Glavni škodljivi dejavniki jedrskega orožja in posledice jedrskih eksplozij. Škodljivi dejavniki jedrske eksplozije in delovanja

Zračni udarni val jedrske eksplozije

Škodljivi dejavniki jedrske eksplozije

domov Lastne izkušnje

Uvod

1. Zaporedje dogodkov pri jedrski eksploziji

2. Udarni val

3. Emisija svetlobe

4. Prodorno sevanje

5. Radioaktivna kontaminacija

6. Elektromagnetni impulz

Zaključek

Sprostitev ogromne količine energije, ki nastane med verižno reakcijo cepitve, vodi do hitrega segrevanja snovi eksplozivne naprave na temperature reda 10 7 K. Pri takih temperaturah je snov intenzivno sevalna ionizirana plazma. Na tej stopnji se približno 80 % energije eksplozije sprosti v obliki energije elektromagnetnega sevanja. Največja energija tega sevanja, imenovana primarna, pade na rentgensko območje spektra. Nadaljnji potek dogodkov v jedrski eksploziji je določen predvsem z naravo interakcije primarnega toplotnega sevanja z okoljem, ki obdaja epicenter eksplozije, pa tudi z lastnostmi tega okolja.

Če je eksplozija izvedena na nizki nadmorski višini v atmosferi, primarno sevanje eksplozije absorbira zrak na razdalji reda nekaj metrov. Absorpcija rentgenskih žarkov povzroči nastanek eksplozijskega oblaka, za katerega je značilna zelo visoka temperatura. V prvi fazi se ta oblak poveča zaradi radiacijskega prenosa energije iz vročega notranjega dela oblaka v njegovo hladno okolico. Temperatura plina v oblaku je približno konstantna v njegovi prostornini in pada z naraščanjem. V trenutku, ko temperatura oblaka pade na približno 300 tisoč stopinj, se hitrost fronte oblaka zmanjša na vrednosti, primerljive s hitrostjo zvoka. V tem trenutku nastanek udarni val, katerega sprednji del se "odcepi" od meje eksplozijskega oblaka. Pri eksploziji z močjo 20 kt se ta dogodek zgodi približno 0,1 m/s po eksploziji. Polmer eksplozijskega oblaka je v tem trenutku okoli 12 metrov.

Intenzivnost toplotnega sevanja eksplozijskega oblaka je v celoti določena z navidezno temperaturo njegove površine. Zrak, segret s prehodom udarnega vala, nekaj časa prikrije eksplozijski oblak tako, da absorbira sevanje, ki ga oddaja, tako da temperatura vidne površine eksplozijskega oblaka ustreza temperaturi zraka za fronto udarnega vala, ki se zmanjšuje z večanjem velikosti fronte. Približno 10 milisekund po začetku eksplozije temperatura v sprednji strani pade na 3000 °C in ponovno postane prosojna za sevanje eksplozijskega oblaka. Temperatura vidne površine eksplozijskega oblaka ponovno začne naraščati in približno 0,1 sekunde po začetku eksplozije doseže približno 8000 °C (pri eksploziji z močjo 20 kt). V tem trenutku je moč sevanja eksplozijskega oblaka največja. Po tem temperatura vidne površine oblaka in s tem energija, ki jo seva, hitro pada. Posledično se glavnina energije sevanja odda v manj kot eni sekundi.

Nastanek impulza toplotnega sevanja in nastanek udarnega vala se pojavita v najzgodnejših fazah obstoja eksplozijskega oblaka. Ker oblak vsebuje večino radioaktivnih snovi, ki nastanejo med eksplozijo, njegov nadaljnji razvoj določa nastanek sledi radioaktivnih padavin. Ko se eksplozijski oblak toliko ohladi, da ne seva več v vidnem delu spektra, se zaradi toplotnega raztezanja nadaljuje proces povečevanja njegove velikosti in se začne dvigovati navzgor. V procesu dviga oblak nosi s seboj znatno maso zraka in zemlje. V nekaj minutah oblak doseže višino nekaj kilometrov in lahko doseže stratosfero. Hitrost padanja radioaktivnih padavin je odvisna od velikosti trdnih delcev, na katerih kondenzirajo. Če je med nastankom eksplozijski oblak dosegel površje, bo količina zemlje, ki jo je prinesel dvig oblaka, dovolj velika in radioaktivne snovi se bodo usedle predvsem na površino delcev zemlje, katerih velikost lahko doseže več milimetrov. Takšni delci padejo na površje v relativni bližini epicentra eksplozije in njihova radioaktivnost se med padavinami praktično ne zmanjša.

Če se eksplozijski oblak ne dotakne površine, se radioaktivne snovi, ki jih vsebuje, kondenzirajo v veliko manjše delce z značilno velikostjo 0,01-20 mikronov. Ker lahko takšni delci v zgornjih plasteh atmosfere obstajajo precej dolgo, se razpršijo na zelo velikem območju in v času, ki preteče, preden padejo na površje, izgubijo pomemben delež svoje radioaktivnosti. V tem primeru se radioaktivna sled praktično ne opazi. Najmanjša višina, pri kateri eksplozija ne povzroči nastajanja radioaktivne sledi, je odvisna od moči eksplozije in znaša približno 200 metrov za eksplozijo z močjo 20 kt in približno 1 km za eksplozijo z močjo 1 Mt.

Glavni škodljivi dejavniki - udarni val in svetlobno sevanje - so podobni škodljivim dejavnikom tradicionalnih eksplozivov, vendar veliko močnejši.

Udarni val, ki nastane v zgodnjih fazah obstoja eksplozijskega oblaka, je eden glavnih škodljivi dejavniki atmosferski jedrska eksplozija. Glavni značilnosti udarnega vala sta vršni nadtlak in dinamični tlak v čelnem delu vala. Sposobnost objektov, da prenesejo udar udarnega vala, je odvisna od številnih dejavnikov, kot so prisotnost nosilnih elementov, gradbeni material, orientacija glede na fronto. Nadtlak 1 atm (15 psi) na razdalji 2,5 km od talne eksplozije z močjo 1 Mt lahko uniči večnadstropno armiranobetonsko zgradbo. Polmer območja, v katerem nastane podoben tlak med eksplozijo 1 Mt, je približno 200 metrov.

Vklopljeno začetnih fazah obstoj udarnega vala, njegova sprednja stran je krogla s središčem v točki eksplozije. Ko fronta doseže površino, nastane odbit val. Ker se odbiti val širi v mediju, skozi katerega je šel direktni val, je hitrost njegovega širjenja nekoliko večja. Posledično se na določeni razdalji od epicentra dva vala združita blizu površine in tvorita fronto, za katero so značilne približno dvakratne vrednosti nadtlaka.

Torej, med eksplozijo jedrskega orožja z močjo 20 kilotonov udarni val v 2 sekundah prepotuje 1000 m, v 5 sekundah 2000 m in v 8 sekundah 3000 m.Sprednjo mejo vala imenujemo fronta udarnega vala. Stopnja poškodbe udarca je odvisna od moči in položaja predmetov na njem. Škodljiv učinek SW je označen z višino nadtlaka.

Ker je za dano eksplozivno moč razdalja, na kateri se oblikuje taka fronta, odvisna od višine eksplozije, je mogoče višino eksplozije prilagoditi, da dobimo največje vrednosti nadtlak na določenem območju. Če je namen eksplozije uničiti utrjene vojaške objekte, je optimalna višina eksplozije zelo majhna, kar neizogibno povzroči nastanek znatne količine radioaktivnih padavin.

Svetlobno sevanje je tok sevalne energije, vključno z ultravijoličnim, vidnim in infrardečim področjem spektra. Vir svetlobnega sevanja je svetlobno območje eksplozije - segreti na visoke temperature in izhlapeni deli streliva, okoliška tla in zrak. Pri zračni eksploziji je svetlobno območje krogla, pri zemeljski eksploziji - polobla.

Najvišja površinska temperatura svetlobnega območja je običajno 5700-7700 °C. Ko temperatura pade na 1700°C, sij preneha. Svetlobni impulz traja od frakcij sekunde do nekaj deset sekund, odvisno od moči in pogojev eksplozije. Približno trajanje žarenja v sekundah je enako tretjemu korenu moči eksplozije v kilotonah. Hkrati lahko intenzivnost sevanja preseže 1000 W / cm² (za primerjavo, največja intenzivnost sončne svetlobe je 0,14 W / cm²).

Posledica delovanja svetlobnega sevanja je lahko vžig in vžig predmetov, taljenje, zoglenitev, visokotemperaturne napetosti v materialih.

Pri izpostavljenosti človeka svetlobnemu sevanju pride do poškodb oči in opeklin odprtih delov telesa ter začasne slepote, lahko pa tudi do poškodb delov telesa, zaščitenih z obleko.

Opekline nastanejo zaradi neposredne izpostavljenosti svetlobnemu sevanju na odprtih predelih kože (primarne opekline), pa tudi zaradi gorečih oblačil v požarih (sekundarne opekline). Glede na resnost lezije so opekline razdeljene na štiri stopnje: prva - rdečina, oteklina in bolečina kože; drugi je nastanek mehurčkov; tretji - nekroza kože in tkiv; četrti je zoglenitev kože.

Opekline fundusa (z neposrednim pogledom na eksplozijo) so možne na razdaljah, ki presegajo polmere območij opeklin kože. Začasna slepota se običajno pojavi ponoči in v mraku ter ni odvisna od smeri pogleda v času eksplozije in bo razširjena. Čez dan nastane samo ob pogledu na pok. Začasna slepota mine hitro, ne pušča posledic in zdravniška pomoč običajno ni potrebna.

Še en osupljiv dejavnik jedrska orožja je prodorno sevanje, ki je tok visokoenergijskih nevtronov in gama kvantov, ki nastanejo neposredno med eksplozijo in kot posledica razpada cepitvenih produktov. Poleg nevtronov in žarkov gama pri jedrskih reakcijah nastajajo tudi delci alfa in beta, katerih vpliv lahko zanemarimo, ker se zelo učinkovito zadržujejo na razdaljah reda nekaj metrov. Nevtroni in gama kvanti se sproščajo še precej dolgo po eksploziji, kar vpliva na sevalno okolje. Dejansko prodorno sevanje običajno vključuje nevtrone in kvante gama, ki se pojavijo v prvi minuti po eksploziji. Takšna definicija je posledica dejstva, da ima eksplozijski oblak čas, da se v času približno ene minute dvigne na višino, ki je dovolj velika, da postane tok sevanja na površini skoraj neopazen.

Intenzivnost prodornega toka sevanja in razdalja, na kateri lahko njegovo delovanje povzroči znatno škodo, sta odvisni od moči eksplozivne naprave in njene konstrukcije. Odmerek sevanja, prejet na razdalji približno 3 km od epicentra termonuklearne eksplozije z močjo 1 Mt, zadostuje za resne biološke spremembe v človeškem telesu. Jedrska eksplozivna naprava je lahko posebej zasnovana tako, da poveča škodo, ki jo povzroči prodorno sevanje, v primerjavi s škodo, ki jo povzročijo drugi škodljivi dejavniki (tako imenovano nevtronsko orožje).

Procesi, ki se dogajajo med eksplozijo na precejšnji višini, kjer je gostota zraka nizka, se nekoliko razlikujejo od tistih, ki se dogajajo med eksplozijo na nizki nadmorski višini. Prvič, zaradi nizke gostote zraka pride do absorpcije primarnega toplotnega sevanja na veliko večjih razdaljah in velikost eksplozijskega oblaka lahko doseže več deset kilometrov. Procesi interakcije ioniziranih delcev oblaka z zemeljskim magnetnim poljem začnejo pomembno vplivati na nastanek eksplozijskega oblaka. Ionizirani delci, ki nastanejo med eksplozijo, prav tako opazno vplivajo na stanje ionosfere, saj otežujejo in včasih onemogočajo širjenje radijskih valov (ta učinek je mogoče uporabiti za zaslepitev radarskih postaj).

Poškodba osebe zaradi prodornega sevanja je določena s skupno dozo, ki jo telo prejme, naravo izpostavljenosti in njenim trajanjem. Glede na trajanje obsevanja so sprejeti naslednji skupni odmerki sevanja gama, ki ne vodijo do zmanjšanja bojne učinkovitosti osebja: enkratno obsevanje (impulzno ali v prvih 4 dneh) -50 rad; ponavljajoča se izpostavljenost (neprekinjena ali občasna) v prvih 30 dneh. - 100 vesel, v 3 mesecih. - 200 rad, v 1 letu - 300 rad.

Radioaktivna kontaminacija je posledica velike količine radioaktivnih snovi, ki padejo iz oblaka, dvignjenega v zrak. Trije glavni viri radioaktivnih snovi v območju eksplozije so cepitveni produkti jedrskega goriva, del jedrskega naboja, ki ni reagiral, ter radioaktivni izotopi, ki nastanejo v zemlji in drugih materialih pod vplivom nevtronov (inducirana aktivnost).

Produkti eksplozije, ki se usedajo na površje zemlje v smeri oblaka, ustvarijo radioaktivno območje, imenovano radioaktivna sled. Gostota kontaminacije v območju eksplozije in po gibanju radioaktivnega oblaka se zmanjšuje z oddaljenostjo od središča eksplozije. Oblika sledi je lahko zelo raznolika, odvisno od okoliških pogojev.

Radioaktivni produkti eksplozije oddajajo tri vrste sevanja: alfa, beta in gama. Čas njihovega vpliva na okolje je zelo dolg.

Sčasoma se aktivnost fisijskih drobcev hitro zmanjša, zlasti v prvih urah po eksploziji. Tako bo na primer skupna aktivnost fisijskih drobcev pri eksploziji jedrskega orožja z močjo 20 kT v enem dnevu nekaj tisočkrat manjša kot v eni minuti po eksploziji. Med eksplozijo jedrskega orožja se del snovi naboja ne cepi, ampak izpade v svoji običajni obliki; njegov razpad spremlja nastanek alfa delcev.

Inducirana radioaktivnost je posledica radioaktivnih izotopov, ki nastanejo v tleh kot posledica obsevanja z nevtroni, ki jih ob eksploziji oddajajo jedra atomov kemičnih elementov, ki sestavljajo prst. Nastali izotopi so praviloma beta aktivni, razpad mnogih od njih spremlja sevanje gama. Razpolovne dobe večine nastalih radioaktivnih izotopov so relativno kratke – od ene minute do ene ure. V zvezi s tem je povzročena aktivnost lahko nevarna le v prvih urah po eksploziji in le na območju blizu njenega epicentra.

Poškodbe ljudi in živali zaradi izpostavljenosti sevanju lahko povzroči zunanja in notranja izpostavljenost. Hude primere lahko spremlja radiacijska bolezen in smrt.

Poškodbe zaradi notranje izpostavljenosti nastanejo zaradi vnosa radioaktivnih snovi v telo skozi dihala in prebavila. V tem primeru pride radioaktivno sevanje v neposreden stik z notranjimi organi in lahko povzroči hudo radiacijsko bolezen; narava bolezni bo odvisna od količine radioaktivnih snovi, ki so vstopile v telo. Radioaktivne snovi nimajo škodljivega vpliva na oborožitev, vojaško opremo in inženirske objekte.

Namestitev na bojna glava jedrski naboj lupine kobalta povzroči kontaminacijo ozemlja z nevarnim izotopom 60 ° C (hipotetična umazana bomba).

Med jedrsko eksplozijo zaradi močnih tokov v zraku, ioniziranega s sevanjem in svetlobnim sevanjem, nastane močno izmenično elektromagnetno polje, imenovano elektromagnetni impulz (EMP). Čeprav nima vpliva na ljudi, izpostavljenost EMP poškoduje elektronsko opremo, električne naprave in daljnovode. Poleg tega veliko število ionov, ki so nastali po eksploziji, moti širjenje radijskih valov in delovanje radarskih postaj. Ta učinek se lahko uporabi za zaslepitev sistema za opozarjanje na raketni napad.

Moč EMP se spreminja glede na višino eksplozije: v območju pod 4 km je razmeroma šibka, močnejša pri eksploziji 4-30 km in še posebej močna pri eksploziji nad 30 km).

Pojav EMP se pojavi na naslednji način:

1. Prodorno sevanje, ki izhaja iz središča eksplozije, prehaja skozi razširjene prevodne predmete.

2. Gama kvanti se razpršijo s prostimi elektroni, kar vodi do pojava hitro spreminjajočega se tokovnega impulza v prevodnikih.

3. Polje, ki ga povzroča tokovni impulz, se seva v okoliški prostor in se širi s svetlobno hitrostjo ter se sčasoma popači in zbledi.

Iz očitnih razlogov elektromagnetni impulz (EMP) ne vpliva na ljudi, onemogoča pa elektronsko opremo.

EMR vpliva predvsem na radioelektronsko in električno opremo, ki se nahaja na vojaška oprema in druge predmete. Pod delovanjem EMR se v določeni opremi inducirajo električni tokovi in napetosti, ki lahko povzročijo razpad izolacije, poškodbe transformatorjev, zgorevanje odvodnikov, poškodbe polprevodniških naprav, izgorevanje varovalk in drugih elementov radijskih inženirskih naprav.

EMI so najbolj izpostavljeni komunikacijski, signalni in krmilni vodi. Če vrednost EMR ni zadostna za poškodbe naprav ali posameznih delov, lahko pride do delovanja zaščitnih sredstev (talilnih vložkov, odvodnikov strele) in do okvare vodov.

Če pride do jedrske eksplozije v bližini daljnovodov, komunikacij velika dolžina, potem se lahko napetosti, inducirane v njih, širijo po žicah več kilometrov in povzročijo škodo na opremi in osebju, ki se nahaja na varni razdalji glede na druge škodljive dejavnike jedrske eksplozije.

Za učinkovito zaščito pred škodljivimi dejavniki jedrske eksplozije je treba jasno poznati njihove parametre, načine vpliva na osebo in metode zaščite.

Zavetje osebja za hribe in nasipe, v grapah, usekih in mladih gozdovih, uporaba utrdb, tankov, bojnih vozil pehote, oklepnikov in drugih bojnih vozil zmanjša stopnjo njegove poškodbe z udarnim valom. Tako udarni val vpliva na osebje v odprtih jarkih na razdaljah, ki so 1,5-krat manjše od tistih, ki so odprto na tleh. Oborožitev, oprema in druga materialna sredstva zaradi udarca udarnega vala se lahko poškodujejo ali popolnoma uničijo. Zato je za njihovo zaščito potrebno uporabiti naravne nepravilnosti terena (hribi, gube itd.) In zavetišča.

Poljubna neprozorna pregrada lahko služi kot zaščita pred učinki svetlobnega sevanja. V primeru megle, meglice, močne zaprašenosti in/ali dima se zmanjša tudi izpostavljenost svetlobnemu sevanju. Da bi zaščitili oči pred svetlobnim sevanjem, naj bo osebje, če je mogoče, v vozilih z zaprtimi loputami, platnenimi strehami, potrebno je uporabljati utrdbe in zaščitne lastnosti terena.

Prodorno sevanje ni glavni škodljiv dejavnik pri jedrski eksploziji, pred njim se je enostavno ubraniti. s konvencionalnimi sredstvi Vzorec kombiniranega orožja RKhBZ. Najbolj zaščiteni objekti so zgradbe z armiranobetonskimi tlemi do 30 cm, podzemna zaklonišča z globino 2 metra (na primer klet ali katero koli zaklonišče razreda 3-4 in več) in oklepna (tudi lahka oklepna) vozila.

Glavni način zaščite prebivalstva pred radioaktivnim onesnaženjem je treba šteti za izolacijo ljudi od zunanje izpostavljenosti radioaktivnemu sevanju, pa tudi za izključitev pogojev, pod katerimi je možno, da radioaktivne snovi vstopijo v človeško telo skupaj z zrakom in hrano.

Bibliografija

1. Arustamov E.A. Življenjska varnost.- M .: Ed. Hiša "Dashkov in K 0", 2006.

2. Atamanyuk V.G., Shirshev L.G. Akimov N.I. Civilna zaščita. - M., 2000.

3. Feat P.N. Jedrska enciklopedija. / ur. A.A. Yaroshinskaya. - M.: Dobrodelna fundacija Yaroshinskaya, 2006.

4. Ruska enciklopedija varstva dela: V 3 zvezkih - 2. izdaja, revidirana. in dodatno - M.: Založba NTs ENAS, 2007.

5. Značilnosti jedrskih eksplozij in njihovi škodljivi dejavniki. Vojaška enciklopedija //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2, 2009.

6. Enciklopedija "Okrog sveta", 2007.

Feat P.N. Jedrska enciklopedija. / ur. A.A. Yaroshinskaya. - M.: Dobrodelna fundacija Yaroshinskaya, 2006.

Značilnosti jedrskih eksplozij in njihovi škodljivi dejavniki. Vojaška enciklopedija //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2, 2009.

Ruska enciklopedija varstva dela: V 3 zvezkih - 2. izdaja, revidirana. in dodatno - M. Založba NC ENAS, 2007.

Enciklopedija "Circumnavigation", 2007.

V procesu jedrske (termonuklearne) eksplozije so škodljivi dejavniki, udarni val, svetlobno sevanje, prodorno sevanje, radioaktivna kontaminacija terena in predmetov ter elektromagnetni impulz.

Zračni udarni val je ostro stiskanje zraka, ki se v atmosferi širi z nadzvočno hitrostjo. Je glavni dejavnik, ki povzroča uničenje in poškodbe orožja, vojaške opreme, inženirskih objektov in lokalnih predmetov.

Zračni udarni val jedrske eksplozije nastane kot posledica dejstva, da svetlobno območje, ki se širi, stisne plasti zraka, ki ga obdajajo, in to stiskanje, ki se prenaša iz ene plasti atmosfere v drugo, se širi s hitrostjo, ki znatno presega hitrost zvoka in hitrost gibanje naprej delci zraka.

Udarni val prepotuje prvih 1000 m v 2 s, 2000 m v 5 s, 3000 m v 8 s.

Slika 5. Sprememba tlaka na točki na tleh glede na trajanje delovanja udarnega vala na okoliške predmete: 1 - sprednji del udarnega vala; 2 - krivulja spremembe tlaka

Povečanje zračnega tlaka na sprednji strani udarnega vala zgoraj zračni tlak, tako imenovani presežni tlak na sprednji strani udarnega vala Rf se meri v Pascalih (1Pa \u003d 1n / m 2, v barih (I bar \u003d 10 5 Pa) ali v kilogramih sile na cm 2 (1kgf / cm 2 \u003d 0,9807 bar) Označuje moč škodljivega učinka udarnega vala in je eden njegovih glavnih parametrov.

Po prehodu fronte udarnega vala zračni tlak na določeni točki hitro pade, vendar še nekaj časa ostane nad atmosferskim tlakom. Čas, v katerem zračni tlak presega atmosferski tlak, imenujemo trajanje faze kompresije udarnega vala (r+). Označuje tudi škodljiv učinek udarnega vala.

V kompresijskem območju se delci zraka gibljejo po fronti udarnega vala s hitrostjo, ki je za približno 300 m/s manjša od hitrosti fronte udarnega vala. Na razdaljah od središča eksplozije, kjer ima udarni val škodljiv učinek (Pf0,2-0,3 bara), hitrost zraka v udarnem valu presega 50 m/s. V tem primeru lahko skupno translacijsko gibanje delcev zraka v udarnem valu doseže več deset in celo sto metrov. Posledično se v kompresijskem območju pojavi močan pritisk hitrosti (vetra), ki ga označujemo z Rsk.

Na koncu faze stiskanja postane zračni tlak v udarnem valu nižji od atmosferskega tlaka, tj. fazi stiskanja sledi faza redčenja.

Kot posledica izpostavljenosti udarnemu valu lahko oseba dobi zmečkanine in poškodbe različne resnosti, ki jih povzroči tako celovito stiskanje človeškega telesa s prekomernim tlakom v fazi stiskanja udarnega vala kot tudi delovanje hitrostne glave in odbojnega tlaka. Poleg tega udarni val zaradi delovanja hitrega tlaka na svoji poti pobere in z veliko hitrostjo nosi drobce uničenih zgradb in objektov ter drevesne veje, majhne kamne in druge predmete, ki lahko poškodujejo ljudi, ki se nahajajo na prostem.

Neposredna poškodba ljudi s prekomernim pojavom udarnega vala, tlakom hitrostne glave in odbojnim tlakom se imenuje primarna, škoda, ki jo povzroči delovanje različnih odpadkov, pa se imenuje posredna ali sekundarna.

Tabela 4 Razdalje, na katerih pride do odpovedi osebja zaradi delovanja udarnega vala na odprtem mestu na tleh v stoječem položaju, km

Na širjenje udarnega vala in njegov rušilni in škodljivi učinek lahko pomembno vplivajo teren in gozdovi na območju eksplozije ter vremenske razmere.

teren lahko okrepi ali oslabi učinek udarnega vala. torej. na sprednjih (proti eksploziji) pobočjih hribov in v kotanjah, ki se nahajajo vzdolž smeri valovanja, je tlak višji kot na ravnem terenu. Pri strmini pobočij (kot naklona do obzorja) 10-15 je tlak 15-35% višji kot na ravnem terenu; z naklonom 15-30 ° se lahko tlak poveča za 2-krat.

Na pobočjih hribov nasproti središča eksplozije, pa tudi v ozkih kotanjah in grapah, ki se nahajajo pod velikim kotom glede na smer širjenja valov, je mogoče zmanjšati pritisk valov in oslabiti njegov škodljiv učinek. S strmino pobočja 15-30 ° se tlak zmanjša za 1,1-1,2-krat, s strmino 45-60 ° - za 1,5-2-krat.

IN gozdne površine nadtlak je 10-15% večji kot na odprtih območjih. Hkrati je v globinah gozda (na razdalji 50-200 m ali več od roba, odvisno od gostote gozda) opaziti znatno zmanjšanje višine hitrosti.

Vremenske razmere pomembno vplivajo le na parametre šibkega zračnega udarnega vala, tj. na valovih s presežnim tlakom največ 10 kPa.

Tako se bo na primer pri eksploziji zraka z močjo 100 kt ta učinek pokazal na razdalji 12 ... 15 km od epicentra eksplozije. Poleti, v vročem vremenu, je značilna slabitev valovanja v vseh smereh, pozimi pa njegova krepitev, predvsem v smeri vetra.

Tudi dež in megla lahko pomembno vplivata na parametre udarnega vala, začenši z razdalj, kjer je nadtlak vala 200-300 kPa ali manj. Na primer, če je nadtlak udarnega vala v normalnih pogojih 30 kPa ali manj, se v pogojih srednjega dežja tlak zmanjša za 15%, močan (nevihta) pa za 30%. Med eksplozijami v snežnih razmerah se tlak v udarnem valu zelo rahlo zmanjša in ga lahko zanemarimo.

Zaščita osebja pred udarnim valom se doseže z zmanjšanjem vpliva na osebo prekomernega tlaka in hitrostnega tlaka. Zato zavetje osebja za hribe in nasipe v grapah, usekih in mladih gozdovih, uporaba utrdb, tankov, bojnih vozil pehote, oklepnih transporterjev zmanjša stopnjo njegove poškodbe z udarnim valom.

Če predpostavimo, da je med zračno jedrsko eksplozijo varna razdalja za nezaščiteno osebo nekaj kilometrov, potem osebje, ki se nahaja v odprtih utrdbah (jarki, komunikacijski kanali, odprte reže), ne bo zadeto že na razdalji 2/3 od varne razdalje. Pokrite reže in jarki zmanjšajo polmer poškodbe za 2-krat, izkopanine pa za 3-krat. Osebje, ki se nahaja v trdnih podzemnih strukturah na globini več kot 10 m, ni prizadeto, tudi če se ta struktura nahaja v epicentru zračne eksplozije. Polmer uničenja opreme, ki se nahaja v jarkih in jamah, je 1,2-1,5-krat manjši kot na odprtem mestu.

Uvod

1.1 Udarni val

1.2 Emisija svetlobe

1.3 Sevanje

1.4 Elektromagnetni impulz

2. Zaščitne strukture

Zaključek

Bibliografija

Uvod

Jedrsko orožje je orožje, katerega škodljivi učinek je posledica energije, ki se sprošča med reakcijami jedrske cepitve in fuzije. Je najmočnejše orožje množično uničenje. Jedrsko orožje je namenjeno množičnemu uničevanju ljudi, uničenju ali uničenju upravnih in industrijskih središč, različnih objektov, struktur in opreme.

Škodljivi učinek jedrske eksplozije je odvisen od moči streliva, vrste eksplozije in vrste jedrskega naboja. Moč jedrskega orožja je označena s TNT ekvivalentom. Njegova merska enota je t, kt, Mt.

pri močne eksplozije značilnost sodobnih termonuklearnih nabojev ima udarni val največje uničenje, svetlobno sevanje pa se širi najdlje.

1. Škodljivi dejavniki jedrskega orožja

Pri jedrski eksploziji obstaja pet škodljivih dejavnikov: udarni val, svetlobno sevanje, radioaktivna kontaminacija, prodorno sevanje in elektromagnetni impulz. Energija jedrske eksplozije je porazdeljena približno takole: 50 % se porabi za udarni val, 35 % za svetlobno sevanje, 10 % za radioaktivno onesnaženje, 4 % za prodorno sevanje in 1 % za elektromagnetni impulz. Visoka temperatura in tlak povzročita močan udarni val in emisijo svetlobe. Eksplozijo jedrskega orožja spremlja sproščanje prodornega sevanja, ki ga sestavljajo nevtronski tok in gama kvanti. Eksplozijski oblak vsebuje ogromno radioaktivnih produktov – fisijskih drobcev jedrskega goriva. Med premikanjem tega oblaka iz njega padajo radioaktivni produkti, kar povzroči radioaktivno onesnaženje terena, predmetov in zraka. Neenakomerno gibanje električni naboji v zraku pod vplivom ionizirajočega sevanja povzroči nastanek elektromagnetnega impulza. Tako nastanejo glavni škodljivi dejavniki jedrske eksplozije. Pojavi, ki spremljajo jedrsko eksplozijo, so v veliki meri odvisni od pogojev in lastnosti okolja, v katerem se zgodi.

1.1 Udarni val

udarni val- to je območje ostrega stiskanja medija, ki se širi v obliki sferične plasti v vse smeri od mesta eksplozije z nadzvočno hitrostjo. Glede na medij širjenja ločimo udarni val v zraku, vodi ali zemlji.

zračni udarni valje območje stisnjenega zraka, ki se razteza od središča eksplozije. Njegov vir je visok pritisk in temperaturo na mestu eksplozije. Glavni parametri udarnega vala, ki določajo njegov škodljiv učinek:

· prekomerni tlak na sprednji strani udarnega vala, ?Rf, Pa (kgf/cm2);

· hitrostna glava, ?Rsk, Pa (kgf/cm2).

V bližini središča eksplozije je hitrost širjenja udarnega vala nekajkrat večja od hitrosti zvoka v zraku. Z večanjem oddaljenosti od mesta eksplozije se hitrost širjenja valov hitro zmanjša in udarni val oslabi. Zračni udarni val med jedrsko eksplozijo srednje moči prepotuje približno 1000 metrov v 1,4 sekunde, 2000 metrov v 4 sekundah, 3000 metrov v 7 sekundah, 5000 metrov v 12 sekundah.

Pred fronto udarnega vala je tlak v zraku enak atmosferskemu P0. S prihodom fronte udarnega vala na določeno točko v prostoru se tlak močno poveča (skok) in doseže svoj maksimum, nato pa se z oddaljevanjem fronte valov tlak postopoma zmanjšuje in po določenem času postane enak atmosferskemu tlaku. Nastala plast stisnjenega zraka se imenuje kompresijska faza. V tem obdobju ima udarni val največji uničujoč učinek. V prihodnosti se še naprej zmanjšuje, tlak postane nižji od atmosferskega tlaka in zrak se začne premikati v smeri, nasprotni širjenju udarnega vala, to je proti središču eksplozije. To območje zmanjšan pritisk imenovana ekspanzijska faza.

Neposredno za sprednjim delom udarnega vala se v območju stiskanja premikajo zračne mase. Zaradi upočasnitve teh zračnih mas ob srečanju z oviro nastane pritisk hitrostne glave zračnega udarnega vala.

hitrostna glava? Rskje dinamična obremenitev, ki jo ustvari zračni tok, ki se giblje za sprednjo stran udarnega vala. Pogonski učinek hitrostnega tlaka zraka je opazno prizadet v območju z nadtlakom nad 50 kPa, kjer je hitrost gibanja zraka večja od 100 m/s. Pri tlakih, manjših od 50 kPa, je vpliv ?Rsk hitro pada.

Glavni parametri udarnega vala, ki označujejo njegov uničujoč in škodljiv učinek: presežni tlak na sprednji strani udarnega vala; hitrostni tlak; trajanje delovanja valov je trajanje faze stiskanja in hitrost fronte udarnega vala.

Udarni val v vodi med podvodno jedrsko eksplozijo kvalitativno spominja na udarni val v zraku. Vendar pa je na enakih razdaljah tlak v fronti udarnega vala v vodi veliko večji kot v zraku, čas delovanja pa krajši.

Pri zemeljski jedrski eksploziji se del energije eksplozije porabi za nastanek kompresijskega vala v tleh. Za razliko od udarnega vala v zraku je zanj značilno manj močno povečanje tlaka na sprednji strani vala, pa tudi njegovo počasnejše slabljenje za sprednjo stranjo. Pri eksploziji jedrskega orožja v tleh se glavnina energije eksplozije prenese na okoliško maso tal in povzroči močno tresenje tal, ki po svojem učinku spominja na potres.

Ko je izpostavljen ljudem, udarni val povzroči lezije (poškodbe) različne resnosti: neposredno - od prekomernega tlaka in hitrostnega tlaka; posredno - od udarcev z drobci ograjenih konstrukcij, drobci stekla itd.

Glede na resnost poškodb ljudi zaradi udarnega vala jih delimo na:

· do pljuč pri ?Rf \u003d 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2), (dislokacije, modrice, tinitus, omotica, glavobol);

· povprečje pri ?Pf \u003d 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf / cm2), (pretres možganov, kri iz nosu in ušes, izpahi okončin);

· težka pri ?RF? 60-100 kPa (hudi pretresi možganov, poškodbe sluha in notranji organi, izguba zavesti, krvavitve iz nosu in ušes, zlomi);

škodljiv faktor jedrsko orožje

· smrtonosno pri ?RF? 100 kPa. Obstajajo rupture notranjih organov, zlomi kosti, notranje krvavitve, pretres možganov, dolgotrajna izguba zavesti.

Narava uničenja industrijskih zgradb je odvisna od obremenitve, ki jo ustvari udarni val. Splošna ocena uničenja, ki ga povzroči udarni val jedrske eksplozije, se običajno poda glede na resnost teh uničenj:

· šibka škoda pri ?RF? 10-20 kPa (poškodbe oken, vrat, lahkih predelnih sten, kleti in nižjih nadstropij so popolnoma ohranjene. V objektu je varno bivanje in se lahko uporablja po tekočih popravilih);

· srednja škoda pri ?Рf = 20-30 kPa (razpoke v nosilnih konstrukcijskih elementih, zrušitev posameznih odsekov sten. Kleti so ohranjene. Po čiščenju in popravilu se lahko uporablja del prostorov spodnjih nadstropij. Obnova stavb je možna med remont);

· hude poškodbe pri ?RF? 30-50 kPa (propad 50% gradbenih konstrukcij. Uporaba prostorov postane nemogoča, popravilo in obnova - najpogosteje neprimerna);

· popolno uničenje pri ?RF? 50 kPa (uničenje vseh elementov gradbene konstrukcije. Uporaba objekta je onemogočena. Kletni prostori v primeru hudega in popolnega uničenja se po čiščenju ruševin lahko konzervirajo in delno uporabijo).

Zagotovljena zaščita ljudi pred udarnim valom je zagotovljena z zavetjem v zakloniščih. V odsotnosti zaklonišč se uporabljajo protisevalna zaklonišča, podzemna dela, naravna zaklonišča in teren.

1.2 Emisija svetlobe

oddajanje svetlobeje tok sevalne energije (ultravijolični in infrardeči žarki). Vir svetlobnega sevanja je svetlobno območje eksplozije, ki je sestavljeno iz segretega do visoka temperatura hlapov in zraka. Svetlobno sevanje se razširi skoraj v trenutku in traja odvisno od moči jedrskega orožja (20-40 sekund). Kljub kratkemu trajanju učinka je učinkovitost delovanja svetlobnega sevanja zelo visoka. Svetlobno sevanje predstavlja 35% celotne moči jedrske eksplozije. Energijo svetlobnega sevanja absorbirajo površine osvetljenih teles, ki se nato segrejejo. Temperatura segrevanja je lahko taka, da površina predmeta zogleni, stopi, vžge ali pa predmet izhlapi. Svetlost svetlobnega sevanja je veliko močnejša od sonca, ognjena krogla, ki nastane med jedrsko eksplozijo, pa je vidna več sto kilometrov. Torej, ko so 1. avgusta 1958 Američani nad otokom Johnston detonirali megatonski jedrski naboj, se je ognjena krogla dvignila na višino 145 km in je bila vidna z razdalje 1160 km.

Svetlobno sevanje lahko povzroči opekline na izpostavljenih delih telesa, oslepi ljudi in živali, zogleni ali požar različne materiale.

Glavni parameter, ki določa udarno sposobnost svetlobnega sevanja, je svetlobni impulz: to je količina svetlobne energije na enoto površine, merjena v Joulih (J / m2).

Intenzivnost svetlobnega sevanja se z večanjem razdalje zmanjšuje zaradi sipanja in absorpcije. Intenzivnost svetlobnega sevanja je močno odvisna od vremenskih razmer. Megla, dež in sneg oslabijo njegovo intenzivnost, nasprotno pa jasno in suho vreme ugodno vpliva na požare in ožige.

Obstajajo tri glavna požarna območja:

· Območje stalnih požarov - 400-600 kJ / m2 (pokriva celotno območje srednjega uničenja in del območja šibkega uničenja).

· Območje ločenih požarov - 100-200 kJ / m2. (zajema del območja srednjega uničenja in celotno območje šibkega uničenja).

· Območje požarov v ruševinah - 700-1700 kJ / m2. (zajema celotno cono popolnega uničenja in del cone hudega uničenja).

Poraz ljudi s svetlobnim sevanjem se izraža v pojavu opeklin štirih stopinj na koži in učinku na oči.

Delovanje svetlobnega sevanja na kožo povzroči opekline:

Opekline prve stopnje se izražajo v bolečini, rdečini in otekanju kože. Ne predstavljajo resne nevarnosti in se hitro pozdravijo brez posledic.

Opekline druge stopnje (160-400 kJ/m2), nastanejo mehurčki, napolnjeni s prozorno beljakovinsko tekočino; če so prizadeta večja področja kože, lahko oseba za nekaj časa izgubi sposobnost za delo in potrebuje posebno zdravljenje.

Za opekline 3. stopnje (400-600 kJ/m2) je značilna nekroza mišičnega tkiva in kože z delno poškodbo zarodne plasti.

Opekline 4. stopnje (? 600 kJ/m2): nekroza kože globljih plasti tkiv, možna je tako začasna kot popolna izguba vida itd. Opekline tretje in četrte stopnje na pomembnem delu kože so lahko usodne.

Vpliv svetlobnega sevanja na oči:

· Začasna slepota - do 30 min.

· Opekline roženice in vek.

· Opeklina fundusa - slepota.

Zaščita pred svetlobnim sevanjem je enostavnejša kot pred drugimi škodljivimi dejavniki, saj lahko zaščita vsaka neprozorna pregrada. Popolnoma zaščitena pred svetlobnim sevanjem zatočišča, PRU, izkopane hitro postavljene zaščitne konstrukcije, podzemni prehodi, kleti, kleti. Za zaščito zgradb se uporabljajo strukture za barvanje v svetlih barvah. Za zaščito ljudi uporabite tkanine, impregnirane z negorljivimi spojinami, in zaščito za oči (očala, svetlobne pregrade).

1.3 Sevanje

Prodorno sevanje ni enakomerno. Klasični poskus, ki omogoča zaznavanje kompleksne sestave radioaktivnega sevanja, je bil naslednji. Radijev preparat smo položili na dno ozkega kanala v kosu svinca. Ob kanalu je bila postavljena fotografska plošča. Na sevanje, ki izhaja iz kanala, je vplivalo močno magnetno polje, katerega indukcijske črte so bile pravokotne na žarek. Celotna postavitev je bila postavljena v vakuum. Pod delovanjem magnetnega polja se žarek razcepi na tri žarke. Obe komponenti primarnega toka sta odklonali v nasprotni smeri. To je pokazalo, da imajo ta sevanja električne naboje nasprotnih predznakov. V tem primeru je negativno komponento sevanja magnetno polje odklonilo veliko močneje kot pozitivno. Tretja komponenta se ni odklonila z magnetnim poljem. Pozitivno nabito komponento imenujemo alfa žarki, negativno nabito komponento imenujemo beta žarki, nevtralno komponento pa imenujemo gama žarki.

Tok jedrske eksplozije je tok sevanja alfa, beta, gama in nevtronov. Tok nevtronov nastane zaradi cepitve jeder radioaktivnih elementov. Žarki alfa so tok delcev alfa (dvojno ioniziranih atomov helija), žarki beta so tok hitrih elektronov ali pozitronov, žarki gama so fotonsko (elektromagnetno) sevanje, ki se po naravi in lastnostih ne razlikuje od rentgenskih žarkov. Ko prodorno sevanje prehaja skozi katerikoli medij, je njegovo delovanje oslabljeno. sevanje različni tipi imajo neenakomeren učinek na telo, kar je razloženo z njihovo različno ionizacijsko sposobnostjo.

torej alfa sevanje, ki so težki nabiti delci, imajo največjo ionizacijsko sposobnost. Toda njihova energija se zaradi ionizacije hitro zmanjša. Zato alfa sevanje ne more prodreti skozi zunanjo (poroženelo) plast kože in ne predstavlja nevarnosti za človeka, dokler v telo ne pridejo snovi, ki oddajajo delce alfa.

beta delcevna poti svojega gibanja le redko trčijo ob nevtralne molekule, zato je njihova ionizacijska sposobnost manjša kot pri alfa sevanju. Izguba energije v tem primeru poteka počasneje in prodorna sposobnost v tkivih telesa je večja (1-2 cm). Beta sevanje je nevarno za človeka, še posebej, če radioaktivne snovi pridejo na kožo ali v telo.

Gama sevanjeIma relativno nizko ionizirajočo aktivnost, vendar zaradi zelo velike prodorne moči predstavlja veliko nevarnost za človeka. Za učinek oslabitve prodornega sevanja je običajno značilna plast polovične slabitve, tj. debelina materiala, skozi katerega prehaja sevanje, se prepolovi.

Torej, prodorno sevanje dvakrat oslabijo naslednji materiali: svinec - 1,8 cm 4; tla, opeka - 14 cm; jeklo - 2,8 cm 5; voda - 23 cm; beton - 10 cm 6; drevo - 30 cm.

Posebne zaščitne strukture - zaklonišča - popolnoma zaščitijo osebo pred učinki prodornega sevanja. Delno zaščitite PRU (kleti hiš, podzemni prehodi, jame, rudniki) in montažne blokirane zaščitne strukture (reže), ki jih prebivalstvo hitro postavi. Najbolj zanesljivo zatočišče za prebivalstvo so metro postaje. Pomembno vlogo pri zaščiti prebivalstva pred prodornim sevanjem igrajo pripravki proti sevanju iz AI-2 - radioprotektivna sredstva št. 1 in št. 2.

Vir prodornega sevanja so reakcije jedrske cepitve in fuzije, ki potekajo v strelivu v času eksplozije, pa tudi radioaktivni razpad fisijskih delcev jedrskega goriva. Čas delovanja prodornega sevanja med eksplozijo jedrskega orožja ne presega nekaj sekund in je določen s časom dviga eksplozijskega oblaka. Škodljiv učinek prodornega sevanja je v zmožnosti sevanja gama in nevtronov, da ionizirajo atome in molekule, ki sestavljajo žive celice, zaradi česar so moteni normalni metabolizem, vitalna aktivnost celic, organov in sistemov človeškega telesa, kar vodi v nastanek določene bolezni - radiacijska bolezen. Stopnja poškodbe je odvisna od odmerka izpostavljenosti sevanju, časa, v katerem je bil ta odmerek prejet, območja obsevanja telesa in splošnega stanja telesa. Upošteva se tudi, da je obsevanje lahko enkratno (dobljeno v prvih 4 dneh) in večkratno (več kot 4 dni).

Pri enkratnem obsevanju človeškega telesa, odvisno od prejete doze izpostavljenosti, ločimo 4 stopnje radiacijske bolezni.

Stopnja sevalne bolezniDp (rad; R) Narava procesov po obsevanju1 stopnja (blaga) 100-200 Latentno obdobje 3-6 tednov, nato šibkost, slabost, zvišana telesna temperatura, vzdržuje se delovna sposobnost. Vsebnost levkocitov v krvi se zmanjša. Radiacijska bolezen prve stopnje je ozdravljiva. 2 stopinja (povprečno) 200-4002-3 dni slabost in bruhanje, nato skrito obdobje 15-20 dni, okrevanje po 2-3 mesecih; se kaže v hujšem slabem počutju, disfunkciji živčni sistem, glavoboli, omotica, sprva je pogosto bruhanje, možno je zvišanje telesne temperature; število levkocitov v krvi, zlasti limfocitov, se zmanjša za več kot polovico. Možni so smrtni izidi (do 20%). Stopnja 3 (huda) 400-600Latentno obdobje 5-10 dni, hudo, okrevanje po 3-6 mesecih. Opažajo hudo splošno stanje, hude glavobole, bruhanje, včasih izgubo zavesti ali nenadno razburjenje, krvavitve v sluznicah in koži, nekrozo sluznice v predelu dlesni. Število levkocitov, nato pa eritrocitov in trombocitov se močno zmanjša. Zaradi oslabitve obrambe telesa se pojavijo različni infekcijski zapleti. Brez zdravljenja se bolezen v 20-70% primerov konča s smrtjo, pogosteje zaradi infekcijskih zapletov ali krvavitev. 4 stopnja (zelo huda) ? 600 Najnevarnejši, brez zdravljenja, se običajno konča s smrtjo v dveh tednih.

Med eksplozijo se v zelo kratkem času, merjenem v nekaj milijoninkah sekunde, sprosti ogromna količina znotrajjedrske energije, katere velik del se pretvori v toploto. Temperatura v območju eksplozije se dvigne na desetine milijonov stopinj. Posledično cepitveni produkti jedrskega naboja, njegov neizreagirani del in telo streliva takoj izhlapijo in se spremenijo v vroč, visoko ioniziran plin. Segreti produkti eksplozije in zračne mase tvorijo ognjeno kroglo (pri zračni eksploziji) ali ognjeno poloblo (pri zemeljski eksploziji). Takoj po nastanku se hitro povečajo in dosežejo premer več kilometrov. Med zemeljsko jedrsko eksplozijo se dvignejo z zelo veliko hitrostjo (včasih nad 30 km) in ustvarijo močan dvigajoči se zračni tok, ki s seboj z zemeljskega površja ponese na desettisoče ton zemlje. Z večanjem moči eksplozije se povečujeta velikost in stopnja kontaminacije območja v območju eksplozije in na sledi radioaktivnega oblaka. Količina, velikost in lastnosti radioaktivnih delcev ter posledično njihova stopnja izpadanja in porazdelitev po ozemlju so odvisni od količine in vrste prsti, ki je padla v oblak jedrske eksplozije. Zato je pri zemeljskih in podzemnih eksplozijah (z izmetom zemlje) velikost in stopnja kontaminacije območja veliko večja kot pri drugih eksplozijah. Pri eksploziji na peščenih tleh so ravni sevanja na sledi v povprečju 2,5-kratne, površina sledi pa dvakrat večja kot pri eksploziji na kohezivnih tleh. Začetna temperatura gobjega oblaka je zelo visoka, zato se glavnina zemlje, ki je padla vanj, stopi, delno izhlapi in pomeša z radioaktivnimi snovmi.

Narava slednjega ni enaka. To je neizreagirani del jedrskega naboja (uran-235, uran-233, plutonij-239) in fisijski fragmenti ter kemični elementi z inducirano aktivnostjo. V približno 10-12 minutah se radioaktivni oblak dvigne na največjo višino, se stabilizira in začne premikati vodoravno v smeri zračnega toka. Gobji oblak je jasno viden na veliki razdalji več deset minut. Največji delci pod vplivom gravitacije padejo iz radioaktivnega oblaka in stebra prahu še preden dosežejo največjo višino in okužijo območje v neposredni bližini žarišča eksplozije. Lahki delci se odlagajo počasneje in na precejšnji razdalji od njega. Tako nastane sled radioaktivnega oblaka. Teren praktično ne vpliva na velikost območij radioaktivne kontaminacije. Povzroča pa neenakomerno okuženost posameznih predelov znotraj con. Tako so hribi in griči bolj okuženi na privetrni strani kot na zavetrni. Produkti cepitve, ki padajo iz eksplozijskega oblaka, so mešanica približno 80 izotopov 35 kemičnih elementov srednjega dela Mendelejevega periodnega sistema elementov (od cinka #30 do gadolinija #64).

Skoraj vsa nastala izotopska jedra so preobremenjena z nevtroni, so nestabilna in podvržena beta razpadu z emisijo kvantov gama. Primarna jedra fisijskih fragmentov se nato v povprečju 3-4 razpadejo in se na koncu spremenijo v stabilne izotope. Tako vsako prvotno oblikovano jedro (fragment) ustreza svoji verigi radioaktivnih transformacij. Ljudje in živali, ki vstopajo na onesnaženo območje, bodo izpostavljeni zunanjemu sevanju. Toda nevarnost preži tudi na drugi strani. Stroncij-89 in stroncij-90, cezij-137, jod-127 in jod-131 ter drugi radioaktivni izotopi, ki padejo na zemeljsko površino, so vključeni v splošni kroženje snovi in prodrejo v žive organizme. Posebej nevarni so stroncij-90, jod-131, pa tudi plutonij in uran, ki se lahko koncentrirajo v določenih delih telesa. Znanstveniki so ugotovili, da sta stroncij-89 in stroncij-90 v glavnem koncentrirana v kostno tkivo, jod - v ščitnici, plutonij in uran - v jetrih itd. Največjo stopnjo okužbe opazimo v bližnjih predelih proge. Ko se odmaknete od središča eksplozije vzdolž osi steze, se stopnja okužbe zmanjša. Sled radioaktivnega oblaka je pogojno razdeljen na območja zmerne, hude in nevarne kontaminacije. V sistemu svetlobnega sevanja se aktivnost radionuklidov meri v Becquerelih (Bq) in je enaka enemu razpadu na sekundo. S podaljševanjem časa po eksploziji se aktivnost cepitvenih delcev hitro zmanjša (po 7 urah za 10-krat, po 49 urah za 100-krat). Cona A - zmerna okužba - od 40 do 400 rem. Cona B - huda okužba - od 400 do 1200 rem. Cona B - nevarna okužba - od 1200 do 4000 rem. Cona G - izjemno nevarna okužba - od 4000 do 7000 rem.

Območje zmerne okužbe- največji po velikosti. V svojih mejah lahko prebivalci, ki se nahajajo na odprtih območjih, prejmejo poškodbe zaradi svetlobnega sevanja prvi dan po eksploziji.

IN območje hude škodevečja je nevarnost za ljudi in živali. Pri tem so možne hude poškodbe zaradi sevanja že po nekaj urah bivanja na odprtem, zlasti prvi dan.

IN območje nevarne okužbenajvišje ravni sevanja. Tudi na njeni meji skupna doza sevanja med popolnim razpadom radioaktivnih snovi doseže 1200 r, raven sevanja 1 uro po eksploziji pa 240 r / h. Prvi dan po okužbi je skupni odmerek na meji tega območja približno 600 r, tj. je praktično usodno. In čeprav se takrat doze sevanja zmanjšajo, je za ljudi nevarno, da ostanejo zunaj zavetišč zelo dolgo na tem ozemlju.

Za zaščito prebivalstva pred radioaktivno kontaminacijo območja se uporabljajo vse razpoložljive zaščitne konstrukcije (zaklonišča, PRU, kleti večnadstropnih stavb, metro postaje). Te zaščitne strukture morajo imeti dovolj visok koeficient dušenja (Kosl) - od 500 do 1000 ali večkrat, ker. območja radioaktivnega onesnaženja imajo visoko stopnjo sevanja. Na območjih radioaktivne kontaminacije območja mora prebivalstvo jemati radiozaščitna zdravila iz AI-2 (št. 1 in št. 2).

1.4 Elektromagnetni impulz

Jedrske eksplozije v atmosferi in višjih plasteh povzročijo nastanek močnih elektromagnetnih polj z valovno dolžino od 1 do 1000 m ali več. Ta polja se zaradi njihovega kratkoročnega obstoja običajno imenujejo elektromagnetni impulz. Elektromagnetni impulz nastane tudi kot posledica eksplozije in na majhnih višinah, vendar se jakost elektromagnetnega polja v tem primeru hitro zmanjšuje z oddaljenostjo od epicentra. V primeru eksplozije na visoki nadmorski višini območje delovanja elektromagnetnega impulza pokriva skoraj celotno površino Zemlje, vidno s točke eksplozije. Škodljiv učinek elektromagnetnega impulza je posledica pojava napetosti in tokov v vodnikih različnih dolžin, ki se nahajajo v zraku, zemlji, v elektronski in radijski opremi. Elektromagnetni impulz v določeni opremi inducira električne tokove in napetosti, ki povzročijo preboj izolacije, poškodbe transformatorjev, izgorevanje iskrišč, polprevodniških naprav in taljivih vmesnikov. Komunikacijske linije, signalizacija in nadzor kompleksov za izstrelitev raket, poveljniških mest so najbolj dovzetni za vpliv elektromagnetnih impulzov. Zaščita pred elektromagnetnimi impulzi se izvaja z oklopom krmilnih in napajalnih vodov, zamenjavo varovalk (varovalk) teh vodov. Elektromagnetni impulz je 1% moči jedrskega orožja.

2. Zaščitne strukture

Zaščitni objekti so najbolj zanesljivo sredstvo za zaščito prebivalstva pred nesrečami na območjih jedrskih elektrarn, pa tudi pred OMU in drugimi sodobnimi sredstvi napada. Zaščitne konstrukcije glede na zaščitne lastnosti delimo na zaklonišča in protisevalna zaklonišča (PRU). Poleg tega se za zaščito ljudi lahko uporabljajo preprosta zavetišča.

. Zavetišča- To so posebne strukture, namenjene zaščiti ljudi, ki se skrivajo v njih, pred vsemi škodljivimi dejavniki jedrske eksplozije, strupenimi snovmi, bakterijskimi sredstvi, pa tudi pred visokimi temperaturami in škodljivimi plini, ki nastajajo med požari.

Zavetišče sestavljajo glavni in pomožni prostori. V glavnem prostoru, namenjenem za namestitev pokritih, so opremljeni dvo- ali trinadstropni pogradi-klopi za sedenje in police za ležanje. Pomožni prostori zavetišča so sanitarna enota, filtrirno-prezračevalna komora, v stavbah velike zmogljivosti pa zdravstvena soba, shramba za izdelke, prostori za arteško vrtino in dizelsko elektrarno. V zaklonišču sta praviloma urejena najmanj dva vhoda; v zakloniščih majhne kapacitete - vhod in zasilni izhod. V vgrajenih zakloniščih so lahko vhodi iz stopnišč ali neposredno z ulice. Zasilni izhod je opremljen v obliki podzemne galerije, ki se konča z jaškom z glavo ali loputo v neprepustnem prostoru. Zunanja vrata so zaščitna in hermetična, notranja - hermetična. Med njima je predprostor. V stavbah z veliko zmogljivostjo (več kot 300 ljudi) je na enem od vhodov opremljena tamburna ključavnica, ki od zunaj in notranje strani Zaprta je z zaščitnimi in hermetičnimi vrati, kar omogoča zapustitev zaklonišča, ne da bi pri tem kršili zaščitne lastnosti vhoda. Sistem za dovod zraka praviloma deluje v dveh načinih: čisto prezračevanje (čiščenje zraka pred prahom) in filtrsko prezračevanje. V zakloniščih, ki se nahajajo na požarno nevarnih območjih, je zagotovljen dodaten način popolne izolacije z regeneracijo zraka v zavetišču. Napajalni, ogrevalni in kanalizacijski sistemi zaklonišč so priključeni na ustrezna zunanja omrežja. V primeru poškodb so v zavetišču nameščene prenosne električne luči, rezervoarji za shranjevanje zasilne zaloge vode ter posode za zbiranje odplak. Ogrevanje zaklonišč je zagotovljeno iz splošnega ogrevalnega omrežja. Poleg tega se v prostorih zaklonišča nahaja komplet izvidniške opreme, zaščitna obleka, gasilna oprema in zaloga orodja.

. Zavetja proti sevanju (PRU)zagotoviti zaščito ljudi pred ionizirajočimi sevanji v primeru radioaktivne kontaminacije (kontaminacije) območja. Poleg tega ščitijo pred svetlobnim sevanjem, prodornim sevanjem (vključno z nevtronskim tokom) in delno pred udarnim valom, pa tudi pred neposrednim stikom s kožo in oblačili ljudi z radioaktivnimi, strupenimi snovmi in bakterijskimi sredstvi. PRU so urejeni predvsem v kletnih etažah stavb in objektov. V nekaterih primerih je možna gradnja prostostoječih montažnih PRU, za katere uporabljajo industrijske (montažni armiranobetonski elementi, opeka, valjani izdelki) ali lokalne (les, kamni, grmičevje itd.) Gradbeni materiali. V okviru PRU se prilagodijo vsi za to primerni pogrebni prostori: kleti, kleti, skladišča zelenjave, podzemni objekti in jame ter prostori v pritličnih stavbah s stenami iz materialov s potrebnimi zaščitnimi lastnostmi. Da bi povečali zaščitne lastnosti v prostoru, so okenska in dodatna vrata zaprta, na strop se nalije plast zemlje in po potrebi se izvede polnjenje zemlje zunaj sten, ki štrlijo nad tlemi. Tesnjenje prostorov se doseže s skrbnim tesnjenjem razpok, razpok in lukenj v stenah in stropu, na stičišču okenskih in vratnih odprtin, vstopu ogrevalnih in vodovodnih cevi; namestitev vrat in njihovo oblazinjenje s klobučevino s tesnjenjem verande z valjem iz klobučevine ali druge mehke goste tkanine. Zaklonišča s kapaciteto do 30 ljudi se prezračujejo z naravnim prezračevanjem skozi dovodne in odvodne kanale. Za ustvarjanje vleke je izpušni kanal nameščen 1,5-2 m nad dovodnim. Na zunanjih izhodih prezračevalnih kanalov so izdelani vizirji, na vhodih v prostor pa tesno prilegajoče lopute, ki so za čas radioaktivnih padavin zaprte. Notranja oprema zaklonišč je podobna kot v zakloniščih. V prostorih, prilagojenih zavetišču, ki niso opremljeni z oskrbo z vodo in kanalizacijo, so nameščeni rezervoarji za vodo s količino 3-4 litre na osebo na dan, stranišče pa je opremljeno s prenosno posodo ali omaro z greznico. Poleg tega so v zavetišču nameščeni pogradi (klopi), stojala ali skrinje za hrano. Osvetlitev je predvidena z zunanjim napajalnikom ali prenosnimi električnimi svetilkami. Zaščitne lastnosti PRU pred učinki radioaktivnega sevanja se ocenjujejo z zaščitnim koeficientom (slabitvijo sevanja), ki pove, kolikokrat je doza sevanja na odprtem prostoru večja od doze sevanja v zavetju, tj. kolikokrat PRU oslabi učinek sevanja in posledično odmerek sevanja za ljudi.

Dodatna oprema kletnih tal in notranjih prostorov stavb večkrat poveča njihove zaščitne lastnosti. Tako se zaščitni faktor opremljenih kleti lesenih hiš dvigne na približno 100, kamnitih hiš - do 800-1000. Neopremljene kleti oslabijo sevanje za 7-12-krat, opremljene pa za 350-400-krat.

TO najpreprostejša zavetiščavključujejo odprte in zaprte reže. Razpoke zgradijo prebivalci sami z uporabo improviziranih lokalnih materialov. Najenostavnejša zavetišča imajo zanesljive zaščitne lastnosti. Tako odprta reža zmanjša verjetnost poškodbe zaradi udarnega vala, svetlobnega sevanja in prodornega sevanja za 1,5-2 krat in zmanjša možnost izpostavljenosti v območju radioaktivne kontaminacije za 2-3 krat. Prekrita reža popolnoma ščiti pred svetlobnim sevanjem, pred udarnim valom - 2,5-3-krat, pred prodornim sevanjem in radioaktivnim sevanjem - 200-300-krat.

Vrzel je na začetku odprta. Je cik-cak jarek v obliki več ravnih odsekov z dolžino največ 15 m, njegova globina je 1,8-2 m, širina na vrhu je 1,1-1,2 m, vzdolž dna pa do 0,8 m, dolžina vrzeli pa je določena s hitrostjo 0,5-0,6 m na osebo. Običajna kapaciteta reže je 10-15 oseb, največja pa 50 oseb. Gradnja vrzeli se začne z razčlenitvijo in sledenjem - označevanjem njenega načrta na tleh. Najprej se obesi osnovna črta in na njej se nariše skupna dolžina reže. Nato se na levo in desno nanese polovica dimenzij širine reže vzdolž vrha. Na mestih zlomov se zabijejo zatiči, med njimi se potegnejo sledilne vrvice in odtrgajo utori globine 5-7 cm. Ko se poglobijo, se pobočja reže postopoma obrezujejo in dosežejo zahtevano velikost. V prihodnosti se stene vrzeli okrepijo z deskami, palicami, trstičjem ali drugimi improviziranimi materiali. Nato je vrzel prekrita z hlodi, pragovi ali majhnimi armiranobetonskimi ploščami. Na vrhu prevleke je položena plast hidroizolacije z uporabo strešne klobučevine, strešne klobučevine, vinilkloridne folije ali plast zmečkane gline, nato pa plast zemlje debeline 50-60 cm Vhod je narejen z ene ali obeh strani pravokotno na režo in opremljen s hermetičnimi vrati in predprostorom, ki ločuje prostor za zaščitene ljudi z zaveso iz goste tkanine. Za prezračevanje je nameščen izpušni kanal. Vzdolž tal je izbit drenažni utor z drenažnim vodnjakom, ki se nahaja na vhodu v režo.

Zaključek

Jedrsko orožje je najnevarnejše od vseh danes znanih orožij za množično uničevanje. In kljub temu se njegovo število vsako leto povečuje. Vsakega človeka obvezuje, da pozna načine zaščite, da prepreči smrt in morda celo več kot enega.

Da bi se branili, morate imeti vsaj najmanjšo predstavo o jedrskem orožju in njegovih učinkih. Prav to je glavna naloga civilne obrambe: dati človeku znanje, da se lahko zaščiti (in to ne velja le za jedrsko orožje, ampak nasploh za vse življenjsko nevarne situacije).

Dejavniki škode vključujejo:

) udarni val. Značilnosti: hitri pritisk, močno povečanje tlaka. Posledice: uničenje z mehanskim vplivom udarnega vala in poškodbe ljudi in živali zaradi sekundarnih dejavnikov. Varovanje: uporaba zaklonišč, najpreprostejših zaklonišč in zaščitne lastnosti terena.

) Emisija svetlobe. Lastnosti: zelo visoka temperatura, slepeča bliskavica. Posledice: požari in opekline človeške kože. Varovanje: uporaba zaklonišč, najpreprostejših zaklonišč in zaščitne lastnosti terena.

) Sevanje. prodorno sevanje. Značilnosti: alfa, beta, gama sevanje. Posledice: poškodbe živih telesnih celic, radiacijska bolezen. Zaščita: uporaba zaklonišč, protisevalnih zaklonišč najpreprostejših zaklonišč in zaščitne lastnosti terena.

radioaktivno onesnaženje. Značilnosti: veliko območje poškodbe, trajanje ohranjanja škodljivega učinka, težave pri odkrivanju radioaktivnih snovi, ki nimajo barve, vonja in drugih zunanjih znakov. Posledice: radiacijska bolezen, notranje poškodbe z radioaktivnimi snovmi. Zaščita: uporaba zaklonišč, protisevalnih zaklonišč, najpreprostejših zaklonišč, zaščitne lastnosti terena in osebna varovalna oprema.

) Elektromagnetni impulz. Značilnost: kratkotrajno elektromagnetno polje. Posledice: nastanek kratkih stikov, požari, delovanje sekundarni dejavniki na osebo (opekline). Zaščita: Vode, ki prevajajo tok, je dobro izolirati.

Zaščitne strukture so zaklonišča, zaklonišča proti sevanju (PRU), pa tudi najpreprostejša zaklonišča.

Bibliografija

1.Ivanjukov M.I., Aleksejev V.A. Osnove varnosti življenja: Vadnica- M .: Založniška in trgovska družba "Dashkov in K", 2007;

2.Matveev A.V., Kovalenko A.I. Osnove zaščite prebivalstva in ozemlja v izrednih razmerah: Učbenik - Sankt Peterburg, GUAP, 2007;

.Afanasiev Yu.G., Ovcharenko A.G. in drugo Varnost življenja. - Biysk: Založba ASTU, 2006;

.Kukin P.P., Lapin V.L. in drugi Življenjska varnost: Učbenik za univerze. - M.: Višja šola, 2003;

Jedrska eksplozija-- nenadzorovan proces sproščanja veliko število toplotna in sevalna energija kot posledica verižne reakcije jedrske fisije ali reakcije termonuklearne fuzije v zelo kratkem času.

Jedrske eksplozije so po svojem izvoru produkt človekovega delovanja na Zemlji in v obzemeljskem vesolju oz. naravni procesi na nekaterih vrstah zvezd. Umetne jedrske eksplozije -- močno orožje, namenjen uničenju velikih kopenskih in zaščitenih podzemnih vojaških objektov, koncentracij sovražnih čet in opreme (predvsem taktičnega jedrskega orožja), pa tudi popolnemu zatiranju in uničenju nasprotne strani: uničenje velikih in majhnih naselij s civilisti in strateško industrijo (strateško jedrsko orožje).

Jedrska eksplozija ima lahko miroljubne namene:

premikanje velikih mas zemlje med gradnjo;

podiranje ovir v gorah;

· drobljenje rude;

· povečanje črpanja nafte na naftnih poljih;

Izklop zasilnega olja in plinske vrtine;

· iskanje mineralov s potresnim sondiranjem zemeljske skorje;

· gonilo jedrskih in termonuklearnih impulznih vesoljskih plovil (npr. neuresničen projekt vesoljskega plovila Orion in projekt medzvezdne avtomatske sonde Daedalus);

znanstvene raziskave: seizmologija, notranja struktura Zemlja, fizika plazme in še veliko več.

Glede na naloge, ki se rešujejo z uporabo jedrskega orožja, so jedrske eksplozije razdeljene na naslednje vrste:

Š visoka nadmorska višina (nad 30 km);

Š zrak (pod 30 km, vendar se ne dotika površine zemlje / vode);

Š tla / površina (dotika se površine zemlje / vode);

Š pod zemljo / pod vodo (neposredno pod zemljo ali pod vodo).

Zmanjšana višina eksplozije, m/t 1/3

Moč eksplozije, kt

Med eksplozijo jedrskega orožja se v milijoninkah sekunde sprosti ogromna količina energije. Temperatura se dvigne na nekaj milijonov stopinj, tlak pa doseže milijarde atmosfer. Visoka temperatura in tlak povzročata sevanje svetlobe in močan udarni val. Poleg tega eksplozijo jedrskega orožja spremlja emisija prodornega sevanja, sestavljenega iz toka nevtronov in gama kvantov. Eksplozijski oblak vsebuje ogromno radioaktivnih produktov – cepitvenih drobcev jedrskega eksploziva, ki padejo po poti oblaka in povzročijo radioaktivno onesnaženje prostora, zraka in predmetov. Neenakomerno gibanje električnih nabojev v zraku, ki nastane pod vplivom ionizirajočega sevanja, povzroči nastanek elektromagnetnega impulza.

Glavni škodljivi dejavniki jedrske eksplozije so:

Š udarni val;

Š svetlobno sevanje;

Ø prodorno sevanje;

Ø radioaktivna kontaminacija;

Š elektromagnetni impulz.

Udarni val jedrske eksplozije je eden glavnih škodljivih dejavnikov. Odvisno od medija, v katerem nastane in se širi udarni val - v zraku, vodi ali zemlji, se imenuje zračni val, udarni val v vodi in seizmični udarni val (v tleh).

zračni udarni val imenovano območje ostrega stiskanja zraka, ki se širi v vse smeri od središča eksplozije z nadzvočno hitrostjo.

Udarni val povzroči odprte in zaprte poškodbe različne resnosti pri človeku. Veliko nevarnost za človeka predstavlja tudi posredni vpliv udarnega vala. Uničuje zgradbe, zaklonišča in zaklonišča, lahko povzroči hude poškodbe.

Previsok pritisk in pogonsko delovanje hitrostnega tlaka sta tudi glavna razloga za okvare različnih struktur in opreme. Poškodbe opreme zaradi povratnega udarca (pri udarcu ob tla) so lahko večje kot zaradi nadtlaka.

Svetlobno sevanje jedrske eksplozije je elektromagnetno sevanje, vključno z vidnim ultravijoličnim in infrardečim področjem spektra.

Energijo svetlobnega sevanja absorbirajo površine osvetljenih teles, ki se nato segrejejo. Temperatura segrevanja je lahko taka, da je površina predmeta zoglenela, stopljena ali vžgana. Svetlobno sevanje lahko povzroči opekline odprtih delov človeškega telesa, ponoči pa začasno slepoto.

Izvor svetlobe je svetlobno območje eksplozije, sestavljeno iz hlapov konstrukcijskih materialov streliva in zraka, segretega na visoko temperaturo, in pri zemeljskih eksplozijah - in izhlapene zemlje. Dimenzije žarečega območja in čas njegovega sijaja je odvisen od moči, oblika pa od vrste eksplozije.

Čas delovanja svetlobno sevanje zemeljskih in zračnih eksplozij z zmogljivostjo 1 tisoč ton je približno 1 s, 10 tisoč ton - 2,2 s, 100 tisoč ton - 4,6 s, 1 milijon ton - 10 s. Tudi dimenzije svetlobnega območja se povečujejo z naraščajočo močjo eksplozije in se gibljejo od 50 do 200 m za ultra nizke moči jedrske eksplozije in 1-2 tisoč m za velike.

opekline odprta področja človeškega telesa druge stopnje (tvorba mehurčkov) opazimo na razdalji 400-1 tisoč metrov z nizkimi močmi jedrske eksplozije, 1,5-3,5 tisoč metrov s srednjimi in več kot 10 tisoč metrov z velikimi.

Prodorno sevanje je tok sevanja gama in nevtronov, ki se oddajajo iz območja jedrske eksplozije.

Sevanje gama in nevtronsko sevanje sta različna fizične lastnosti. Skupno jim je, da se lahko širijo po zraku v vse smeri na razdalji do 2,5-3 km. Gama in nevtronsko sevanje, ki prehaja skozi biološko tkivo, ionizira atome in molekule, ki sestavljajo žive celice, zaradi česar je motena normalna presnova in se spremeni narava življenjske aktivnosti celic, posameznih organov in telesnih sistemov, kar vodi v nastanek določene bolezni - radiacijska bolezen.

Vir prodornega sevanja so reakcije jedrske cepitve in fuzije, ki se pojavljajo v strelivu v času eksplozije, pa tudi radioaktivni razpad fisijskih drobcev.

Čas delovanja prodornega sevanja je določen s časom, ko se eksplozijski oblak dvigne na takšno višino, pri kateri se gama sevanje in nevtroni absorbirajo v zrak in ne dosežejo tal (2,5-3 km), in je 15-20 s.

Stopnja, globina in oblika sevalnih poškodb, ki se razvijejo v bioloških predmetov pri izpostavljenosti ionizirajočemu sevanju, odvisno od količine absorbirane energije sevanja. Za karakterizacijo tega kazalnika se uporablja koncept absorbirana doza, tj. energija, absorbirana na enoto mase obsevane snovi.

Škodljiv učinek prodornega sevanja na ljudi in njihovo delovanje sta odvisna od doze sevanja in časa izpostavljenosti.

Radioaktivna kontaminacija terena, površinske plasti ozračja in zračnega prostora nastane zaradi prehoda radioaktivnega oblaka jedrske eksplozije ali plinsko-aerosolnega oblaka sevalne nesreče.

Viri radioaktivne kontaminacije so:

v jedrski eksploziji:

* produkti jedrske cepitve - eksplozivi (Pu-239, U-235, U-238);

* radioaktivni izotopi (radionuklidi), ki nastanejo v tleh in drugih materialih pod vplivom nevtronov - inducirana aktivnost;

* nezreagirani del jedrskega naboja;

Pri zemeljski jedrski eksploziji se svetlobno območje dotakne površine zemlje in na stotine ton prsti takoj izhlapi. Zračni tokovi, ki se dvigajo za ognjeno kroglo, poberejo in dvignejo veliko količino prahu. Posledično nastane močan oblak, sestavljen iz ogromnega števila radioaktivnih in neaktivnih delcev, katerih velikost je od nekaj mikronov do nekaj milimetrov.

Na sledi oblaka jedrske eksplozije, odvisno od stopnje okužbe in nevarnosti poškodb ljudi, je običajno na zemljevidih (diagramih) narisati štiri cone (A, B, C, D).

elektromagnetni impulz.

Jedrske eksplozije v atmosferi in višjih plasteh povzročijo nastanek močnih elektromagnetnih polj z valovno dolžino od 1 do 1000 m ali več. Ta polja se zaradi njihovega kratkotrajnega obstoja običajno imenujejo elektromagnetni impulz (EMP). Elektromagnetni impulz nastane tudi kot posledica eksplozije in na majhnih višinah, vendar se jakost elektromagnetnega polja v tem primeru hitro zmanjšuje z oddaljenostjo od epicentra. V primeru eksplozije na visoki nadmorski višini območje delovanja elektromagnetnega impulza pokriva skoraj celotno površino Zemlje, vidno s točke eksplozije. Škodljiv učinek EMR je posledica pojava napetosti in tokov v vodnikih različnih dolžin, ki se nahajajo v zraku, zemlji, v elektronski in radijski opremi. EMS v navedeni opremi inducira električne tokove in napetosti, ki povzročajo preboj izolacije, poškodbe transformatorjev, izgorevanje odvodnikov, polprevodniških naprav in pregorevanje varovalk. EMP so najbolj izpostavljene komunikacijske linije, signalizacija in nadzor raketnih izstrelitvenih kompleksov, poveljniških mest.

Škodljivi dejavniki jedrskega orožja vključujejo:

udarni val;

svetlobno sevanje;

prodorno sevanje;

radioaktivna kontaminacija;

elektromagnetni impulz.

Med eksplozijo v ozračju se približno 50% energije eksplozije porabi za nastanek udarnega vala, 30-40% za svetlobno sevanje, do 5% za prodorno sevanje in elektromagnetni impulz ter do 15% za radioaktivno onesnaženje. Učinek škodljivih dejavnikov jedrske eksplozije na ljudi in elemente predmetov se ne pojavi hkrati in se razlikuje po trajanju vpliva, naravi in obsegu.

udarni val. Udarni val je območje močnega stiskanja medija, ki se v obliki sferične plasti širi v vse smeri od mesta eksplozije z nadzvočno hitrostjo. Glede na medij širjenja ločimo udarni val v zraku, vodi ali zemlji.

Udarni val v zraku nastane zaradi ogromne energije, ki se sprosti v reakcijskem območju, kjer je temperatura izjemno visoka, tlak pa dosega milijarde atmosfer (do 105 milijard Pa). Vroči hlapi in plini, ki se želijo razširiti, povzročijo močan udarec v okoliške plasti zraka, jih stisnejo do visokega tlaka in gostote ter segrejejo do visoke temperature. Te plasti zraka sprožijo naslednje plasti.

Tako pride do stiskanja in gibanja zraka iz ene plasti v drugo v vseh smereh od središča eksplozije, ki tvori zračni udarni val. V bližini središča eksplozije je hitrost širjenja udarnega vala nekajkrat večja od hitrosti zvoka v zraku.

Z večanjem oddaljenosti od mesta eksplozije se hitrost širjenja valov hitro zmanjša in udarni val oslabi. Zračni udarni val med jedrsko eksplozijo srednje moči prepotuje približno 1000 metrov v 1,4 sekunde, 2000 metrov v 4 sekundah, 3000 metrov v 7 sekundah, 5000 metrov v 12 sekundah.

eksplozija streliva za jedrsko orožje

Glavni parametri udarnega vala, ki označujejo njegov destruktivni in škodljivi učinek, so: presežni tlak na fronti udarnega vala, hitrostni tlak, trajanje vala - trajanje faze stiskanja in hitrost fronte udarnega vala.

Pri eksploziji jedrskega orožja v tleh se glavnina energije eksplozije prenese na okoliško maso tal in povzroči močno tresenje tal, ki po svojem učinku spominja na potres.

Mehanski vpliv udarnega vala. Narava uničenja elementov predmeta (predmeta) je odvisna od obremenitve, ki jo ustvari udarni val, in odziva predmeta na delovanje te obremenitve. Splošna ocena uničenja, ki ga povzroči udarni val jedrske eksplozije, se običajno poda glede na stopnjo resnosti teh uničenj.

1) Šibko uničenje. Uničena so okenska in vratna polnila ter lahke predelne stene, delno uničeno ostrešje, možne so razpoke v steklu zgornjih etaž. Kleti in nižje etaže so v celoti ohranjene. Bivanje v stavbi je varno in se lahko uporablja po tekočih popravilih.
2) Srednje uničenje se kaže v uničenju streh in vgrajenih elementov - notranjih predelnih sten, oken, pa tudi v pojavu razpok v stenah, propadu posameznih delov podstrešnih tal in sten zgornjih nadstropij. Kleti so ohranjene. Po čiščenju in popravilu se lahko uporablja del prostorov spodnjih nadstropij. Med večjimi popravili je možna obnova stavb.
3) Za hudo uničenje je značilno uničenje nosilnih konstrukcij in stropov zgornjih nadstropij, nastanek razpok v stenah in deformacija stropov spodnjih nadstropij. Uporaba prostorov postane nemogoča, popravilo in obnova - najpogosteje neprimerna.
4) Popolno uničenje. Uničeni so vsi glavni elementi objekta, vključno z nosilnimi konstrukcijami. Objekta ni mogoče uporabljati. Kleti v primeru hudega in popolnega uničenja se po čiščenju ruševin lahko ohranijo in delno uporabijo.

Vpliv udarnega vala na ljudi in živali. Udarni val lahko prizadene nezaščitene ljudi in živali travmatske lezije, pretres možganov ali biti vzrok njihove smrti.

Poškodbe so lahko neposredne (posledica izpostavljenosti previsokemu tlaku in hitremu zračnemu tlaku) ali posredne (posledica udarcev drobirja porušenih zgradb in objektov). Za udar zračnega udarnega vala na nezaščitene osebe so značilne lahke, srednje hude, hude in izjemno hude poškodbe.

1) Izjemno hudi pretresi in poškodbe nastanejo pri nadtlaku nad 100 kPa. Obstajajo rupture notranjih organov, zlomi kosti, notranje krvavitve, pretres možganov, dolgotrajna izguba zavesti. Te poškodbe so lahko usodne.
2) Pri previsokih tlakih od 60 do 100 kPa so možne hude zmečkanine in poškodbe. Zanje je značilna huda zmečkanina celega telesa, izguba zavesti, zlomi kosti, krvavitev iz nosu in ušes; možne poškodbe notranjih organov in notranje krvavitve.
3) Poškodba zmerne resnosti se pojavi pri nadtlaku 40-60 kPa. V tem primeru lahko pride do izpahov okončin, kontuzije možganov, poškodb slušnih organov, krvavitev iz nosu in ušes.
4) Lahke poškodbe nastanejo pri nadtlaku 20-40 kPa. Izražajo se v kmalu prehodnih kršitvah telesnih funkcij (zvonjenje v ušesih, omotica, glavobol). Možni so izpahi, modrice.

Emisija svetlobe. Svetlobno sevanje jedrske eksplozije je kombinacija vidne svetlobe ter ultravijoličnih in infrardečih žarkov, ki so ji blizu v spektru. Vir svetlobnega sevanja je svetlobno območje eksplozije, sestavljeno iz snovi jedrskega orožja, segretih na visoko temperaturo, zraka in tal (v primeru zemeljske eksplozije).

Temperatura svetlobnega območja je nekaj časa primerljiva s površinsko temperaturo sonca (največ 8000-100000C in najmanj 18000C). Velikost svetlobnega območja in njegova temperatura se s časom hitro spreminjata. Trajanje oddajanja svetlobe je odvisno od moči in vrste eksplozije in lahko traja do deset sekund. Za škodljiv učinek svetlobnega sevanja je značilen svetlobni impulz. Svetlobni impulz je razmerje med količino svetlobne energije in površino osvetljene površine, ki se nahaja pravokotno na širjenje svetlobnih žarkov.

Pri jedrski eksploziji na veliki nadmorski višini se rentgenski žarki, ki jih oddajajo izjemno segreti produkti eksplozije, absorbirajo v velikih debelinah redčenega zraka. Zato je temperatura ognjene krogle (znatno velike velikosti kot pri zračnem izbruhu) nižja.

Količina svetlobne energije, ki doseže predmet, ki se nahaja na določeni razdalji od zemeljske eksplozije, je lahko približno tri četrtine za majhne razdalje in polovica impulza za zračno eksplozijo enake moči na velikih razdaljah.

Pri zemeljskih in površinskih eksplozijah je svetlobni impulz na enakih razdaljah manjši kot pri zračnih eksplozijah enake moči.

Med podzemnimi ali podvodnimi eksplozijami se skoraj vse svetlobno sevanje absorbira.

Požari na objektih in v naseljih nastanejo zaradi svetlobnega sevanja in sekundarnih dejavnikov, ki jih povzroči udar udarnega vala. Velik vpliv ima prisotnost gorljivih materialov.

Z vidika reševanja požare delimo na tri cone: cono posameznih požarov, cono trajnih požarov ter cono gorenja in tlenja.

1) Območja posameznih požarov so območja, na katerih se pojavljajo požari v posameznih stavbah, objektih. Formacijski manever med posameznimi požari ni mogoč brez sredstev toplotne zaščite.
2) Območje stalnih požarov - ozemlje, kjer gori večina preostalih zgradb. Formacije ne morejo prehajati skozi to ozemlje ali ostati na njem brez sredstev za zaščito pred toplotnim sevanjem ali izvajanja posebnih protipožarnih ukrepov za lokalizacijo ali gašenje požara.
3) Območje gorenja in tlenja v ruševinah je ozemlje, kjer gorijo uničene zgradbe in objekti. Zanj je značilno dolgotrajno gorenje v ruševinah (do nekaj dni).

Učinki svetlobnega sevanja na ljudi in živali. Svetlobno sevanje jedrske eksplozije, ko je neposredno izpostavljeno, povzroči opekline na izpostavljenih delih telesa, začasno slepoto ali opekline mrežnice.

Opekline delimo glede na resnost poškodbe telesa na štiri stopnje.

Opekline prve stopnje se izražajo v bolečini, rdečini in otekanju kože. Ne predstavljajo resne nevarnosti in se hitro pozdravijo brez posledic.

Pri opeklinah druge stopnje nastanejo mehurji, napolnjeni s prozorno beljakovinsko tekočino; če so prizadeta večja področja kože, lahko oseba za nekaj časa izgubi sposobnost za delo in potrebuje posebno zdravljenje.

Za opekline tretje stopnje je značilna nekroza kože z delno poškodbo zarodne plasti.

Opekline četrte stopnje: nekroza kože globljih plasti tkiva. Opekline tretje in četrte stopnje na pomembnem delu kože so lahko usodne.

Zaščita pred svetlobnim sevanjem je preprostejša kot pred drugimi škodljivimi dejavniki. Svetlobno sevanje se širi premočrtno. Vsaka neprozorna pregrada lahko služi kot obramba pred njim. Uporaba jam, jarkov, gomil, nasipov, zidov med okni za zavetje, različne vrste tehnike, drevesne krošnje in podobno, lahko bistveno zmanjša ali se popolnoma izogne opeklinam zaradi svetlobnega sevanja. Popolno zaščito zagotavljajo zaklonišča in protisevalna zaklonišča. Oblačila tudi ščitijo kožo pred opeklinami, zato je verjetnost za opekline večja na izpostavljenih delih telesa.

Stopnja opeklin zaradi svetlobnega sevanja zaprtih delov kože je odvisna od narave oblačil, njihove barve, gostote in debeline (primernejša so ohlapna oblačila svetlih barv ali oblačila iz volnenih tkanin).

prodorno sevanje. Prodorno sevanje je sevanje gama in tok nevtronov, ki se oddajata v okolje iz območja jedrske eksplozije. Ionizirajoče sevanje se oddaja tudi v obliki alfa in beta delcev, ki imajo kratko povprečno prosto pot, zaradi česar je njihov vpliv na ljudi in materiale zanemarjen. Čas delovanja prodornega sevanja ne presega 10-15 sekund od trenutka eksplozije.

Glavni parametri, ki označujejo ionizirajoče sevanje, so doza in hitrost doze sevanja, tok in gostota toka delcev.

Ionizirajoča sposobnost sevanja gama je označena z dozo izpostavljenosti sevanju. Enota izpostavljenosti dozi sevanja gama je kulon na kilogram (C/kg). V praksi se kot enota doze izpostavljenosti uporablja nesistemska enota rentgen (P). Rentgen je takšen odmerek (količina energije) sevanja gama, pri absorpciji katerega se v 1 cm3 suhega zraka (pri temperaturi 0 ° C in tlaku 760 mm Hg) tvori 2,083 milijarde parov ionov, od katerih ima vsak naboj enak naboju elektrona.

Resnost poškodbe zaradi sevanja je v glavnem odvisna od absorbirane doze. Za vse vrste meritev absorbirane doze ionizirajoče sevanje uvedena je enota grej (Gy). S širjenjem v mediju sevanje gama in nevtroni ionizirajo njegove atome in spremenijo fizikalno strukturo snovi. Med ionizacijo atomi in molekule celic živega tkiva zaradi motenj kemičnih vezi in razpada vitalnih snovi odmrejo ali izgubijo sposobnost nadaljevanja življenja.

Pri zračnih in zemeljskih jedrskih eksplozijah blizu tal, tako da lahko udarni val onesposobi zgradbe in strukture, je prodorno sevanje v večini primerov varno za predmete. Toda s povečanjem višine eksplozije postaja vse bolj pomembna pri porazu predmetov. Med eksplozijami na velikih višinah in v vesolju postane impulz prodornega sevanja glavni škodljivi dejavnik.

Poškodbe ljudi in živali zaradi prodornega sevanja. Pri izpostavljenosti prodornemu sevanju pri ljudeh in živalih se lahko pojavi radiacijska bolezen. Stopnja poškodbe je odvisna od odmerka izpostavljenosti sevanju, časa, v katerem je bil ta odmerek prejet, območja obsevanja telesa in splošnega stanja telesa. Upošteva se tudi, da je obsevanje lahko enkratno in večkratno. Enkratna izpostavljenost se šteje za izpostavljenost, prejeto v prvih štirih dneh. Obsevanje, prejeto več kot štiri dni, se ponovi. Pri enkratnem obsevanju človeškega telesa, odvisno od prejete doze izpostavljenosti, ločimo 4 stopnje radiacijske bolezni.

Radiacijska bolezen prve (blage) stopnje se pojavi s skupnim odmerkom sevanja 100-200 R. Latentno obdobje lahko traja 2-3 tedne, po katerem se pojavi slabo počutje, splošna šibkost, občutek teže v glavi, tiščanje v prsih, povečano potenje, lahko pride do občasnega zvišanja temperature. Vsebnost levkocitov v krvi se zmanjša. Radiacijska bolezen prve stopnje je ozdravljiva.

Radiacijska bolezen druge (srednje) stopnje se pojavi s skupnim odmerkom sevanja 200-400 R. Latentno obdobje traja približno en teden. Radiacijska bolezen se kaže v hujšem slabem počutju, disfunkciji živčnega sistema, glavobolih, omotici, sprva je pogosto bruhanje, možno je povišanje telesne temperature; število levkocitov v krvi, zlasti limfocitov, se zmanjša za več kot polovico. Z aktivnim zdravljenjem se okrevanje pojavi v 1,5-2 mesecih. Možni so smrtni izidi (do 20%).

Radiacijska bolezen tretje (hude) stopnje se pojavi pri skupnem odmerku izpostavljenosti 400-600 R. Latentno obdobje je do nekaj ur. Opažajo hudo splošno stanje, hude glavobole, bruhanje, včasih izgubo zavesti ali nenadno razburjenje, krvavitve v sluznicah in koži, nekrozo sluznice v predelu dlesni. Število levkocitov, nato pa eritrocitov in trombocitov se močno zmanjša. Zaradi oslabitve obrambe telesa se pojavijo različni infekcijski zapleti. Brez zdravljenja se bolezen v 20-70% primerov konča s smrtjo, pogosteje zaradi infekcijskih zapletov ali krvavitev.

Pri obsevanju z dozo izpostavljenosti več kot 600 R. se razvije izjemno huda četrta stopnja radiacijske bolezni, ki se brez zdravljenja običajno konča s smrtjo v dveh tednih.

Zaščita pred prodornim sevanjem. Prodorno sevanje, ki prehaja skozi različne medije (materiale), je oslabljeno. Stopnja oslabitve je odvisna od lastnosti materialov in debeline zaščitnega sloja. Nevtroni se oslabijo predvsem zaradi trkov z atomskimi jedri. Energija gama kvantov med njihovim prehodom skozi snovi se porabi predvsem za interakcijo z elektroni atomov. Zaščitne strukture civilne zaščite zanesljivo ščitijo ljudi pred prodornim sevanjem.

radioaktivno onesnaženje. Radioaktivna kontaminacija nastane kot posledica izpada radioaktivnih snovi iz oblaka jedrske eksplozije.

Glavni viri radioaktivnosti pri jedrskih eksplozijah so: produkti cepitve snovi, ki sestavljajo jedrsko gorivo (200 radioaktivnih izotopov 36 kemičnih elementov); inducirana aktivnost, ki je posledica vpliva nevtronskega toka jedrske eksplozije na nekatere kemične elemente, ki sestavljajo tla (natrij, silicij in drugi); del jedrskega goriva, ki ne sodeluje pri cepitveni reakciji in vstopi v obliki drobnih delcev v produkte eksplozije.

Sevanje radioaktivnih snovi je sestavljeno iz treh vrst žarkov: alfa, beta in gama.

Največjo prodorno moč imajo žarki gama, najmanjšo prodornost imajo delci beta, najmanjšo prodornost pa imajo delci alfa. Zato je glavna nevarnost za ljudi v primeru radioaktivne kontaminacije območja sevanje gama in beta.

Radioaktivna kontaminacija ima številne značilnosti: veliko območje poškodbe, trajanje ohranjanja škodljivega učinka, težave pri odkrivanju radioaktivnih snovi, ki nimajo barve, vonja in drugih zunanjih znakov.

Območja radioaktivne kontaminacije nastanejo na območju jedrske eksplozije in na sledi radioaktivnega oblaka. Največja kontaminacija območja bo pri zemeljskih (površinskih) in podzemnih (podvodnih) jedrskih eksplozijah.

Pri zemeljski (podzemni) jedrski eksploziji se ognjena krogla dotakne površine zemlje. okolje se močno segreje, pomemben del zemlje in kamnin izhlapi in jih zajame ognjena krogla. Radioaktivne snovi se odlagajo na staljene delce zemlje. Posledično nastane močan oblak, sestavljen iz ogromne količine radioaktivnih in neaktivnih zlitih delcev, katerih velikost se giblje od nekaj mikronov do nekaj milimetrov. V 7-10 minutah se radioaktivni oblak dvigne in doseže največjo višino, se stabilizira, pridobi značilno obliko gobe in se pod vplivom zračnih tokov premika z določeno hitrostjo in v določeni smeri. Večina radioaktivnih padavin, ki povzročajo močno onesnaženje območja, pade iz oblaka v 10-20 urah po jedrski eksploziji.

Ko radioaktivne snovi padejo iz oblaka jedrske eksplozije, pride do kontaminacije zemeljske površine, zraka, vodnih virov, materialnih dobrin itd.

Med zračnimi in višinskimi eksplozijami se ognjena krogla ne dotakne površine zemlje. Pri zračni eksploziji gre skoraj vsa masa radioaktivnih produktov v obliki zelo majhnih delcev v stratosfero in le majhen del ostane v troposferi. Radioaktivne snovi padejo iz troposfere v 1-2 mesecih, iz stratosfere pa v 5-7 letih. V tem času radioaktivno onesnažene delce odnašajo zračni tokovi na velike razdalje od mesta eksplozije in se porazdelijo po velikih območjih. Zato ne morejo povzročiti nevarne radioaktivne kontaminacije območja. Nevarnost lahko predstavlja le radioaktivnost, povzročena v tleh in predmetih, ki se nahajajo v bližini epicentra zračne jedrske eksplozije. Dimenzije teh območij praviloma ne bodo presegale polmerov območij popolnega uničenja.

Oblika sledi radioaktivnega oblaka je odvisna od smeri in hitrosti povprečnega vetra. Na ravnem terenu s stalno smerjo vetra ima radioaktivna sled obliko podolgovate elipse. večina visoka stopnja okužbo opazimo na območjih proge, ki se nahajajo blizu središča eksplozije in na osi proge. Tu padajo večji stopljeni delci radioaktivnega prahu. Najnižjo stopnjo kontaminacije opazimo na mejah con kontaminacije in na območjih, ki so najbolj oddaljena od središča zemeljske jedrske eksplozije.

Stopnjo radioaktivne kontaminacije območja označujeta stopnja sevanja v določenem času po eksploziji in izpostavljenost dozi sevanja (sevanje gama), prejeti v času od začetka kontaminacije do časa popolnega razpada radioaktivnih snovi.

Odvisno od stopnje radioaktivne kontaminacije in možne posledice zunanjo izpostavljenost na območju jedrske eksplozije in na sledi radioaktivnega oblaka ločimo območja zmerne, močne, nevarne in izjemno nevarne kontaminacije.

Območje zmerne okužbe (cona A). Odmerek izpostavljenosti sevanju med popolnim razpadom radioaktivnih snovi je od 40 do 400 R. Delo na odprtih območjih, ki se nahajajo sredi območja ali na njegovi notranji meji, je treba ustaviti za nekaj ur.

Območje hude okužbe (cona B). Izpostavljeni odmerek sevanja pri popolnem razpadu radioaktivnih snovi se giblje od 400 do 1200 R. V coni B se delo na objektih ustavi za največ 1 dan, delavci in uslužbenci se zatečejo v zaščitne objekte civilne zaščite, kleti ali druga zaklonišča.

Območje nevarne okužbe (cona B). Na zunanji meji območja izpostavljenosti sevanju gama do popolnega razpada radioaktivnih snovi je 1200 R., na notranji meji - 4000 R. V tem območju se delo ustavi od 1 do 3-4 dni, delavci in uslužbenci se zatečejo v zaščitne strukture civilne zaščite.

Območje izjemno nevarne okužbe (cona D). Na zunanji meji cone je izpostavljenostni odmerek sevanja gama do popolnega razpada radioaktivnih snovi 4000 R. V coni G se delo na objektih ustavi za 4 ali več dni, delavci in uslužbenci se zatečejo v zaklonišča. Po preteku določenega obdobja se raven sevanja na ozemlju objekta zniža na vrednosti, ki zagotavljajo varno delovanje delavcev in uslužbencev v proizvodnih prostorih.

Vpliv produktov jedrske eksplozije na ljudi. Tako kot prodorno sevanje na območju jedrske eksplozije tudi splošno zunanje obsevanje gama na radioaktivno onesnaženem območju povzroča radiacijsko bolezen pri ljudeh in živalih. Doze sevanja, ki povzročajo bolezen, so enake kot pri prodornem sevanju.

pri zunanji vpliv beta delcev pri ljudeh najpogosteje opazimo kožne lezije na rokah, vratu in glavi. Obstajajo kožne lezije hude (pojav razjed, ki se ne celijo), zmerne (mehurji) in blage (modra in srbeča koža) stopnje.

Notranje poškodbe ljudi z radioaktivnimi snovmi lahko nastanejo ob vstopu v telo, predvsem s hrano. Z zrakom in vodo bodo radioaktivne snovi očitno vstopile v telo v takšnih količinah, da ne bodo povzročile akutne sevalne poškodbe z izgubo delovne sposobnosti ljudi.

Absorbirani radioaktivni produkti jedrske eksplozije so v telesu zelo neenakomerno porazdeljeni. Še posebej veliko jih je koncentriranih v ščitnici in jetrih. V zvezi s tem so ti organi izpostavljeni zelo visokim odmerkom sevanja, kar vodi bodisi do uničenja tkiva bodisi do razvoja tumorjev ( ščitnica) ali do resne okvare delovanja.