Les principaux facteurs dommageables des armes nucléaires et les conséquences des explosions nucléaires. Facteurs dommageables d'une explosion nucléaire et action
Introduction
1. La séquence des événements dans une explosion nucléaire
2. Onde de choc
3. Emission lumineuse
4. Rayonnement pénétrant
5. Contamination radioactive
6. Impulsion électromagnétique
Conclusion
La libération d'une énorme quantité d'énergie, qui se produit lors de la réaction de fission en chaîne, conduit à un échauffement rapide de la substance de l'engin explosif à des températures de l'ordre de 10 7 K. À de telles températures, la substance est un rayonnement ionisé intensément plasma. A ce stade, environ 80% de l'énergie de l'explosion est libérée sous forme d'énergie de rayonnement électromagnétique. L'énergie maximale de ce rayonnement, appelé primaire, tombe sur la gamme des rayons X du spectre. L'évolution ultérieure des événements d'une explosion nucléaire est principalement déterminée par la nature de l'interaction du rayonnement thermique primaire avec l'environnement entourant l'épicentre de l'explosion, ainsi que par les propriétés de cet environnement.
Si l'explosion se fait à basse altitude dans l'atmosphère, le rayonnement primaire de l'explosion est absorbé par l'air à des distances de l'ordre de plusieurs mètres. L'absorption des rayons X entraîne la formation d'un nuage d'explosion caractérisé par une température très élevée. Dans la première étape, ce nuage grossit en raison du transfert radiatif d'énergie de la partie interne chaude du nuage vers son environnement froid. La température du gaz dans un nuage est approximativement constante sur son volume et diminue à mesure qu'il augmente. Au moment où la température du nuage chute à environ 300 000 degrés, la vitesse du front de nuage diminue à des valeurs comparables à la vitesse du son. A ce moment, la formation onde de choc, dont l'avant "se détache" de la limite du nuage d'explosion. Pour une explosion d'une puissance de 20 kt, cet événement se produit environ 0,1 m/sec après l'explosion. Le rayon du nuage d'explosion en ce moment est d'environ 12 mètres.
L'intensité du rayonnement thermique du nuage d'explosion est entièrement déterminée par la température apparente de sa surface. Pendant un certain temps, l'air chauffé par le passage de l'onde de choc masque le nuage d'explosion en absorbant le rayonnement émis par celui-ci, de sorte que la température de la surface visible du nuage d'explosion correspond à la température de l'air derrière le front d'onde de choc , qui diminue à mesure que la taille du front augmente. Environ 10 millisecondes après le début de l'explosion, la température du front chute à 3000 °C et il redevient transparent au rayonnement du nuage d'explosion. La température de la surface visible du nuage d'explosion recommence à monter et, environ 0,1 s après le début de l'explosion, atteint environ 8000 °C (pour une explosion d'une puissance de 20 kt). A ce moment, la puissance de rayonnement du nuage d'explosion est maximale. Après cela, la température de la surface visible du nuage et, par conséquent, l'énergie rayonnée par celui-ci chutent rapidement. En conséquence, la majeure partie de l'énergie de rayonnement est émise en moins d'une seconde.
La formation d'une impulsion de rayonnement thermique et la formation d'une onde de choc se produisent aux premiers stades de l'existence d'un nuage d'explosion. Étant donné que le nuage contient l'essentiel des substances radioactives générées lors de l'explosion, son évolution ultérieure détermine la formation d'une trace de retombées radioactives. Une fois que le nuage d'explosion s'est tellement refroidi qu'il ne rayonne plus dans la région visible du spectre, le processus d'augmentation de sa taille se poursuit en raison de la dilatation thermique et il commence à s'élever. En train de se soulever, le nuage emporte avec lui une masse importante d'air et de terre. En quelques minutes, le nuage atteint une hauteur de plusieurs kilomètres et peut atteindre la stratosphère. La vitesse à laquelle les retombées radioactives tombent dépend de la taille des particules solides sur lesquelles elles se condensent. Si, lors de sa formation, le nuage d'explosion a atteint la surface, la quantité de sol entraînée lors de la montée du nuage sera suffisamment importante et les substances radioactives se déposeront principalement à la surface des particules de sol dont la taille peut atteindre plusieurs millimètres. . De telles particules tombent à la surface à proximité relative de l'épicentre de l'explosion et leur radioactivité ne diminue pratiquement pas pendant les retombées.
Si le nuage d'explosion ne touche pas la surface, les substances radioactives qu'il contient se condensent en particules beaucoup plus petites avec des tailles caractéristiques de 0,01 à 20 microns. Comme de telles particules peuvent exister assez longtemps dans les couches supérieures de l'atmosphère, elles se dispersent sur une très grande surface et, dans le temps qui s'écoule avant qu'elles ne tombent à la surface, ont le temps de perdre une partie importante de leur radioactivité. Dans ce cas, la trace radioactive n'est pratiquement pas observée. La hauteur minimale à laquelle une explosion n'entraîne pas la formation d'une trace radioactive dépend de la puissance de l'explosion et est d'environ 200 mètres pour une explosion d'une capacité de 20 kt et d'environ 1 km pour une explosion d'une capacité de 1 Mont.
Les principaux facteurs dommageables - onde de choc et rayonnement lumineux - sont similaires aux facteurs dommageables des explosifs traditionnels, mais beaucoup plus puissants.
L'onde de choc, qui se forme dans les premiers stades de l'existence d'un nuage d'explosion, est l'un des principaux facteurs préjudiciables atmosphérique explosion nucléaire. Les principales caractéristiques d'une onde de choc sont la surpression maximale et la pression dynamique dans le front d'onde. La capacité des objets à résister à l'impact d'une onde de choc dépend de nombreux facteurs, tels que la présence d'éléments porteurs, le matériau de construction, l'orientation par rapport à l'avant. Une surpression de 1 atm (15 psi) à une distance de 2,5 km d'une explosion au sol avec un rendement de 1 Mt est capable de détruire un bâtiment en béton armé à plusieurs étages. Le rayon de la zone dans laquelle une pression similaire est créée lors d'une explosion de 1 Mt est d'environ 200 mètres.
Sur le étapes initiales existence d'une onde de choc, son front est une sphère centrée au point d'explosion. Une fois que le front a atteint la surface, une onde réfléchie se forme. Comme l'onde réfléchie se propage dans le milieu traversé par l'onde directe, la vitesse de sa propagation est un peu plus élevée. En conséquence, à une certaine distance de l'épicentre, deux ondes fusionnent près de la surface, formant un front caractérisé par environ deux fois les valeurs de surpression.
Ainsi, lors de l'explosion d'une arme nucléaire de 20 kilotonnes, l'onde de choc parcourt 1 000 m en 2 secondes, 2 000 m en 5 secondes et 3 000 m en 8 secondes.La limite avant de l'onde s'appelle le front de l'onde de choc . Le degré de dommage par choc dépend de la puissance et de la position des objets dessus. L'effet néfaste de SW est caractérisé par la quantité de surpression.
Comme, pour une puissance explosive donnée, la distance à laquelle un tel front se forme dépend de la hauteur de l'explosion, la hauteur de l'explosion peut être ajustée pour obtenir valeurs maximales surpression dans une certaine zone. Si le but de l'explosion est de détruire des installations militaires fortifiées, la hauteur d'explosion optimale est très faible, ce qui conduit inévitablement à la formation d'une quantité importante de retombées radioactives.
Le rayonnement lumineux est un flux d'énergie rayonnante, comprenant les régions ultraviolettes, visibles et infrarouges du spectre. La source de rayonnement lumineux est la zone lumineuse de l'explosion - chauffée à des températures élevées et des parties évaporées des munitions, du sol et de l'air environnants. Avec une explosion aérienne, la zone lumineuse est une boule, avec une explosion au sol - un hémisphère.
La température de surface maximale de la zone lumineuse est généralement de 5700 à 7700 °C. Lorsque la température descend à 1700°C, la lueur s'arrête. L'impulsion lumineuse dure de quelques fractions de seconde à plusieurs dizaines de secondes, selon la puissance et les conditions de l'explosion. Approximativement, la durée de la lueur en secondes est égale à la troisième racine de la puissance d'explosion en kilotonnes. Dans le même temps, l'intensité du rayonnement peut dépasser 1000 W / cm² (à titre de comparaison, l'intensité maximale de la lumière solaire est de 0,14 W / cm²).
Le résultat de l'action du rayonnement lumineux peut être l'inflammation et l'inflammation d'objets, la fusion, la carbonisation, des contraintes à haute température dans les matériaux.
Lorsqu'une personne est exposée à un rayonnement lumineux, des lésions oculaires et des brûlures des zones ouvertes du corps et une cécité temporaire se produisent, et des dommages aux zones du corps protégées par les vêtements peuvent également se produire.
Les brûlures surviennent à la suite d'une exposition directe au rayonnement lumineux sur les zones ouvertes de la peau (brûlures primaires), ainsi qu'à la combustion de vêtements, lors d'incendies (brûlures secondaires). Selon la gravité de la lésion, les brûlures sont divisées en quatre degrés : le premier - rougeur, gonflement et douleur de la peau ; la seconde est la formation de bulles ; le troisième - nécrose de la peau et des tissus; le quatrième est la carbonisation de la peau.
Des brûlures du fond d'œil (avec un regard direct sur l'explosion) sont possibles à des distances dépassant les rayons des zones de brûlures cutanées. La cécité temporaire survient généralement la nuit et au crépuscule et ne dépend pas de la direction du regard au moment de l'explosion et sera généralisée. Pendant la journée, il ne se pose qu'en regardant l'explosion. La cécité temporaire passe rapidement, ne laisse aucune conséquence et les soins médicaux ne sont généralement pas nécessaires.
Un autre facteur dommageable dans les armes nucléaires est le rayonnement pénétrant, qui est un flux de neutrons et de rayons gamma à haute énergie généré à la fois directement lors de l'explosion et à la suite de la désintégration des produits de fission. Outre les neutrons et les rayons gamma, des particules alpha et bêta se forment également au cours des réactions nucléaires, dont l'influence peut être ignorée du fait qu'elles sont très bien retenues à des distances de l'ordre de plusieurs mètres. Les neutrons et les quanta gamma continuent d'être libérés assez longtemps après l'explosion, affectant l'environnement de rayonnement. Le rayonnement pénétrant réel comprend généralement des neutrons et des quanta gamma apparaissant dans la première minute après l'explosion. Une telle définition est due au fait qu'en un temps d'environ une minute le nuage d'explosion a le temps de s'élever à une hauteur suffisante pour rendre le flux de rayonnement à la surface presque imperceptible.
L'intensité du flux de rayonnement pénétrant et la distance à laquelle son action peut causer des dommages importants dépendent de la puissance de l'engin explosif et de sa conception. La dose de rayonnement reçue à une distance d'environ 3 km de l'épicentre d'une explosion thermonucléaire d'une puissance de 1 Mt est suffisante pour provoquer de graves changements biologiques dans le corps humain. Un engin explosif nucléaire peut être spécialement conçu pour augmenter les dommages causés par le rayonnement pénétrant par rapport aux dommages causés par d'autres facteurs dommageables (appelés armes à neutrons).
Les processus qui se produisent lors d'une explosion à une hauteur considérable, où la densité de l'air est faible, sont quelque peu différents de ceux qui se produisent lors d'une explosion à basse altitude. Tout d'abord, en raison de la faible densité de l'air, l'absorption du rayonnement thermique primaire se produit à des distances beaucoup plus grandes et la taille du nuage d'explosion peut atteindre des dizaines de kilomètres. Les processus d'interaction des particules ionisées du nuage avec le champ magnétique terrestre commencent à exercer une influence significative sur la formation du nuage d'explosion. Les particules ionisées formées lors de l'explosion ont également un effet notable sur l'état de l'ionosphère, rendant difficile et parfois impossible la propagation des ondes radio (cet effet peut être utilisé pour aveugler les stations radar).
Les dommages causés à une personne par un rayonnement pénétrant sont déterminés par la dose totale reçue par le corps, la nature de l'exposition et sa durée. En fonction de la durée d'irradiation, les doses totales de rayonnement gamma suivantes sont acceptées, ce qui n'entraîne pas de diminution de l'efficacité au combat du personnel: irradiation unique (pulsée ou pendant les 4 premiers jours) -50 rad; exposition répétée (continue ou intermittente) pendant les 30 premiers jours. - 100 heureux, dans les 3 mois. - 200 rad, en 1 an - 300 rad.
La contamination radioactive est le résultat d'une quantité importante de substances radioactives tombant d'un nuage soulevé dans l'air. Les trois principales sources de substances radioactives dans la zone d'explosion sont les produits de fission du combustible nucléaire, la partie de la charge nucléaire qui n'a pas réagi et les isotopes radioactifs formés dans le sol et d'autres matériaux sous l'influence des neutrons (activité induite).
En se déposant à la surface de la terre en direction du nuage, les produits de l'explosion créent une zone radioactive, appelée trace radioactive. La densité de contamination dans la région de l'explosion et dans le sillage du mouvement du nuage radioactif diminue avec l'éloignement du centre de l'explosion. La forme de la trace peut être très diverse, selon les conditions environnantes.
Les produits radioactifs de l'explosion émettent trois types de rayonnement : alpha, bêta et gamma. La durée de leur impact sur l'environnement est très longue.
Au fil du temps, l'activité des fragments de fission diminue rapidement, en particulier dans les premières heures après l'explosion. Ainsi, par exemple, l'activité totale des fragments de fission lors de l'explosion d'une arme nucléaire d'une puissance de 20 kT en une journée sera plusieurs milliers de fois inférieure à une minute après l'explosion. Lors de l'explosion d'une arme nucléaire, une partie de la substance de la charge ne subit pas de fission, mais tombe sous sa forme habituelle ; sa désintégration s'accompagne de la formation de particules alpha.
La radioactivité induite est due aux isotopes radioactifs formés dans le sol à la suite de l'irradiation par des neutrons émis au moment de l'explosion par les noyaux d'atomes d'éléments chimiques qui composent le sol. Les isotopes résultants, en règle générale, sont bêta - actifs, la désintégration de beaucoup d'entre eux s'accompagne d'un rayonnement gamma. Les demi-vies de la plupart des isotopes radioactifs résultants sont relativement courtes - d'une minute à une heure. A cet égard, l'activité induite ne peut être dangereuse que dans les premières heures suivant l'explosion et uniquement dans la zone proche de son épicentre.
Les dommages causés aux personnes et aux animaux par l'exposition à la contamination radioactive peuvent être causés par une exposition externe et interne. Les cas graves peuvent s'accompagner de la maladie des rayons et de la mort.
Les blessures résultant d'une exposition interne se produisent lorsque des substances radioactives pénètrent dans l'organisme par les voies respiratoires et gastro-intestinales. Dans ce cas, le rayonnement radioactif entre en contact direct avec les organes internes et peut provoquer une grave maladie des rayons ; la nature de la maladie dépendra de la quantité de substances radioactives qui ont pénétré dans l'organisme. Les substances radioactives n'ont pas d'effet nocif sur les armements, les équipements militaires et les ouvrages d'art.
Mise en place sur ogive la charge nucléaire de la coquille de cobalt provoque une contamination du territoire avec un isotope dangereux de 60°C (une hypothétique bombe sale).
Lors d'une explosion nucléaire, à la suite de forts courants dans l'air ionisé par le rayonnement et le rayonnement lumineux, un fort champ électromagnétique alternatif apparaît, appelé impulsion électromagnétique (EMP). Bien qu'elle n'ait aucun effet sur les humains, l'exposition aux EMP endommage les équipements électroniques, les appareils électriques et les lignes électriques. De plus, un grand nombre d'ions apparus après l'explosion interfèrent avec la propagation des ondes radio et le fonctionnement des stations radar. Cet effet peut être utilisé pour aveugler le système d'avertissement d'attaque de missile.
La force de l'EMP varie en fonction de la hauteur de l'explosion : dans la plage inférieure à 4 km, elle est relativement faible, plus forte avec une explosion de 4 à 30 km, et particulièrement forte avec une hauteur d'explosion de plus de 30 km).
L'occurrence d'EMP se produit comme suit :
1. Le rayonnement pénétrant émanant du centre de l'explosion traverse des objets conducteurs étendus.
2. Les quanta gamma sont diffusés par des électrons libres, ce qui entraîne l'apparition d'une impulsion de courant changeant rapidement dans les conducteurs.
3. Le champ provoqué par l'impulsion de courant est rayonné dans l'espace environnant et se propage à la vitesse de la lumière, se déformant et s'estompant avec le temps.
Pour des raisons évidentes, une impulsion électromagnétique (EMP) n'affecte pas les personnes, mais elle désactive les équipements électroniques.
L'EMR concerne en premier lieu les équipements radio-électroniques et électriques situés sur équipement militaire et autres objets. Sous l'action de l'EMR, des courants et des tensions électriques sont induits dans l'équipement spécifié, ce qui peut provoquer une rupture d'isolation, des dommages aux transformateurs, la combustion des parafoudres, des dommages aux dispositifs à semi-conducteurs, l'épuisement des fusibles et d'autres éléments des dispositifs d'ingénierie radio.
Les lignes de communication, de signalisation et de contrôle sont les plus exposées aux EMI. Lorsque la valeur EMR est insuffisante pour endommager des appareils ou des pièces individuelles, les moyens de protection (liens fusibles, parafoudres) peuvent fonctionner et les lignes peuvent mal fonctionner.
Si des explosions nucléaires se produisent à proximité de lignes électriques, les communications ayant grande longueur, alors les tensions qui y sont induites peuvent se propager à travers les fils sur de nombreux kilomètres et causer des dommages à l'équipement et des dommages au personnel situé à une distance de sécurité par rapport aux autres facteurs dommageables d'une explosion nucléaire.
Pour une protection efficace contre les facteurs dommageables d'une explosion nucléaire, il est nécessaire de connaître clairement leurs paramètres, les moyens d'influencer une personne et les méthodes de protection.
L'abri du personnel derrière les collines et les remblais, dans les ravins, les coupes et les jeunes forêts, l'utilisation de fortifications, de chars, de véhicules de combat d'infanterie, de véhicules blindés de transport de troupes et d'autres véhicules de combat réduit le degré de ses dommages par une onde de choc. Ainsi, le personnel dans les tranchées ouvertes est affecté par une onde de choc à des distances 1,5 fois inférieures à celles situées à ciel ouvert sur le sol. L'armement, l'équipement et les autres biens matériels résultant de l'impact d'une onde de choc peuvent être endommagés ou complètement détruits. Par conséquent, pour les protéger, il est nécessaire d'utiliser des irrégularités naturelles du terrain (collines, plis, etc.) et des abris.
Une barrière opaque arbitraire peut servir de protection contre les effets du rayonnement lumineux. En cas de brouillard, de brume, de poussière épaisse et/ou de fumée, l'exposition au rayonnement lumineux est également réduite. Afin de protéger les yeux du rayonnement lumineux, le personnel doit, si possible, être dans des véhicules avec des trappes fermées, des auvents, il est nécessaire d'utiliser des fortifications et les propriétés protectrices du terrain.
Le rayonnement pénétrant n'est pas le principal facteur dommageable d'une explosion nucléaire, il est facile de s'en défendre même par des moyens conventionnelsÉchantillon d'armes combinées RKhBZ. Les objets les plus protégés sont les bâtiments avec des sols en béton armé jusqu'à 30 cm, les abris souterrains d'une profondeur de 2 mètres (une cave, par exemple, ou tout abri de classe 3-4 et plus) et les véhicules blindés (même légèrement blindés).
Le principal moyen de protéger la population contre la contamination radioactive devrait être considéré comme l'isolement des personnes contre l'exposition externe aux rayonnements radioactifs, ainsi que l'exclusion des conditions dans lesquelles il est possible que des substances radioactives pénètrent dans le corps humain avec l'air et aliments.
Bibliographie
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2. Atamanyuk V.G., Shirshev L.G. Akimov N.I. Défense civile. - M., 2000.
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5. Caractéristiques des explosions nucléaires et leurs facteurs dommageables. Encyclopédie militaire //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2, 2009.
6. Encyclopédie "Le tour du monde", 2007.
Encyclopédie nucléaire avec PN. / éd. A.A. Iarochinskaïa. - M.: Fondation caritative Yaroshinskaya, 2006.
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Encyclopédie "Circumnavigation", 2007.
Lors d'une explosion nucléaire (thermonucléaire), des facteurs dommageables, une onde de choc, un rayonnement lumineux, un rayonnement pénétrant, une contamination radioactive du terrain et des objets, ainsi que pulsation éléctromagnétique.
Onde de choc aérienne d'une explosion nucléaire
Une onde de choc aérienne est une forte compression de l'air se propageant dans l'atmosphère à une vitesse supersonique. C'est le principal facteur de destruction et d'endommagement des armes, des équipements militaires, des ouvrages d'art et des objets locaux.
L'onde de choc aérienne d'une explosion nucléaire se forme du fait qu'une zone lumineuse en expansion comprime les couches d'air qui l'entourent, et cette compression, transférée d'une couche de l'atmosphère à une autre, se propage à une vitesse dépassant largement la vitesse du son et la vitesse mouvement vers l'avant particules d'air.
L'onde de choc parcourt les premiers 1000 m en 2 s, 2000 m en 5 s, 3000 m en 8 s.
Fig.5. Variation de pression en un point du sol en fonction de la durée d'action de l'onde de choc sur les objets environnants : 1 - front de l'onde de choc ; 2 - courbe de changement de pression
L'augmentation de la pression atmosphérique à l'avant de l'onde de choc au-dessus pression atmosphérique, la surpression dite sur le front de l'onde de choc Rf se mesure en pascals (1Pa = 1n/m 2 , en bars (I bar = 10 5 Pa) ou en kilogrammes de force par cm 2 (1kgf/cm 2 \u003d 0,9807 bar). Il caractérise la force de l'effet néfaste de l'onde de choc et constitue l'un de ses principaux paramètres.
Après le passage du front d'onde de choc, la pression atmosphérique en un point donné chute rapidement, mais continue à rester au-dessus de la pression atmosphérique pendant un certain temps. Le temps pendant lequel la pression de l'air dépasse la pression atmosphérique est appelé la durée de la phase de compression de l'onde de choc (r+). Il caractérise également l'effet néfaste de l'onde de choc.
Dans la zone de compression, les particules d'air se déplacent après le front d'onde de choc à une vitesse inférieure à la vitesse du front d'onde de choc d'environ 300 m/s. Aux distances du centre de l'explosion, où l'onde de choc a un effet néfaste (Pf0,2-0,3 bar), la vitesse de l'air dans l'onde de choc dépasse 50 m/s. Dans ce cas, le mouvement de translation total des particules d'air dans l'onde de choc peut atteindre plusieurs dizaines voire centaines de mètres. En conséquence, une forte pression de la pression de vitesse (vent) apparaît dans la zone de compression, notée Rsk.
A la fin de la phase de compression, la pression de l'air dans l'onde de choc devient inférieure à la pression atmosphérique, c'est-à-dire la phase de compression est suivie d'une phase de raréfaction.
À la suite d'une exposition à une onde de choc, une personne peut subir des contusions et des blessures de gravité variable, qui sont causées à la fois par la compression complète du corps humain par une pression excessive dans la phase de compression de l'onde de choc et par l'action de la vitesse pression de tête et de réflexion. De plus, en raison de l'action de la pression à grande vitesse, l'onde de choc le long de sa trajectoire capte et transporte à grande vitesse les fragments de bâtiments et structures détruits et de branches d'arbres, de petites pierres et d'autres objets capables d'infliger des dommages à personnes situées ouvertement.
La défaite directe des personnes par le phénomène excessif de l'onde de choc, la pression de la tête de vitesse et la pression de réflexion est appelée primaire, et les dommages causés par l'action de divers débris sont appelés indirects ou secondaires.
Tableau 4 Distances auxquelles il y a une défaillance du personnel de l'action d'une onde de choc dans un endroit ouvert au sol en position debout, km
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Hauteur d'explosion réduite, m/t 1/3 |
Puissance d'explosion, kt |
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La propagation de l'onde de choc et son effet destructeur et dommageable peuvent être considérablement affectés par le terrain et les forêts dans la zone de l'explosion, ainsi que par les conditions météorologiques.
terrain peut amplifier ou affaiblir l'effet de l'onde de choc. Alors. sur les pentes avant (face à l'explosion) des collines et dans les creux situés le long de la direction de la vague, la pression est plus élevée que sur le terrain plat. Lorsque la pente des pentes (l'angle de la pente par rapport à l'horizon) 10-15 pression est supérieure de 15 à 35% à celle d'un terrain plat; avec une pente de 15-30 °, la pression peut augmenter de 2 fois.
Sur les pentes des collines opposées au centre de l'explosion, ainsi que dans les creux étroits et les ravins situés à un grand angle par rapport à la direction de propagation des ondes, il est possible de réduire la pression de l'onde et d'affaiblir ses effets néfastes. Avec une pente de 15 à 30°, la pression diminue de 1,1 à 1,2 fois, et avec une pente de 45 à 60° - de 1,5 à 2 fois.
À zones forestières la surpression est de 10 à 15% supérieure à celle des zones ouvertes. Dans le même temps, dans les profondeurs de la forêt (à une distance de 50 à 200 m ou plus de la lisière, selon la densité de la forêt), une diminution significative de la charge de vitesse est observée.
Conditions météorologiques n'ont un effet significatif que sur les paramètres d'une onde de choc aérienne faible, c'est-à-dire sur des vagues avec une surpression ne dépassant pas 10 kPa.
Ainsi, par exemple, avec une explosion aérienne d'une puissance de 100 kt, cet effet se manifestera à une distance de 12 ... 15 km de l'épicentre de l'explosion. En été, par temps chaud, un affaiblissement de la vague dans toutes les directions est caractéristique, et en hiver, son renforcement, notamment dans le sens du vent.
La pluie et le brouillard peuvent également affecter de manière significative les paramètres de l'onde de choc, à partir de distances où la surpression de l'onde est de 200 à 300 kPa ou moins. Par exemple, lorsque la surpression de l'onde de choc dans des conditions normales est de 30 kPa ou moins, dans des conditions de pluie moyenne, la pression diminue de 15% et forte (orage) - de 30%. Lors d'explosions dans des conditions de chute de neige, la pression dans l'onde de choc diminue très légèrement et peut être ignorée.
La protection du personnel contre une onde de choc est obtenue en réduisant l'impact sur une personne d'une pression excessive et d'une pression dynamique. Par conséquent, l'abri du personnel derrière les collines et les remblais dans les ravins, les coupes et les jeunes forêts, l'utilisation de fortifications, de chars, de véhicules de combat d'infanterie, de véhicules blindés de transport de troupes, réduit le degré de ses dégâts par une onde de choc.
Si nous supposons que lors d'une explosion nucléaire aérienne, la distance de sécurité pour une personne non protégée est de plusieurs kilomètres, alors le personnel situé dans des fortifications ouvertes (tranchées, canaux de communication, fentes ouvertes) ne sera pas déjà touché à une distance de 2/3 de la distance de sécurité. Les fentes couvertes et les tranchées réduisent le rayon des dégâts de 2 fois, et les pirogues - de 3 fois. Le personnel situé dans des structures souterraines solides à plus de 10 m de profondeur n'est pas concerné même si cette structure est située à l'épicentre d'une explosion aérienne. Le rayon de destruction des équipements situés dans des tranchées et des abris de fosse est 1,2 à 1,5 fois inférieur à celui d'un emplacement ouvert.
Introduction
1.1 Onde de choc
1.2 Emission lumineuse
1.3 Rayonnement
1.4 Impulsion électromagnétique
2. Ouvrages de protection
Conclusion
Bibliographie
Introduction
Une arme nucléaire est une arme dont les effets néfastes sont dus à l'énergie libérée lors des réactions de fission et de fusion nucléaires. C'est l'arme la plus puissante destruction massive. Les armes nucléaires sont destinées à la destruction massive de personnes, à la destruction ou à la destruction de centres administratifs et industriels, d'installations, de structures et d'équipements divers.
L'effet dommageable d'une explosion nucléaire dépend de la puissance des munitions, du type d'explosion et du type de charge nucléaire. La puissance d'une arme nucléaire est caractérisée par l'équivalent TNT. Son unité de mesure est t, kt, Mt.
À explosions puissantes caractéristique des charges thermonucléaires modernes, l'onde de choc a la plus grande destruction et le rayonnement lumineux se propage le plus loin.
1. Facteurs dommageables des armes nucléaires
Dans une explosion nucléaire, il y a cinq facteurs dommageables : une onde de choc, un rayonnement lumineux, une contamination radioactive, un rayonnement pénétrant et une impulsion électromagnétique. L'énergie d'une explosion nucléaire se répartit approximativement comme suit : 50 % sont dépensés en onde de choc, 35 % en rayonnement lumineux, 10 % en contamination radioactive, 4 % en rayonnement pénétrant et 1 % en impulsion électromagnétique. Une température et une pression élevées provoquent une puissante onde de choc et une émission de lumière. L'explosion d'une arme nucléaire s'accompagne de la libération d'un rayonnement pénétrant, constitué d'un flux de neutrons et de quanta gamma. Le nuage d'explosion contient une énorme quantité de produits radioactifs - des fragments de fission de combustible nucléaire. Au cours du déplacement de ce nuage, des produits radioactifs en tombent, entraînant une contamination radioactive du terrain, des objets et de l'air. Mouvement non uniforme charges électriques dans l'air sous l'influence d'un rayonnement ionisant conduit à la formation d'une impulsion électromagnétique. C'est ainsi que se forment les principaux facteurs dommageables d'une explosion nucléaire. Les phénomènes accompagnant une explosion nucléaire dépendent largement des conditions et des propriétés de l'environnement dans lequel elle se produit.
1.1 Onde de choc
onde de choc- il s'agit d'une zone de forte compression du milieu, qui se propage sous la forme d'une couche sphérique dans toutes les directions depuis le site de l'explosion à une vitesse supersonique. Selon le milieu de propagation, une onde de choc se distingue dans l'air, dans l'eau ou dans le sol.
onde de choc aérienneest une zone d'air comprimé s'étendant du centre de l'explosion. Sa source est haute pression et la température au point d'explosion. Les principaux paramètres de l'onde de choc, qui déterminent son effet néfaste:
· surpression à l'avant de l'onde de choc, ?Rf, Pa (kgf/cm2);
· tête de vitesse, ?Rsk, Pa (kgf/cm2).
Près du centre de l'explosion, la vitesse de propagation de l'onde de choc est plusieurs fois supérieure à la vitesse du son dans l'air. Avec l'augmentation de la distance par rapport au site de l'explosion, la vitesse de propagation des ondes diminue rapidement et l'onde de choc s'affaiblit. Une onde de choc aérienne lors d'une explosion nucléaire de moyenne puissance parcourt environ 1000 mètres en 1,4 seconde, 2000 mètres en 4 secondes, 3000 mètres en 7 secondes, 5000 mètres en 12 secondes.
Avant le front de l'onde de choc, la pression dans l'air est égale à P0 atmosphérique. Avec l'arrivée du front d'onde de choc en un point donné de l'espace, la pression augmente fortement (saut) et atteint son maximum, puis, au fur et à mesure que le front d'onde s'éloigne, la pression diminue progressivement et au bout d'un certain temps devient égale à pression atmosphérique. La couche d'air comprimé qui en résulte est appelée la phase de compression. Pendant cette période, l'onde de choc a le plus grand effet destructeur. À l'avenir, en continuant à diminuer, la pression devient inférieure à la pression atmosphérique et l'air commence à se déplacer dans la direction opposée à la propagation de l'onde de choc, c'est-à-dire vers le centre de l'explosion. Cette zone Pression réduite appelée la phase d'expansion.
Directement derrière le front de l'onde de choc, dans la zone de compression, les masses d'air se déplacent. En raison de la décélération de ces masses d'air, lorsqu'elles rencontrent un obstacle, la pression de la tête de vitesse de l'onde de choc de l'air apparaît.
tête de vitesse? Rskest la charge dynamique créée par le flux d'air se déplaçant derrière le front de l'onde de choc. L'effet propulseur de la pression de vitesse de l'air est sensiblement affecté dans la zone avec une surpression de plus de 50 kPa, où la vitesse du mouvement de l'air est supérieure à 100 m/s. A des pressions inférieures à 50 kPa, l'influence ?Rsk chute rapidement.
Les principaux paramètres de l'onde de choc, caractérisant son effet destructeur et dommageable : surpression à l'avant de l'onde de choc ; pression de tête de vitesse ; la durée de l'action des vagues est la durée de la phase de compression et la vitesse du front d'onde de choc.
L'onde de choc dans l'eau lors d'une explosion nucléaire sous-marine ressemble qualitativement à une onde de choc dans l'air. Cependant, aux mêmes distances, la pression dans le front d'onde de choc dans l'eau est beaucoup plus importante que dans l'air, et le temps d'action est plus court.
Lors d'une explosion nucléaire au sol, une partie de l'énergie de l'explosion est dépensée pour la formation d'une onde de compression dans le sol. Contrairement à une onde de choc dans l'air, elle se caractérise par une augmentation moins brutale de la pression dans le front d'onde, ainsi que par son affaiblissement plus lent derrière le front. Lors de l'explosion d'une arme nucléaire dans le sol, la majeure partie de l'énergie de l'explosion est transférée à la masse environnante du sol et produit une puissante secousse du sol, rappelant un tremblement de terre dans son effet.
Lorsqu'elle est exposée à des personnes, une onde de choc provoque des lésions (blessures) de gravité variable : directe - due à une pression excessive et à une pression de vitesse ; indirect - des impacts avec des fragments de structures enveloppantes, des fragments de verre, etc.
Selon la gravité des dommages causés aux personnes par une onde de choc, ils sont divisés en:
· aux poumons à ?Rf \u003d 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2), (luxations, ecchymoses, acouphènes, vertiges, mal de tête);
· moyenne à ?Pf \u003d 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf / cm2), (commotions cérébrales, sang du nez et des oreilles, luxations des membres);
· lourd à ?RF ? 60-100 kPa (commotions graves, troubles auditifs et les organes internes, perte de conscience, saignement du nez et des oreilles, fractures) ;
facteur dommageable armes nucléaires
· mortel à ?RF ? 100 kPa. Il y a des ruptures d'organes internes, des fractures osseuses, des saignements internes, des commotions cérébrales, une perte de conscience prolongée.
La nature de la destruction des bâtiments industriels en fonction de la charge créée par l'onde de choc. Une évaluation générale des destructions causées par l'onde de choc d'une explosion nucléaire est généralement donnée en fonction de la gravité de ces destructions :
· faibles dégâts à ?RF ? 10-20 kPa (les dommages aux fenêtres, portes, cloisons légères, sous-sols et étages inférieurs sont complètement préservés. Il est sûr de rester dans le bâtiment et il peut être utilisé après les réparations en cours) ;
· dégâts moyens à ?Рf = 20-30 kPa (fissures dans les éléments structurels porteurs, effondrement de sections individuelles des murs. Les sous-sols sont préservés. Après dégagement et réparation, une partie des locaux des étages inférieurs peut être utilisée. La restauration des bâtiments est possible durant révision);
· graves dommages à ?RF ? 30-50 kPa (effondrement de 50% des structures du bâtiment. L'utilisation des locaux devient impossible, et la réparation et la restauration - le plus souvent inappropriées);
· destruction complète à ?RF ? 50 kPa (destruction de tous les éléments de la structure du bâtiment. Il est impossible d'utiliser le bâtiment. Les sous-sols en cas de destruction grave et complète peuvent être conservés et partiellement utilisés après le déblaiement des décombres).
La protection garantie des personnes contre l'onde de choc est assurée en les abritant dans des abris. A défaut d'abris, on utilise des abris anti-radiations, des ouvrages souterrains, des abris naturels et des terrains.
1.2 Emission lumineuse
émission de lumièreest un flux d'énergie rayonnante (rayons ultraviolets et infrarouges). La source de rayonnement lumineux est la zone lumineuse de l'explosion, qui consiste à chauffer à haute température vapeur et air. Le rayonnement lumineux se propage presque instantanément et dure en fonction de la puissance de l'arme nucléaire (20 à 40 secondes). Cependant, malgré la courte durée de son impact, l'efficacité de l'action du rayonnement lumineux est très élevée. Le rayonnement lumineux représente 35 % de la puissance totale d'une explosion nucléaire. L'énergie du rayonnement lumineux est absorbée par les surfaces des corps éclairés, qui sont ensuite chauffées. La température de chauffage peut être telle que la surface de l'objet est carbonisée, fondue, enflammée ou que l'objet s'évapore. La luminosité du rayonnement lumineux est beaucoup plus forte que celle du soleil et la boule de feu qui en résulte lors d'une explosion nucléaire est visible à des centaines de kilomètres. Ainsi, lorsque le 1er août 1958, les Américains ont fait exploser une charge nucléaire d'une mégatonne au-dessus de l'île Johnston, la boule de feu s'est élevée à une hauteur de 145 km et était visible à une distance de 1 160 km.
Le rayonnement lumineux peut provoquer des brûlures sur les zones exposées du corps, aveugler les personnes et les animaux, provoquer des brûlures ou un incendie divers matériaux.
Le paramètre principal qui détermine la capacité de frappe du rayonnement lumineux est l'impulsion lumineuse : c'est la quantité d'énergie lumineuse par unité de surface, mesurée en Joules (J/m2).
L'intensité du rayonnement lumineux diminue avec l'augmentation de la distance en raison de la diffusion et de l'absorption. L'intensité du rayonnement lumineux dépend fortement des conditions météorologiques. Le brouillard, la pluie et la neige affaiblissent son intensité et, à l'inverse, un temps clair et sec favorise les incendies et les brûlures.
Il existe trois principales zones d'incendie :
· Zone d'incendies continus - 400-600 kJ/m2 (couvre toute la zone de destruction moyenne et une partie de la zone de destruction faible).
· Zone de feux séparés - 100-200 kJ/m2. (couvre une partie de la zone de destruction moyenne et toute la zone de destruction faible).
· Zone de feux dans les décombres - 700-1700 kJ/m2. (couvre toute la zone de destruction complète et une partie de la zone de destruction sévère).
La défaite des personnes par rayonnement lumineux se traduit par l'apparition de brûlures de quatre degrés sur la peau et l'effet sur les yeux.
L'action des rayonnements lumineux sur la peau provoque des brûlures :
Les brûlures au premier degré se traduisent par des douleurs, des rougeurs et un gonflement de la peau. Ils ne présentent pas de danger grave et sont rapidement guéris sans aucune conséquence.
Brûlures du deuxième degré (160-400 kJ/m2), des cloques se forment, remplies d'un liquide protéique transparent; si des zones importantes de la peau sont touchées, une personne peut perdre sa capacité de travail pendant un certain temps et nécessiter un traitement spécial.
Les brûlures au troisième degré (400-600 kJ/m2) se caractérisent par une nécrose des tissus musculaires et de la peau avec des lésions partielles de la couche germinale.
Brûlures au quatrième degré (? 600 kJ/m2) : nécrose de la peau des couches profondes des tissus, possibilité de perte de vision temporaire ou totale, etc. Les brûlures aux troisième et quatrième degrés sur une partie importante de la peau peuvent être mortelles.
L'effet du rayonnement lumineux sur les yeux:
· Cécité temporaire - jusqu'à 30 min.
· Brûlures de la cornée et des paupières.
· Brûlure du fond d'œil - cécité.
La protection contre le rayonnement lumineux est plus simple que contre d'autres facteurs nocifs, puisque n'importe quelle barrière opaque peut servir de protection. Protégez complètement des abris contre les radiations lumineuses, PRU, déterrez rapidement les structures de protection érigées, les passages souterrains, les sous-sols, les caves. Pour protéger les bâtiments, les structures sont utilisées pour les peindre dans des couleurs claires. Pour protéger les personnes, utiliser des tissus imprégnés de composés ignifuges et des protections oculaires (lunettes, barrières lumineuses).
1.3 Rayonnement
Le rayonnement pénétrant n'est pas uniforme. L'expérience classique, qui permet de détecter la composition complexe du rayonnement radioactif, était la suivante. La préparation de radium était placée au fond d'un canal étroit dans un morceau de plomb. Une plaque photographique a été placée contre le canal. Le rayonnement sortant du canal était affecté par un fort champ magnétique dont les lignes d'induction étaient perpendiculaires au faisceau. L'ensemble de l'installation a été placé dans le vide. Sous l'action d'un champ magnétique, le faisceau se scinde en trois faisceaux. Les deux composantes du flux primaire déviaient dans des sens opposés. Ceci indiquait que ces radiations avaient des charges électriques de signes opposés. Dans ce cas, la composante négative du rayonnement a été déviée par le champ magnétique beaucoup plus fortement que la composante positive. La troisième composante n'a pas été déviée par le champ magnétique. La composante chargée positivement est appelée rayons alpha, la composante chargée négativement est appelée rayons bêta et la composante neutre est appelée rayons gamma.
Le flux d'une explosion nucléaire est un flux de rayonnement alpha, bêta, gamma et de neutrons. Le flux de neutrons provient de la fission des noyaux d'éléments radioactifs. Les rayons alpha sont un flux de particules alpha (atomes d'hélium doublement ionisés), les rayons bêta sont un flux d'électrons rapides ou de positrons, les rayons gamma sont un rayonnement photonique (électromagnétique) dont la nature et les propriétés ne diffèrent pas des rayons X. Lorsqu'un rayonnement pénétrant traverse un milieu, son action est affaiblie. Radiation différents types ont un effet inégal sur l'organisme, ce qui s'explique par leur capacité ionisante différente.
Alors rayonnement alpha, qui sont des particules chargées lourdes, ont la capacité ionisante la plus élevée. Mais leur énergie, due à l'ionisation, décroît rapidement. Par conséquent, le rayonnement alpha ne peut pas pénétrer dans la couche externe (cornée) de la peau et ne présente aucun danger pour l'homme tant que les substances émettant des particules alpha n'ont pas pénétré dans le corps.
particules bêtasur le chemin de leur mouvement, ils entrent rarement en collision avec des molécules neutres, leur capacité ionisante est donc inférieure à celle du rayonnement alpha. La perte d'énergie dans ce cas se produit plus lentement et la capacité de pénétration dans les tissus du corps est plus grande (1-2 cm). Le rayonnement bêta est dangereux pour l'homme, en particulier lorsque des substances radioactives pénètrent sur la peau ou à l'intérieur du corps.
Rayonnement gammaIl a une activité ionisante relativement faible, mais en raison de son pouvoir de pénétration très élevé, il représente un grand danger pour l'homme. L'effet d'affaiblissement du rayonnement pénétrant est généralement caractérisé par une couche de demi-atténuation, c'est-à-dire l'épaisseur du matériau, traversé par lequel le rayonnement pénétrant est divisé par deux.
Ainsi, le rayonnement pénétrant est affaibli deux fois par les matériaux suivants : plomb - 1,8 cm 4 ; sol, brique - 14 cm; acier - 2,8 cm 5; eau - 23 cm; béton - 10 cm 6; arbre - 30 cm.
Des structures de protection spéciales - des abris - protègent complètement une personne des effets des rayonnements pénétrants. Protéger partiellement les PRU (sous-sols d'habitations, souterrains, grottes, chantiers miniers) et les structures de protection préfabriquées bloquées (fentes) rapidement érigées par la population. Le refuge le plus fiable pour la population sont les stations de métro. Les préparations anti-radiations d'AI-2 - agents radioprotecteurs n ° 1 et n ° 2 jouent un rôle important dans la protection de la population contre les rayonnements pénétrants.
La source de rayonnement pénétrant est la fission nucléaire et les réactions de fusion se produisant dans les munitions au moment de l'explosion, ainsi que la désintégration radioactive des fragments de fission du combustible nucléaire. Le temps d'action du rayonnement pénétrant lors de l'explosion d'armes nucléaires ne dépasse pas quelques secondes et est déterminé par le moment où le nuage d'explosion s'élève. L'effet néfaste des rayonnements pénétrants réside dans la capacité des rayonnements gamma et des neutrons à ioniser les atomes et les molécules qui composent les cellules vivantes, ce qui perturbe le métabolisme normal, l'activité vitale des cellules, des organes et des systèmes du corps humain. , ce qui conduit à l'apparition d'une maladie spécifique - maladie des radiations. Le degré de dommage dépend de la dose d'exposition au rayonnement, du temps pendant lequel cette dose a été reçue, de la zone d'irradiation du corps et de l'état général du corps. Il est également pris en compte que l'irradiation peut être unique (obtenue dans les 4 premiers jours) et multiple (supérieure à 4 jours).
Avec une seule irradiation du corps humain, en fonction de la dose d'exposition reçue, on distingue 4 degrés de maladie des rayons.
Le degré de maladie des rayonsDp (rad; R) La nature des processus après irradiation1 degré (léger) 100-200 Période de latence de 3 à 6 semaines, puis faiblesse, nausée, fièvre, capacité de travail préservée. La teneur en leucocytes dans le sang diminue. Le mal des rayons du premier degré est curable. 2 degrés (moyenne) 200-4002-3 jours de nausées et de vomissements, puis une période cachée de 15 à 20 jours, récupération après 2 à 3 mois ; se manifeste par un malaise plus sévère, un dysfonctionnement système nerveux, maux de tête, vertiges, au début il y a souvent des vomissements, une augmentation de la température corporelle est possible; le nombre de leucocytes dans le sang, en particulier les lymphocytes, est réduit de plus de moitié. Des issues fatales (jusqu'à 20 %) sont possibles. Grade 3 (sévère) 400-600Période de latence 5-10 jours, sévère, récupération après 3-6 mois. Ils notent un état général sévère, de violents maux de tête, des vomissements, parfois une perte de connaissance ou une excitation soudaine, des hémorragies au niveau des muqueuses et de la peau, une nécrose des muqueuses au niveau des gencives. Le nombre de leucocytes, puis d'érythrocytes et de plaquettes, diminue fortement. En raison de l'affaiblissement des défenses de l'organisme, diverses complications infectieuses apparaissent. Sans traitement, la maladie se termine dans 20 à 70% des cas par la mort, le plus souvent par complications infectieuses ou par saignement. 4 degré (extrêmement sévère) ? 600 Le plus dangereux, sans traitement, se termine généralement par la mort dans les deux semaines.
Lors de l'explosion, en un temps très court, mesuré en quelques millionièmes de seconde, une énorme quantité d'énergie intranucléaire est libérée, dont une partie importante est convertie en chaleur. La température dans la zone d'explosion s'élève à des dizaines de millions de degrés. En conséquence, les produits de fission d'une charge nucléaire, sa partie n'ayant pas réagi et le corps de la munition s'évaporent instantanément et se transforment en un gaz chaud et hautement ionisé. Les produits d'explosion chauffés et les masses d'air forment une boule de feu (lors d'une explosion aérienne) ou un hémisphère ardent (lors d'une explosion au sol). Immédiatement après leur formation, leur taille augmente rapidement, atteignant plusieurs kilomètres de diamètre. Lors d'une explosion nucléaire au sol, ils s'élèvent à très grande vitesse (parfois plus de 30 km), créant un puissant flux d'air ascendant qui entraîne avec lui des dizaines de milliers de tonnes de terre depuis la surface de la terre. Avec une augmentation de la puissance de l'explosion, la taille et le degré de contamination de la zone dans la zone de l'explosion et sur la piste du nuage radioactif augmentent. La quantité, la taille et les propriétés des particules radioactives et, par conséquent, leur taux de retombées et leur répartition sur le territoire dépendent de la quantité et du type de sol tombé dans le nuage d'une explosion nucléaire. C'est pourquoi, dans les explosions terrestres et souterraines (avec éjection de sol), la taille et le degré de contamination de la zone sont beaucoup plus importants que dans les autres explosions. En cas d'explosion sur un sol sableux, les niveaux de rayonnement sur la trace sont en moyenne 2,5 fois supérieurs et la surface de la trace est deux fois plus grande que lors d'une explosion sur un sol cohésif. La température initiale du nuage de champignon est très élevée, de sorte que la majeure partie du sol qui y est tombé fond, s'évapore partiellement et se mélange avec des substances radioactives.
La nature de ce dernier n'est pas la même. Il s'agit de la partie non réagi de la charge nucléaire (uranium-235, uranium-233, plutonium-239), et des fragments de fission, et éléments chimiques avec activité induite. En 10 à 12 minutes environ, le nuage radioactif atteint sa hauteur maximale, se stabilise et commence à se déplacer horizontalement dans le sens du flux d'air. Le champignon atomique est clairement visible à grande distance pendant des dizaines de minutes. Les plus grosses particules sous l'action de la gravité tombent du nuage radioactif et de la colonne de poussière avant même le moment où ces dernières atteignent leur hauteur maximale et infectent la zone à proximité immédiate du centre de l'explosion. Les particules légères se déposent plus lentement et à des distances considérables de celui-ci. C'est ainsi que se forme une trace de nuage radioactif. Le terrain n'a pratiquement aucun effet sur la taille des zones de contamination radioactive. Cependant, il provoque une infection inégale des zones individuelles au sein des zones. Ainsi, les collines et les collines sont plus infestées du côté au vent que du côté sous le vent. Les produits de fission tombant du nuage d'explosion sont un mélange d'environ 80 isotopes de 35 éléments chimiques de la partie médiane du tableau périodique des éléments de Mendeleïev (du zinc #30 au gadolinium #64).
Presque tous les noyaux isotopiques résultants sont surchargés de neutrons, sont instables et subissent une désintégration bêta avec émission de quanta gamma. Les noyaux primaires des fragments de fission subissent ensuite en moyenne 3 à 4 désintégrations et finissent par se transformer en isotopes stables. Ainsi, chaque noyau (fragment) initialement formé correspond à sa propre chaîne de transformations radioactives. Les personnes et les animaux pénétrant dans la zone contaminée seront exposés à des rayonnements externes. Mais le danger guette également de l'autre côté. Le strontium-89 et le strontium-90, le césium-137, l'iode-127 et l'iode-131 et d'autres isotopes radioactifs tombant à la surface de la terre sont inclus dans la circulation générale des substances et pénètrent dans les organismes vivants. Le strontium-90, l'iode-131, ainsi que le plutonium et l'uranium, qui peuvent se concentrer dans certaines parties du corps, sont particulièrement dangereux. Les scientifiques ont découvert que le strontium-89 et le strontium-90 sont principalement concentrés dans le tissu osseux, l'iode - dans la glande thyroïde, le plutonium et l'uranium - dans le foie, etc. Le plus grand degré d'infection est observé dans les zones proches de la piste. À mesure que vous vous éloignez du centre de l'explosion le long de l'axe de la piste, le degré d'infection diminue. La trace d'un nuage radioactif est conditionnellement divisée en zones de contamination modérée, sévère et dangereuse. Dans le système du rayonnement lumineux, l'activité des radionucléides se mesure en becquerels (Bq) et est égale à une désintégration par seconde. Au fur et à mesure que le temps écoulé après l'explosion augmente, l'activité des fragments de fission chute rapidement (après 7 heures par 10 fois, après 49 heures par 100 fois). Zone A - infection modérée - de 40 à 400 rem. Zone B - infection grave - de 400 à 1200 rem. Zone B - infection dangereuse - de 1200 à 4000 rem. Zone G - une infection extrêmement dangereuse - de 4000 à 7000 rem.
Zone d'infection modérée- la plus grande en taille. Dans ses limites, la population située dans des zones ouvertes peut subir des lésions légères par irradiation le premier jour après l'explosion.
À zone de gros dégâtsle danger pour les personnes et les animaux est plus élevé. Ici, de graves dommages causés par les radiations sont possibles même après quelques heures de séjour dans des zones ouvertes, en particulier le premier jour.
À zone d'infection dangereuseles niveaux de rayonnement les plus élevés. Même à sa frontière, la dose totale de rayonnement lors de la désintégration complète des substances radioactives atteint 1200 r, et le niveau de rayonnement 1 heure après l'explosion est de 240 r/h. Au premier jour après l'infection, la dose totale à la frontière de cette zone est d'environ 600 r, soit c'est pratiquement mortel. Et bien qu'alors les doses de rayonnement soient réduites, il est dangereux pour les personnes de rester très longtemps hors des abris sur ce territoire.
Pour protéger la population de la contamination radioactive de la zone, toutes les structures de protection disponibles (abris, PRU, sous-sols d'immeubles à plusieurs étages, stations de métro) sont utilisées. Ces structures de protection doivent avoir un coefficient d'atténuation suffisamment élevé (Kosl) - de 500 à 1000 fois ou plus, car. les zones de contamination radioactive ont des niveaux élevés de rayonnement. Dans les zones de contamination radioactive de la zone, la population doit prendre des médicaments radioprotecteurs de l'AI-2 (n° 1 et n° 2).
1.4 Impulsion électromagnétique
Les explosions nucléaires dans l'atmosphère et dans les couches supérieures conduisent à la formation de puissants champs électromagnétiques avec des longueurs d'onde de 1 à 1000 m ou plus. Ces champs, compte tenu de leur existence à court terme, sont généralement appelés impulsion électromagnétique. Une impulsion électromagnétique se produit également à la suite d'une explosion et à basse altitude, cependant, la force du champ électromagnétique dans ce cas diminue rapidement avec la distance de l'épicentre. Dans le cas d'une explosion à haute altitude, la zone d'action de l'impulsion électromagnétique couvre la quasi-totalité de la surface de la Terre visible depuis le point d'explosion. L'effet néfaste d'une impulsion électromagnétique est dû à l'apparition de tensions et de courants dans des conducteurs de différentes longueurs situés dans l'air, la terre, dans les équipements électroniques et radio. Une impulsion électromagnétique dans l'équipement spécifié induit des courants et des tensions électriques, qui provoquent une rupture d'isolation, des dommages aux transformateurs, la combustion des éclateurs, des dispositifs à semi-conducteurs et des liaisons fusibles. Les lignes de communication, la signalisation et le contrôle des complexes de lancement de missiles, les postes de commandement sont les plus sensibles à l'influence des impulsions électromagnétiques. La protection contre les impulsions électromagnétiques est réalisée en protégeant les lignes de commande et d'alimentation, en remplaçant les fusibles (fusibles) de ces lignes. L'impulsion électromagnétique représente 1% de la puissance d'une arme nucléaire.
2. Ouvrages de protection
Les structures de protection sont le moyen le plus fiable de protéger la population contre les accidents dans les zones des centrales nucléaires, ainsi que contre les ADM et autres moyens d'attaque modernes. Les structures de protection, en fonction des propriétés protectrices, sont divisées en abris et abris anti-radiations (PRU). De plus, des abris simples peuvent être utilisés pour protéger les personnes.
. Refuges- Ce sont des structures spéciales conçues pour protéger les personnes qui s'y cachent de tous les facteurs dommageables d'une explosion nucléaire, des substances toxiques, des agents bactériens, ainsi que des températures élevées et des gaz nocifs générés lors d'incendies.
Le refuge se compose d'un local principal et d'un local auxiliaire. Dans la pièce principale, conçue pour accueillir les personnes à l'abri, des bancs superposés à deux ou trois niveaux pour s'asseoir et des étagères pour se coucher sont équipés. Les locaux auxiliaires de l'abri sont une unité sanitaire, une chambre de ventilation à filtre et, dans des bâtiments de grande capacité, une salle médicale, un garde-manger pour les produits, des locaux pour un puits artésien et une centrale électrique au diesel. En règle générale, au moins deux entrées sont aménagées dans l'abri; dans des abris de petite capacité - entrée et issue de secours. Dans les abris intégrés, les entrées peuvent se faire depuis les cages d'escalier ou directement depuis la rue. L'issue de secours est équipée sous la forme d'une galerie souterraine, se terminant par un puits avec une tête ou une trappe dans une zone non repliable. La porte extérieure est rendue protectrice et hermétique, l'intérieur - hermétique. Entre eux se trouve un vestibule. Dans les bâtiments de grande capacité (plus de 300 personnes), à l'une des entrées, une serrure à tambour est équipée, qui de l'extérieur et côtés intérieurs Il est fermé par des portes protectrices et hermétiques, ce qui permet de quitter l'abri sans violer les propriétés protectrices de l'entrée. En règle générale, le système d'alimentation en air fonctionne selon deux modes: ventilation propre (nettoyage de l'air de la poussière) et ventilation par filtre. Dans les abris situés dans des zones à risque d'incendie, un mode supplémentaire d'isolement complet avec régénération de l'air à l'intérieur de l'abri est prévu. Les systèmes d'alimentation électrique, de chauffage et d'assainissement des abris sont connectés aux réseaux externes correspondants. En cas de dommage, l'abri dispose de lampes électriques portables, de réservoirs pour stocker une réserve d'eau d'urgence, ainsi que de conteneurs pour la collecte des eaux usées. Le chauffage des abris est assuré par le réseau de chauffage général. De plus, un ensemble d'équipements de reconnaissance, des vêtements de protection, du matériel d'extinction d'incendie et une réserve d'outils d'urgence sont situés dans les locaux de l'abri.
. Abris anti-radiations (PRU)assurer la protection des personnes contre les rayonnements ionisants en cas de contamination radioactive (contamination) de la zone. De plus, ils protègent contre les rayonnements lumineux, les rayonnements pénétrants (y compris le flux neutronique) et partiellement contre une onde de choc, ainsi que contre le contact direct avec la peau et les vêtements des personnes avec des substances radioactives, toxiques et des agents bactériens. Les PRU sont disposés principalement dans les sous-sols des bâtiments et des structures. Dans certains cas, il est possible de construire des PRU préfabriqués autoportants, pour lesquels ils utilisent des éléments industriels (éléments préfabriqués en béton armé, briques, produits laminés) ou locaux (bois, pierres, broussailles, etc.) Matériaux de construction. Dans le cadre du PRU, tous les locaux encastrés adaptés à cet usage sont adaptés : sous-sols, caves, magasins de légumes, souterrains et caves, ainsi que les locaux en constructions au sol dont les parois sont constituées de matériaux aux propriétés protectrices nécessaires. Pour augmenter les propriétés protectrices de la pièce, les fenêtres et les portes supplémentaires sont fermées, une couche de terre est versée sur le plafond et, si nécessaire, un remplissage de terre est effectué à l'extérieur des murs dépassant du sol. L'étanchéité des locaux est obtenue en scellant soigneusement les fissures, les crevasses et les trous dans les murs et le plafond, à la jonction des ouvertures des fenêtres et des portes, à l'entrée des conduites de chauffage et d'eau ; installer les portes et les recouvrir de feutre en scellant le porche avec un rouleau de feutre ou un autre tissu doux et dense. Les abris d'une capacité allant jusqu'à 30 personnes sont ventilés par ventilation naturelle à travers les conduits d'alimentation et d'évacuation. Pour créer une traction, le conduit d'évacuation est installé à 1,5-2 m au-dessus de celui d'alimentation. Des visières sont réalisées sur les sorties extérieures des conduits de ventilation et des registres bien ajustés sont réalisés aux entrées de la pièce, qui sont fermées pendant la durée des retombées radioactives. L'équipement intérieur des abris est similaire à celui d'un abri. Dans les locaux adaptés aux abris qui ne sont pas équipés d'approvisionnement en eau et d'égouts, des réservoirs d'eau sont installés à raison de 3 à 4 litres par personne et par jour, et les toilettes sont équipées d'un conteneur portable ou d'un placard à refoulement avec un puisard. De plus, des couchettes (bancs), des casiers ou des coffres pour la nourriture sont installés dans l'abri. L'éclairage est assuré par une source d'alimentation externe ou des lampes électriques portatives. Les propriétés protectrices du PRU contre les effets des rayonnements radioactifs sont évaluées par le coefficient de protection (atténuation du rayonnement), qui indique combien de fois la dose de rayonnement dans les zones ouvertes est supérieure à la dose de rayonnement dans l'abri, c'est-à-dire combien de fois le PRU affaiblit l'effet du rayonnement et, par conséquent, la dose de rayonnement reçue par les personnes.
L'équipement supplémentaire des sous-sols et des locaux internes des bâtiments augmente plusieurs fois leurs propriétés protectrices. Ainsi, le facteur de protection des sous-sols équipés des maisons en bois s'élève à environ 100, des maisons en pierre - jusqu'à 800 - 1000. Les caves non équipées affaiblissent le rayonnement de 7 à 12 fois et équipées - de 350 à 400 fois.
À les abris les plus simplesinclure des créneaux ouverts et fermés. Les fissures sont construites par la population elle-même à l'aide de matériaux locaux improvisés. Les abris les plus simples ont des propriétés de protection fiables. Ainsi, une fente ouverte réduit de 1,5 à 2 fois la probabilité d'endommagement par une onde de choc, un rayonnement lumineux et un rayonnement pénétrant, et réduit de 2 à 3 fois la possibilité d'exposition dans la zone de contamination radioactive. L'espace superposé protège complètement du rayonnement lumineux, d'une onde de choc - 2,5 à 3 fois, du rayonnement pénétrant et du rayonnement radioactif - 200 à 300 fois.
L'espace est initialement agencé ouvert. Il s'agit d'une tranchée en zigzag sous la forme de plusieurs sections droites d'une longueur maximale de 15 m. Sa profondeur est de 1,8 à 2 m, la largeur en haut est de 1,1 à 1,2 m et en bas jusqu'à 0,8 m. la longueur de l'écart est déterminée à partir du calcul de 0,5 à 0,6 m par personne. La capacité normale des créneaux est de 10 à 15 personnes, la plus grande étant de 50 personnes. La construction de l'écart commence par une ventilation et un traçage - marquant son plan au sol. Tout d'abord, la ligne de base est suspendue et la longueur totale de la fente est tracée dessus. Ensuite, à gauche et à droite, la moitié des dimensions de la largeur de l'espace le long du sommet sont déposées. Aux endroits des fractures, les piquets sont martelés, des cordons de traçage sont tirés entre eux et des rainures de 5 à 7 cm de profondeur sont arrachées. Au fur et à mesure qu'elles s'approfondissent, les pentes de la fente sont progressivement ajustées et ramenées à la taille requise. À l'avenir, les murs de l'espace sont renforcés avec des planches, des poteaux, des roseaux ou d'autres matériaux improvisés. Ensuite, l'espace est recouvert de rondins, de traverses ou de dalles en béton armé de petite taille. Une couche d'imperméabilisation est posée sur le revêtement, en utilisant du feutre de toiture, un matériau de toiture, un film de chlorure de vinyle ou une couche d'argile froissée, puis une couche de sol de 50 à 60 cm d'épaisseur séparant la pièce abritée avec un rideau de tissu dense. Un conduit d'évacuation est installé pour la ventilation. Une rainure de drainage est cassée le long du sol avec un puits de drainage situé à l'entrée de l'espace.
Conclusion
Les armes nucléaires sont les plus dangereuses de toutes les armes de destruction massive connues aujourd'hui. Et malgré cela, son nombre augmente chaque année. Elle oblige toute personne à connaître les moyens de protection afin d'éviter la mort et peut-être même plus d'une.
Pour vous défendre, vous devez avoir au moins la moindre idée des armes nucléaires et de leurs effets. C'est précisément la tâche principale de la protection civile: donner à une personne des connaissances afin qu'elle puisse se protéger (et cela s'applique non seulement aux armes nucléaires, mais en général à toutes les situations mettant la vie en danger).
Les facteurs de dommages comprennent :
) onde de choc. Caractéristiques: pression à grande vitesse, forte augmentation de la pression. Conséquences : destruction par l'impact mécanique de l'onde de choc et dommages aux personnes et aux animaux par des facteurs secondaires. Protection : utilisation des abris, des abris les plus simples et des propriétés protectrices du terrain.
) Emission lumineuse. Caractéristique : très haute température, flash aveuglant. Conséquences : incendies et brûlures de la peau humaine. Protection : utilisation des abris, des abris les plus simples et des propriétés protectrices du terrain.
) Radiation. rayonnement pénétrant. Caractéristique : rayonnement alpha, bêta, gamma. Conséquences: dommages aux cellules vivantes du corps, maladie des radiations. Protection : utilisation des abris, des abris anti-radiation des abris les plus simples et des propriétés protectrices du terrain.
infection radioactive. Caractéristiques: une grande zone de dommages, la durée de conservation de l'effet dommageable, la difficulté de détecter des substances radioactives qui n'ont pas de couleur, d'odeur et d'autres signes extérieurs. Conséquences : maladie des radiations, dommages internes par des substances radioactives. Protection : utilisation des abris, abris anti-radiations, abris les plus simples, propriétés protectrices du terrain et équipements de protection individuelle.
) Pulsation éléctromagnétique. Caractéristique : champ électromagnétique de courte durée. Conséquences : apparition de courts-circuits, incendies, action facteurs secondaires par personne (brûlures). Protection : Il est bon d'isoler les lignes conductrices de courant.
Les ouvrages de protection sont les abris, les abris anti-radiations (PRU), ainsi que les abris les plus simples.
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Explosion nucléaire-- processus de libération incontrôlé un grand nombreénergie thermique et rayonnante résultant d'une réaction de fission nucléaire en chaîne ou d'une réaction de fusion thermonucléaire en très peu de temps.
De par leur origine, les explosions nucléaires sont soit le produit de l'activité humaine sur Terre et dans l'espace extra-atmosphérique proche de la Terre, soit processus naturels sur certains types d'étoiles. Explosions nucléaires artificielles -- arme puissante, conçu pour détruire de grandes installations militaires terrestres et souterraines protégées, des concentrations de troupes et d'équipements ennemis (principalement des armes nucléaires tactiques), ainsi que la suppression et la destruction complètes de la partie adverse: la destruction de grandes et petites colonies avec des civils et une industrie stratégique (Armes nucléaires stratégiques).
Une explosion nucléaire peut avoir des utilisations pacifiques :
déplacer de grandes masses de sol pendant la construction ;
effondrement d'obstacles dans les montagnes;
· concassage du minerai;
· augmentation de la récupération de pétrole des champs pétrolifères ;
fermeture d'urgence des puits de pétrole et de gaz ;
· recherche de minéraux par sondage sismique de la croûte terrestre ;
· la force motrice des engins spatiaux à impulsion nucléaire et thermonucléaire (par exemple, le projet non réalisé de l'engin spatial Orion et le projet de la sonde automatique interstellaire Daedalus) ;
recherche scientifique : sismologie, structure interne Terre, physique des plasmas et bien plus encore.
Selon les tâches résolues avec l'utilisation d'armes nucléaires, les explosions nucléaires sont divisées en types suivants:
Ø haute altitude (plus de 30 km) ;
Ø air (moins de 30 km, mais ne touche pas la surface de la terre / de l'eau);
Ø sol / surface (touche la surface de la terre / eau);
Ø sous terre / sous l'eau (directement sous terre ou sous l'eau).
Facteurs dommageables d'une explosion nucléaire
Lors de l'explosion d'une arme nucléaire, une énorme quantité d'énergie est libérée en millionièmes de seconde. La température monte à plusieurs millions de degrés, et la pression atteint des milliards d'atmosphères. Une température et une pression élevées provoquent une émission de lumière et une puissante onde de choc. Parallèlement à cela, l'explosion d'une arme nucléaire s'accompagne de l'émission d'un rayonnement pénétrant, constitué d'un flux de neutrons et de quanta gamma. Le nuage d'explosion contient une énorme quantité de produits radioactifs - des fragments de fission d'un explosif nucléaire, qui tombent le long du trajet du nuage, entraînant une contamination radioactive de la zone, de l'air et des objets. Le mouvement inégal des charges électriques dans l'air, qui se produit sous l'influence des rayonnements ionisants, conduit à la formation d'une impulsion électromagnétique.
Les principaux facteurs dommageables d'une explosion nucléaire sont :
Ø onde de choc ;
Ø rayonnement lumineux ;
Ø rayonnement pénétrant ;
Ø contamination radioactive ;
Ø impulsion électromagnétique.
L'onde de choc d'une explosion nucléaire est l'un des principaux facteurs dommageables. Selon le milieu dans lequel une onde de choc apparaît et se propage - dans l'air, l'eau ou le sol, on l'appelle respectivement une onde d'air, une onde de choc dans l'eau et une onde de choc sismique (dans le sol).
onde de choc aérienne appelée zone de forte compression de l'air, se propageant dans toutes les directions à partir du centre de l'explosion à une vitesse supersonique.
L'onde de choc provoque des blessures ouvertes et fermées de gravité variable chez une personne. L'impact indirect de l'onde de choc représente également un grand danger pour l'homme. Détruisant bâtiments, abris et abris, il peut provoquer de graves blessures.
Une pression excessive et l'action propulsive de la pression de vitesse sont également les principales raisons de la défaillance de diverses structures et équipements. Les dommages matériels dus au rebond (lorsqu'ils touchent le sol) peuvent être plus importants que ceux dus à la surpression.
Le rayonnement lumineux d'une explosion nucléaire est un rayonnement électromagnétique, y compris les régions ultraviolettes et infrarouges visibles du spectre.
L'énergie du rayonnement lumineux est absorbée par les surfaces des corps éclairés, qui sont ensuite chauffées. La température de chauffage peut être telle que la surface de l'objet est carbonisée, fondue ou enflammée. Le rayonnement lumineux peut provoquer des brûlures dans les zones ouvertes du corps humain et, la nuit, une cécité temporaire.
Source de lumière est une zone lumineuse de l'explosion, constituée de vapeurs de matériaux de structure de munitions et d'air chauffé à haute température, et d'explosions au sol - et de sol évaporé. Dimensions de la zone incandescente et le temps de sa lueur dépend de la puissance et de la forme - du type d'explosion.
Temps d'action le rayonnement lumineux des explosions terrestres et aériennes d'une capacité de 1 000 tonnes est d'environ 1 s, 10 000 tonnes - 2,2 s, 100 000 tonnes - 4,6 s, 1 million de tonnes - 10 s. Les dimensions de la région lumineuse augmentent également avec l'augmentation de la puissance d'explosion et vont de 50 à 200 m pour les puissances d'explosion nucléaires ultra-faibles et de 1 à 2 000 m pour les grandes.
brûlures des zones ouvertes du corps humain du deuxième degré (formation de bulles) sont observées à une distance de 400 à 1 000 mètres avec de faibles puissances d'explosion nucléaire, de 1,5 à 3,5 000 mètres avec des moyens et de plus de 10 000 mètres avec de grandes .
Le rayonnement pénétrant est un flux de rayonnement gamma et de neutrons émis depuis la zone d'une explosion nucléaire.
Le rayonnement gamma et le rayonnement neutronique sont différents dans leur propriétés physiques. Ce qu'ils ont en commun, c'est qu'ils peuvent se propager dans l'air dans toutes les directions à une distance allant jusqu'à 2,5-3 km. En traversant un tissu biologique, les rayonnements gamma et neutroniques ionisent les atomes et les molécules qui composent les cellules vivantes, ce qui perturbe le métabolisme normal et modifie la nature de l'activité vitale des cellules, des organes individuels et des systèmes corporels, ce qui conduit à l'émergence d'une maladie spécifique - maladie des radiations.
La source de rayonnement pénétrant est la fission nucléaire et les réactions de fusion se produisant dans les munitions au moment de l'explosion, ainsi que la désintégration radioactive des fragments de fission.
Le temps d'action du rayonnement pénétrant est déterminé par le moment où le nuage d'explosion s'élève à une hauteur telle que le rayonnement gamma et les neutrons sont absorbés par l'air et n'atteignent pas le sol (2,5-3 km), et est de 15-20 s .
Le degré, la profondeur et la forme des dommages causés par les rayonnements qui se développent dans les objets biologiques lorsqu'ils sont exposés à des rayonnements ionisants dépendent de la quantité d'énergie de rayonnement absorbée. Pour caractériser cet indicateur, on utilise le concept dose absorbée, c'est à dire. énergie absorbée par unité de masse de la substance irradiée.
Les effets nocifs des rayonnements pénétrants sur les personnes et leurs performances dépendent de la dose de rayonnement et de la durée d'exposition.
La contamination radioactive du terrain, de la couche superficielle de l'atmosphère et de l'espace aérien se produit à la suite du passage d'un nuage radioactif d'une explosion nucléaire ou d'un nuage de gaz et d'aérosols d'un accident radiologique.
Les sources de contamination radioactive sont :
dans une explosion nucléaire :
* produits de fission nucléaire - explosifs (Pu-239, U-235, U-238);
* isotopes radioactifs (radionucléides) formés dans le sol et d'autres matériaux sous l'influence des neutrons - activité induite ;
* partie de la charge nucléaire n'ayant pas réagi ;
Lors d'une explosion nucléaire au sol, la zone lumineuse touche la surface de la terre et des centaines de tonnes de sol s'évaporent instantanément. Les courants d'air s'élevant derrière la boule de feu ramassent et soulèvent une quantité importante de poussière. En conséquence, un nuage puissant se forme, composé d'un grand nombre de particules radioactives et inactives, dont la taille varie de quelques microns à plusieurs millimètres.
Sur la piste d'un nuage d'explosion nucléaire, en fonction du degré d'infection et du danger de blesser des personnes, il est d'usage de tracer quatre zones sur des cartes (schémas) (A, B, C, D).
impulsion électromagnétique.
Les explosions nucléaires dans l'atmosphère et dans les couches supérieures conduisent à la formation de puissants champs électromagnétiques avec des longueurs d'onde de 1 à 1000 m ou plus. Ces champs, compte tenu de leur existence à court terme, sont généralement appelés une impulsion électromagnétique (EMP). Une impulsion électromagnétique se produit également à la suite d'une explosion et à basse altitude, cependant, la force du champ électromagnétique dans ce cas diminue rapidement avec la distance de l'épicentre. Dans le cas d'une explosion à haute altitude, la zone d'action de l'impulsion électromagnétique couvre la quasi-totalité de la surface de la Terre visible depuis le point d'explosion. L'effet néfaste de l'EMR est dû à l'apparition de tensions et de courants dans des conducteurs de différentes longueurs situés dans l'air, la terre, dans les équipements électroniques et radio. L'EMR dans l'équipement spécifié induit des courants et des tensions électriques, qui provoquent une rupture de l'isolation, des dommages aux transformateurs, la combustion des parafoudres, des dispositifs à semi-conducteurs et le grillage des fusibles. Les lignes de communication, la signalisation et le contrôle des complexes de lancement de missiles, les postes de commandement sont les plus exposés aux EMP.
Les facteurs dommageables des armes nucléaires comprennent :
onde de choc;
rayonnement lumineux;
rayonnement pénétrant;
contamination radioactive;
impulsion électromagnétique.
Lors d'une explosion dans l'atmosphère, environ 50 % de l'énergie de l'explosion est dépensée pour la formation d'une onde de choc, 30 à 40 % pour un rayonnement lumineux, jusqu'à 5 % pour un rayonnement pénétrant et une impulsion électromagnétique, et jusqu'à 15 % pour contamination radioactive. L'effet des facteurs dommageables d'une explosion nucléaire sur les personnes et les éléments des objets ne se produit pas simultanément et diffère par la durée, la nature et l'échelle de l'impact.
onde de choc. Une onde de choc est une région de forte compression du milieu, qui se propage sous la forme d'une couche sphérique dans toutes les directions depuis le site de l'explosion à une vitesse supersonique. Selon le milieu de propagation, une onde de choc se distingue dans l'air, dans l'eau ou dans le sol.
L'onde de choc dans l'air se forme en raison de l'énergie colossale dégagée dans la zone de réaction, où la température est exceptionnellement élevée, et la pression atteint des milliards d'atmosphères (jusqu'à 105 milliards de Pa). Les vapeurs et les gaz chauds, cherchant à se dilater, produisent un coup violent sur les couches d'air environnantes, les compriment à une pression et une densité élevées et chauffent à une température élevée. Ces couches d'air mettent en mouvement les couches suivantes.
Ainsi, la compression et le mouvement de l'air se produisent d'une couche à l'autre dans toutes les directions à partir du centre de l'explosion, formant une onde de choc aérienne. Près du centre de l'explosion, la vitesse de propagation de l'onde de choc est plusieurs fois supérieure à la vitesse du son dans l'air.
Avec l'augmentation de la distance par rapport au site de l'explosion, la vitesse de propagation des ondes diminue rapidement et l'onde de choc s'affaiblit. Une onde de choc aérienne lors d'une explosion nucléaire de moyenne puissance parcourt environ 1000 mètres en 1,4 seconde, 2000 mètres en 4 secondes, 3000 mètres en 7 secondes, 5000 mètres en 12 secondes.
explosion de munitions d'armes nucléaires
Les principaux paramètres d'une onde de choc qui caractérisent son effet destructeur et dommageable sont : la surpression dans le front de l'onde de choc, la pression de vitesse, la durée de l'onde - la durée de la phase de compression et la vitesse du front de l'onde de choc.
L'onde de choc dans l'eau lors d'une explosion nucléaire sous-marine ressemble qualitativement à une onde de choc dans l'air. Cependant, aux mêmes distances, la pression dans le front d'onde de choc dans l'eau est beaucoup plus importante que dans l'air, et le temps d'action est plus court.
Lors d'une explosion nucléaire au sol, une partie de l'énergie de l'explosion est dépensée pour la formation d'une onde de compression dans le sol. Contrairement à une onde de choc dans l'air, elle se caractérise par une augmentation moins brutale de la pression dans le front d'onde, ainsi que par son affaiblissement plus lent derrière le front.
Lors de l'explosion d'une arme nucléaire dans le sol, la majeure partie de l'énergie de l'explosion est transférée à la masse environnante du sol et produit une puissante secousse du sol, rappelant un tremblement de terre dans son effet.
Impact mécanique d'une onde de choc. La nature de la destruction des éléments de l'objet (objet) dépend de la charge créée par l'onde de choc et de la réponse de l'objet à l'action de cette charge. Une évaluation générale des destructions causées par l'onde de choc d'une explosion nucléaire est généralement donnée en fonction du degré de gravité de ces destructions.
- 1) Destruction faible. Les remplissages de fenêtres et de portes et les cloisons légères sont détruits, le toit est partiellement détruit, des fissures dans le verre des étages supérieurs sont possibles. Les caves et les étages inférieurs sont entièrement conservés. Il est sécuritaire de rester dans le bâtiment et il peut être utilisé après les réparations en cours.
- 2) La destruction moyenne se manifeste par la destruction des toits et des éléments intégrés - cloisons internes, fenêtres, ainsi que par l'apparition de fissures dans les murs, l'effondrement de sections individuelles des planchers de grenier et des murs des étages supérieurs. Les sous-sols sont conservés. Après déblaiement et remise en état, une partie des locaux des étages inférieurs peut être utilisée. La restauration des bâtiments est possible lors de grosses réparations.
- 3) La destruction grave se caractérise par la destruction des structures porteuses et des plafonds des étages supérieurs, la formation de fissures dans les murs et la déformation des plafonds des étages inférieurs. L'utilisation des locaux devient impossible, et la réparation et la restauration - le plus souvent inappropriées.
- 4) Destruction complète. Tous les éléments principaux du bâtiment sont détruits, y compris les structures porteuses. Le bâtiment ne peut pas être utilisé. Les sous-sols en cas de destruction grave et complète peuvent être conservés et partiellement utilisés après le déblaiement des décombres.
Impact d'une onde de choc sur les personnes et les animaux. L'onde de choc peut infliger des personnes et des animaux non protégés lésions traumatiques, une commotion cérébrale ou être la cause de leur décès.
Les blessures peuvent être directes (résultant d'une exposition à une pression excessive et à une pression d'air à grande vitesse) ou indirectes (résultant d'impacts de débris provenant de bâtiments et de structures détruits). L'impact d'une onde de choc aérienne sur des personnes non protégées se caractérise par des blessures légères, moyennes, graves et extrêmement graves.
- 1) Des commotions cérébrales et des blessures extrêmement graves surviennent à une surpression de plus de 100 kPa. Il y a des ruptures d'organes internes, des fractures osseuses, des saignements internes, des commotions cérébrales, une perte de conscience prolongée. Ces blessures peuvent être mortelles.
- 2) Des contusions et des blessures graves sont possibles à des pressions excessives de 60 à 100 kPa. Ils se caractérisent par une grave contusion de tout le corps, une perte de conscience, des fractures osseuses, des saignements du nez et des oreilles ; dommages possibles aux organes internes et hémorragies internes.
- 3) Des dommages de gravité modérée se produisent à une surpression de 40 à 60 kPa. Dans ce cas, il peut y avoir des luxations des membres, une contusion du cerveau, des dommages aux organes auditifs, des saignements du nez et des oreilles.
- 4) Des dommages légers se produisent à une surpression de 20 à 40 kPa. Ils se traduisent par des violations passagères des fonctions corporelles (bourdonnements d'oreilles, vertiges, maux de tête). Des luxations, des contusions sont possibles.
La protection garantie des personnes contre l'onde de choc est assurée en les abritant dans des abris. A défaut d'abris, on utilise des abris anti-radiations, des ouvrages souterrains, des abris naturels et des terrains.
Emission lumineuse. Le rayonnement lumineux d'une explosion nucléaire est une combinaison de lumière visible et de rayons ultraviolets et infrarouges proches dans le spectre. La source de rayonnement lumineux est la zone lumineuse de l'explosion, constituée des substances d'une arme nucléaire chauffées à haute température, de l'air et du sol (en cas d'explosion au sol).
La température de la zone lumineuse est comparable pendant un certain temps à la température de surface du soleil (maximum 8000-100000C et minimum 18000C). La taille de la région lumineuse et sa température changent rapidement avec le temps. La durée d'émission lumineuse dépend de la puissance et du type d'explosion et peut durer jusqu'à plusieurs dizaines de secondes. L'effet nocif du rayonnement lumineux se caractérise par une impulsion lumineuse. Une impulsion lumineuse est le rapport de la quantité d'énergie lumineuse à la surface de la surface éclairée située perpendiculairement à la propagation des rayons lumineux.
Lors d'une explosion nucléaire à haute altitude, les rayons X émis par des produits d'explosion exceptionnellement chauds sont absorbés par de grandes épaisseurs d'air raréfié. Par conséquent, la température de la boule de feu (significativement grandes tailles qu'avec un jet d'air) est plus faible.
La quantité d'énergie lumineuse atteignant un objet situé à une certaine distance d'une explosion au sol peut être d'environ les trois quarts pour de petites distances, et la moitié de l'impulsion pour une explosion aérienne de même puissance à de grandes distances.
Lors d'explosions au sol et en surface, l'impulsion lumineuse aux mêmes distances est moindre que lors d'explosions aériennes de même puissance.
Lors d'explosions souterraines ou sous-marines, presque tout le rayonnement lumineux est absorbé.
Les incendies d'objets et d'agglomérations sont dus au rayonnement lumineux et à des facteurs secondaires causés par l'impact d'une onde de choc. La présence de matériaux combustibles a une grande influence.
Du point de vue des opérations de secours, les incendies sont classés en trois zones : la zone des feux individuels, la zone des feux continus et la zone de combustion et de combustion lente.
- 1) Les zones d'incendies individuels sont des zones dans lesquelles des incendies se produisent dans des bâtiments ou des structures individuels. La manœuvre de formation entre les feux individuels n'est pas possible sans moyens de protection thermique.
- 2) Zone d'incendies continus - le territoire où la plupart des bâtiments restants brûlent. Il est impossible aux formations de traverser ce territoire ou de s'y maintenir sans moyens de protection contre les rayonnements thermiques ou sans prendre des mesures spéciales de lutte contre l'incendie pour localiser ou éteindre un incendie.
- 3) La zone de combustion et de combustion lente dans les décombres est un territoire où brûlent des bâtiments et des structures détruits. Elle se caractérise par une combustion prolongée dans les décombres (jusqu'à plusieurs jours).
Effets du rayonnement lumineux sur les humains et les animaux. Le rayonnement lumineux d'une explosion nucléaire, lorsqu'il est directement exposé, provoque des brûlures aux zones exposées du corps, une cécité temporaire ou des brûlures rétiniennes.
Les brûlures sont divisées en quatre degrés en fonction de la gravité des dommages corporels.
Les brûlures au premier degré se traduisent par des douleurs, des rougeurs et un gonflement de la peau. Ils ne présentent pas de danger grave et sont rapidement guéris sans aucune conséquence.
Avec les brûlures au deuxième degré, des cloques se forment, remplies d'un liquide protéique transparent; si des zones importantes de la peau sont touchées, une personne peut perdre sa capacité de travail pendant un certain temps et nécessiter un traitement spécial.
Les brûlures au troisième degré se caractérisent par une nécrose de la peau avec des lésions partielles de la couche germinale.
Brûlures au quatrième degré : nécrose de la peau des couches profondes des tissus. Les brûlures aux troisième et quatrième degrés sur une partie importante de la peau peuvent être mortelles.
La protection contre le rayonnement lumineux est plus simple que contre d'autres facteurs dommageables. Le rayonnement lumineux se propage en ligne droite. Toute barrière opaque peut servir de défense contre elle. Utiliser des fosses, des fossés, des monticules, des remblais, des murs entre les fenêtres pour s'abriter, différentes sortes techniques, cimes d'arbres, etc., peuvent être considérablement réduites ou complètement évitées des brûlures dues au rayonnement lumineux. Une protection complète est assurée par des abris et des abris anti-radiations. Les vêtements protègent également la peau des brûlures, de sorte que les brûlures sont plus susceptibles de se produire sur les zones exposées du corps.
Le degré de brûlure par rayonnement lumineux des zones fermées de la peau dépend de la nature du vêtement, de sa couleur, de sa densité et de son épaisseur (des vêtements amples de couleurs claires ou des vêtements en tissus de laine sont préférables).
rayonnement pénétrant. Le rayonnement pénétrant est un rayonnement gamma et un flux de neutrons émis dans l'environnement depuis la zone d'une explosion nucléaire. Les rayonnements ionisants sont également émis sous forme de particules alpha et bêta, qui ont un court libre parcours moyen, ce qui fait que leur impact sur les personnes et les matériaux est négligé. Le temps d'action du rayonnement pénétrant ne dépasse pas 10-15 secondes à partir du moment de l'explosion.
Les principaux paramètres qui caractérisent les rayonnements ionisants sont la dose et le débit de dose de rayonnement, le flux et la densité de flux des particules.
La capacité ionisante du rayonnement gamma est caractérisée par la dose d'exposition au rayonnement. L'unité de dose d'exposition au rayonnement gamma est le coulomb par kilogramme (C/kg). En pratique, une unité non systémique roentgen (P) est utilisée comme unité de dose d'exposition. Les rayons X sont une telle dose (quantité d'énergie) de rayonnement gamma, lors de l'absorption de laquelle 2,083 milliards de paires d'ions se forment dans 1 cm3 d'air sec (à une température de 0 ° C et une pression de 760 mm Hg), dont chacun a une charge égale à la charge d'un électron.
La gravité des lésions radiologiques dépend principalement de la dose absorbée. Pour mesurer la dose absorbée de tout type de rayonnement ionisant, l'unité gray (Gy) est établie. En se propageant dans le milieu, les rayonnements gamma et les neutrons ionisent ses atomes et modifient la structure physique des substances. Au cours de l'ionisation, les atomes et les molécules des cellules des tissus vivants, en raison de la violation des liaisons chimiques et de la décomposition des substances vitales, meurent ou perdent leur capacité à continuer la vie.
Dans les explosions nucléaires aériennes et terrestres proches du sol, de sorte que l'onde de choc peut désactiver les bâtiments et les structures, le rayonnement pénétrant est dans la plupart des cas sans danger pour les objets. Mais avec une augmentation de la hauteur de l'explosion, elle devient de plus en plus importante dans la défaite des objets. Lors d'explosions à haute altitude et dans l'espace, l'impulsion de rayonnement pénétrant devient le principal facteur dommageable.
Dommages aux personnes et aux animaux par rayonnement pénétrant. Lorsqu'ils sont exposés à des rayonnements pénétrants chez les humains et les animaux, le mal des rayons peut survenir. Le degré de dommage dépend de la dose d'exposition au rayonnement, du temps pendant lequel cette dose a été reçue, de la zone d'irradiation du corps et de l'état général du corps. Il est également pris en compte que l'irradiation peut être unique et multiple. Une exposition unique est considérée comme l'exposition reçue au cours des quatre premiers jours. L'irradiation reçue pendant une durée supérieure à quatre jours est répétée. Avec une seule irradiation du corps humain, en fonction de la dose d'exposition reçue, on distingue 4 degrés de maladie des rayons.
Le mal des rayons du premier degré (léger) survient avec une dose d'exposition totale de rayonnement de 100 à 200 R. La période de latence peut durer 2 à 3 semaines, après quoi il y a un malaise, une faiblesse générale, une sensation de lourdeur dans la tête, sensation d'oppression dans la poitrine, augmentation de la transpiration, augmentation périodique de la température. La teneur en leucocytes dans le sang diminue. Le mal des rayons du premier degré est curable.
Le mal des rayons du deuxième degré (moyen) survient avec une dose d'exposition totale de rayonnement de 200 à 400 R. La période de latence dure environ une semaine. Le mal des rayons se manifeste par un malaise plus grave, un dysfonctionnement du système nerveux, des maux de tête, des vertiges, au début il y a souvent des vomissements, une augmentation de la température corporelle est possible; le nombre de leucocytes dans le sang, en particulier les lymphocytes, est réduit de plus de moitié. Avec un traitement actif, la récupération se produit en 1,5 à 2 mois. Des issues fatales (jusqu'à 20 %) sont possibles.
Le mal des rayons du troisième degré (sévère) survient à une dose d'exposition totale de 400 à 600 R. La période de latence peut aller jusqu'à plusieurs heures. Ils notent un état général sévère, de violents maux de tête, des vomissements, parfois une perte de connaissance ou une excitation soudaine, des hémorragies au niveau des muqueuses et de la peau, une nécrose des muqueuses au niveau des gencives. Le nombre de leucocytes, puis d'érythrocytes et de plaquettes, diminue fortement. En raison de l'affaiblissement des défenses de l'organisme, diverses complications infectieuses apparaissent. Sans traitement, la maladie se termine dans 20 à 70% des cas par la mort, le plus souvent par complications infectieuses ou par saignement.
Lorsqu'il est irradié avec une dose d'exposition supérieure à 600 R., un quatrième degré extrêmement grave de maladie des rayons se développe, qui, sans traitement, se termine généralement par la mort dans les deux semaines.
Protection contre les rayonnements pénétrants. Le rayonnement pénétrant, traversant divers milieux (matériaux), est affaibli. Le degré d'affaiblissement dépend des propriétés des matériaux et de l'épaisseur de la couche protectrice. Les neutrons sont atténués principalement par collision avec des noyaux atomiques. L'énergie des quanta gamma lors de leur passage à travers les substances est principalement dépensée en interaction avec les électrons des atomes. Les structures de protection de la protection civile protègent de manière fiable les personnes contre les rayonnements pénétrants.
infection radioactive. La contamination radioactive se produit à la suite des retombées de substances radioactives du nuage d'une explosion nucléaire.
Les principales sources de radioactivité dans les explosions nucléaires sont : les produits de fission des substances qui composent le combustible nucléaire (200 isotopes radioactifs de 36 éléments chimiques) ; l'activité induite résultant de l'impact du flux neutronique d'une explosion nucléaire sur certains éléments chimiques constituant le sol (sodium, silicium, etc.) ; partie du combustible nucléaire qui ne participe pas à la réaction de fission et pénètre sous forme de minuscules particules dans les produits de l'explosion.
Le rayonnement des substances radioactives se compose de trois types de rayons : alpha, bêta et gamma.
Les rayons gamma ont le pouvoir de pénétration le plus élevé, les particules bêta ont le pouvoir de pénétration le moins élevé et les particules alpha ont le pouvoir de pénétration le moins élevé. Par conséquent, le principal danger pour les personnes en cas de contamination radioactive de la zone est le rayonnement gamma et bêta.
La contamination radioactive présente un certain nombre de caractéristiques: une grande surface de dommages, la durée de conservation de l'effet dommageable, la difficulté de détecter des substances radioactives qui n'ont pas de couleur, d'odeur et d'autres signes extérieurs.
Des zones de contamination radioactive se forment dans la zone d'une explosion nucléaire et sur la piste d'un nuage radioactif. La plus grande contamination de la zone se produira lors d'explosions nucléaires terrestres (en surface) et souterraines (sous-marines).
Dans une explosion nucléaire terrestre (souterraine), la boule de feu touche la surface de la terre. Environnement est fortement chauffé, une partie importante du sol et des roches s'évapore et est capturée par la boule de feu. Les substances radioactives se déposent sur les particules de sol en fusion. En conséquence, un nuage puissant se forme, composé d'une énorme quantité de particules fusionnées radioactives et inactives, dont la taille varie de quelques microns à plusieurs millimètres. En 7 à 10 minutes, le nuage radioactif monte et atteint sa hauteur maximale, se stabilise, acquiert une forme de champignon caractéristique et, sous l'influence des courants d'air, se déplace à une certaine vitesse et dans une certaine direction. La plupart des retombées radioactives, qui provoquent une grave contamination de la zone, tombent du nuage dans les 10 à 20 heures suivant une explosion nucléaire.
Lorsque des substances radioactives tombent du nuage d'une explosion nucléaire, la surface de la terre, l'air, les sources d'eau, les actifs matériels, etc. sont contaminés.
Lors d'explosions aériennes et à haute altitude, la boule de feu ne touche pas la surface de la terre. Lors d'une explosion aérienne, la quasi-totalité de la masse de produits radioactifs sous forme de très petites particules va dans la stratosphère et seule une petite partie reste dans la troposphère. Les substances radioactives tombent de la troposphère en 1 à 2 mois et de la stratosphère - 5 à 7 ans. Pendant ce temps, les particules radioactivement contaminées sont emportées par les courants d'air sur de longues distances depuis le site de l'explosion et sont réparties sur de vastes zones. Par conséquent, ils ne peuvent pas créer une contamination radioactive dangereuse de la zone. Le danger ne peut être représenté que par la radioactivité induite dans le sol et les objets situés à proximité de l'épicentre d'une explosion nucléaire aérienne. Les dimensions de ces zones, en règle générale, ne dépasseront pas les rayons des zones de destruction complète.
La forme de la trace d'un nuage radioactif dépend de la direction et de la vitesse du vent moyen. Sur un terrain plat avec une direction de vent constante, la trace radioactive a la forme d'une ellipse allongée. Plus haut degré l'infection est observée dans les zones de la piste situées près du centre de l'explosion et sur l'axe de la piste. De plus grosses particules fondues de poussière radioactive tombent ici. Le degré de contamination le plus faible est observé aux limites des zones de contamination et dans les zones les plus éloignées du centre d'une explosion nucléaire au sol.
Le degré de contamination radioactive de la zone est caractérisé par le niveau de rayonnement pendant un certain temps après l'explosion et la dose d'exposition au rayonnement (rayonnement gamma) reçue pendant la période allant du début de la contamination au moment de la désintégration complète des substances radioactives .
Selon le degré de contamination radioactive et conséquences possibles exposition externe dans la zone d'une explosion nucléaire et sur la trace d'un nuage radioactif, on distingue les zones de contamination modérée, forte, dangereuse et extrêmement dangereuse.
Zone d'infection modérée (zone A). La dose d'exposition aux rayonnements lors de la désintégration complète des substances radioactives varie de 40 à 400 R. Les travaux dans des zones ouvertes situées au milieu de la zone ou à sa limite intérieure doivent être arrêtés pendant plusieurs heures.
Zone d'infection sévère (zone B). La dose d'exposition aux rayonnements lors de la désintégration complète des substances radioactives varie de 400 à 1200 R. Dans la zone B, le travail dans les installations est arrêté jusqu'à 1 jour, les ouvriers et les employés se réfugient dans des structures de protection de la protection civile, des sous-sols ou d'autres abris .
Zone d'infection dangereuse (zone B). Sur la bordure extérieure de la zone d'exposition aux rayonnements gamma jusqu'à la désintégration complète des substances radioactives est de 1200 R., sur la bordure intérieure - 4000 R. Dans cette zone, le travail s'arrête de 1 à 3-4 jours, les ouvriers et les employés se réfugient dans les structures de protection de la protection civile.
Zone d'infection extrêmement dangereuse (zone D). À la limite extérieure de la zone, la dose d'exposition au rayonnement gamma jusqu'à la désintégration complète des substances radioactives est de 4000 R. Dans la zone G, le travail dans les installations est arrêté pendant 4 jours ou plus, les ouvriers et les employés se réfugient dans des abris. Après l'expiration de la période spécifiée, le niveau de rayonnement sur le territoire de l'installation tombe à des valeurs qui garantissent la sécurité de l'activité des travailleurs et des employés dans les locaux de production.
L'effet des produits de l'explosion nucléaire sur les personnes. Comme le rayonnement pénétrant dans la zone d'une explosion nucléaire, l'irradiation gamma externe générale dans une zone contaminée par la radioactivité provoque le mal des rayons chez l'homme et les animaux. Les doses de rayonnement qui causent la maladie sont les mêmes que celles du rayonnement pénétrant.
À influence externe particules bêta chez l'homme, les lésions cutanées sont le plus souvent observées sur les mains, dans le cou et sur la tête. Il existe des lésions cutanées de degré sévère (apparition d'ulcères non cicatrisants), modéré (cloques) et léger (peau bleue et qui démange).
Les dommages internes causés aux personnes par des substances radioactives peuvent survenir lorsqu'elles pénètrent dans l'organisme, principalement avec de la nourriture. Avec l'air et l'eau, les substances radioactives, apparemment, pénétreront dans le corps en quantités telles qu'elles ne causeront pas de radiolésions aiguës avec la perte de la capacité de travail des personnes.
Les produits radioactifs absorbés d'une explosion nucléaire sont distribués de manière extrêmement inégale dans le corps. Surtout beaucoup d'entre eux sont concentrés dans la glande thyroïde et le foie. A cet égard, ces organes sont exposés à des radiations à très fortes doses, conduisant soit à la destruction des tissus, soit au développement de tumeurs ( thyroïde), ou à une altération grave de la fonction.
