.
يظهر في النطاق البصري. ويشمل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء من الطيف. الآثار الضارة الرئيسية للإشعاع الضوئي هي ارتفاع درجة الحرارة والعمى.
الإشعاع المخترق هو تدفق النيوترونات وكذلك أشعة جاما. وفي هذه الحالة، تصبح الكائنات الحية معرضة بشدة لمرض الإشعاع.
ويصاحب الانفجار النووي أيضًا مجالات كهربائية. ينتقل الدافع عبر مسافات طويلة. فهو يعطل خطوط الاتصال والمعدات وإمدادات الطاقة والاتصالات اللاسلكية. وفي هذه الحالة، قد تشتعل النيران في المعدات. قد تحدث صدمة كهربائية للناس.
عند النظر في الأسلحة النووية وأنواعها وخصائصها، ينبغي أيضًا ذكر عامل مدمر آخر. هذا هو التأثير الضار للإشعاع على الأرض. هذا النوع من العوامل هو سمة من سمات تفاعلات الانشطار. في هذه الحالة، غالبا ما يتم تفجير القنبلة في مكان منخفض في الهواء، على سطح الأرض، تحت الأرض وعلى الماء. وفي هذه الحالة، تصبح المنطقة ملوثة بشدة بسبب تساقط جزيئات التربة أو الماء. يمكن أن تستمر عملية العدوى لمدة تصل إلى 1.5 يوم.
هزة أرضية
يتم تحديد خصائص موجة الصدمة للسلاح النووي حسب المنطقة التي يحدث فيها الانفجار. يمكن أن تكون تحت الماء أو محمولة جواً أو متفجرة زلزالياً وتختلف في عدد من المعلمات حسب النوع.
موجة انفجار الهواء هي منطقة يتم فيها ضغط الهواء فجأة. ثم ينتقل التأثير بسرعة أكبر من سرعة الصوت. ويؤثر على الأشخاص والمعدات والمباني والأسلحة على مسافات كبيرة من مركز الانفجار.
تفقد موجة الانفجار الأرضية جزءًا من طاقتها لتكوين اهتزاز الأرض وتكوين حفرة وتبخر الأرض. لتدمير تحصينات الوحدات العسكرية تستخدم قنبلة أرضية. من المرجح أن يتم تدمير المباني السكنية ضعيفة التحصين في انفجار جوي.
وبالنظر بإيجاز إلى خصائص العوامل الضارة للأسلحة النووية، تجدر الإشارة إلى شدة الضرر في منطقة موجة الصدمة. أكثر عواقب وخيمةمع حدوث عواقب مميتة في منطقة يبلغ الضغط فيها 1 كجم/سم². لوحظت آفات معتدلة في منطقة الضغط 0.4-0.5 كجم/سم². إذا كانت قوة موجة الصدمة 0.2-0.4 كجم/سم²، فإن الضرر يكون صغيرًا.
في هذه الحالة، يكون الضرر الذي يلحق بالأفراد أقل بكثير إذا كان الأشخاص في وضعية الانبطاح وقت التعرض لموجة الصدمة. الناس في الخنادق والخنادق هم أقل عرضة للضرر. مستوى جيدالحماية في هذه الحالة لها أماكن مغلقةوالتي تقع تحت الأرض. يمكن للهياكل الهندسية المصممة بشكل صحيح أن تحمي الموظفين من أضرار موجة الصدمة.
المعدات العسكرية تتعطل أيضًا. عند الضغط المنخفض، يمكن ملاحظة ضغط طفيف على أجسام الصواريخ. كما تتعطل بعض أجهزتهم وسياراتهم ومركباتهم الأخرى وما شابه ذلك.
الإشعاع الضوئي
مع مراعاة الخصائص العامةالأسلحة النووية، ينبغي للمرء أن ينظر في عامل ضار مثل الإشعاع الخفيف. يتجلى في النطاق البصري. ينتشر الإشعاع الضوئي في الفضاء بسبب ظهور منطقة مضيئة أثناء الانفجار النووي.
يمكن أن تصل درجة حرارة الإشعاع الضوئي إلى ملايين الدرجات. يمر هذا العامل الضار بثلاث مراحل من التطور. يتم حسابها في عشرات من مئات من الثانية.
وفي لحظة الانفجار تصل درجة حرارة السحابة المضيئة إلى ملايين الدرجات. ثم، عندما يختفي، تنخفض الحرارة إلى آلاف الدرجات. في المرحلة الأوليةالطاقة ليست كافية بعد لتوليد مستوى كبير من الحرارة. يحدث في المرحلة الأولى من الانفجار. ويتم إنتاج 90% من الطاقة الضوئية في الفترة الثانية.
يتم تحديد وقت التعرض للإشعاع الضوئي من خلال قوة الانفجار نفسه. إذا تم تفجير ذخيرة صغيرة جدًا، فقد يستمر هذا التأثير الضار لبضعة أعشار من الثانية فقط.
عند إطلاق قذيفة صغيرة، سوف يستمر إشعاع الضوء لمدة 1-2 ثانية. مدة هذا المظهر أثناء انفجار الذخيرة المتوسطة هي 2-5 ثواني. إذا تم استخدام قنبلة كبيرة جدًا، فيمكن أن يستمر نبض الضوء لأكثر من 10 ثوانٍ.
يتم تحديد درجة الفتك في الفئة المعروضة من خلال النبضة الضوئية للانفجار. كلما زادت قوة القنبلة، كلما كانت أكبر.
تتجلى الآثار الضارة للإشعاع الضوئي في ظهور الحروق في المناطق المفتوحة والمغلقة من الجلد والأغشية المخاطية. في هذه الحالة، قد يحدث حريق بين المواد والمعدات المختلفة.
تضعف قوة نبض الضوء بسبب السحب والأشياء المختلفة (المباني والغابات). قد تكون الإصابة الشخصية ناجمة عن الحرائق التي تحدث بعد الانفجار. لحمايته من الهزيمة، يتم نقل الناس إلى هياكل تحت الأرض. يتم أيضًا تخزين المعدات العسكرية هنا.
يتم استخدام العاكسات على الأجسام السطحية، ويتم ترطيب المواد القابلة للاشتعال ورشها بالثلج وتشريبها بمركبات مقاومة للحريق. يتم استخدام مجموعات الحماية الخاصة.
اختراق الإشعاع
إن مفهوم الأسلحة النووية وخصائصها وعواملها الضارة يجعل من الممكن اتخاذ التدابير المناسبة لمنع وقوع خسائر بشرية وفنية كبيرة في حالة وقوع انفجار.
يعد الإشعاع الضوئي وموجات الصدمة من العوامل الضارة الرئيسية. ومع ذلك، فإن الإشعاع المخترق له تأثير قوي بنفس القدر بعد الانفجار. ينتشر في الهواء لمسافة تصل إلى 3 كم.
تمر أشعة جاما والنيوترونات عبر المادة الحية وتساهم في تأين الجزيئات والذرات في خلايا الكائنات الحية المختلفة. وهذا يؤدي إلى تطور مرض الإشعاع. مصدر هذا العامل المدمر هو عمليات تخليق وانشطار الذرات التي يتم ملاحظتها وقت استخدامه.
يتم قياس قوة هذا التأثير بالراد. وتتميز الجرعة التي تؤثر على الأنسجة الحية بنوع الانفجار النووي وقوته ونوعه، وكذلك بعد الجسم عن مركز الزلزال.
عند دراسة خصائص الأسلحة النووية وطرق التعرض لها والحماية منها، ينبغي للمرء أن ينظر بالتفصيل في درجة ظهور مرض الإشعاع. هناك 4 درجات منه. في شكل خفيف (الدرجة الأولى)، جرعة الإشعاع التي يتلقاها الشخص هي 150-250 راد. يتم الشفاء من المرض خلال شهرين في المستشفى.
الدرجة الثانية تحدث بجرعة إشعاعية تصل إلى 400 راد. في هذه الحالة يتغير تكوين الدم ويتساقط الشعر. مطلوب العلاج النشط. يحدث الانتعاش بعد 2.5 شهرا.
تتجلى الدرجة الشديدة (الثالثة) من المرض مع تشعيع يصل إلى 700 راد. إذا سار العلاج بشكل جيد، يمكن للشخص أن يتعافى بعد 8 أشهر من العلاج داخل المستشفى. الآثار المتبقية تستغرق وقتا أطول بكثير لتظهر.
وفي المرحلة الرابعة تزيد جرعة الإشعاع عن 700 راد. يموت الشخص خلال 5-12 يومًا. إذا تجاوز الإشعاع حد 5000 راد، يموت الأفراد في غضون دقائق قليلة. إذا تم إضعاف الجسم، فإن الشخص، حتى مع جرعات صغيرة من التعرض للإشعاع، يصعب عليه أن يعاني من مرض الإشعاع.
يمكن توفير الحماية ضد الإشعاع المخترق بواسطة مواد خاصة تحتوي على أنواع مختلفةأشعة.
نبض كهرومغناطيسي
عند النظر في خصائص العوامل الضارة الرئيسية للأسلحة النووية، ينبغي للمرء أيضًا دراسة خصائص النبض الكهرومغناطيسي. وتؤدي عملية الانفجار، خاصة على ارتفاعات عالية، إلى خلق مساحات واسعة لا يمكن للإشارات الراديوية المرور من خلالها. إنهم موجودون لفترة قصيرة جدًا.
يؤدي هذا إلى زيادة الجهد في خطوط الكهرباء والموصلات الأخرى. يحدث ظهور هذا العامل المدمر بسبب تفاعل النيوترونات وأشعة جاما في الجزء الأمامي من موجة الصدمة، وكذلك حول هذه المنطقة. نتيجة ل الشحنات الكهربائيةمنفصلة، وتشكيل المجالات الكهرومغناطيسية.
يتم تحديد تأثير الانفجار الأرضي للنبض الكهرومغناطيسي على مسافة عدة كيلومترات من مركز الزلزال. عند التعرض لقنبلة على مسافة تزيد عن 10 كيلومترات من الأرض، يمكن أن تحدث نبضة كهرومغناطيسية على مسافة 20-40 كيلومترًا من السطح.
يتم توجيه تأثير هذا العامل الضار إلى حد كبير على مختلف أجهزة الراديو والمعدات والأجهزة الكهربائية. ونتيجة لذلك، يتم توليد الفولتية العالية فيها. هذا يؤدي إلى تدمير عزل الموصل. قد يحدث حريق أو صدمة كهربائية. أنظمة الإشارات والاتصالات والتحكم المختلفة هي الأكثر عرضة لمظاهر النبضات الكهرومغناطيسية.
لحماية المعدات من العامل المدمر المقدم، سيكون من الضروري حماية جميع الموصلات والمعدات والأجهزة العسكرية، وما إلى ذلك.
إن خصائص العوامل الضارة للأسلحة النووية تجعل من الممكن اتخاذ تدابير في الوقت المناسب لمنع الآثار المدمرة للتأثيرات المختلفة بعد الانفجار.
تضاريس
إن وصف العوامل الضارة للأسلحة النووية لن يكون كاملاً دون وصف تأثير التلوث الإشعاعي على المنطقة. يتجلى في أحشاء الأرض وعلى سطحها. العدوى تؤثر على الجو موارد المياهوجميع الكائنات الأخرى.
تتساقط الجسيمات المشعة على الأرض من السحابة التي تكونت نتيجة الانفجار. يتحرك في اتجاه معين تحت تأثير الرياح. في هذه الحالة، يمكن اكتشاف مستوى عالٍ من الإشعاع ليس فقط في المنطقة المجاورة مباشرة لمركز الانفجار. يمكن أن تنتشر العدوى لعشرات أو حتى مئات الكيلومترات.
يمكن أن يستمر تأثير هذا العامل الضار لعدة عقود. يمكن أن تحدث أكبر شدة للتلوث الإشعاعي في منطقة ما أثناء انفجار أرضي. يمكن أن تتجاوز مساحة توزيعها بشكل كبير تأثير موجة الصدمة أو العوامل الضارة الأخرى.
فهي عديمة الرائحة وعديم اللون. لا يمكن تسريع معدل اضمحلالها بأي وسيلة متاحة حاليًا للبشرية. مع الانفجار الأرضي، ترتفع كمية كبيرة من التربة في الهواء لتشكل حفرة. ثم تستقر جزيئات الأرض مع منتجات الاضمحلال الإشعاعي في المناطق المحيطة.
يتم تحديد مناطق التلوث حسب شدة الانفجار وقوة الإشعاع. يتم إجراء قياسات الإشعاع على الأرض بعد يوم من الانفجار. ويتأثر هذا المؤشر بخصائص الأسلحة النووية.
بمعرفة خصائصه وميزاته وطرق حمايته، يمكنك منع العواقب المدمرة للانفجار.
للأسلحة النووية خمسة عوامل مدمرة رئيسية. ويعتمد توزيع الطاقة بينهما على نوع الانفجار وظروفه. ويختلف تأثير هذه العوامل أيضًا من حيث الشكل والمدة (تلوث المنطقة له التأثير الأطول).
هزة أرضية. موجة الصدمة هي منطقة ضغط حاد لوسط ينتشر على شكل طبقة كروية من موقع الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت. يتم تصنيف موجات الصدمة حسب وسط الانتشار. تحدث موجة الصدمة في الهواء بسبب انتقال الضغط وتمدد طبقات الهواء. ومع زيادة المسافة من مكان الانفجار، تضعف الموجة وتتحول إلى موجة صوتية عادية. عندما تمر موجة عبر نقطة معينة في الفضاء، فإنها تسبب تغيرات في الضغط، تتميز بوجود مرحلتين: الضغط والتمدد. تبدأ فترة الضغط فورًا وتستمر لفترة قصيرة نسبيًا مقارنة بفترة التوسيع. يتميز التأثير المدمر لموجة الصدمة بالضغط الزائد في مقدمتها (الحدود الأمامية)، وسرعة الضغط، ومدة مرحلة الضغط. تختلف موجة الصدمة في الماء عن موجة الهواء من حيث خصائصها (ضغط زائد أعلى ووقت تعرض أقصر). تصبح موجة الصدمة في الأرض، عند الابتعاد عن موقع الانفجار، شبيهة بالموجة الزلزالية. يمكن أن يؤدي تعرض الأشخاص والحيوانات لموجات الصدمة إلى إصابات مباشرة أو غير مباشرة. ويتميز بأضرار وإصابات خفيفة ومتوسطة وشديدة وشديدة للغاية. يتم تقييم التأثير الميكانيكي لموجة الصدمة من خلال درجة التدمير الناجم عن عمل الموجة (يتم تمييز التدمير الضعيف والمتوسط والقوي والكامل). يمكن أن تتعرض معدات الطاقة والصناعة والبلدية نتيجة لتأثير موجة الصدمة إلى أضرار، ويتم تقييمها أيضًا حسب شدتها (ضعيفة ومتوسطة وقوية).
التعرض لموجة الصدمة يمكن أن يسبب الضرر أيضًا عربة، محطات المياه، الغابات. عادةً ما يكون الضرر الناتج عن موجة الصدمة كبيرًا جدًا؛ يتم تطبيقه على صحة الإنسان وعلى مختلف الهياكل والمعدات وما إلى ذلك.
الإشعاع الضوئي. وهو عبارة عن مزيج من الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. تتميز المنطقة المتوهجة للانفجار النووي بارتفاع درجة حرارتها بشكل كبير. يتميز التأثير الضار بقوة النبض الضوئي. يؤدي تعرض الإنسان للإشعاع إلى حروق مباشرة أو غير مباشرة، مقسمة حسب شدتها، والعمى المؤقت، وحروق الشبكية. تحمي الملابس من الحروق، لذلك تحدث غالبًا في المناطق المفتوحة من الجسم. تشكل الحرائق في المرافق أيضًا خطرًا كبيرًا اقتصاد وطنيفي الغابات، نتيجة للتأثيرات المشتركة للإشعاع الضوئي وموجات الصدمة. هناك عامل آخر في تأثير الإشعاع الضوئي وهو التأثير الحراري على المواد. يتم تحديد طبيعته من خلال العديد من خصائص كل من الإشعاع والجسم نفسه.
اختراق الإشعاع. هذا هو إشعاع جاما وتدفق النيوترونات المنبعثة في البيئة. زمن التعرض لها لا يتجاوز 10-15 ثانية. الخصائص الرئيسية للإشعاع هي التدفق وكثافة تدفق الجسيمات والجرعة ومعدل جرعة الإشعاع. تعتمد شدة الإصابة الإشعاعية بشكل أساسي على الجرعة الممتصة. عندما ينتشر الإشعاع المؤين عبر وسط ما، فإنه يغير بنيته الفيزيائية، مما يؤدي إلى تأين ذرات المواد. قد يحدث مرض الإشعاع عندما يتعرض الأشخاص لاختراق الإشعاع. درجات متفاوته(الأشكال الأكثر خطورة عادة ما تكون قاتلة). يمكن أيضًا أن يحدث الضرر الإشعاعي للمواد (يمكن أن تكون التغييرات في بنيتها غير قابلة للإصلاح). تستخدم المواد ذات الخصائص الوقائية بنشاط في بناء الهياكل الواقية.
نبض كهرومغناطيسي. مجموعة من المجالات الكهربائية والمغناطيسية قصيرة المدى الناتجة عن تفاعل إشعاعات جاما والنيوترونات مع ذرات وجزيئات الوسط. ليس للنبضة تأثير مباشر على الإنسان، فالأشياء التي تؤثر فيها هي جميع الأجسام التي موصلة للتيار الكهربائي: خطوط الاتصال، وخطوط نقل الطاقة، والهياكل المعدنية، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون نتيجة التعرض للنبض فشل الأجهزة والهياكل المختلفة التي تنقل التيار، والإضرار بصحة الأشخاص الذين يعملون بمعدات غير محمية. يعد تأثير النبضات الكهرومغناطيسية على المعدات غير المجهزة بحماية خاصة أمرًا خطيرًا بشكل خاص. قد تشمل الحماية "إضافات" مختلفة لأنظمة الأسلاك والكابلات، والتدريع الكهرومغناطيسي، وما إلى ذلك.
التلوث الإشعاعي للمنطقة. يحدث نتيجة لتساقط المواد المشعة من سحابة الانفجار النووي. هذا هو عامل الضرر الذي له أطول تأثير (عشرات السنين)، حيث يعمل على مساحة كبيرة. يتكون الإشعاع الناتج عن المواد المشعة المتساقطة من أشعة ألفا وبيتا وجاما. وأخطرها أشعة بيتا وأشعة جاما. يخلق الانفجار النووي سحابة يمكن أن تحملها الرياح. يحدث سقوط المواد المشعة خلال 10-20 ساعة بعد الانفجار. يعتمد حجم ودرجة التلوث على خصائص الانفجار والسطح والظروف الجوية. وكقاعدة عامة، تكون منطقة الأثر الإشعاعي على شكل قطع ناقص، ويتناقص مدى التلوث مع المسافة من نهاية الشكل الناقص حيث وقع الانفجار. اعتمادا على درجة التلوث والعواقب المحتملة للتعرض الخارجي، يتم تمييز مناطق التلوث المعتدل والشديد والخطير والخطير للغاية. تنجم التأثيرات الضارة بشكل رئيسي عن جسيمات بيتا وأشعة جاما. الخطير بشكل خاص هو دخول المواد المشعة إلى الجسم. الطريقة الرئيسية لحماية السكان هي العزلة عن التعرض الخارجي للإشعاع ومنع دخول المواد المشعة إلى الجسم.
وينصح بإيواء الأشخاص في الملاجئ والملاجئ المضادة للإشعاع، وكذلك في المباني التي يضعف تصميمها تأثير إشعاع جاما. كما يتم استخدام معدات الحماية الشخصية.
التلوث الإشعاعي الناتج عن الانفجار النووي
تشمل العوامل الضارة للأسلحة النووية ما يلي:
هزة أرضية؛
الإشعاع الضوئي
اختراق الإشعاع
تلوث اشعاعي؛
نبض كهرومغناطيسي.
أثناء حدوث انفجار في الغلاف الجوي، يتم إنفاق ما يقرب من 50٪ من طاقة الانفجار على تكوين موجة صدمة، و30-40٪ على الإشعاع الضوئي، وما يصل إلى 5٪ على الإشعاع المخترق والنبض الكهرومغناطيسي، وما يصل إلى 15٪ على الإشعاع المشع. تلوث اشعاعى. إن تأثير العوامل الضارة للانفجار النووي على الأشخاص وعناصر الأشياء لا يحدث في وقت واحد ويختلف في مدة التأثير وطبيعته وحجمه.
هزة أرضية. موجة الصدمة هي منطقة ضغط حاد للوسط، تنتشر على شكل طبقة كروية في جميع الاتجاهات من موقع الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت. اعتمادا على وسيلة الانتشار، يتم تمييز موجة الصدمة في الهواء أو الماء أو التربة.
تتشكل موجة الصدمة في الهواء بسبب الطاقة الهائلة المنبعثة في منطقة التفاعل، حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية ويصل الضغط إلى مليارات الأجواء (ما يصل إلى 105 مليار باسكال). الأبخرة والغازات الساخنة، التي تحاول التوسع، تحدث ضربة حادة لطبقات الهواء المحيطة، وتضغطها إلى ضغط وكثافة مرتفعين وتسخينها إلى درجة حرارة مرتفعة. درجة حرارة عالية. تعمل طبقات الهواء هذه على تحريك الطبقات اللاحقة.
وهكذا يحدث ضغط وحركة للهواء من طبقة إلى أخرى في جميع الاتجاهات من مركز الانفجار، مما يشكل موجة صدمية هوائية. وبالقرب من مركز الانفجار، تكون سرعة انتشار موجة الصدمة أعلى بعدة مرات من سرعة الصوت في الهواء.
ومع زيادة المسافة من الانفجار، تنخفض سرعة انتشار الموجة بسرعة وتضعف موجة الصدمة. تنتقل موجة الصدمة الهوائية أثناء انفجار نووي متوسط القوة حوالي 1000 متر في 1.4 ثانية، و2000 متر في 4 ثوانٍ، و3000 متر في 7 ثوانٍ، و5000 متر في 12 ثانية.
انفجار ذخائر الأسلحة النووية
المعالم الرئيسية لموجة الصدمة، التي تميز تأثيرها المدمر والضار: الضغط الزائد في مقدمة موجة الصدمة، وضغط رأس السرعة، ومدة الموجة - مدة مرحلة الضغط وسرعة الصدمة جبهة الموجة.
تشبه موجة الصدمة في الماء أثناء انفجار نووي تحت الماء نوعيًا موجة الصدمة في الهواء. ومع ذلك، على نفس المسافات، يكون الضغط في مقدمة موجة الصدمة في الماء أكبر بكثير منه في الهواء، ويكون وقت الحركة أقصر.
أثناء الانفجار النووي الأرضي، يتم إنفاق جزء من طاقة الانفجار على تكوين موجة ضغط في الأرض. وعلى عكس موجة الصدمة في الهواء، فهي تتميز بزيادة أقل حدة في الضغط عند مقدمة الموجة، بالإضافة إلى ضعف أبطأ خلف المقدمة.
عندما ينفجر سلاح نووي في الأرض، ينتقل الجزء الرئيسي من طاقة الانفجار إلى كتلة التربة المحيطة وينتج اهتزازًا قويًا للأرض، يذكرنا بالزلزال في تأثيره.
التأثير الميكانيكي لموجة الصدمة. تعتمد طبيعة تدمير عناصر الجسم (الجسم) على الحمل الناتج عن موجة الصدمة ورد فعل الجسم على عمل هذا الحمل. عادة ما يتم تقديم تقييم عام للدمار الناجم عن موجة الصدمة للانفجار النووي وفقًا لخطورة هذا التدمير.
- 1) تدمير ضعيف. تم تدمير حشوات النوافذ والأبواب وأقسام الإضاءة، كما تم تدمير السقف جزئيًا، ومن المحتمل حدوث تشققات في زجاج الطوابق العليا. تم الحفاظ على الأقبية والطوابق السفلية بالكامل. إنه آمن للبقاء في المبنى ويمكن استخدامه بعد الإصلاحات الروتينية.
- 2) يتجلى التدمير المعتدل في تدمير الأسطح والعناصر المدمجة - الأقسام الداخلية والنوافذ وكذلك حدوث تشققات في الجدران وانهيار الأجزاء الفردية من أرضيات العلية وجدران الطوابق العليا. الأقبية محفوظة. بعد التطهير والإصلاحات، يمكن استخدام جزء من المبنى في الطوابق السفلية. ترميم المباني ممكن خلال الإصلاحات الرئيسية.
- 3) يتميز التدمير الشديد بتدمير الهياكل الحاملة وأرضيات الطوابق العليا وتكوين تشققات في الجدران وتشوه أرضيات الطوابق السفلية. يصبح استخدام المباني مستحيلاً، وغالبًا ما يكون الإصلاح والترميم غير عملي.
- 4) التدمير الكامل. تم تدمير جميع العناصر الرئيسية للمبنى، بما في ذلك الهياكل الداعمة. لا يمكن استخدام المبنى. وفي حالة التدمير الشديد والكامل يمكن الحفاظ على السراديب واستعمالها جزئياً بعد إزالة الركام.
تأثير موجات الصدمة على الإنسان والحيوان. يمكن لموجة الصدمة أن تلحق الضرر بالأشخاص والحيوانات غير المحمية الآفات المؤلمةأو ارتجاج أو يكون سببا في وفاتهم.
يمكن أن تكون الأضرار مباشرة (نتيجة التعرض للضغط الزائد وضغط الهواء عالي السرعة) أو غير مباشرة (نتيجة لتأثيرات حطام المباني والهياكل المدمرة). يتميز تأثير الانفجار الجوي على الأشخاص غير المحميين بإصابات خفيفة ومتوسطة وشديدة وشديدة للغاية.
- 1) تحدث كدمات وإصابات شديدة للغاية عندما يتجاوز الضغط الزائد 100 كيلو باسكال. هناك فجوات اعضاء داخلية، كسور العظام، نزيف داخلي، ارتجاج، فقدان الوعي لفترة طويلة. هذه الإصابات يمكن أن تكون قاتلة.
- 2) من الممكن حدوث كدمات وإصابات خطيرة عند الضغط الزائد من 60 إلى 100 كيلو باسكال. وتتميز بكدمات شديدة في الجسم بأكمله، وفقدان الوعي، وكسور العظام، والنزيف من الأنف والأذنين؛ من الممكن حدوث تلف في الأعضاء الداخلية والنزيف الداخلي.
- 3) تحدث الآفات المعتدلة عند ضغط زائد قدره 40-60 كيلو باسكال. وقد يؤدي ذلك إلى خلع الأطراف، وكدمات في الدماغ، وتلف أجهزة السمع، ونزيف من الأنف والأذنين.
- 4) يحدث ضرر خفيف عند الضغط الزائد بمقدار 20-40 كيلو باسكال. يتم التعبير عنها في اضطرابات سريعة المرور في وظائف الجسم (طنين في الأذنين، دوخة، صداع). من الممكن حدوث خلع وكدمات.
يتم توفير الحماية المضمونة للأشخاص من موجة الصدمة من خلال إيوائهم في الملاجئ. في حالة عدم وجود ملاجئ، يتم استخدام الملاجئ المضادة للإشعاع، والأشغال تحت الأرض، والملاجئ الطبيعية والتضاريس.
الإشعاع الضوئي. الإشعاع الضوئي الناتج عن الانفجار النووي هو مزيج من الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة منه في الطيف. مصدر الإشعاع الضوئي هو المنطقة المضيئة للانفجار، والتي تتكون من مواد الأسلحة النووية والهواء والتربة التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية (في انفجار أرضي).
درجة حرارة المنطقة المضيئة لبعض الوقت قابلة للمقارنة مع درجة حرارة سطح الشمس (الحد الأقصى 8000-100000 درجة مئوية والحد الأدنى 18000 درجة مئوية). يتغير حجم المنطقة المضيئة ودرجة حرارتها بسرعة مع مرور الوقت. تعتمد مدة الإشعاع الضوئي على قوة الانفجار ونوعه ويمكن أن يستمر لمدة تصل إلى عشرات الثواني. يتميز التأثير الضار للإشعاع الضوئي بنبض ضوئي. النبضة الضوئية هي نسبة كمية الطاقة الضوئية إلى مساحة السطح المضاء المتعامد مع انتشار الأشعة الضوئية.
أثناء انفجار نووي على ارتفاعات عالية، يتم امتصاص الأشعة السينية المنبعثة حصريًا من منتجات الانفجار شديدة الحرارة بواسطة طبقات كبيرة من الهواء المتخلخل. ولذلك فإن درجة حرارة الكرة النارية (بشكل ملحوظ). أحجام كبيرةمما كانت عليه في انفجار الهواء) أقل.
يمكن أن تكون كمية الطاقة الضوئية التي تصل إلى جسم يقع على مسافة معينة من انفجار أرضي لمسافات قصيرة في حدود ثلاثة أرباع، وعلى مسافات كبيرة نصف قوة انفجار هوائي بنفس القوة.
في الانفجارات الأرضية والسطحية، يكون نبض الضوء على نفس المسافات أقل منه في الانفجارات الهوائية بنفس القوة.
أثناء الانفجارات تحت الأرض أو تحت الماء، يتم امتصاص كل الإشعاع الضوئي تقريبًا.
تنشأ حرائق الأجسام والمناطق المأهولة بالسكان من الإشعاع الضوئي والعوامل الثانوية الناتجة عن تأثير موجة الصدمة. وجود المواد القابلة للاحتراق له تأثير كبير.
ومن وجهة نظر عمليات الإنقاذ، تصنف الحرائق إلى ثلاث مناطق: منطقة الحرائق الفردية، ومنطقة الحرائق المستمرة، ومنطقة الاحتراق والاشتعال.
- 1) مناطق الحرائق الفردية هي المناطق التي تحدث فيها الحرائق في المباني والهياكل الفردية. مناورة التشكيل بين الحرائق الفردية مستحيلة بدون معدات الحماية الحرارية.
- 2) منطقة الحرائق المستمرة هي المنطقة التي تحترق فيها معظم المباني الباقية. ومن المستحيل أن تمر التشكيلات عبر هذه المنطقة أو تبقى فيها دون وسائل الحماية من الإشعاع الحراري أو القيام بإجراءات خاصة لمكافحة الحرائق لتوطين الحريق أو إخماده.
- 3) منطقة الاحتراق والاحتراق في الركام هي المنطقة التي تحترق فيها المباني والهياكل المدمرة. يتميز بحرق الركام لفترات طويلة (يصل إلى عدة أيام).
تأثير الإشعاع الضوئي على الإنسان والحيوان. يؤدي الإشعاع الضوئي الناتج عن الانفجار النووي، عند التعرض له بشكل مباشر، إلى حدوث حروق في المناطق المكشوفة من الجسم أو العمى المؤقت أو حروق في شبكية العين.
تنقسم الحروق إلى أربع درجات حسب شدة الضرر الذي يصيب الجسم.
تسبب حروق الدرجة الأولى ألمًا واحمرارًا وتورمًا في الجلد. فهي لا تشكل خطراً جسيماً ويتم علاجها بسرعة دون أي عواقب.
تسبب حروق الدرجة الثانية ظهور بثور مملوءة بسائل بروتيني شفاف؛ إذا تأثرت مساحات كبيرة من الجلد، فقد يفقد الشخص القدرة على العمل لبعض الوقت ويتطلب علاجًا خاصًا.
تتميز حروق الدرجة الثالثة بنخر الجلد مع تلف جزئي للطبقة الجرثومية.
حروق الدرجة الرابعة: موت الجلد في الطبقات العميقة من الأنسجة. يمكن أن تكون حروق الدرجة الثالثة والرابعة التي تؤثر على جزء كبير من الجلد قاتلة.
الحماية من الإشعاع الضوئي أبسط من العوامل الضارة الأخرى. ينتقل الإشعاع الضوئي في خط مستقيم. أي حاجز غير شفاف يمكن أن يكون بمثابة حماية ضده. استخدام الثقوب والخنادق والتلال والسدود والجدران بين النوافذ للمأوى، أنواع مختلفةالمعدات وتيجان الأشجار وما شابه ذلك، يمكن إضعاف الحروق الناتجة عن الإشعاع الضوئي بشكل كبير أو تجنبها تمامًا. توفر الملاجئ وملاجئ الإشعاع الحماية الكاملة. كما تحمي الملابس الجلد من الحروق، لذلك من المرجح أن تحدث الحروق في المناطق المكشوفة من الجسم.
تعتمد درجة الحروق من الإشعاع الضوئي إلى المناطق المغطاة من الجلد على طبيعة الملابس ولونها وكثافتها وسمكها (يفضل الملابس الفضفاضة ذات الألوان الفاتحة أو الملابس المصنوعة من الأقمشة الصوفية).
اختراق الإشعاع. الإشعاع المخترق هو إشعاع جاما وتدفق النيوترونات المنبعثة إلى البيئة من منطقة الانفجار النووي. كما يتم إطلاق الإشعاعات المؤينة على شكل جسيمات ألفا وبيتا، والتي لها مسار حر قصير، ونتيجة لذلك يتم إهمال تأثيرها على الأشخاص والمواد. مدة عمل الإشعاع المخترق لا تتجاوز 10-15 ثانية من لحظة الانفجار.
المعلمات الرئيسية التي تميز الإشعاع المؤين هي الجرعة ومعدل جرعة الإشعاع والتدفق وكثافة تدفق الجسيمات.
تتميز القدرة المؤينة لأشعة جاما بجرعة التعرض للإشعاع. وحدة جرعة التعرض لأشعة جاما هي كولوم لكل كيلوجرام (C/kg). في الممارسة العملية، يتم استخدام وحدة رونتجن (R) غير النظامية كوحدة لجرعة التعرض. الأشعة السينية هي جرعة (كمية من الطاقة) من إشعاع جاما، فعند امتصاصها في 1 سم3 من الهواء الجاف (عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط 760 ملم زئبق)، يتكون 2.083 مليار زوج من الأيونات، كل منها والتي لها شحنة تساوي شحنة الإلكترون.
تعتمد شدة الإصابة الإشعاعية بشكل أساسي على الجرعة الممتصة. لقياس الجرعة الممتصة من أي نوع إشعاعات أيونيةالوحدة باللون الرمادي (Gy). ينتشر في وسط ما، وأشعة جاما والنيوترونات تؤين ذراته وتغير التركيب الفيزيائي للمواد. أثناء التأين، تموت ذرات وجزيئات خلايا الأنسجة الحية أو تفقد قدرتها على الاستمرار في الحياة بسبب اختلال الروابط الكيميائية وتحلل المواد الحيوية.
أثناء الانفجارات النووية الجوية والأرضية القريبة جدًا من الأرض بحيث يمكن لموجة الصدمة أن تعطل المباني والهياكل، يكون الإشعاع المخترق آمنًا في معظم الحالات للأشياء. ولكن مع زيادة ارتفاع الانفجار، يصبح ذا أهمية متزايدة في إتلاف الأشياء. في الانفجارات على ارتفاعات عالية وفي الفضاء، فإن العامل المدمر الرئيسي هو دافع الإشعاع المخترق.
الأضرار التي لحقت بالإنسان والحيوان عن طريق اختراق الإشعاع. يمكن أن يحدث مرض الإشعاع عند البشر والحيوانات عند تعرضهم لاختراق الإشعاع. وتعتمد درجة الضرر على جرعة التعرض للإشعاع، والوقت الذي تم فيه تلقي هذه الجرعة، ومنطقة الجسم المعرضة للإشعاع، والحالة العامة للجسم. ويؤخذ في الاعتبار أيضًا أن التشعيع يمكن أن يكون فرديًا أو متعددًا. يعتبر التعرض الفردي هو التعرض الذي تم تلقيه في الأيام الأربعة الأولى. يكون التشعيع المتلقّى على مدى فترة تزيد عن أربعة أيام متعددًا. مع تشعيع واحد لجسم الإنسان، اعتمادا على جرعة التعرض، يتم تمييز 4 درجات من مرض الإشعاع.
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الأولى (المعتدلة) عند التعرض لجرعة إجمالية من الإشعاع تتراوح بين 100-200 ر. يمكن أن تستمر الفترة الكامنة من 2 إلى 3 أسابيع، وبعد ذلك الشعور بالضيق والضعف العام والشعور بالثقل في الرأس وضيق في الصدر، تظهر زيادة التعرق، زيادة دورية في درجة الحرارة. محتوى الكريات البيض في الدم يتناقص. مرض الإشعاع من الدرجة الأولى قابل للشفاء.
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الثانية (المتوسطة) عند التعرض لجرعة إجمالية من الإشعاع تتراوح بين 200-400 ر. وتستمر الفترة الكامنة حوالي أسبوع. يتجلى مرض الإشعاع في مرض أكثر خطورة، والخلل الوظيفي الجهاز العصبي، الصداع، والدوخة، في البداية غالبا ما يكون هناك قيء، وربما زيادة في درجة حرارة الجسم. ينخفض عدد كريات الدم البيضاء في الدم، وخاصة الخلايا الليمفاوية، بأكثر من النصف. مع العلاج النشط، يحدث الانتعاش في 1.5-2 أشهر. الوفيات المحتملة (تصل إلى 20٪).
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الثالثة (الشديدة) بجرعة تعرض إجمالية تتراوح بين 400-600 ر. وتصل فترة الكمون إلى عدة ساعات. ويلاحظ حالة عامة شديدة، صداع شديد، قيء، وأحيانا فقدان الوعي أو هياج مفاجئ، ونزيف في الأغشية المخاطية والجلد، ونخر الأغشية المخاطية في منطقة اللثة. يتناقص بشكل حاد عدد كريات الدم البيضاء، ثم كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية. بسبب ضعف دفاعات الجسم تظهر مضاعفات معدية مختلفة. وبدون علاج، ينتهي المرض بالوفاة في 20-70٪ من الحالات، في أغلب الأحيان بسبب المضاعفات المعدية أو النزيف.
عند التعرض لجرعة تعرض تزيد عن 600 ر. يتطور مرض إشعاعي شديد الخطورة من الدرجة الرابعة، والذي يؤدي عادة إلى الوفاة في غضون أسبوعين بدون علاج.
الحماية من اختراق الإشعاع. يتم تخفيف الإشعاع المخترق الذي يمر عبر الوسائط (المواد) المختلفة. تعتمد درجة الضعف على خصائص المواد وسمك الطبقة الواقية. يتم إضعاف النيوترونات بشكل رئيسي عن طريق الاصطدام بالنوى الذرية. يتم إنفاق طاقة كمات جاما عند مرورها عبر المواد بشكل أساسي على التفاعل مع إلكترونات الذرات. تعمل الهياكل الواقية للدفاع المدني على حماية الأشخاص بشكل موثوق من اختراق الإشعاع.
تلوث اشعاعي. يحدث التلوث الإشعاعي نتيجة لتساقط المواد المشعة من سحابة الانفجار النووي.
المصادر الرئيسية للنشاط الإشعاعي أثناء الانفجارات النووية: المنتجات الانشطارية للمواد التي يتكون منها الوقود النووي (200 نظير مشع لـ 36 عنصرًا كيميائيًا)؛ النشاط المستحث الناتج عن تأثير التدفق النيوتروني الناتج عن انفجار نووي على البعض العناصر الكيميائيةالمكونات الموجودة في التربة (الصوديوم والسيليكون وغيرها)؛ جزء من الوقود النووي لا يشارك في التفاعل الانشطاري ويدخل إلى نواتج الانفجار على شكل جزيئات صغيرة.
يتكون الإشعاع الناتج عن المواد المشعة من ثلاثة أنواع من الأشعة: ألفا وبيتا وجاما.
تمتلك أشعة جاما أكبر قوة اختراق، وجسيمات بيتا لديها أقل قوة اختراق، وجسيمات ألفا لديها أقل قوة اختراق. ولذلك فإن الخطر الرئيسي على الناس في حالة التلوث الإشعاعي للمنطقة هو إشعاعات جاما وبيتا.
للتلوث الإشعاعي عدد من السمات: مساحة كبيرة متأثرة، ومدة التأثير الضار، وصعوبات في اكتشاف المواد المشعة التي ليس لها لون أو رائحة، وما إلى ذلك. علامات خارجية.
تتشكل مناطق التلوث الإشعاعي في منطقة الانفجار النووي وفي أعقاب السحابة المشعة. سيكون أكبر تلوث للمنطقة أثناء التفجيرات النووية الأرضية (السطحية) وتحت الأرض (تحت الماء).
وفي الانفجار النووي الأرضي (تحت الأرض)، تلامس الكرة النارية سطح الأرض. تصبح البيئة شديدة الحرارة، ويتبخر جزء كبير من التربة والصخور ويلتصق بكرة النار. تستقر المواد المشعة على جزيئات التربة المنصهرة. ونتيجة لذلك، تتشكل سحابة قوية تتكون من كمية هائلة من الجزيئات المنصهرة المشعة وغير النشطة، والتي تتراوح أحجامها من عدة ميكرونات إلى عدة مليمترات. وفي غضون 7-10 دقائق ترتفع السحابة المشعة وتصل إلى أقصى ارتفاع لها، وتستقر وتكتسب شكل الفطر المميز، وتحت تأثير التيارات الهوائية تتحرك بسرعة معينة وفي اتجاه معين. معظم الغبار المتساقط، الذي يسبب تلوثًا شديدًا للمنطقة، يسقط من السحابة خلال 10 إلى 20 ساعة بعد الانفجار النووي.
عندما تتساقط مواد مشعة من سحابة الانفجار النووي، يتلوث سطح الأرض والهواء ومصادر المياه والأصول المادية وما شابه ذلك.
وفي الانفجارات المحمولة جواً وعلى ارتفاعات عالية، لا تلمس الكرة النارية سطح الأرض. أثناء الانفجار الجوي، تدخل كتلة المنتجات المشعة بأكملها تقريبًا على شكل جزيئات صغيرة جدًا إلى طبقة الستراتوسفير ولا يبقى سوى جزء صغير في طبقة التروبوسفير. تسقط المواد المشعة من طبقة التروبوسفير خلال شهر إلى شهرين، ومن طبقة الستراتوسفير - خلال 5-7 سنوات. خلال هذه الفترة، يتم نقل الجسيمات الملوثة إشعاعيًا بواسطة التيارات الهوائية لمسافات طويلة من موقع الانفجار وتتوزع على مساحات واسعة. لذلك، لا يمكنهم خلق تلوث إشعاعي خطير للمنطقة. الخطر الوحيد يمكن أن يأتي من النشاط الإشعاعي الناجم في التربة والأشياء الموجودة بالقرب من مركز الانفجار النووي المحمول جوا. أبعاد هذه المناطق، كقاعدة عامة، لن تتجاوز نصف قطر مناطق التدمير الكامل.
ويعتمد شكل مسار السحابة المشعة على اتجاه وسرعة الرياح المتوسطة. على الأراضي المسطحة ذات اتجاه الرياح الثابت، يكون للأثر الإشعاعي شكل قطع ناقص ممدود. ولوحظت أعلى درجة من التلوث في مناطق الأثر الواقعة بالقرب من مركز الانفجار وعلى محور الأثر. تتساقط هنا جزيئات أكبر من الغبار المشع. يتم ملاحظة أدنى درجة من التلوث عند حدود مناطق التلوث وفي المناطق الأبعد عن مركز الانفجار النووي الأرضي.
تتميز درجة التلوث الإشعاعي لمنطقة ما بمستوى الإشعاع لفترة معينة بعد الانفجار وجرعة التعرض للإشعاع (أشعة جاما) المتلقاة خلال الفترة من بداية التلوث إلى وقت التحلل الكامل للمواد المشعة .
اعتمادًا على درجة التلوث الإشعاعي والعواقب المحتملة للإشعاع الخارجي في منطقة الانفجار النووي وعلى مسار السحابة المشعة، يتم تمييز مناطق التلوث المعتدل والشديد والخطير والخطير للغاية.
منطقة العدوى المعتدلة (المنطقة أ). تتراوح جرعة التعرض للإشعاع أثناء التحلل الكامل للمواد المشعة من 40 إلى 400 ر. يجب إيقاف العمل في المناطق المفتوحة الواقعة في منتصف المنطقة أو على حدودها الداخلية لعدة ساعات.
منطقة التلوث الشديد (المنطقة ب). تتراوح جرعة التعرض للإشعاع أثناء التحلل الكامل للمواد المشعة من 400 إلى 1200 ر. في المنطقة ب، يتم إيقاف العمل في المرافق لمدة تصل إلى يوم واحد، ويلجأ العمال والموظفون إلى الهياكل الواقية للدفاع المدني أو الأقبية أو الملاجئ الأخرى .
منطقة التلوث الخطرة (المنطقة ب). عند الحدود الخارجية لمنطقة التعرض، يبلغ معدل إشعاع جاما حتى التحلل الكامل للمواد المشعة 1200 ر.، عند الحدود الداخلية - 4000 ر. في هذه المنطقة، يتوقف العمل من 1 إلى 3-4 أيام، ويلجأ العمال والموظفون في الهياكل الوقائية للدفاع المدني.
منطقة تلوث خطيرة للغاية (المنطقة د). عند الحدود الخارجية للمنطقة، تبلغ جرعة التعرض لأشعة جاما حتى التحلل الكامل للمواد المشعة 4000 ر. في المنطقة G، يتم إيقاف العمل في المرافق لمدة 4 أيام أو أكثر، ويلجأ العمال والموظفون إلى الملاجئ. وبعد الفترة المحددة، ينخفض مستوى الإشعاع في أراضي المنشأة إلى القيم التي تضمن الأنشطة الآمنة للعمال والموظفين في أماكن الإنتاج.
تأثير منتجات الانفجار النووي على الناس. مثل الإشعاع المخترق في منطقة الانفجار النووي، فإن إشعاع جاما الخارجي العام في منطقة ملوثة إشعاعيًا يسبب مرضًا إشعاعيًا لدى البشر والحيوانات. إن جرعات الإشعاع التي تسبب المرض هي نفس جرعات الإشعاع المخترق.
في تأثير خارجيغالبًا ما تسبب جزيئات بيتا لدى البشر آفات جلدية على اليدين والرقبة والرأس. تصنف الآفات الجلدية إلى شديدة (ظهور قرح غير قابلة للشفاء)، معتدلة (تكوين بثور) وخفيفة (زرقاء وحكة في الجلد).
يمكن أن يحدث الضرر الداخلي للأشخاص بسبب المواد المشعة عند دخولها إلى الجسم، وذلك بشكل رئيسي من خلال الطعام. مع الهواء والماء، من الواضح أن المواد المشعة ستدخل الجسم بكميات لا تسبب إصابة إشعاعية حادة مع فقدان القدرة على العمل لدى البشر.
يتم توزيع المنتجات المشعة الممتصة للانفجار النووي بشكل غير متساو للغاية في الجسم. وتتركز بشكل خاص في الغدة الدرقية والكبد. وفي هذا الصدد، تتعرض هذه الأعضاء لجرعات عالية جدًا من الإشعاع، مما يؤدي إما إلى تدمير الأنسجة أو تطور الأورام ( غدة درقية)، أو إلى ضعف خطير في الوظيفة.
الخصائص القتاليةوالعوامل الضارة للأسلحة النووية. أنواع الانفجارات النووية واختلافها في السمات الخارجية. وصف موجز لالعوامل الضارة للانفجار النووي وتأثيرها على جسم الإنسان والمعدات العسكرية والأسلحة
1. الخصائص القتالية والعوامل الضارة للأسلحة النووية
يصاحب الانفجار النووي إطلاق كمية هائلة من الطاقة ويمكنه على الفور تقريبًا تعطيل الأشخاص غير المحميين والمعدات والهياكل والأصول المادية المختلفة على مسافة كبيرة. العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي هي: موجة الصدمة (موجات الانفجار الزلزالي)، والإشعاع الضوئي، والإشعاع المخترق، والنبض الكهرومغناطيسي، والتلوث الإشعاعي للمنطقة.
2. أنواع الانفجارات النووية واختلافها في المظاهر الخارجية
يمكن تنفيذ الانفجارات النووية في الهواء على ارتفاعات مختلفة، بالقرب من سطح الأرض (الماء) وتحت الأرض (الماء). ووفقا لهذا، تنقسم الانفجارات النووية إلى المحمولة جوا، على ارتفاعات عالية، والأرض (السطح) وتحت الأرض (تحت الماء).
تشمل الانفجارات النووية الجوية انفجارات في الهواء على ارتفاع بحيث لا تلامس المنطقة المضيئة للانفجار سطح الأرض (الماء) (الشكل أ).
إحدى علامات الانفجار الجوي هي أن عمود الغبار لا يتصل بسحابة الانفجار (الانفجار الجوي العالي). يمكن أن يكون انفجار الهواء مرتفعًا أو منخفضًا.
وتسمى النقطة على سطح الأرض (الماء) التي وقع فوقها الانفجار بمركز الانفجار.
يبدأ الانفجار النووي الجوي بوميض مبهر قصير المدى، يمكن رؤية ضوءه على مسافة عدة عشرات ومئات الكيلومترات.
بعد الوميض، تظهر منطقة كروية مضيئة في موقع الانفجار، وسرعان ما يزداد حجمها وترتفع. تصل درجة حرارة المنطقة المضيئة إلى عشرات الملايين من الدرجات. تعمل المنطقة المضيئة كمصدر قوي للإشعاع الضوئي. ومع نمو حجم كرة النار، فإنها ترتفع بسرعة وتبرد، وتتحول إلى سحابة دوامية صاعدة. عندما ترتفع كرة نارية، ثم سحابة دوامة، يتم إنشاء تدفق قوي من الهواء إلى الأعلى، والذي يمتص الغبار الناتج عن الانفجار من الأرض، والذي يتم الاحتفاظ به في الهواء لعدة عشرات من الدقائق.
(الشكل ب) يمكن لعمود من الغبار الناتج عن الانفجار أن يتصل بسحابة الانفجار؛ والنتيجة هي سحابة على شكل فطر.
إذا حدث انفجار هوائي على ارتفاع عالٍ، فقد لا يتصل عمود الغبار بالسحابة. وتفقد سحابة الانفجار النووي، التي تتحرك مع الريح، شكلها المميز وتتبدد.
ويصاحب الانفجار النووي صوت حاد يذكرنا بتصفيق الرعد القوي. يمكن للعدو استخدام الانفجارات الجوية لهزيمة القوات في ساحة المعركة وتدمير المباني الحضرية والصناعية وتدمير هياكل الطائرات والمطارات.
العوامل الضارة للانفجار النووي المحمول جواً هي: موجة الصدمة والإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق والنبض الكهرومغناطيسي.
يتم تنفيذ انفجار نووي على ارتفاعات عالية على ارتفاع 10 كيلومترات أو أكثر من سطح الأرض. أثناء الانفجارات على ارتفاعات عالية على ارتفاع عدة عشرات من الكيلومترات، تتشكل منطقة كروية مضيئة في موقع الانفجار؛ أبعادها أكبر من انفجار بنفس القوة في الطبقة الارضيةأَجواء. وبعد التبريد، تتحول المنطقة المتوهجة إلى سحابة حلقية دوامية. لا يتشكل عمود الغبار وسحابة الغبار أثناء انفجار على ارتفاعات عالية.
في الانفجارات النووية على ارتفاعات تصل إلى 25-30 كم، فإن العوامل الضارة لهذا الانفجار هي موجة الصدمة والإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق والنبض الكهرومغناطيسي.
ومع زيادة ارتفاع الانفجار بسبب التخلخل الجوي، تضعف موجة الصدمة بشكل كبير، ويزداد دور الإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق. تؤدي الانفجارات التي تحدث في منطقة الأيونوسفير إلى إنشاء مناطق أو مناطق ذات تأين متزايد في الغلاف الجوي، مما قد يؤثر على انتشار الموجات الراديوية (نطاق الموجات القصيرة جدًا) ويعطل تشغيل المعدات الراديوية.
لا يوجد عمليا أي تلوث إشعاعي لسطح الأرض أثناء التفجيرات النووية على ارتفاعات عالية.
يمكن استخدام الانفجارات على ارتفاعات عالية لتدمير أسلحة الهجوم والاستطلاع الجوية والفضائية: الطائرات، صواريخ كروزوالأقمار الصناعية والرؤوس الحربية للصواريخ الباليستية.
انفجار نووي أرضي.الانفجار النووي الأرضي هو انفجار يحدث على سطح الأرض أو في الهواء على ارتفاع منخفض، حيث تلامس المنطقة المضيئة الأرض.
وفي الانفجار الأرضي تكون المنطقة المضيئة على شكل نصف الكرة الأرضية، وتقع قاعدتها على سطح الأرض. إذا حدث انفجار أرضي على سطح الأرض (انفجار تلامسي) أو على مقربة منه، تتكون حفرة كبيرة في الأرض، محاطة بضفة ترابية.
ويعتمد حجم الحفرة وشكلها على قوة الانفجار؛ يمكن أن يصل قطر القمع إلى عدة مئات من الأمتار.
عند الانفجار الأرضي تتشكل سحابة غبارية وعمود غباري قوي مقارنة بالانفجار الجوي، ومن لحظة تكوينها يرتبط عمود الغبار بسحابة الانفجار، ونتيجة لذلك يتم سحب كمية هائلة من التربة في السحابة، مما يعطيها اللون الداكن. خلط التربة مع المنتجات المشعة، يساهم في هطول الأمطار المكثف من السحابة. في الانفجار الأرضي، يكون التلوث الإشعاعي للمنطقة الواقعة في منطقة الانفجار وفي أعقاب السحابة أقوى بكثير منه في الانفجار الجوي. تهدف الانفجارات الأرضية إلى تدمير الأجسام التي تتكون من هياكل متينة للغاية وهزيمة القوات الموجودة في ملاجئ قوية، إذا كان التلوث الإشعاعي القوي للمنطقة والأشياء الموجودة في منطقة الانفجار أو في مسار السحب مقبولًا أو مرغوبًا فيه.
تُستخدم هذه الانفجارات أيضًا لتدمير القوات المتمركزة بشكل علني إذا كان ذلك ضروريًا لإحداث تلوث إشعاعي شديد في المنطقة. في الانفجار النووي الأرضي، العوامل الضارة هي موجة الصدمة، والإشعاع الضوئي، والإشعاع المخترق، والتلوث الإشعاعي للمنطقة والنبض الكهرومغناطيسي.
الانفجار النووي تحت الأرض هو انفجار يحدث على عمق ما في الأرض.
مع مثل هذا الانفجار، قد لا يتم ملاحظة المنطقة المضيئة؛ أثناء الانفجار، يتم إنشاء ضغط هائل على الأرض، وتسبب موجة الصدمة الناتجة اهتزازات في التربة، تذكرنا بالزلزال. وتتشكل في مكان الانفجار حفرة كبيرة، تعتمد أبعادها على قوة الشحنة وعمق الانفجار ونوع التربة؛ يتم طرح كمية كبيرة من التربة الممزوجة بالمواد المشعة من القمع لتشكل عمودًا. يمكن أن يصل ارتفاع العمود إلى عدة مئات من الأمتار.
خلال انفجار تحت الأرض، لا يتم تشكيل سحابة الفطر المميزة، كقاعدة عامة. يكون لون العمود الناتج أغمق بكثير من لون سحابة الانفجار الأرضي. بعد أن وصل إلى أقصى ارتفاع، يبدأ العمود في الانهيار. ويؤدي الغبار المشع، الذي يستقر على الأرض، إلى تلويث المنطقة الواقعة في منطقة الانفجار وعلى طول مسار السحابة بشكل كبير.
يمكن إجراء انفجارات تحت الأرض لتدمير الهياكل المهمة بشكل خاص تحت الأرض وإنشاء أنقاض في الجبال في ظروف يكون فيها التلوث الإشعاعي الشديد للمنطقة والأشياء مقبولاً. في أي انفجار نووي تحت الأرض، العوامل الضارة هي موجات الانفجار الزلزالية والتلوث الإشعاعي للمنطقة.
وهذا الانفجار له تشابه خارجي مع انفجار نووي أرضي ويصاحبه نفس العوامل الضارة مثل الانفجار الأرضي. والفرق هو أن سحابة الفطر الناتجة عن الانفجار السطحي تتكون من ضباب مشع كثيف أو ضباب مائي.
ومن سمات هذا النوع من الانفجارات تكوين الموجات السطحية. يضعف تأثير الإشعاع الضوئي بشكل كبير بسبب التدريع بواسطة كتلة كبيرة من بخار الماء. يتم تحديد فشل الأجسام بشكل أساسي من خلال تأثير موجة الصدمة الهوائية.
يحدث التلوث الإشعاعي للمناطق المائية والتضاريس والأشياء بسبب سقوط الجزيئات المشعة من سحابة الانفجار. يمكن إجراء التفجيرات النووية السطحية لتدمير السفن السطحية الكبيرة والهياكل القوية للقواعد والموانئ البحرية، عندما يكون التلوث الإشعاعي الشديد للمياه والمناطق الساحلية مقبولاً أو مرغوباً فيه.
انفجار نووي تحت الماء. الانفجار النووي تحت الماء هو انفجار يتم إجراؤه في الماء على عمق أو آخر.
مع مثل هذا الانفجار، عادة ما تكون منطقة الوميض والتوهج غير مرئية.
أثناء انفجار تحت الماء على عمق ضحل، يرتفع عمود مجوف من الماء فوق سطح الماء، ويصل ارتفاعه إلى أكثر من كيلومتر. تتشكل سحابة مكونة من رذاذ وبخار ماء في أعلى العمود. يمكن أن يصل قطر هذه السحابة إلى عدة كيلومترات.
وبعد ثوانٍ قليلة من الانفجار، يبدأ عمود الماء في الانهيار وتتشكل في قاعدته سحابة تسمى الموجة الأساسية. تتكون الموجة الأساسية من ضباب مشع؛ وسرعان ما ينتشر في كل الاتجاهات من مركز الانفجار، وفي نفس الوقت يرتفع وتحمله الرياح.
وبعد دقائق قليلة، تمتزج الموجة الأساسية مع السحابة السلطانية (السلطان عبارة عن سحابة دوامية تغلف الجزء العلوي من عمود الماء) وتتحول إلى سحابة طبقية ركامية، يتساقط منها المطر المشع. تتشكل موجة صدمية في الماء، وعلى سطحه تنتشر الموجات السطحية في كل الاتجاهات. ويمكن أن يصل ارتفاع الأمواج إلى عشرات الأمتار.
تم تصميم الانفجارات النووية تحت الماء لتدمير السفن وتدمير الهياكل تحت الماء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تنفيذها للتلوث الإشعاعي الشديد للسفن والساحل.
3. وصف موجز للعوامل الضارة للانفجار النووي وتأثيرها على جسم الإنسان والمعدات العسكرية والأسلحة
العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي هي: موجة الصدمة (موجات الانفجار الزلزالي)، والإشعاع الضوئي، والإشعاع المخترق، والنبض الكهرومغناطيسي، والتلوث الإشعاعي للمنطقة.
هزة أرضية
موجة الصدمة هي العامل المدمر الرئيسي للانفجار النووي. وهي منطقة ضغط قوي للوسط (الهواء، الماء)، ينتشر في كل الاتجاهات من نقطة الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت. في بداية الانفجار، تكون الحدود الأمامية لموجة الصدمة هي سطح الكرة النارية. وبعد ذلك، أثناء تحركها بعيدًا عن مركز الانفجار، تنفصل الحدود الأمامية (الأمامية) لموجة الصدمة عن الكرة النارية، وتتوقف عن التوهج وتصبح غير مرئية.
المعلمات الرئيسية لموجة الصدمة هي الضغط الزائد في مقدمة موجة الصدمة، ومدة عملها وضغط السرعة. عندما تقترب موجة الصدمة من أي نقطة في الفضاء، يزداد الضغط ودرجة الحرارة فيها على الفور، ويبدأ الهواء في التحرك في اتجاه انتشار موجة الصدمة. ومع المسافة من مركز الانفجار، ينخفض الضغط في مقدمة موجة الصدمة. ثم يصبح أقل من الغلاف الجوي (يحدث خلخلة). في هذا الوقت، يبدأ الهواء بالتحرك في الاتجاه المعاكس لاتجاه انتشار موجة الصدمة. بعد التأسيس الضغط الجويتتوقف حركة الهواء.
تنتقل موجة الصدمة أول 1000 متر في ثانيتين، و2000 متر في 5 ثوانٍ، و3000 متر في 8 ثوانٍ.
خلال هذا الوقت، يمكن للشخص الذي يرى وميضًا أن يختبئ وبالتالي يقلل من احتمالية تعرضه لموجة أو تجنبها تمامًا.
يمكن أن تؤدي موجة الصدمة إلى إصابة الأشخاص وتدمير أو إتلاف المعدات والأسلحة والهياكل الهندسية والممتلكات. تحدث الآفات والدمار والأضرار نتيجة التأثير المباشر لموجة الصدمة، وبشكل غير مباشر بسبب حطام المباني والهياكل والأشجار المدمرة وما إلى ذلك.
تعتمد درجة الضرر الذي يلحق بالأشخاص والأشياء المختلفة على المسافة من الانفجار وفي أي موقع يقعون فيه. الأجسام الموجودة على سطح الأرض أكثر ضرراً من تلك المدفونة.
الإشعاع الضوئي
الإشعاع الضوئي للانفجار النووي هو تيار من الطاقة الإشعاعية، مصدرها منطقة مضيئة تتكون من المنتجات الساخنة للانفجار والهواء الساخن. يتناسب حجم المنطقة المضيئة مع قوة الانفجار. ينتشر الإشعاع الضوئي على الفور تقريبًا (بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية) ويستمر، اعتمادًا على قوة الانفجار، من ثانية إلى عدة ثوانٍ. وتتناقص شدة الإشعاع الضوئي وتأثيره الضار بازدياد المسافة من مركز الانفجار؛ فعندما تزيد المسافة بمقدار 2 و 3 مرات، تقل شدة الإشعاع الضوئي بمقدار 4 و 9 مرات.
يتمثل تأثير الإشعاع الضوئي أثناء الانفجار النووي في إلحاق الضرر بالأشخاص والحيوانات بالأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء (الحرارية) على شكل حروق بدرجات متفاوتة، وكذلك تفحم أو اشتعال الأجزاء القابلة للاشتعال وأجزاء الهياكل والمباني، الأسلحة والمعدات العسكرية والبكرات المطاطية للدبابات والسيارات والأغطية والقماش المشمع وأنواع أخرى من الممتلكات والمواد. عند ملاحظة انفجار مباشر من مسافة قريبة، يتسبب إشعاع الضوء في تلف شبكية العين ويمكن أن يسبب فقدان الرؤية (كليًا أو جزئيًا).
اختراق الإشعاع
الإشعاع المخترق هو تيار من أشعة جاما والنيوترونات المنبعثة في البيئة من منطقة وسحابة الانفجار النووي. مدة عمل الإشعاع المخترق هي بضع ثوان فقط، ومع ذلك، فهو قادر على التسبب في أضرار جسيمة للأفراد في شكل مرض إشعاعي، خاصة إذا كانوا موجودين في مكان مفتوح. المصدر الرئيسي لإشعاع جاما هو شظايا انشطار المادة المشحونة الموجودة في منطقة الانفجار والسحابة المشعة. أشعة جاما والنيوترونات قادرة على اختراق سماكات كبيرة للمواد المختلفة. عند المرور مواد متعددةيضعف تدفق أشعة جاما، وكلما زادت كثافة المادة، زاد توهين أشعة جاما. على سبيل المثال، تنتشر أشعة جاما في الهواء لمسافة عدة مئات من الأمتار، ولكن في الرصاص لا تتجاوز بضعة سنتيمترات. يتم إضعاف تدفق النيوترونات بقوة بواسطة المواد التي تحتوي على عناصر خفيفة (الهيدروجين والكربون). يمكن وصف قدرة المواد على تخفيف إشعاع جاما وتدفق النيوترونات
تحددها قيمة طبقة نصف التوهين.
طبقة نصف التوهين هي سمك المادة التي تمر من خلالها يتم تخفيف أشعة جاما والنيوترونات بمقدار مرتين. عندما يزيد سمك المادة إلى طبقتين بنصف التوهين، تنخفض جرعة الإشعاع بمقدار 4 مرات، إلى ثلاث طبقات - بمقدار 8 مرات، وما إلى ذلك.
أهمية طبقة التوهين النصفية لبعض المواد
|
مادة |
الكثافة جم / سم 3 |
نصف طبقة التوهين، سم |
|
|
بواسطة النيوترونات |
بواسطة إشعاع جاما |
||
|
بولي ايثيلين |
|||
معامل التوهين لاختراق الإشعاع أثناء انفجار أرضي بقوة 10 آلاف طن لحاملة جنود مدرعة مغلقة هو 1.1. للخزان - 6، للخندق الكامل - 5. منافذ تحت الحاجز والشقوق المسدودة تضعف الإشعاع بنسبة 25-50 مرة؛ يعمل طلاء المخبأ على تخفيف الإشعاع بمقدار 200-400 مرة، وطبقة المأوى بمقدار 2000-3000 مرة. جدار بسمك 1 متر من هيكل خرساني مسلح يخفف الإشعاع بحوالي 1000 مرة؛ درع الدبابة يضعف الإشعاع بمقدار 5-8 مرات.
التلوث الإشعاعي للمنطقة
يحدث التلوث الإشعاعي للمنطقة والغلاف الجوي والأجسام المختلفة أثناء التفجيرات النووية بسبب شظايا الانشطار والنشاط المستحث والجزء غير المتفاعل من الشحنة.
المصدر الرئيسي للتلوث الإشعاعي أثناء التفجيرات النووية هو المنتجات المشعة للتفاعلات النووية - شظايا انشطار نوى اليورانيوم أو البلوتونيوم. تنبعث المنتجات المشعة للانفجار النووي التي تستقر على سطح الأرض من أشعة جاما وجسيمات بيتا وألفا (الإشعاع المشع).
تتساقط الجسيمات المشعة من السحابة وتلوث المنطقة، مما يخلق أثرًا إشعاعيًا على مسافات تصل إلى عشرات ومئات الكيلومترات من مركز الانفجار. وفقا لدرجة الخطر، يتم تقسيم المنطقة الملوثة بعد سحابة الانفجار النووي إلى أربع مناطق.
المنطقة أ - غزو معتدل. الجرعة الإشعاعية حتى التحلل الكامل للمواد المشعة عند الحدود الخارجية للمنطقة هي 40 راد، على الحدود الداخلية - 400 راد. المنطقة ب - العدوى الشديدة - 400-1200 راد. المنطقة ب - تلوث خطير - 1200-4000 راد. المنطقة G - عدوى خطيرة للغاية - 4000-7000 راد.
في المناطق الملوثة، يتعرض الناس للإشعاع الإشعاعي، ونتيجة لذلك قد يصابون بمرض الإشعاع. لا يقل خطورة عن دخول المواد المشعة إلى الجسم وكذلك إلى الجلد. وبالتالي، إذا لامست كميات صغيرة من المواد المشعة الجلد، وخاصة الأغشية المخاطية للفم والأنف والعينين، فقد يحدث تلف إشعاعي.
تشكل الأسلحة والمعدات الملوثة بالمواد المشعة خطراً معيناً على الأفراد إذا تم التعامل معها بدون معدات حماية. من أجل منع الأضرار التي لحقت بالموظفين من النشاط الإشعاعي للمعدات الملوثة، تم تحديد مستويات التلوث المسموح بها بمنتجات التفجيرات النووية التي لا تؤدي إلى إصابة إشعاعية. إذا كان التلوث أعلى من المعايير المسموح بها، فمن الضروري إزالة الغبار المشع من الأسطح، أي تطهيرها.
يستمر التلوث الإشعاعي، على عكس العوامل الضارة الأخرى، لفترة طويلة (ساعات، أيام، سنوات) وعلى مساحات واسعة. ليس له أي علامات خارجية ولا يتم اكتشافه إلا بمساعدة أدوات قياس الجرعات الخاصة.
نبض كهرومغناطيسي
تسمى المجالات الكهرومغناطيسية المصاحبة للانفجارات النووية نبض كهرومغناطيسي(ايمي).
في الانفجارات الأرضية والجوية المنخفضة، يتم ملاحظة التأثيرات الضارة للنبضات الكهرومغناطيسية على مسافة عدة كيلومترات من مركز الانفجار. أثناء انفجار نووي على ارتفاعات عالية، يمكن أن تنشأ حقول الإشعاع الكهرومغناطيسي في منطقة الانفجار وعلى ارتفاعات تتراوح بين 20 و40 كم من سطح الأرض.
يتجلى التأثير الضار للـ EMR في المقام الأول فيما يتعلق بالمعدات اللاسلكية والإلكترونية والكهربائية الموجودة في الأسلحة والمعدات العسكرية وغيرها من الأشياء. تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتم تحفيز التيارات الكهربائية والفولتية في المعدات المحددة، مما قد يتسبب في انهيار العزل، وتلف المحولات، وتلف أجهزة أشباه الموصلات، واحتراق وصلات الصمامات والعناصر الأخرى لأجهزة الهندسة الراديوية.
موجات انفجارية زلزالية في باطن الأرض
أثناء الانفجارات النووية الجوية والأرضية، تتشكل موجات انفجارية زلزالية في الأرض، وهي عبارة عن اهتزازات ميكانيكية للأرض. تنتشر هذه الموجات على مسافات طويلة من مركز الانفجار، وتسبب تشوه التربة وتشكل عاملاً ضارًا كبيرًا للهياكل الموجودة تحت الأرض والمناجم والحفر.
مصدر موجات الانفجار الزلزالي في انفجار هوائي هو موجة صدمة الهواء التي تعمل على سطح الأرض. في الانفجار الأرضي، تتشكل موجات الانفجار الزلزالية نتيجة لعمل موجة الصدمة الهوائية ونتيجة لنقل الطاقة إلى الأرض مباشرة في مركز الانفجار.
تشكل موجات الانفجار الزلزالية أحمالًا ديناميكية على الهياكل وعناصر البناء وما إلى ذلك. وتخضع الهياكل وهياكلها لحركات تذبذبية. الضغوط الناشئة فيها، عند الوصول إلى قيم معينة، تؤدي إلى تدمير العناصر الهيكلية. تنتقل الاهتزازات من هياكل البناء إلى الأسلحة الموضوعة في الهياكل المعدات العسكريةوالمعدات الداخلية قد تسبب ضررا. وقد يتأثر الأفراد أيضًا نتيجة لتأثيرات الأحمال الزائدة والموجات الصوتية الناتجة عن الحركة التذبذبية لعناصر الهيكل.
