Factorii care dăunează exploziei nucleare

Conceptul de arme de distrugere în masă. Istoria creației.

În 1896, fizicianul francez A. Becquerel a descoperit fenomenul de radioactivitate. A marcat începutul erei studierii și utilizării energiei nucleare. Dar la început nu existau centrale nucleare, nu nave spatiale, nu spargatoare de gheata puternice, dar arme de putere distructiva monstruoasa. A fost creat în 1945, înainte de al doilea război mondial, a fugit din Germania fascistă din Statele Unite și a fost sprijinit de guvernul acestei țări, cercetători de fizică condus de Robert Oppenheimer.

Armele nucleare sunt arme de distrugere în masă a acțiunii explozive. Ea se bazează - utilizarea energiei nucleare degajate în timpul reacției în lanț de fisiune nucleară a nucleelor ​​grele anumitor izotopi de uraniu și de plutoniu sau reactii termonucleare de fuziune a nucleelor ​​ușoare - izotopi de hidrogen (deuteriu și tritiu). Aceste arme includ diverse muniții nucleare, mijloace de control și livrare către țintă (rachete, avioane, artilerie). În plus, armele nucleare sunt fabricate sub formă de mine (mine de pământ). Este cel mai puternic tip de arme de distrugere în masă și este capabil într-un timp scurt să dezactiveze un număr mare de oameni. Utilizarea masivă a armelor nucleare este plină de consecințe catastrofale pentru întreaga omenire.

Efectul dăunător al unei explozii nucleare depinde de:

* încărcătură muniție de putere, * tip de explozie

Puterea unei muniții nucleare este caracterizată de un echivalent TNT. și anume masa TNT, a cărei energie de explozie este echivalentă cu energia explozivă a unei anumite muniții nucleare și este măsurată în tone, mii și milioane de tone. În termeni de putere, munițiile nucleare sunt subdivizate în ultra-mici, mici, medii, mari și super-mari.

Punctul în care sa produs explozia se numește centru. dar proiecția sa la suprafața pământului (apei) de epicentrul exploziei nucleare.

Factorii de înfrânare ai unei explozii nucleare.

* val de șoc - 50%

* emisie ușoară - 35%

* radiații penetrante - 5%

* puls electromagnetic - 1%

Unda de șoc este o regiune de compresiune ascuțită a mediului de aer care se propagă în toate direcțiile de la locul exploziei cu viteză suprasonic (mai mare de 331 m / s). Limita frontală a stratului de aer comprimat se numește frontul undei de șoc. Nivelele de șoc, formate în fazele timpurii ale norului de explozie, sunt unul dintre principalii factori dăunători ai exploziei nucleare atmosferice.

Unda de șoc - își distribuie energia pe tot parcursul volumului trecut, astfel încât puterea sa scade proporțional cu rădăcina cubică de la distanță.

Unda de șoc distruge clădirile, structurile și afectează persoanele neprotejate. Înfrângerile cauzate de un val de șoc direct unei persoane sunt subdivizate în lumină, medie, grea și extrem de grele.

Presiune excesivă, kPa

Leziuni cu un rezultat fatal

Viteza mișcării și distanța la care se propagă valul de șoc depind de puterea exploziei nucleare; Pe măsură ce distanța de la locul exploziei crește, viteza scade rapid. Deci, cu o explozie de muniție de 20 kt, valul de șoc trece 1 km în 2 secunde, 2 km în 5 secunde, 3 km în 8 secunde. În acest timp, o persoană după o aprindere poate să se acopere și astfel să evite un val de șoc.

Gradul de șoc al diferitelor obiecte depinde de puterea și tipul de explozie, de rezistența mecanică (stabilitatea obiectului), precum și de distanța la care sa produs explozia, de terenul și localizarea obiectelor de pe el.

Protecția împotriva undelor de șoc poate servi ca pliuri ale terenului, adăposturi, subsoluri.

Radiația luminoasă este un flux de energie radiantă (un flux de raze de lumină care emană dintr-o minge de foc), care include raze vizibile, ultraviolete și infraroșii. Ea este formată din produse roșii-fierbinți de explozie nucleară și aer cald, se extinde aproape instantaneu și durează, în funcție de puterea unei explozii nucleare, până la 20 de secunde. În acest timp, intensitatea sa poate depăși 1000 W / cm2 (intensitatea maximă a luminii solare este de 0,14 W / cm2).

Emisia de lumină este absorbită de materiale opace, și poate provoca materiale masive de construcții de incendiu, precum și arsuri ale pielii (gradul depinde de puterea bombei și distanța față de epicentrul) și leziuni oculare (leziuni ale corneei, datorita actiunii termice a luminii și orbire temporară, în care o persoană își pierde din vedere pentru un timp de la câteva secunde până la câteva ore. deteriorarea retinei mai severe apar atunci când ochiul uman urmărește în mod direct mingea de explozie incendiu. luminozitate minge de foc nu se schimba cu Distanța (cu excepția cazului de ceață), o scădere a dimensiunii sale aparente. Astfel, deteriorarea ochilor poate fi practic la orice distanță la care vizibil flash. Probabilitatea acestui devreme în noapte, din cauza deschiderii largi a pupilei). Gama de propagare a radiațiilor luminoase depinde foarte mult de condițiile meteorologice. Nori, fum, praf, reduc foarte mult raza efectivă a acțiunii sale.

În aproape toate cazurile, emisia de lumină din zona de explozie se termină la momentul apariției undelor de șoc. Aceasta este încălcată numai în domeniul anihilării totale, în care oricare dintre cei trei factori (lumină, radiație, șoc) provoacă daune mortale.

Radiația luminoasă, ca orice lumină, nu trece prin materiale opace, astfel încât orice obiecte care creează o umbră sunt potrivite pentru adăpostul acesteia. Amploarea efectului nociv al luminii este drastic redusă, cu condiția notificării în timp util a oamenilor, utilizarea structurilor de protecție, adăpost naturale (în special păduri și de relief antirid), echipamentul individual de protecție (îmbrăcăminte de protecție, ochelari), precum și punerea în aplicare strictă a măsurilor de prevenire a incendiilor.

Penetrarea radiațiilor este un flux de raze gamma (raze) și neutroni. emis de zona unei explozii nucleare în câteva secunde. Gamma quanta și neutronii se propagă în toate direcțiile din centrul exploziei. Din cauza absorbției foarte puternice în atmosferă, radiația penetrantă afectează oamenii numai la o distanță de 2-3 km de locul exploziei, chiar și în cazul încărcărilor mai mari. Odată cu creșterea distanței de explozie, numărul de raze gama și neutronii care trec printr-o suprafață a unității scade. În cazul exploziilor nucleare subterane și subacvatice, efectul penetrării radiațiilor se extinde la distanțe mult mai scăzute decât la explozii de sol și de aer, ceea ce se explică prin absorbția fluxului de neutroni și raze gama de sol și apă.

Efectul dăunător al radiației penetrante este determinat de capacitatea quanței gamma și a neutronilor de a ioniza atomii mediului în care se propagă. Trecerea prin țesut viu, quanta gamma și neutroni ionizează atomii și moleculele care alcătuiesc celulele care duc la perturbarea funcțiilor vitale ale organelor și sistemelor individuale. Sub influența ionizării în organism, apar procese biologice de dispariție și descompunere a celulelor. Ca urmare, persoanele afectate dezvoltă o boală specifică, numită boală prin radiații.

Pentru a estima ionizarea atomilor în mediu și, în consecință, efectul dăunător al radiației penetrante asupra unui organism viu, este introdus conceptul de doză de radiație (sau doză de radiație), a cărei unitate de măsură este R (X). Doza de radiație 1P corespunde formării a aproximativ 2 miliarde de perechi de ioni într-un centimetru cub de aer.

În funcție de doza de radiații, există patru grade de boală de radiații. Prima (ușoară) apare atunci când o persoană primește o doză de 100 până la 200 R. Se caracterizează prin slăbiciune generală, greață ușoară, amețeli pe termen scurt, transpirație crescută; personalul care a primit această doză nu eșuează de regulă. Al doilea (mediu) grad de boală de radiație se dezvoltă atunci când se primește o doză de 200-300 P; În acest caz, semnele de înfrângere - dureri de cap, febră, tulburări gastro-intestinale - apar mai accentuat și mai rapid, personalul în cele mai multe cazuri necorespunzătoare. Al treilea (sever) grad de boală de radiație apare la o doză mai mare de 300-500 R; se caracterizează prin dureri de cap severe, greață, slăbiciune generală severă, amețeli și alte afecțiuni; Forma grea duce adesea la moarte. O doză de iradiere de peste 500 P cauzează boală de radiații de gradul patru și este, de obicei, considerată letală pentru o persoană.

Protecția împotriva radiațiilor penetrante este asigurată de diverse materiale care slăbesc fluxul de radiații gamma și neutroni. Gradul de atenuare a radiației penetrante depinde de proprietățile materialelor și de grosimea stratului protector.

Efectul de slăbire este de obicei caracterizat de un strat de jumătate de atenuare, adică de grosimea materialului care trece prin care radiația scade la jumătate. De exemplu, de două ori intensitatea razelor gamma: grosimea oțelului de 2,8 cm, betonul - 10 cm, solul - 14 cm, lemnul - 30 cm (determinat de densitatea materialului).

Contaminarea radioactivă a persoanelor, vehiculelor de lupta, teren și diverse obiecte într-o explozie nucleară este cauzată de fragmente de fisiune taxa de material (Pu-239, U-235, U-238) și o parte din taxa nereacționat care se încadrează în afara exploziei nor, dar radioactivitate indusă de asemenea. În timp, activitatea fragmentelor de fisiune scade rapid, mai ales în primele ore după explozie. De exemplu, activitatea totală a fragmentelor de fisiune în timpul exploziei unei muniții nucleare cu o capacitate de 20 kT într-o zi va fi de câteva mii de ori mai puțin de un minut după explozie.

În explozia unei muniții nucleare, o parte din substanța încărcată nu este supusă fisiunii, ci scade în forma obișnuită; degradarea sa este însoțită de formarea de particule alfa. radioactivitate indusă de izotopi radioactivi (radionuclizi), formate în sol, ca rezultat al iradierii cu neutroni emiși în timpul nucleilor de explozie a atomilor elementelor chimice care alcătuiesc solul. Izotopii formați sunt, de regulă, beta-activi, descompunerea multor dintre ele fiind însoțită de radiații gamma. Timpii de înjumătățire ai majorității izotopilor radioactivi formați sunt relativ mici - de la un minut la o oră. În această privință, activitatea indusă poate fi periculoasă numai în primele ore după explozie și numai într-o zonă apropiată de epicentru.

Partea principală a izotopilor de lungă durată este concentrată într-un nor radioactiv, care se formează după explozie. Înălțimea norii care ridică muniția cu o capacitate de 10 kT este de 6 km, pentru o muniție de 10-MgT este de 25 km. Așa cum am muta nor de ea cade mai întâi particulele grosiere, și apoi din ce în ce mai mici, formând calea mișcării zonei contaminare radioactivă, așa-numitul nor urme. Dimensiunile urmelor depind în principal de puterea unei arme nucleare, precum și pe viteza vântului și se poate ajunge la o lungime de câteva sute și o lățime de câteva zeci de kilometri.

Gradul de contaminare radioactivă a terenului este caracterizat de nivelul de radiație pentru o anumită perioadă de timp după explozie. Nivelul de radiație este rata dozei de expunere (R / h) la o altitudine de 0,7-1 m deasupra suprafeței contaminate.

Zonele emergente de contaminare radioactivă cu gradul de pericol sunt de obicei împărțite în următoarele patru zone.

Zona D este o infecție extrem de periculoasă. Suprafața sa este de 2-3% din suprafața pistei de explozii de nor. Nivelul de radiație este de 800 R / h.

Zona B - o infecție periculoasă. Acesta ocupă aproximativ 8-10% din suprafața traseului norului exploziv; nivelul radiațiilor este de 240 r / h.

Zona B - o infecție puternică, care reprezintă aproximativ 10% din suprafața traseului radioactiv, nivelul radiațiilor este de 80 R / h.

Zona A - o infecție moderată cu o suprafață de 70-80% din suprafața întregii căi de explozie. Nivelul de radiații la limita exterioară a zonei după o oră după explozie este de 8 R / h.

Leziunile ca rezultat al iradierii interne apar datorită pătrunderii substanțelor radioactive în organism prin intermediul organelor respiratorii și a tractului gastro-intestinal. În acest caz, radiația radioactivă intră în contact direct cu organele interne și poate cauza o boală gravă de radiații; Natura bolii va depinde de cantitatea de substanțe radioactive care au intrat în organism.

Pe armament, echipamente militare și structuri inginerești, substanțele radioactive nu au efecte dăunătoare.

Exploziile nucleare în atmosferă și în straturile superioare duc la apariția câmpurilor electromagnetice puternice. Aceste câmpuri, datorită existenței lor pe termen scurt, sunt denumite de obicei pulsul electromagnetic (EMR).

Efectul dăunător al EMR este cauzat de apariția tensiunilor și a curenților în conductoare de diferite lungimi situate în aer, mașini, pe uscat sau pe alte obiecte. Acțiunea EMI manifestată în principal în legătură cu echipamentele electronice, în cazul în care, sub influența radiațiilor induse curenți și tensiuni electrice electromagnetice, care pot provoca distrugerea izolației, a transformatoarelor de daune, siguranțe de ardere, deteriorarea dispozitivelor semiconductoare și a altor elemente de dispozitive wireless. Cel mai sensibil la influența liniilor de comunicare, semnalizare și control EMR. Câmpurile electromagnetice puternice pot deteriora circuitele electrice și pot întrerupe echipamentul electric nesupravegheat.

Explozia de mare altitudine poate interfera cu funcționarea echipamentelor de comunicații în zone foarte mari. Protecția împotriva EMR se realizează prin ecranarea liniilor electrice și a echipamentelor.

Centrul de înfrângere nucleară

Vatra de distrugere nucleare este numit teritoriul în care sub influența factorilor dăunătoare ale exploziilor nucleare au loc distrugerea clădirilor și structurilor, incendii, contaminarea radioactivă și distrugerea populației. Efectul simultană a undei de șoc, radiația luminoasă și a radiațiilor ionizante, în mare măsură, determină natura efectului nociv al exploziei combinate a unei arme nucleare asupra oamenilor, echipamentelor și instalațiilor militare. Cu traumatisme combinate ale oamenilor, traume și contuzii datorate efectelor undelor de șoc pot fi combinate cu arsuri provenite de la radiațiile luminoase cu aprindere simultană a radiației luminoase. Aparatele și dispozitivele electronice radio, în plus, pot pierde eficiența datorită impulsului electromagnetic (EMR).

Dimensiunile focalizării sunt mai mari cu cât explozia nucleară este mai puternică. Natura distrugerii în vatra depinde, de asemenea, de forța structurilor clădirilor și structurilor, de numărul de etaje și de densitatea construcției.

Pentru distrugerea nucleară exterioară de delimitare vatra primire linie condiționată pe sol, efectuat la o asemenea distanță de explozie, unda de șoc în cazul în care cantitatea de presiune în exces este de 10 kPa.

Articole similare

• Power - explozie nucleară - o enciclopedie mare de petrol și gaze, articol, pagina 1

• Explozie nucleară cum să deflectați un asteroid de pe pământ (5 fotografii)

• Valul de șoc într-o explozie nucleară se propagă la o viteză

Trimiteți-le prietenilor: