العوامل الأساسية للانفجار النووي. الأسلحة النووية وعواملها الضارة
خلال انفجار نووي أرضي، يذهب حوالي 50% من الطاقة إلى تكوين موجة صدمية وحفرة في الأرض، و30-40% إلى الإشعاع الضوئي، وما يصل إلى 5% إلى الإشعاع المخترق والإشعاع الكهرومغناطيسي، وما يصل إلى إلى 15% للتلوث الإشعاعي للمنطقة.
أثناء انفجار هوائي لذخيرة نيوترونية، يتم توزيع حصص الطاقة بطريقة فريدة: هزة أرضيةما يصل إلى 10%، والإشعاع الضوئي 5 - 8%، وحوالي 85% من الطاقة تذهب إلى الإشعاع المخترق (إشعاع النيوترون وغاما).
تشبه موجة الصدمة والإشعاع الضوئي العوامل الضارة للمتفجرات التقليدية، لكن الإشعاع الضوئي في حالة حدوث انفجار نووي أقوى بكثير.
تدمر موجة الصدمة المباني والمعدات وتجرح الناس ويكون لها تأثير ارتدادي مع انخفاض سريع في الضغط وضغط هواء عالي السرعة. الفراغ اللاحق (انخفاض ضغط الهواء) والسكتة العكسية الكتل الهوائيةتجاه الفطريات النووية النامية يمكن أن يسبب أيضًا بعض الأضرار.
يؤثر الإشعاع الضوئي على الأجسام غير المحمية فقط، أي الأجسام التي لا يغطيها أي شيء من الانفجار، ويمكن أن يسبب اشتعال المواد القابلة للاشتعال والحرائق، وكذلك الحروق وإلحاق الضرر برؤية الإنسان والحيوان.
للإشعاع المخترق تأثير مؤين ومدمر على جزيئات الأنسجة البشرية ويسبب مرض الإشعاع. إنه مهم بشكل خاص أثناء انفجار الذخيرة النيوترونية. يمكن للطوابق السفلية المصنوعة من الحجر والمباني الخرسانية المسلحة متعددة الطوابق، والملاجئ تحت الأرض التي يبلغ عمقها مترين (قبو، على سبيل المثال، أو أي ملجأ من الفئة 3-4 وما فوق) أن تحمي من اختراق الإشعاع، كما تتمتع المركبات المدرعة ببعض الحماية.
التلوث الإشعاعي - أثناء انفجار الهواء لشحنات نووية حرارية "نقية" نسبيًا (الانشطار والاندماج)، يتم تقليل هذا العامل المدمر إلى الحد الأدنى. والعكس صحيح، في حالة انفجار الإصدارات "القذرة" من الشحنات النووية الحرارية، مرتبة وفقًا لمبدأ الانشطار - الانصهار - الانشطار، انفجار أرضي مدفون، يحدث فيه تنشيط نيوتروني للمواد الموجودة في الأرض، و والأهم من ذلك أن انفجار ما يسمى "القنبلة القذرة" يمكن أن يكون له معنى حاسم.
تعمل النبضة الكهرومغناطيسية على تعطيل المعدات الكهربائية والإلكترونية وتعطيل الاتصالات اللاسلكية.
اعتمادا على نوع الشحنة وظروف الانفجار، يتم توزيع طاقة الانفجار بشكل مختلف. على سبيل المثال، أثناء انفجار شحنة نووية تقليدية دون زيادة إنتاج الإشعاع النيوتروني أو التلوث الإشعاعي، قد تكون هناك النسبة التالية لحصص إنتاج الطاقة على ارتفاعات مختلفة:
| حصص الطاقة من العوامل المؤثرة في الانفجار النووي | |||||||||
| الارتفاع / العمق | الأشعة السينية | الإشعاع الضوئي | دفء كرة النار والسحابة | موجة صدمة في الهواء | تشوه وقذف التربة | موجة ضغط في الأرض | حرارة التجويف في الأرض | اختراق الإشعاع | المواد المشعة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 كم | 64 % | 24 % | 6 % | 6 % | |||||
| 70 كم | 49 % | 38 % | 1 % | 6 % | 6 % | ||||
| 45 كم | 1 % | 73 % | 13 % | 1 % | 6 % | 6 % | |||
| 20 كم | 40 % | 17 % | 31 % | 6 % | 6 % | ||||
| 5 كم | 38 % | 16 % | 34 % | 6 % | 6 % | ||||
| 0 م | 34 % | 19 % | 34 % | 1 % | أقل من 1٪ | ? | 5 % | 6 % | |
| عمق انفجار التمويه | 30 % | 30 % | 34 % | 6 % | |||||
يوتيوب الموسوعي
-
1 / 5
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 إليها درجات حرارة عاليةوتبخرت أجزاء من الذخيرة المحيطة بالتربة والهواء. 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).
يمكن أن تكون نتيجة الإشعاع الضوئي اشتعال واحتراق الأشياء، والذوبان، والتفحم، وضغوط درجات الحرارة المرتفعة في المواد.
عندما يتعرض الشخص للإشعاع الضوئي، يحدث تلف في العينين وحروق في المناطق المفتوحة من الجسم، وقد يحدث أيضًا تلف في مناطق الجسم المحمية بالملابس.
يمكن أن يكون الحاجز المعتم التعسفي بمثابة حماية من تأثيرات الإشعاع الضوئي.
في حالة وجود ضباب أو ضباب أو غبار كثيف و/أو دخان، يتم أيضًا تقليل تأثير الإشعاع الضوئي.
هزة أرضية
معظم الدمار الناجم عن انفجار نووي سببه موجة الصدمة. موجة الصدمة هي موجة صدمية في وسط تتحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت (أكثر من 350 م/ث للغلاف الجوي). في الانفجار الجوي، موجة الصدمة هي منطقة صغيرة تحدث فيها زيادة فورية تقريبًا في درجة الحرارة والضغط وكثافة الهواء. مباشرة خلف جبهة موجة الصدمة هناك انخفاض في ضغط الهواء وكثافته، من انخفاض طفيف بعيدا عن مركز الانفجار إلى فراغ تقريبا داخل كرة النار. نتيجة هذا الانخفاض هو التدفق العكسي للهواء و ريح شديدةعلى السطح بسرعات تصل إلى 100 كم/ساعة أو أكثر باتجاه مركز الزلزال. تدمر موجة الصدمة المباني والهياكل وتؤثر على الأشخاص غير المحميين، وعلى مقربة من مركز الانفجار الأرضي أو الجوي المنخفض جدًا، فإنها تولد اهتزازات زلزالية قوية يمكن أن تدمر أو تلحق الضرر بالهياكل والاتصالات الموجودة تحت الأرض، وتجرح الأشخاص الموجودين فيها.
معظم المباني، باستثناء المباني المحصنة بشكل خاص، تتعرض لأضرار بالغة أو تدمر تحت تأثير الضغط الزائد الذي يتراوح بين 2160-3600 كجم/م2 (0.22-0.36 ضغط جوي).
يتم توزيع الطاقة على كامل المسافة المقطوعة، ولهذا السبب تتناقص قوة موجة الصدمة بما يتناسب مع مكعب المسافة من مركز الزلزال.
توفر الملاجئ الحماية ضد موجات الصدمة للبشر. في المناطق المفتوحة، يتم تقليل تأثير موجة الصدمة من خلال المنخفضات والعقبات والطيات المختلفة في التضاريس.
اختراق الإشعاع
نبض كهرومغناطيسي
أثناء الانفجار النووي، ونتيجة لتيارات قوية في الهواء المتأين بالإشعاع والإشعاع الضوئي، يظهر مجال كهرومغناطيسي قوي متناوب في الهواء، يسمى نبض كهرومغناطيسي(ايمي). على الرغم من أنه ليس له أي تأثير على البشر، إلا أن التعرض للإشعاعات الكهرومغناطيسية يؤدي إلى إتلاف المعدات الإلكترونية والأجهزة الكهربائية وخطوط الكهرباء. بجانب عدد كبير منوتتداخل الأيونات المتولدة بعد الانفجار مع انتشار موجات الراديو وعمل محطات الرادار. يمكن استخدام هذا التأثير لتعمية نظام التحذير من الهجوم الصاروخي.
تختلف قوة النبضات الكهرومغناطيسية اعتمادًا على ارتفاع الانفجار: فهي ضعيفة نسبيًا في المدى الذي يقل عن 4 كم، وتكون أقوى عند انفجار يتراوح من 4 إلى 30 كم، وقوية بشكل خاص عند ارتفاع تفجير يزيد عن 30 كم (انظر، على سبيل المثال، تجربة تفجير شحنة نووية على ارتفاعات عالية (Starfish Prime) .
حدوث EMR يحدث على النحو التالي:
- يمر الإشعاع المخترق المنبعث من مركز الانفجار عبر أجسام موصلة ممتدة.
- تتشتت كوانتا جاما بواسطة الإلكترونات الحرة، مما يؤدي إلى ظهور نبض تيار سريع التغير في الموصلات.
- ينبعث المجال الناتج عن النبض الحالي إلى الفضاء المحيط وينتشر بسرعة الضوء، ويتشوه ويتلاشى بمرور الوقت.
تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتم حث الجهد في جميع الموصلات الطويلة غير المحمية، وكلما زاد طول الموصل، زاد الجهد. ويؤدي ذلك إلى انهيار العزل وتعطل الأجهزة الكهربائية المرتبطة بشبكات الكابلات، على سبيل المثال، محطات المحولات الفرعية وغيرها.
تعتبر EMR ذات أهمية كبيرة أثناء حدوث انفجار على ارتفاعات عالية يصل إلى 100 كيلومتر أو أكثر. في انفجار في الطبقة الارضيةليس للغلاف الجوي تأثير حاسم على المعدات الكهربائية منخفضة الحساسية، بل إن نطاق عمله مغطى بعوامل ضارة أخرى. ولكن من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعطيل العملية وتعطيل المعدات الكهربائية الحساسة وأجهزة الراديو على مسافات كبيرة - تصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات من مركز الزلزال انفجار قويحيث لم تعد العوامل الأخرى لها تأثير مدمر. ويمكنه تعطيل المعدات غير المحمية في الهياكل المتينة المصممة لتحمل الأحمال الثقيلة الناجمة عن انفجار نووي (على سبيل المثال، الصوامع). ليس له أي تأثير ضار على الناس.
تلوث اشعاعي
التلوث الإشعاعي هو نتيجة سقوط كمية كبيرة من المواد المشعة من سحابة مرفوعة في الهواء. المصادر الثلاثة الرئيسية للمواد المشعة في منطقة الانفجار هي المنتجات الانشطارية للوقود النووي، والجزء غير المتفاعل من الشحنة النووية، والنظائر المشعة المتكونة في التربة وغيرها من المواد تحت تأثير النيوترونات (النشاط الإشعاعي المستحث).
وعندما تستقر نواتج الانفجار على سطح الأرض في اتجاه حركة السحابة، فإنها تشكل منطقة مشعة تسمى الأثر المشع. إن كثافة التلوث في منطقة الانفجار وعلى طول أثر حركة السحابة المشعة تتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يمكن أن يكون شكل الأثر متنوعًا جدًا، اعتمادًا على الظروف المحيطة.
تنبعث من المنتجات المشعة للانفجار ثلاثة أنواع من الإشعاع: ألفا وبيتا وجاما. زمن تأثيرهم على بيئةطويل جدا.
بسبب عملية طبيعيةالاضمحلال، يتناقص النشاط الإشعاعي، خاصة بشكل حاد في الساعات الأولى بعد الانفجار.
يمكن أن يحدث الضرر الذي يلحق بالناس والحيوانات بسبب التلوث الإشعاعي بسبب التشعيع الخارجي والداخلي. الحالات الشديدة قد تكون مصحوبة بمرض الإشعاع والوفاة.
التثبيت على وحدة قتاليةتتسبب الشحنة النووية لقذيفة من الكوبالت في تلوث المنطقة بنظير خطير 60 Co (قنبلة قذرة افتراضية).
الوضع الوبائي والبيئي
انفجار نوويفي منطقة مأهولة بالسكان، مثل غيرها من الكوارث المرتبطة بعدد كبير من الضحايا، سيؤدي تدمير الصناعات الخطرة والحرائق إلى ظروف صعبة في منطقة عملها، وهو ما سيكون عاملاً مدمراً ثانوياً. من المرجح أن يموت الأشخاص الذين لم يتلقوا حتى إصابات خطيرة مباشرة من الانفجار أمراض معديةوالتسمم الكيميائي. هناك احتمال كبير للإصابة بحروق في الحرائق أو التعرض للأذى عند محاولة الخروج من تحت الأنقاض.
التأثير النفسي
الأشخاص الذين يجدون أنفسهم في منطقة الانفجار، بالإضافة إلى الأضرار الجسدية، يعانون من تأثير كئيب نفسي قوي من المنظر المخيف للصورة التي تتكشف للانفجار النووي، والطبيعة الكارثية للدمار والحرائق، واختفاء المشهد المألوف، والعديد من الجثث المشوهة والمتفحمة والمحتضرة حولها والمتحللة بسبب استحالة دفنها، ووفاة الأقارب والأصدقاء، والوعي بالضرر الذي يلحق بالجسد ورعب الموت الوشيك من الإصابة بمرض الإشعاع. ستكون نتيجة هذا التأثير بين الناجين من الكارثة هو تطور الذهان الحاد، وكذلك متلازمات الخوف من الأماكن المغلقة بسبب الوعي باستحالة الوصول إلى سطح الأرض، وذكريات الكابوس المستمرة التي تؤثر على كل الوجود اللاحق. في اليابان هناك كلمة منفصلة للأشخاص الذين أصبحوا ضحايا القصف النووي- "الهيباكوشا".
تفترض أجهزة الاستخبارات الحكومية في العديد من البلدان [ ] أن من أهداف الجماعات الإرهابية المختلفة قد يكون الاستيلاء على الأسلحة النووية واستخدامها ضد المدنيين لغرض التأثير النفسي ولو كان جسديا. العوامل الضارةسيكون الانفجار النووي ضئيلاً على نطاق الدولة الضحية والإنسانية جمعاء. سيتم نشر الرسالة حول الهجوم الإرهابي النووي على الفور من خلال وسائل الإعلام (التلفزيون والراديو والإنترنت والصحافة) وسيكون لها بلا شك تأثير نفسي كبير على الناس، وهو ما يمكن للإرهابيين الاعتماد عليه.
أثناء عملية الانفجار النووي (النووي الحراري)، تتشكل العوامل الضارة، وموجة الصدمة، والإشعاع الضوئي، والإشعاع المخترق، والتلوث الإشعاعي للمنطقة والأشياء، وكذلك النبض الكهرومغناطيسي.
موجة الصدمة الهوائية للانفجار النووي
موجة الصدمة الهوائية هي ضغط مفاجئ للهواء ينتشر في الغلاف الجوي بسرعة تفوق سرعة الصوت. وهو العامل الرئيسي الذي يسبب الدمار والضرر للأسلحة والمعدات العسكرية والهياكل الهندسية والأعيان المحلية.
تتشكل موجة الصدمة الهوائية للانفجار النووي نتيجة لحقيقة أن المنطقة المضيئة المتوسعة تضغط على طبقات الهواء المحيطة بها، وينتشر هذا الضغط، الذي ينتقل من طبقة من الغلاف الجوي إلى أخرى، بسرعة تتجاوز بكثير سرعة الصوت والسرعة التحرك إلى الأمامجزيئات الهواء.
تنتقل موجة الصدمة أول 1000 متر في ثانيتين، و2000 متر في 5 ثوانٍ، و3000 متر في 8 ثوانٍ.
الشكل 5. يتغير الضغط عند نقطة ما على الأرض تبعاً لزمن تأثير موجة الصدمة على الأجسام المحيطة: 1 - أمام موجة الصدمة؛ 2- منحنى تغير الضغط
زيادة في ضغط الهواء في جبهة موجة الصدمة أعلاه الضغط الجوي، يتم قياس ما يسمى بالضغط الزائد في مقدمة موجة الصدمة Рф بالباسكال (1Pa=1N/m2، بالقضبان (I bar=10 5 Pa) أو بالكيلوجرام من القوة لكل سم2 (1kgf/cm2 = 0.9807 بار) ) وهو يميز قوة التأثير الضار لموجة الصدمة وهو أحد معالمها الرئيسية.
بعد مرور جبهة موجة الصدمة، ينخفض \u200b\u200bضغط الهواء عند نقطة معينة بسرعة، ولكن لبعض الوقت يستمر في البقاء فوق الضغط الجوي. يُطلق على الوقت الذي يتجاوز فيه ضغط الهواء الضغط الجوي مدة مرحلة ضغط موجة الصدمة (r+). كما أنه يميز التأثير الضار لموجة الصدمة.
في منطقة الضغط، تتحرك جزيئات الهواء خلف مقدمة موجة الصدمة بسرعة أقل من سرعة مقدمة موجة الصدمة بحوالي 300 م/ث. على مسافات من مركز الانفجار، حيث يكون لموجة الصدمة تأثير ضار (Рф0.2-0.3 بار)، تتجاوز سرعة حركة الهواء في موجة الصدمة 50 م/ث. في هذه الحالة، يمكن أن تصل الحركة الانتقالية الإجمالية لجزيئات الهواء في موجة الصدمة إلى عدة عشرات وحتى مئات الأمتار. ونتيجة لذلك، ينشأ ضغط قوي من ضغط الرياح عالي السرعة في منطقة الضغط، ويشار إليه بـ Rsk.
وفي نهاية مرحلة الانضغاط يصبح ضغط الهواء في موجة الصدمة أقل من الضغط الجوي، أي. مرحلة الضغط تليها مرحلة الخلخلة.
نتيجة لتأثير موجة الصدمة، قد يصاب الشخص بكدمات وإصابات. درجات متفاوتهالثقل الناتج عن الضغط الشامل لجسم الإنسان عن طريق الضغط الزائد في مرحلة الضغط لموجة الصدمة وعن طريق الضغط عالي السرعة والضغط الانعكاسي. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة لعمل الضغط عالي السرعة، تلتقط موجة الصدمة، على طول مسار حركتها، وتحمل بسرعة عالية أجزاء من المباني والهياكل المدمرة وفروع الأشجار والحجارة الصغيرة وغيرها من الأشياء التي يمكن أن يسبب الضرر للأشخاص الموجودين في مكان مفتوح.
يُطلق على الضرر المباشر الذي يلحق بالأشخاص بسبب الظاهرة المفرطة لموجة الصدمة وضغط السرعة وضغط الانعكاس اسم أولي، ويسمى الضرر الناجم عن عمل الحطام المختلف غير مباشر أو ثانوي.
الجدول 4. المسافات التي يُلاحظ فيها فشل الأفراد في التعرض لموجة الصدمة عند وضعهم مفتوحًا على الأرض في وضع الوقوف، كم
انخفاض ارتفاع الانفجار، م / ر 1/3
قوة الانفجار، كيلوطن
ويمكن أن يتأثر انتشار موجة الصدمة وتأثيرها المدمر والمدمر بشكل كبير بالتضاريس والغابات في منطقة الانفجار، وكذلك الظروف الجوية.
تضاريسيمكن أن يعزز أو يضعف تأثير موجة الصدمة. لذا. على المنحدرات الأمامية (المواجهة للانفجار) للتلال وفي التجاويف الواقعة على طول اتجاه حركة الأمواج، يكون الضغط أعلى منه على التضاريس المسطحة. عندما تكون المنحدرات شديدة الانحدار (زاوية ميل المنحدر إلى الأفق) هي 10-15، يكون الضغط أعلى بنسبة 15-35٪ منه على التضاريس المسطحة؛ مع انحدار منحدر 15-30 درجة، يمكن أن يزيد الضغط بمقدار مرتين.
على سفوح التلال المقابلة لمركز الانفجار، وكذلك في التجاويف والوديان الضيقة الواقعة بزاوية كبيرة على اتجاه انتشار الموجة، من الممكن تقليل ضغط الموجة وإضعاف تأثيرها الضار. مع انحدار المنحدر 15-30 درجة، ينخفض الضغط بمقدار 1.1-1.2 مرة، ومع انحدار 45-60 درجة - بمقدار 1.5-2 مرة.
في مناطق الغاباتالضغط الزائد أكبر بنسبة 10-15٪ منه في المناطق المفتوحة. في الوقت نفسه، في أعماق الغابة (على مسافة 50-200 متر وأكثر من الحافة، اعتمادا على كثافة الغابة)، لوحظ انخفاض كبير في ضغط السرعة.
احوال الطقسيكون لها تأثير كبير فقط على معلمات موجة الصدمة الهوائية الضعيفة، أي. للموجات ذات الضغط الزائد الذي لا يزيد عن 10 كيلو باسكال.
لذلك، على سبيل المثال، مع انفجار هوائي بقوة 100 كيلوطن، سيظهر هذا التأثير على مسافة 12...15 كم من مركز الانفجار. وفي الطقس الحار صيفاً تضعف الموجة في كافة الاتجاهات، وفي الشتاء تشتد خاصة في اتجاه الريح.
يمكن أن يؤثر المطر والضباب أيضًا بشكل كبير على معلمات موجة الصدمة، بدءًا من المسافات التي يكون فيها ضغط الموجة الزائد 200-300 كيلو باسكال أو أقل. على سبيل المثال، عندما يكون الضغط الزائد لموجة الصدمة في الظروف العادية 30 كيلو باسكال أو أقل، في ظروف المطر المتوسط ينخفض الضغط بنسبة 15%، والعواصف الشديدة بنسبة 30%. أثناء الانفجارات في ظروف تساقط الثلوج، ينخفض الضغط في موجة الصدمة بشكل طفيف جدًا ويمكن تجاهله.
يتم تحقيق حماية الموظفين من موجة الصدمة من خلال تقليل تأثير الضغط الزائد وضغط السرعة على الشخص. لذلك، فإن إيواء الأفراد خلف التلال والسدود في الوديان والحفريات والغابات الصغيرة، واستخدام التحصينات والدبابات وعربات المشاة القتالية وناقلات الجنود المدرعة، يقلل من درجة الضرر الناتج عن موجة الصدمة.
إذا افترضنا أنه أثناء انفجار نووي محمول جواً، فإن المسافة الآمنة لشخص غير محمي هي عدة كيلومترات، فلن يتم ضرب الأفراد الموجودين في التحصينات المفتوحة (الخنادق، وممرات الاتصالات، والشقوق المفتوحة) على مسافة ثلثي المسافة الآمنة مسافة. تعمل الشقوق والخنادق المغطاة على تقليل نصف قطر التأثير المدمر بمقدار مرتين والمخابئ بمقدار 3 مرات. لا يتأثر الأفراد الموجودون في هياكل متينة تحت الأرض على عمق أكثر من 10 أمتار حتى لو كان هذا الهيكل يقع في مركز الانفجار الجوي. يكون نصف قطر تدمير المعدات الموجودة في الخنادق وملاجئ الحفرة أقل بمقدار 1.2 إلى 1.5 مرة من وضعها في مكان مفتوح.
مع استخدام الطاقة الذرية، بدأت البشرية في تطوير الأسلحة النووية. لديها عدد من الميزات والتأثيرات البيئية. هناك درجات مختلفة من الدمار بالأسلحة النووية.
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.
السلاح النووييتجاوز القوة والإجراءات المدمرة التقليدية 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. أنها تنطوي على كمية كبيرة من التربة. 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. قد يتسبب ذلك في نشوب حريق مواد متعددة، معدات.
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 مكتملاً دون وصف تأثير التلوث الإشعاعي على المنطقة. يتجلى في أعماق 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.
العوامل الضارة للانفجار النووي
اعتمادا على نوع الشحنة وظروف الانفجار، يتم توزيع طاقة الانفجار بشكل مختلف. على سبيل المثال، أثناء انفجار شحنة نووية تقليدية دون زيادة إنتاج الإشعاع النيوتروني أو التلوث الإشعاعي، قد تكون هناك النسبة التالية لحصص إنتاج الطاقة على ارتفاعات مختلفة:
حصص الطاقة من العوامل المؤثرة في الانفجار النووي الارتفاع / العمق الأشعة السينية الإشعاع الضوئي دفء كرة النار والسحابة موجة صدمة في الهواء تشوه وقذف التربة موجة ضغط في الأرض حرارة التجويف في الأرض اختراق الإشعاع المواد المشعة 100 كم 64 % 24 % 6 % 6 % 70 كم 49 % 38 % 1 % 6 % 6 % 45 كم 1 % 73 % 13 % 1 % 6 % 6 % 20 كم 40 % 17 % 31 % 6 % 6 % 5 كم 38 % 16 % 34 % 6 % 6 % 0 م 34 % 19 % 34 % 1 % أقل من 1٪ ? 5 % 6 % تمويه عمق الانفجار 30 % 30 % 34 % 6 % خلال انفجار نووي أرضي، يذهب حوالي 50% من الطاقة إلى تكوين موجة صدمية وحفرة في الأرض، و30-40% إلى الإشعاع الضوئي، وما يصل إلى 5% إلى الإشعاع المخترق والإشعاع الكهرومغناطيسي، وما يصل إلى إلى 15% للتلوث الإشعاعي للمنطقة.
أثناء الانفجار الجوي لذخيرة نيوترونية، يتم توزيع حصص الطاقة بطريقة فريدة: موجة صدمية تصل إلى 10%، إشعاع ضوئي 5-8% وحوالي 85% من الطاقة تذهب إلى الإشعاع المخترق (إشعاع النيوترون وغاما).
تشبه موجة الصدمة والإشعاع الضوئي العوامل الضارة للمتفجرات التقليدية، لكن الإشعاع الضوئي في حالة حدوث انفجار نووي أقوى بكثير.
تدمر موجة الصدمة المباني والمعدات وتجرح الناس ويكون لها تأثير ارتدادي مع انخفاض سريع في الضغط وضغط هواء عالي السرعة. كما أن الخلخلة (انخفاض ضغط الهواء) الذي يتبع الموجة والحركة العكسية للكتل الهوائية نحو الفطر النووي النامي يمكن أن تسبب أيضًا بعض الضرر.
يؤثر الإشعاع الضوئي على الأجسام غير المحمية فقط، أي الأجسام التي لا يغطيها أي شيء من الانفجار، ويمكن أن يسبب اشتعال المواد القابلة للاشتعال والحرائق، وكذلك الحروق وإلحاق الضرر برؤية الإنسان والحيوان.
للإشعاع المخترق تأثير مؤين ومدمر على جزيئات الأنسجة البشرية ويسبب مرض الإشعاع. إنه مهم بشكل خاص أثناء انفجار الذخيرة النيوترونية. يمكن حماية الطوابق السفلية من المباني الحجرية والخرسانية المسلحة متعددة الطوابق، والملاجئ تحت الأرض بعمق 2 متر (قبو، على سبيل المثال، أو أي ملجأ من الفئة 3-4 وما فوق) من اختراق الإشعاع، والمركبات المدرعة لديها بعض الحماية.
التلوث الإشعاعي - أثناء انفجار الهواء لشحنات نووية حرارية "نقية" نسبيًا (الانشطار والاندماج)، يتم تقليل هذا العامل المدمر إلى الحد الأدنى. والعكس صحيح، في حالة انفجار المتغيرات "القذرة" من الشحنات النووية الحرارية، مرتبة وفقًا لمبدأ الانشطار - الانصهار - الانشطار، انفجار أرضي مدفون، حيث يحدث تنشيط نيوتروني للمواد الموجودة في الأرض، و والأهم من ذلك أن انفجار ما يسمى "القنبلة القذرة" قد يكون له معنى حاسم.
تعمل النبضة الكهرومغناطيسية على تعطيل المعدات الكهربائية والإلكترونية وتعطيل الاتصالات اللاسلكية.
هزة أرضية
أفظع مظاهر الانفجار ليس الفطر، بل وميض عابر وموجة الصدمة التي شكلتها
تشكيل موجة صدمة القوس (تأثير ماخ) أثناء انفجار بقوة 20 كيلو طن
الدمار الذي حل بمدينة هيروشيما نتيجة القصف الذري
الكثير من الدمار الناجم عن انفجار نووي سببه موجة الصدمة. موجة الصدمة هي موجة صدمية في وسط تتحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت (أكثر من 350 م/ث للغلاف الجوي). في الانفجار الجوي، موجة الصدمة هي منطقة صغيرة تحدث فيها زيادة فورية تقريبًا في درجة الحرارة والضغط وكثافة الهواء. مباشرة خلف جبهة موجة الصدمة هناك انخفاض في ضغط الهواء وكثافته، من انخفاض طفيف بعيدا عن مركز الانفجار إلى فراغ تقريبا داخل كرة النار. ويترتب على هذا الانخفاض حركة عكسية للهواء ورياح قوية على طول السطح تصل سرعتها إلى 100 كم/ساعة أو أكثر باتجاه مركز الزلزال. تدمر موجة الصدمة المباني والهياكل وتؤثر على الأشخاص غير المحميين، وعلى مقربة من مركز الانفجار الأرضي أو الجوي المنخفض جدًا، فإنها تولد اهتزازات زلزالية قوية يمكن أن تدمر أو تلحق الضرر بالهياكل والاتصالات الموجودة تحت الأرض، وتجرح الأشخاص الموجودين فيها.
معظم المباني، باستثناء المباني المحصنة بشكل خاص، تتعرض لأضرار بالغة أو تدمر تحت تأثير الضغط الزائد الذي يتراوح بين 2160-3600 كجم/م2 (0.22-0.36 ضغط جوي).
يتم توزيع الطاقة على كامل المسافة المقطوعة، ولهذا السبب تتناقص قوة موجة الصدمة بما يتناسب مع مكعب المسافة من مركز الزلزال.
توفر الملاجئ الحماية ضد موجات الصدمة للبشر. في المناطق المفتوحة، يتم تقليل تأثير موجة الصدمة من خلال المنخفضات والعقبات والطيات المختلفة في التضاريس.
الإشعاع البصري
ضحية القصف النووي على هيروشيما
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).
يمكن أن تكون نتيجة الإشعاع الضوئي اشتعال واحتراق الأشياء، والذوبان، والتفحم، وضغوط درجات الحرارة العالية في المواد.
عندما يتعرض الشخص للإشعاع الضوئي، يحدث تلف في العينين وحروق في المناطق المفتوحة من الجسم، وقد يحدث أيضًا تلف في مناطق الجسم المحمية بالملابس.
يمكن أن يكون الحاجز المعتم التعسفي بمثابة حماية من تأثيرات الإشعاع الضوئي.
في حالة وجود ضباب أو ضباب أو غبار كثيف و/أو دخان، يتم أيضًا تقليل تأثير الإشعاع الضوئي.
اختراق الإشعاع
نبض كهرومغناطيسي
أثناء الانفجار النووي، ونتيجة للتيارات القوية في الهواء المتأين بالإشعاع والضوء، يظهر مجال كهرومغناطيسي متناوب قوي، يسمى النبض الكهرومغناطيسي (EMP). على الرغم من أنه ليس له أي تأثير على البشر، إلا أن التعرض للإشعاعات الكهرومغناطيسية يؤدي إلى إتلاف المعدات الإلكترونية والأجهزة الكهربائية وخطوط الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، فإن العدد الكبير من الأيونات المتولدة بعد الانفجار يتداخل مع انتشار موجات الراديو وعمل محطات الرادار. يمكن استخدام هذا التأثير لتعمية نظام التحذير من الصواريخ.
تختلف قوة النبضات الكهرومغناطيسية اعتمادًا على ارتفاع الانفجار: فهي ضعيفة نسبيًا في المدى الذي يقل عن 4 كم، وتكون أقوى عند انفجار يتراوح من 4 إلى 30 كم، وقوية بشكل خاص عند ارتفاع تفجير يزيد عن 30 كم (انظر، على سبيل المثال، تجربة تفجير شحنة نووية على ارتفاعات عالية (Starfish Prime).
حدوث EMR يحدث على النحو التالي:
- يمر الإشعاع المخترق المنبعث من مركز الانفجار عبر أجسام موصلة ممتدة.
- تتشتت كوانتا جاما بواسطة الإلكترونات الحرة، مما يؤدي إلى ظهور نبض تيار سريع التغير في الموصلات.
- ينبعث المجال الناتج عن النبض الحالي إلى الفضاء المحيط وينتشر بسرعة الضوء، ويتشوه ويتلاشى بمرور الوقت.
تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتم حث الجهد في جميع الموصلات الطويلة غير المحمية، وكلما زاد طول الموصل، زاد الجهد. ويؤدي ذلك إلى انهيار العزل وتعطل الأجهزة الكهربائية المرتبطة بشبكات الكابلات، على سبيل المثال، محطات المحولات الفرعية وغيرها.
تعتبر EMR ذات أهمية كبيرة أثناء حدوث انفجار على ارتفاعات عالية يصل إلى 100 كيلومتر أو أكثر. عندما يحدث انفجار في الطبقة الأرضية من الغلاف الجوي، فإنه لا يسبب ضررًا حاسمًا للمعدات الكهربائية منخفضة الحساسية، بل إن نطاق تأثيره مغطى بعوامل ضارة أخرى. ولكن من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي إلى تعطيل العملية وتعطيل المعدات الكهربائية الحساسة وأجهزة الراديو على مسافات كبيرة - ما يصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات من مركز انفجار قوي، حيث لم تعد العوامل الأخرى لها تأثير مدمر. ويمكنه تعطيل المعدات غير المحمية في الهياكل المتينة المصممة لتحمل الأحمال الثقيلة الناجمة عن انفجار نووي (على سبيل المثال، الصوامع). ليس له أي تأثير ضار على الناس.
تلوث اشعاعي
حفرة ناتجة عن انفجار عبوة بقوة 104 كيلو طن. تعتبر انبعاثات التربة أيضًا مصدرًا للتلوث
التلوث الإشعاعي هو نتيجة سقوط كمية كبيرة من المواد المشعة من سحابة مرفوعة في الهواء. المصادر الثلاثة الرئيسية للمواد المشعة في منطقة الانفجار هي المنتجات الانشطارية للوقود النووي، والجزء غير المتفاعل من الشحنة النووية، والنظائر المشعة المتكونة في التربة وغيرها من المواد تحت تأثير النيوترونات (النشاط الإشعاعي المستحث).
وعندما تستقر نواتج الانفجار على سطح الأرض في اتجاه حركة السحابة، فإنها تشكل منطقة مشعة تسمى الأثر المشع. إن كثافة التلوث في منطقة الانفجار وعلى طول أثر حركة السحابة المشعة تتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يمكن أن يكون شكل الأثر متنوعًا جدًا، اعتمادًا على الظروف المحيطة.
تنبعث من المنتجات المشعة للانفجار ثلاثة أنواع من الإشعاع: ألفا وبيتا وجاما. وقت تأثيرها على البيئة طويل جدًا.
بسبب عملية الاضمحلال الطبيعي، يتناقص النشاط الإشعاعي، خاصة بشكل حاد في الساعات الأولى بعد الانفجار.
يمكن أن يحدث الضرر الذي يلحق بالناس والحيوانات بسبب التلوث الإشعاعي بسبب التشعيع الخارجي والداخلي. الحالات الشديدة قد تكون مصحوبة بمرض الإشعاع والوفاة.
يؤدي تركيب قذيفة كوبالت على الرأس الحربي لشحنة نووية إلى تلوث المنطقة بالنظير الخطير 60 Co (قنبلة قذرة افتراضية).
الوضع الوبائي والبيئي
إن الانفجار النووي في منطقة مأهولة بالسكان، كغيره من الكوارث المرتبطة بعدد كبير من الضحايا وتدمير الصناعات الخطرة والحرائق، سيؤدي إلى ظروف صعبة في منطقة تأثيره، وهو ما سيكون عامل ضرر ثانوي. ومن المرجح أن يموت الناس، حتى أولئك الذين لم يتلقوا إصابات كبيرة مباشرة من الانفجار، بسبب الأمراض المعدية والتسمم الكيميائي. هناك احتمال كبير للإصابة بحروق في الحرائق أو التعرض للأذى عند محاولة الخروج من تحت الأنقاض.
التأثير النفسي
الأشخاص الذين يجدون أنفسهم في منطقة الانفجار، بالإضافة إلى الأضرار الجسدية، يعانون من تأثير كئيب نفسي قوي من المنظر الصارخ والمخيف للصورة التي تتكشف للانفجار النووي، والطبيعة الكارثية للدمار والحرائق، العديد من الجثث والمشوهة التي تعيش حولها، ووفاة الأقارب والأصدقاء، والوعي بالضرر الذي لحق بجسدهم. وستكون نتيجة هذا التأثير حالة نفسية سيئة بين الناجين من الكارثة، وبالتالي استمرار الذكريات السلبية التي تؤثر على حياة الشخص اللاحقة بأكملها. في اليابان، هناك كلمة منفصلة للأشخاص الذين وقعوا ضحايا القصف النووي - "الهيباكوشا".
تفترض أجهزة المخابرات الحكومية في العديد من البلدان
الأسلحة النووية هي واحدة من أكثر الأنواع الخطرةالموجودة على الأرض. استخدام هذه الأداة يمكن أن يحل مشاكل مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون للأشياء التي يجب مهاجمتها مواقع مختلفة. وفي هذا الصدد، يمكن إجراء تفجير نووي في الهواء، تحت الأرض أو الماء، فوق الأرض أو الماء. هذا قادر على تدمير جميع الأشياء غير المحمية، وكذلك الناس. في هذا الصدد، يتم تمييز العوامل الضارة التالية للانفجار النووي.
1. يمثل هذا العامل حوالي 50 بالمائة من إجمالي الطاقة المنبعثة أثناء الانفجار. تشبه موجة الصدمة الناتجة عن انفجار سلاح نووي موجة الصدمة الناتجة عن قنبلة تقليدية. الفرق بينها هو قوتها التدميرية الأكبر ومدة عملها الأطول. إذا نظرنا في جميع العوامل الضارة للانفجار النووي، فهذا يعتبر العامل الرئيسي.
موجة الصدمة لهذا السلاح قادرة على ضرب الأجسام البعيدة عن مركز الزلزال. وهي عملية قوية، وسرعة انتشارها تعتمد على الضغط الناتج. كلما ابتعدنا عن موقع الانفجار، كان تأثير الموجة أضعف. وتكمن خطورة الموجة الانفجارية أيضًا في أنها تحرك الأجسام في الهواء مما قد يؤدي إلى الوفاة. وتنقسم الأضرار بهذا العامل إلى خفيفة وشديدة وشديدة للغاية ومعتدلة.
يمكنك الاحتماء من تأثير موجة الصدمة في ملجأ خاص.
2. الإشعاع الضوئي. ويمثل هذا العامل حوالي 35% من إجمالي الطاقة المنبعثة أثناء الانفجار. هذا عبارة عن تيار من الطاقة الإشعاعية، والذي يتضمن الأشعة تحت الحمراء والهواء المرئي والساخن ومنتجات الانفجار الساخن كمصادر للإشعاع الضوئي.
يمكن أن تصل درجة حرارة إشعاع الضوء إلى 10000 درجة مئوية. يتم تحديد مستوى الفتك بواسطة نبض الضوء. هذه هي نسبة إجمالي كمية الطاقة إلى المساحة التي تنيرها. تتحول طاقة الإشعاع الضوئي إلى حرارة. يسخن السطح. يمكن أن تكون قوية جدًا وتؤدي إلى تفحم المواد أو الحرائق.
يصاب الناس بحروق عديدة نتيجة للإشعاع الضوئي.
3. اختراق الإشعاع. تشمل العوامل الضارة هذا المكون. يمثل حوالي 10 بالمائة من إجمالي الطاقة. هذا عبارة عن تيار من النيوترونات وكميات جاما التي تنبعث من مركز استخدام الأسلحة. ينتشرون في كل الاتجاهات. وكلما ابتعدنا عن نقطة الانفجار، قل تركيز هذه التدفقات في الهواء. إذا تم استخدام السلاح تحت الأرض أو تحت الماء، فإن درجة تأثيرها تكون أقل بكثير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن جزءًا من تدفق النيوترونات وكميات جاما يمتصه الماء والأرض.
يغطي الإشعاع المخترق مساحة أصغر من موجة الصدمة أو الإشعاع. ولكن هناك أنواعًا من الأسلحة يكون فيها تأثير اختراق الإشعاع أعلى بكثير من العوامل الأخرى.
تخترق النيوترونات وأشعة جاما الأنسجة، مما يعيق عمل الخلايا. وهذا يؤدي إلى تغييرات في عمل الجسم وأعضائه وأجهزته. تموت الخلايا وتتحلل. ويسمى هذا عند البشر بمرض الإشعاع. ومن أجل تقييم درجة تعرض الجسم للإشعاع، يتم تحديد جرعة الإشعاع.
4. التلوث الإشعاعي. بعد الانفجار، لا تخضع بعض المادة للانشطار. ونتيجة لاضمحلالها، تتشكل جسيمات ألفا. كثير منهم ينشطون لمدة لا تزيد عن ساعة. المنطقة الواقعة في مركز الانفجار هي الأكثر عرضة للخطر.
5. وهي أيضًا جزء من النظام الذي تشكلته العوامل الضارة للأسلحة النووية. ويرتبط بظهور مجالات كهرومغناطيسية قوية.
هذه كلها العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي. عملها له تأثير كبير على المنطقة بأكملها والأشخاص الذين يقعون في هذه المنطقة.
الأسلحة النووية وعواملها الضارة قيد الدراسة من قبل البشرية. يتم التحكم في استخدامه من قبل المجتمع الدولي لمنع الكوارث العالمية.
