Arme nucleare. Proprietățile de luptă și factorii dăunători ai armelor nucleare

Armele nucleare sunt una dintre cele mai multe specii periculoase existente pe Pământ. Utilizarea acestui instrument poate rezolva diverse probleme. În plus, obiectele care trebuie atacate pot avea locații diferite. În acest sens, o explozie nucleară poate fi efectuată în aer, sub pământ sau în apă, deasupra pământului sau în apă. Acesta este capabil să distrugă toate obiectele care nu sunt protejate, precum și oamenii. În acest sens, se disting următorii factori dăunători: explozie nucleară.

1. Acest factor reprezintă aproximativ 50 la sută din energia totală eliberată în timpul unei explozii. Undă de șoc de la explozie arme nucleare similar cu acțiunea unei bombe convenționale. Diferența lui este mai mult forță distructivăŞi pentru o lungă perioadă de timp actiuni. Dacă luăm în considerare toți factorii dăunători ai unei explozii nucleare, atunci aceasta este considerată cea principală.

Unda de șoc a acestei arme este capabilă să lovească obiecte care sunt departe de epicentru. Este un proces puternic Viteza de răspândire a acestuia depinde de presiunea creată. Cu cât este mai departe de locul exploziei, cu atât impactul valului este mai slab. Pericolul unui val de explozie constă și în faptul că mișcă obiecte în aer care pot duce la moarte. Daunele cauzate de acest factor sunt împărțite în ușoare, severe, extrem de severe și moderate.

Vă puteți adăposti de impactul undei de șoc într-un adăpost special.

2. Radiația luminoasă. Acest factor reprezintă aproximativ 35% din energia totală eliberată în timpul unei explozii. Acesta este un flux de energie radiantă, care include infraroșu, aer vizibil și fierbinte și produse de explozie fierbinte ca surse de radiație luminoasă.

Temperatura radiației luminoase poate ajunge la 10.000 de grade Celsius. Nivelul de letalitate este determinat de pulsul de lumină. Acesta este raportul dintre cantitatea totală de energie și zona pe care o luminează. Energia radiației luminoase se transformă în căldură. Suprafața se încălzește. Poate fi destul de puternic și poate duce la carbonizarea materialelor sau incendii.

Oamenii suferă numeroase arsuri ca urmare a radiațiilor luminoase.

3. Radiații penetrante. Factori dăunători include această componentă. Reprezintă aproximativ 10% din toată energia. Acesta este un flux de neutroni și raze gamma care emană din epicentrul utilizării armelor. S-au răspândit în toate direcțiile. Cu cât distanța de la punctul de explozie este mai mare, cu atât concentrația acestor fluxuri în aer este mai mică. Dacă arma a fost folosită sub pământ sau sub apă, atunci gradul de impact este mult mai mic. Acest lucru se datorează faptului că o parte din fluxul de neutroni și cuante gamma este absorbită de apă și pământ.

Radiația penetrantă acoperă o zonă mai mică decât unda de șoc sau radiația. Dar există tipuri de arme în care efectul radiației penetrante este semnificativ mai mare decât alți factori.

Neutronii și razele gamma pătrund în țesuturi, blocând funcționarea celulelor. Acest lucru duce la modificări în funcționarea corpului, a organelor și sistemelor sale. Celulele mor și se descompun. La oameni, aceasta se numește boala de radiații. Pentru a evalua gradul de expunere la radiații pe corp se determină doza de radiații.

4. Contaminare radioactivă. După explozie, o parte din materie nu suferă fisiune. Ca rezultat al degradarii sale, se formează particule alfa. Mulți dintre ei sunt activi nu mai mult de o oră. Zona de la epicentrul exploziei este cea mai expusă.

5. De asemenea, face parte din sistemul format din factorii nocivi ai armelor nucleare. Este asociat cu apariția câmpurilor electromagnetice puternice.

Aceștia sunt toți principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare. Acțiunea sa are un impact semnificativ asupra întregului teritoriu și asupra oamenilor care se încadrează în această zonă.

Armele nucleare și factorii lor dăunători sunt studiate de omenire. Utilizarea sa este controlată de comunitatea mondială pentru a preveni dezastrele globale.

Factorii dăunători ai armelor nucleare

Arme nucleare este o armă al cărei efect distructiv se bazează pe utilizarea energiei intranucleare eliberate în timpul unei explozii nucleare. Aceste arme includ diferite arme nucleare (capete de rachete și torpile, avioane și încărcături de adâncime, obuze de artilerieşi mine) echipate cu nucleare încărcătoare, mijloace de a le gestiona și de a le livra la obiectiv.

Partea principală a unei arme nucleare este o încărcătură nucleară care conține un exploziv nuclear (NE) - uraniu-235 sau plutoniu-239. O reacție nucleară în lanț se poate dezvolta numai dacă există masa critica substanță fisionabilă. Înainte de explozie, explozivii nucleari dintr-o muniție trebuie împărțiți în părți separate, fiecare dintre acestea trebuie să aibă o masă mai mică decât critică.

Puterea unei explozii nucleare este de obicei caracterizată de echivalentul său TNT.

Centrul unei explozii nucleare este punctul în care are loc o reacție nucleară. După poziția centrului față de sol sau apă, se disting exploziile nucleare: spațiu, altitudine mare, aer, sol, subteran, suprafață, subacvatic.

Explozie nucleară aeriană este o explozie produsă în aer la o astfel de înălțime încât mingea de foc să nu atingă suprafața pământului. Este însoțită de un fulger orbitor de scurtă durată, vizibil chiar și într-o zi însorită la o distanță de sute de kilometri. O explozie nucleară aeropurtată este folosită pentru a distruge clădiri, structuri și pentru a ucide oameni. Provoacă daune prin unde de șoc, radiații luminoase și radiații penetrante. Practic, nu există contaminare radioactivă a zonei în timpul unei explozii de aer, deoarece produsele radioactive ale exploziei se ridică odată cu mingea de foc la o altitudine foarte mare, fără a se amesteca cu particulele de sol.

Explozie nucleară la sol O explozie la suprafața pământului sau la o astfel de înălțime de acesta se numește atunci când zona luminoasă atinge pământul și, de regulă, are forma unei sfere trunchiate. Creste in dimensiuni si racori, globul de foc se ridica de pe pamant, se intuneca si se transforma intr-un nor involburat, care, purtand cu el o coloana de praf, capata dupa cateva minute o forma caracteristica de ciuperca. În timpul unei explozii nucleare la sol, aceasta se ridică în aer număr mare sol. Explozia la sol este folosită pentru a distruge structurile de sol durabile.

Explozie nucleară la suprafață numită explozie la suprafața apei sau la o înălțime la care zona luminoasă atinge suprafața apei. Folosit pentru a distruge ambarcațiunile de suprafață. Factorii dăunători într-o explozie de suprafață sunt unda de aer și undele formate la suprafața apei. Efectul radiației luminoase și al radiației penetrante este slăbit semnificativ ca urmare a efectului de ecranare al unei mase mari de vapori de apă.

Norul de explozie implică o cantitate mare de apă și abur formată sub influența radiațiilor luminoase. După ce norul se răcește, aburul se condensează și picături de apă cad sub formă de ploaie radioactivă, contaminând grav apa și zona din zona exploziei și în direcția de mișcare a norului.

Explozie nucleară subterană numită explozie produsă sub suprafața pământului. În timpul unei explozii subterane, o cantitate imensă de sol este aruncată la o înălțime de câțiva kilometri, iar la locul exploziei se formează un crater adânc, ale cărui dimensiuni sunt mai mari decât într-o explozie la sol. Exploziile subterane sunt folosite pentru a distruge structurile îngropate. Principalul factor dăunător al unei explozii nucleare subterane este o undă de compresie care se propagă în pământ. O explozie subterană provoacă o contaminare severă a zonei din zona exploziei și în urma norului.

Explozie nucleară subacvatică numită explozie produsă sub apă la o adâncime care variază mult. În timpul unei explozii nucleare subacvatice, o coloană goală de apă se ridică cu un nor mare în vârf. Diametrul coloanei de apă atinge câteva sute de metri, iar înălțimea - câțiva kilometri și depinde de puterea și adâncimea exploziei. Principalul factor dăunător al unei explozii subacvatice este unda de șoc în apă, a cărei viteză este egală cu viteza sunetului în apă, adică. aproximativ 1500 m/sec. Unda de șoc din apă distruge părțile subacvatice ale navelor și diverse structuri hidraulice. Radiația luminoasă și radiația penetrantă sunt absorbite de coloana de apă și vaporii de apă. O explozie subacvatică provoacă o contaminare radioactivă severă a apei. Când are loc o explozie în apropierea țărmului, apa contaminată este aruncată de un val de bază pe coastă, inundând-o și provocând o contaminare severă a obiectelor situate pe țărm.

Unul dintre tipurile de arme nucleare este muniție cu neutroni. Aceasta este o sarcină termonucleară de dimensiuni mici, cu o putere de cel mult 10 mii de tone, în care ponderea principală a energiei este eliberată din cauza reacțiilor de fuziune a deuteriului și tritiului și a cantității de energie obținută ca urmare a fisiunii. de nuclee grele din detonator este minimă, dar suficientă pentru a începe reacția de fuziune. Componenta neutronică a radiației penetrante a unei astfel de explozii nucleare de putere redusă va avea principalul efect dăunător asupra oamenilor.

Când o armă nucleară explodează, o cantitate colosală de energie este eliberată în milioane de secundă. Temperatura crește la câteva milioane de grade, iar presiunea ajunge la miliarde de atmosfere. Temperatura ridicată și presiunea provoacă radiații luminoase și o undă de șoc puternică. Alături de aceasta, explozia unei arme nucleare este însoțită de emisia de radiații penetrante, constând dintr-un flux de neutroni și cuante gamma. Norul de explozie conține o cantitate imensă de produse radioactive - fragmente de fisiune ale unui exploziv nuclear care cad de-a lungul drumului norului, rezultând contaminarea radioactivă a zonei, aerului și obiectelor. Mișcarea neuniformă a sarcinilor electrice în aer, care are loc sub influența radiațiilor ionizante, duce la formarea unui impuls electromagnetic.

Principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare sunt:

1) unda de soc – 50% din energia exploziei;

2) radiația luminoasă – 30–35% din energia de explozie;

3) radiații penetrante – 8–10% din energia de explozie;

4) contaminare radioactivă – 3–5% din energia exploziei;

5) impuls electromagnetic - 0,5–1% din energia de explozie.

Unda de șoc a unei explozii nucleare– unul dintre principalii factori dăunători. În funcție de mediul în care ia naștere și se propagă unda de șoc - în aer, apă sau sol, se numește, respectiv, undă de aer, undă de șoc în apă și undă de explozie seismică (în sol). O undă de șoc aerian este o zonă de compresie ascuțită a aerului care se răspândește în toate direcțiile din centrul exploziei la viteză supersonică.

Unda de șoc provoacă leziuni deschise și închise de severitate diferită la oameni. Mare pericol pentru oameni reprezintă și efectul indirect al unei unde de șoc. Prin distrugerea clădirilor, adăposturilor și adăposturilor, poate provoca vătămări grave. Principala modalitate de a proteja oamenii și echipamentele de deteriorarea undelor de șoc este de a le izola de efectele presiunii excesive și ale presiunii de mare viteză. În acest scop sunt folosite adăposturi și refugii. diverse tipuriși pliuri ale terenului.

Radiația luminoasă de la o explozie nucleară este radiația electromagnetică, inclusiv regiunile vizibile ultraviolete și infraroșii ale spectrului. Energia radiației luminoase este absorbită de suprafețele corpurilor iluminate, care se încălzesc. Temperatura de încălzire poate fi astfel încât suprafața obiectului să se carbonizeze, să se topească sau să se aprindă. Radiațiile luminoase pot provoca arsuri în zonele expuse ale corpului uman, iar în întuneric - orbire temporară. Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei, constând din vapori de materiale structurale de muniție și aer încălzit la o temperatură ridicată, iar în cazul exploziilor la sol - sol evaporat. Dimensiunile zonei luminoase iar timpul de strălucire depinde de putere, iar forma - de tipul de explozie.

Nivel de impact radiația luminoasă asupra diferitelor clădiri, structuri și echipamente depinde de proprietățile materialelor lor structurale. Topirea, carbonizarea și aprinderea materialelor într-un singur loc poate duce la răspândirea incendiului și a incendiilor masive.

Protecție ușoară mai simplu decât împotriva altor factori dăunători, deoarece orice barieră opacă, orice obiect care creează o umbră, poate servi drept protecție.

Radiația penetrantă este un flux de radiații gamma și neutroni emiși din zona unei explozii nucleare. Radiația gamma și radiația neutronică sunt diferite în ceea ce privește proprietăți fizice. Ceea ce au în comun este că se pot răspândi în aer în toate direcțiile pe o distanță de până la 2,5–3 km. Trecând prin țesutul biologic, radiațiile gamma și neutronice ionizează atomii și moleculele care alcătuiesc celulele vii, drept urmare metabolismul normal este perturbat și natura activității vitale a celulelor, organelor individuale și sistemelor corpului se modifică, ceea ce duce la apariția unei boli specifice - boala de radiații.

Sursa de radiație penetrantă este reacțiile nucleare de fisiune și fuziune care apar în muniție în momentul exploziei, precum și dezintegrare radioactivă fragmente de fisiune.

Efect letal radiațiile penetrante la oameni sunt cauzate de radiațiile care au un efect biologic dăunător asupra celulelor vii ale corpului. Trecând prin țesutul viu, radiația penetrantă ionizează atomii și moleculele care alcătuiesc celulele. Acest lucru duce la întreruperea activității celulelor, a organelor individuale și a sistemelor corpului. Efectul dăunător al radiației penetrante depinde de mărimea dozei de radiație și de timpul în care această doză este primită. O doză primită într-o perioadă scurtă de timp provoacă daune mai severe decât o doză de mărime egală, dar primită într-o perioadă de timp. timp mai lung. Acest lucru se explică prin faptul că organismul este capabil să restaureze în timp unele dintre celulele deteriorate de radiații. Viteza de recuperare este determinată de perioada de înjumătățire, care este de 28-30 de zile pentru oameni. Doza de radiații radioactive primită în primele patru zile din momentul iradierii se numește doză unică, iar pe o perioadă mai lungă de timp - multiplă. Pe vreme de război se acceptă doza de radiații care nu duce la scăderea performanței și a eficacității în luptă a personalului formațiunilor: unică (în primele patru zile) 50 R, multiplă în primele 10-30 de zile - 100 R, în trei luni - 200 R, într-un an - 300 RUR

În timpul procesului de explozie nucleară (termonucleară), se formează factori dăunători, o undă de șoc, radiații luminoase, radiații penetrante, contaminarea radioactivă a zonei și a obiectelor, precum și un impuls electromagnetic.

Unda de șoc aerian a unei explozii nucleare

O undă de șoc aerian este o compresie bruscă a aerului care se propagă în atmosferă la viteză supersonică. Este principalul factor care provoacă distrugerea și deteriorarea armelor, echipamentelor militare, structurilor de inginerie și obiectelor locale.

Unda de șoc aerian a unei explozii nucleare se formează ca urmare a faptului că zona luminoasă în expansiune comprimă straturile de aer care o înconjoară, iar această compresie, transmisă dintr-un strat al atmosferei în altul, se răspândește cu o viteză care depășește semnificativ viteza sunetului și viteza mișcării de translație a particulelor de aer.

Unda de șoc parcurge primii 1000 m în 2 s, 2000 m în 5 s, 3000 m în 8 s.

Fig.5. Modificarea presiunii într-un punct de pe sol în funcție de timpul de acțiune a undei de șoc asupra obiectelor din jur: 1 - fața undei de șoc; 2 - curba de schimbare a presiunii

O creștere a presiunii aerului în frontul undei de șoc de mai sus presiunea atmosferică, așa-numita presiune în exces în fața undei de șoc Рф se măsoară în Pascali (1Pa=1N/m2, în bari (I bar=10 5 Pa) sau în kilograme de forță pe cm2 (1kgf/cm2=0,9807 bar). ). Caracterizează forța efectului dăunător al undei de șoc și este unul dintre parametrii săi principali.

După trecerea frontului undei de șoc, presiunea aerului la un punct dat scade rapid, dar pentru o perioadă continuă să rămână peste presiunea atmosferică. Timpul în care presiunea aerului depășește presiunea atmosferică se numește durata fazei de compresie a undei de șoc (r+). De asemenea, caracterizează efectul dăunător al unei unde de șoc.

În zona de compresie, particulele de aer se deplasează în spatele frontului undei de șoc cu o viteză mai mică decât viteza frontului undei de șoc cu aproximativ 300 m/s. La distanțe de centrul exploziei, unde unda de șoc are un efect dăunător (Рф0,2-0,3 bar), viteza de mișcare a aerului în unda de șoc depășește 50 m/s. În acest caz, mișcarea totală de translație a particulelor de aer în unda de șoc poate atinge câteva zeci și chiar sute de metri. Ca urmare, în zona de compresie apare o presiune puternică a presiunii de mare viteză (vânt), denumită Rsk.

La sfârșitul fazei de compresie, presiunea aerului din unda de șoc devine mai mică decât presiunea atmosferică, adică. Faza de compresie este urmată de o fază de rarefacție.

Ca urmare a impactului unei unde de șoc, o persoană poate primi comoții și răni de severitate diferită, care sunt cauzate atât de comprimarea completă a corpului uman prin presiunea excesivă în faza de compresie a undei de șoc, cât și de acțiunea presiune de mare viteză și presiune de reflexie. În plus, ca urmare a acțiunii presiunii de mare viteză, unda de șoc, de-a lungul traseului mișcării sale, preia și transportă cu viteză mare fragmente de clădiri și structuri distruse și ramuri de copaci, pietre mici și alte obiecte care poate provoca daune persoanelor aflate în mod deschis.

Daunele directe aduse oamenilor prin fenomenul excesiv al undei de șoc, presiunea vitezei și presiunea de reflexie se numesc primar, iar daunele cauzate de acțiunea diferitelor resturi se numesc indirecte sau secundare.

Tabelul 4. Distanțele la care se observă eșecul personalului față de acțiunea unei unde de șoc atunci când este poziționat deschis pe sol în poziție în picioare, km

Propagarea undei de șoc și efectul său distructiv și dăunător pot fi influențate semnificativ de terenul și pădurile din zona exploziei, precum și de condițiile meteorologice.

Teren poate spori sau slăbi efectul undei de șoc. Aşa. pe pante frontale (cu fața spre direcția exploziei) dealurilor și în goluri situate de-a lungul direcției de mișcare a valurilor, presiunea este mai mare decât pe terenul plat. Când pantele sunt abrupte (unghiul de înclinare a pantei față de orizont) este de 10-15, presiunea este cu 15-35% mai mare decât pe terenul plat; cu o pantă de 15-30°, presiunea poate crește de 2 ori.

Pe dealurile opuse centrului exploziei, precum și în golurile înguste și râpele situate la un unghi mare față de direcția de propagare a valurilor, este posibilă reducerea presiunii valului și slăbirea efectului său dăunător. Cu o pantă de 15-30°, presiunea scade de 1,1-1,2 ori, iar cu o pantă de 45-60° - de 1,5-2 ori.

ÎN zonele forestiere excesul de presiune este cu 10-15% mai mare decât în ​​zonele deschise. În același timp, în adâncurile pădurii (la o distanță de 50-200 m sau mai mult de margine, în funcție de densitatea pădurii), se observă o scădere semnificativă a presiunii vitezei.

Conditii meteo au un efect semnificativ numai asupra parametrilor unei unde de șoc a aerului slab, adică pentru undele cu o presiune în exces de cel mult 10 kPa.

Deci, de exemplu, cu o explozie de aer cu o putere de 100 kt, acest efect se va manifesta la o distanta de 12...15 km de epicentrul exploziei. vara vreme caldă Valul slăbește în toate direcțiile, iar iarna se intensifică, mai ales în direcția vântului.

Ploaia și ceața pot afecta semnificativ și parametrii undei de șoc, pornind de la distanțe la care presiunea în exces a valurilor este de 200-300 kPa sau mai puțin. De exemplu, unde este excesul de presiune a undei de șoc la conditii normale 30 kPa sau mai puțin, în condiții de ploaie moderată presiunea scade cu 15%, iar precipitațiile abundente - cu 30%. În timpul exploziilor în condiții de ninsoare, presiunea în unda de șoc scade foarte ușor și poate fi ignorată.

Protecția personalului împotriva undelor de șoc se realizează prin reducerea impactului asupra unei persoane a presiunii excesive și a presiunii de viteză. Prin urmare, adăpostirea personalului în spatele dealurilor și terasamentelor în râpe, săpături și păduri tinere, utilizarea fortificațiilor, tancurilor, vehiculelor de luptă de infanterie, transportoare blindate de trupe, reduce gradul de deteriorare a acestora de către unda de șoc.

Dacă presupunem că în timpul unei explozii nucleare aeropurtate distanța de siguranță pentru o persoană neprotejată este de câțiva kilometri, atunci personalul situat în fortificații deschise (tranșee, pasaje de comunicație, fisuri deschise) nu va fi lovit la o distanță de 2/3 din distanța de siguranță. . Fisurile și șanțurile acoperite reduc raza acțiunii distructive de 2 ori, iar piguri - de 3 ori. Personalul aflat în structuri durabile subterane la o adâncime mai mare de 10 m nu este afectat chiar dacă această structură este situată în epicentrul unei explozii de aer. Raza de distrugere a echipamentelor situate în șanțuri și adăposturi de gropi este de 1,2-1,5 ori mai mică decât atunci când sunt poziționate deschis.

1. Date istorice

În 1896, fizicianul francez Antoine Becquerel a descoperit fenomenul radiațiilor radioactive. A marcat începutul erei radiațiilor și a utilizării energiei nucleare. Vorbind despre asta, remarcabilul om de știință rus V.I. Vernadsky a subliniat: „Privim cu speranță și teamă la aliatul și apărătorul nostru”. Și temerile lui au fost confirmate - la început nu au fost spărgătoare de gheață, nu centrale nucleare, nu nave spațiale, și arme de distrugere monstruoasă

puterea corpului. A fost creat în 1945 de cei care au fugit înainte de începerea celui de-al Doilea Război Mondial din Germania fascistăîn SUA și susținut de guvernul acestei țări, fizicieni conduși de omul de știință american Robert Oppenheimer.

Mulți oameni se înșală crezând că prima explozie nucleară a avut loc la Hiroshima. De fapt, testul a fost efectuat în SUA pe 16 iulie 1945. Acest lucru s-a întâmplat într-o zonă deșertică din apropierea orașului Alamogordo (New Mexico). O bombă atomică a fost detonată pe platforma superioară a unui turn de oțel special construit de 33 de metri. Potrivit estimărilor aproximative ale experților, aceasta a eliberat energie echivalentă cu energia de explozie de cel puțin 15-20 de mii de tone de trinitrotoluen.

Structura de oțel a turnului s-a evaporat. În locul ei s-a format o pâlnie cu un diametru de 37 de metri și o adâncime de 1,8 metri. Era centrul unui crater care se întindea pe o distanță lungă. Într-un cerc de 370 km, toată vegetația a fost distrusă. Situat la o distanță de 150 de metri de punctul de explozie teava de otel cu diametrul de 10 cm și înălțimea de 5 metri s-a evaporat și el. O structură solidă din oțel, înaltă de 21 de metri, asemănătoare unei părți din cadrul unei clădiri de 15-20 de etaje, situată la 500 de metri distanță, a fost smulsă din fundația sa de beton, răsucită și spartă în bucăți.

Blițul de la explozie la o distanță de 32 km părea de câteva ori mai strălucitor decât lumina soarelui la amiază. După aceasta, s-a format o minge de foc care a existat câteva secunde. Lumina din ea era vizibilă înăuntru zonele populate la o distanţă de până la 290 km. La aceeași distanță s-a auzit zgomotul exploziei. Într-un caz, sticla din clădiri a fost spartă de unda de șoc chiar și la o distanță de 200 km.

În urma exploziei, s-a format un nor sferic gigant. Învârtindu-se, s-a repezit în sus și a luat forma unei ciuperci uriașe. Norul era format din câteva tone de praf ridicate de la suprafața pământului, vapori de fier și o cantitate mare de substanțe radioactive formate în timpul reacției în lanț a fisiunii nucleare. Praf și particule radioactive s-au așezat pe o zonă uriașă, o cantitate mică din ele a fost descoperită la o distanță de 190 km de epicentrul exploziei. Testele bombei au arătat că noua armă este gata pentru utilizare în luptă.

2. Arme nucleare

Armele nucleare sunt arme explozive de distrugere în masă.

Factorii dăunători ai unei explozii nucleare sunt:

* unda de soc

* radiații luminoase

* radiatii penetrante

* contaminare radioactivă

1. Unda de soc– principalul factor dăunător. Cele mai multe dintre distrugerea și deteriorarea clădirilor și structurilor, precum și victime în masă oamenii sunt cauzați, de regulă, de influența sa.

Unda de șoc este o zonă de compresie ascuțită a mediului aerian, care se răspândește în toate direcțiile de la locul exploziei la viteză supersonică (mai mult de 331 m/s). Limita frontală a stratului de aer comprimat se numește frontul undei de șoc. Sub influența unei unde de șoc, oamenii pot suferi răni minore (echimoze și contuzii); leziuni moderate care necesită spitalizare (pierderea conștienței, afectarea auzului, luxații ale membrelor, sângerare de la nas și urechi); leziuni severe (contuzii severe ale întregului corp, fracturi osoase, afectarea organelor interne); răni extrem de grave, adesea fatale.

2. Radiația luminoasă este un flux de energie radiantă, inclusiv raze vizibile, ultraviolete și infraroșii. Este format din produsele fierbinți ai unei explozii nucleare și aerul fierbinte, se răspândește aproape instantaneu și durează, în funcție de puterea exploziei nucleare, până la 20 de secunde.

Puterea radiației luminoase este de așa natură încât poate provoca arsuri, leziuni oculare (orbire temporară) și incendiu de materiale și obiecte inflamabile.

3. Radiații penetrante este un flux de raze gamma și neutroni emise în timpul unei explozii nucleare.

Impactul acestui factor dăunător asupra tuturor ființelor vii (inclusiv a oamenilor) este ionizarea atomilor și moleculelor corpului, ceea ce duce la perturbarea funcțiilor vitale ale organelor individuale, leziuni ale măduvei osoase și dezvoltarea bolii radiațiilor.

4. Contaminarea radioactivă a zonei apare din cauza unor substanțe radioactive care cad din norul unei explozii nucleare. Pericolul de rănire a persoanelor în zonele cu contaminare radioactivă poate rămâne

pentru o lungă perioadă de timp - zile, săptămâni și chiar luni. Contaminarea zonei depinde de tipul de explozie. Cea mai periculoasă este o explozie la sol. Așa-numita activitate indusă este puternică aici. Ea crește datorită antrenării particulelor de sol în norul de explozie, iar împreună cu fragmentele de fisiune provoacă contaminare radioactivă în afara zonei de explozie. Amploarea și gradul de contaminare a zonei depind de numărul, puterea și tipul exploziei nucleare, conditiile meteorologice, privind viteza și direcția vântului. De exemplu, cu o explozie cu o putere de 1 megatonă, aproximativ 20 de mii de tone de sol sunt evaporate și atrase într-o minge de foc. Se formează un nor imens, format dintr-un număr mare de particule radioactive. Norul se mișcă. Particulele radioactive care cad din nor pe sol formează o zonă de contaminare radioactivă. Acest proces durează 10-20 de ore după explozie.

Doilea test nuclear a fost deja produsă pe oameni la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial.

În dimineața zilei de 6 august 1945, trei avioane americane, inclusiv bombardierul american B-29, care transporta la bord bombă atomică cu o putere de 12,5 kt și numită „Bebe”. După ce a ajuns la o altitudine dată, avionul a lansat o misiune de bombardament. Mingea de foc s-a format după explozie a avut un diametru de aproximativ 100 m, temperatura în centrul său a ajuns la 3000 de grade Celsius. Presiunea la locul exploziei a fost de aproape 7 m\m2

Casele s-au prăbușit cu un vuiet teribil și au luat foc pe o rază de 2 km. Oamenii din apropierea epicentrului s-au evaporat literalmente. Cei care au supraviețuit, dar au primit arsuri grave, s-au repezit la apă și au murit într-o agonie teribilă. După 5 minute, a atârnat deasupra centrului orașului gri închis nor cu diametrul de 5 km. Din el a izbucnit un nor alb, ajungând rapid la o înălțime de 12 km și luând forma unei ciuperci. Mai târziu, un nor de murdărie, praf și cenușă cu izotopi radioactivi a coborât asupra orașului, condamnând populația la noi victime. Mulți au început să experimenteze primele simptome ale bolii acute de radiații. Hiroshima a ars două zile. Oamenii care au ajuns să-i ajute locuitorii nu știau încă că au intrat într-o zonă de contaminare radioactivă și asta ar avea consecințe fatale. Radiațiile le-au amenințat nu numai pielea, ci și corpul atunci când inhalau aer contaminat, precum și pătrund prin apă, alimente și prin răni deschise.

Introducere

1. Secvența evenimentelor din timpul unei explozii nucleare

2. Unda de soc

3. Radiația luminoasă

4. Radiații penetrante

5. Contaminare radioactivă

6. Puls electromagnetic

Concluzie

Eliberarea unei cantități uriașe de energie care are loc în timpul reacției de fisiune în lanț duce la încălzirea rapidă a substanței dispozitivului exploziv la temperaturi de ordinul a 10 7 K. La astfel de temperaturi, substanța este o plasmă ionizată cu emisie intensă. În această etapă, aproximativ 80% din energia de explozie este eliberată sub formă de energie de radiație electromagnetică. Energia maximă a acestei radiații, numită primară, se încadrează în domeniul de raze X al spectrului. Evoluția ulterioară a evenimentelor în timpul unei explozii nucleare este determinată în principal de natura interacțiunii radiației termice primare cu mediul care înconjoară epicentrul exploziei, precum și de proprietățile acestui mediu.

Dacă explozia se desfășoară la o altitudine mică în atmosferă, radiația primară a exploziei este absorbită de aer la distanțe de ordinul a câțiva metri. Absorbția razelor X are ca rezultat formarea unui nor de explozie caracterizat prin temperaturi foarte ridicate. În prima etapă, acest nor crește în dimensiune datorită transferului radiativ de energie din interiorul fierbinte al norului către împrejurimile sale reci. Temperatura gazului dintr-un nor este aproximativ constantă în volumul său și scade pe măsură ce crește. În momentul în care temperatura norului scade la aproximativ 300 de mii de grade, viteza frontului de nor scade la valori comparabile cu viteza sunetului. În acest moment, se formează o undă de șoc, al cărei față „se desprinde” de limita norului de explozie. Pentru o explozie cu o putere de 20 kt, acest eveniment are loc la aproximativ 0,1 m/sec după explozie. Raza norului de explozie în acest moment este de aproximativ 12 metri.

Intensitatea radiației termice a norului de explozie este în întregime determinată de temperatura aparentă a suprafeței acestuia. De ceva timp, aerul încălzit ca urmare a trecerii undei de explozie maschează norul de explozie, absorbind radiația emisă de acesta, astfel încât temperatura suprafeței vizibile a norului de explozie să corespundă cu temperatura aerului din spatele frontul undei de șoc, care scade pe măsură ce dimensiunea frontului crește. La aproximativ 10 milisecunde după începerea exploziei, temperatura din față scade la 3000 °C și devine din nou transparentă la radiația norului de explozie. Temperatura suprafeței vizibile a norului de explozie începe să crească din nou și la aproximativ 0,1 secunde după începerea exploziei atinge aproximativ 8000 °C (pentru o explozie cu o putere de 20 kt). În acest moment, puterea de radiație a norului de explozie este maximă. După aceasta, temperatura suprafeței vizibile a norului și, în consecință, energia emisă de acesta scade rapid. Ca rezultat, cea mai mare parte a energiei radiației este emisă în mai puțin de o secundă.

Formarea unui puls de radiație termică și formarea unei unde de șoc are loc chiar de la început stadii incipiente existența unui nor de explozie. Deoarece norul conține cea mai mare parte a substanțelor radioactive formate în timpul exploziei, evoluția sa ulterioară determină formarea unei urme de precipitații radioactive. După ce norul de explozie se răcește atât de mult încât nu mai emite în regiunea vizibilă a spectrului, procesul de creștere a dimensiunii sale continuă din cauza expansiunii termice și începe să se ridice în sus. Pe măsură ce norul se ridică, poartă cu el o masă semnificativă de aer și sol. În câteva minute, norul atinge o înălțime de câțiva kilometri și poate ajunge în stratosferă. Rata cu care se produce precipitațiile radioactive depinde de dimensiunea particulelor solide pe care se condensează. Dacă, în timpul formării sale, norul de explozie ajunge la suprafață, cantitatea de sol antrenată pe măsură ce norul se ridică va fi destul de mare și substanțele radioactive se vor depune în principal pe suprafața particulelor de sol, a căror dimensiune poate atinge câțiva milimetri. Astfel de particule cad la suprafață în apropiere relativă de epicentrul exploziei, iar radioactivitatea lor practic nu scade în timpul caderii.

Dacă norul de explozie nu atinge suprafața, substanțele radioactive conținute în acesta se condensează în particule mult mai mici, cu dimensiuni caracteristice de 0,01-20 microni. Deoarece astfel de particule pot exista destul de mult timp în straturile superioare atmosferă, sunt împrăștiate pe o suprafață foarte mare și în timpul scurs înainte de a cădea la suprafață, reușesc să-și piardă o parte semnificativă din radioactivitate. În acest caz, urma radioactivă practic nu este observată. Altitudinea minimă la care o explozie nu duce la formarea unei urme radioactive depinde de puterea exploziei și este de aproximativ 200 de metri pentru o explozie cu o putere de 20 kt și de aproximativ 1 km pentru o explozie cu o putere de 1. Mt.

Principalii factori dăunători - unde de șoc și radiația luminoasă - sunt similari cu factorii dăunători ai explozivilor tradiționali, dar mult mai puternici.

Unda de șoc, formată în stadiile incipiente ale existenței unui nor de explozie, este unul dintre principalii factori dăunători ai unei explozii nucleare atmosferice. Principalele caracteristici ale unei unde de șoc sunt suprapresiunea de vârf și presiunea dinamică la frontul de undă. Capacitatea obiectelor de a rezista la impactul unei unde de șoc depinde de mulți factori, cum ar fi prezența elementelor portante, materialul de construcție și orientarea față de față. O suprapresiune de 1 atm (15 psi) care apare la 2,5 km de la o explozie la sol de 1 Mt ar putea distruge o clădire din beton armat cu mai multe etaje. Raza zonei în care se creează o presiune similară în timpul unei explozii de 1 Mt este de aproximativ 200 de metri.

În stadiile inițiale ale existenței unei unde de șoc, fața sa este o sferă cu centrul în punctul de explozie. După ce frontul ajunge la suprafață, se formează o undă reflectată. Deoarece unda reflectată se propagă în mediul prin care a trecut unda directă, viteza sa de propagare se dovedește a fi puțin mai mare. Ca urmare, la o anumită distanță de epicentru, două valuri se contopesc în apropierea suprafeței, formând un front caracterizat de aproximativ de două ori excesul de presiune.

Astfel, în timpul exploziei unei arme nucleare de 20 de kilotone, unda de șoc parcurge 1000 m în 2 secunde, 2000 m în 5 secunde și 3000 m în 8 secunde Limita frontală a undei se numește frontul undei de șoc. Gradul de deteriorare prin șoc depinde de puterea și poziția obiectelor pe acesta. Efectul dăunător al hidrocarburilor este caracterizat de mărimea presiunii în exces.

Deoarece pentru o explozie de o putere dată distanța la care se formează un astfel de front depinde de înălțimea exploziei, înălțimea exploziei poate fi selectată pentru a obține valori maxime ale suprapresiunii la anumită zonă. Dacă scopul exploziei este distrugerea instalațiilor militare fortificate, înălțimea optimă a exploziei este foarte scăzută, ceea ce duce inevitabil la formarea unei cantități semnificative de precipitații radioactive.

Radiația luminoasă este un flux de energie radiantă, incluzând regiunile ultraviolete, vizibile și infraroșii ale spectrului. Sursa de radiație luminoasă este zona luminoasă a exploziei - încălzită la temperaturi ridicateși părți evaporate de muniție, sol și aer înconjurător. Într-o explozie de aer, zona luminoasă este o sferă, într-o explozie la sol, este o emisferă.

Temperatura maximă de suprafață a regiunii luminoase este de obicei 5700-7700 °C. Când temperatura scade la 1700°C, strălucirea se oprește. Pulsul luminos durează de la fracțiuni de secundă la câteva zeci de secunde, în funcție de puterea și condițiile exploziei. Aproximativ, durata strălucirii în secunde este egală cu a treia rădăcină a puterii de explozie în kilotoni. În acest caz, intensitatea radiației poate depăși 1000 W/cm² (pentru comparație, intensitatea maximă lumina soarelui 0,14 W/cm²).

Rezultatul radiației luminoase poate fi aprinderea și arderea obiectelor, topirea, carbonizarea și tensiunile la temperaturi ridicate ale materialelor.

Când o persoană este expusă la radiații luminoase, apar leziuni ale ochilor și arsuri ale zonelor deschise ale corpului și orbire temporară, precum și deteriorarea zonelor corpului protejate de îmbrăcăminte.

Arsurile apar prin expunerea directă la radiații luminoase zone deschise piele (arsuri primare), precum și din arderea îmbrăcămintei, în incendii (arsuri secundare). În funcție de gravitatea leziunii, arsurile sunt împărțite în patru grade: în primul rând - înroșirea, umflarea și durerea pielii; a doua este formarea de bule; a treia - necroza pielii și a țesuturilor; al patrulea - carbonizarea pielii.

Arsurile fundului de ochi (când se privește direct la explozie) sunt posibile la distanțe care depășesc razele zonelor de arsuri ale pielii. Orbirea temporară apare de obicei noaptea și la amurg și nu depinde de direcția de vedere în momentul exploziei și va fi larg răspândită. În timpul zilei apare doar când se uită la o explozie. Orbirea temporară trece rapid, nu lasă consecințe și îngrijire medicală de obicei nu este necesar.

Un alt factor dăunător al armelor nucleare este radiația penetrantă, care este un flux de neutroni de înaltă energie și raze gamma generate atât direct în timpul exploziei, cât și ca urmare a dezintegrarii produselor de fisiune. Alături de neutroni și razele gamma, în timpul reactii nucleare Se formează și particule alfa și beta, a căror influență poate fi ignorată datorită faptului că sunt reținute foarte eficient la distanțe de ordinul a câțiva metri. Neutronii și razele gamma continuă să fie eliberate destul de mult timp după explozie, afectând situația radiațiilor. Radiația de penetrare reală include de obicei neutroni și raze gamma care apar în primul minut după explozie. Această definiție se datorează faptului că într-un timp de aproximativ un minut, norul de explozie reușește să se ridice la o înălțime suficientă pentru ca fluxul de radiații de la suprafață să devină practic invizibil.

Intensitatea fluxului de radiație penetrantă și distanța la care acțiunea acesteia poate provoca daune semnificative depind de puterea dispozitivului exploziv și de proiectarea acestuia. Doza de radiație primită la o distanță de aproximativ 3 km de epicentrul unei explozii termonucleare cu o putere de 1 Mt este suficientă pentru a provoca modificări biologice grave în corpul uman. Un dispozitiv exploziv nuclear poate fi proiectat special pentru a crește daunele cauzate de radiațiile penetrante în comparație cu daunele cauzate de alți factori dăunători (așa-numitele arme cu neutroni).

Procesele care au loc în timpul unei explozii la o altitudine semnificativă, unde densitatea aerului este scăzută, sunt oarecum diferite de cele care au loc în timpul unei explozii la altitudini joase. În primul rând, datorită densității scăzute a aerului, absorbția radiației termice primare are loc pe distanțe mult mai mari, iar dimensiunea norului de explozie poate ajunge la zeci de kilometri. Procesele de interacțiune a particulelor ionizate ale norului cu câmp magnetic Pământ. Particulele ionizate formate în timpul exploziei au, de asemenea, un efect vizibil asupra stării ionosferei, făcând dificilă și uneori imposibilă propagarea undelor radio (acest efect poate fi folosit pentru a orbi). stații radar).

Daunele aduse unei persoane prin radiații penetrante sunt determinate de doza totală primită de organism, de natura expunerii și de durata acesteia. În funcție de durata iradierii, se acceptă următoarele doze totale de radiații gamma, care nu duc la scăderea eficacității de luptă a personalului: iradiere unică (pulsată sau în primele 4 zile) -50 rad; iradiere repetată (continuă sau periodică) în primele 30 de zile. - 100 rad, timp de 3 luni. - 200 rad, în termen de 1 an - 300 rad.

Contaminarea radioactivă este rezultatul unei cantități semnificative de substanțe radioactive care cad dintr-un nor ridicat în aer. Cele trei surse principale de substanțe radioactive din zona de explozie sunt produsele de fisiune ai combustibilului nuclear, partea nereacționată a încărcăturii nucleare și izotopii radioactivi formați în sol și alte materiale sub influența neutronilor (activitate indusă).

Pe măsură ce produsele de explozie se așează pe suprafața pământului în direcția de mișcare a norului, ele creează o zonă radioactivă numită urmă radioactivă. Densitatea contaminării în zona exploziei și de-a lungul urmei de mișcare a norului radioactiv scade odată cu distanța de la centrul exploziei. Forma urmei poate fi foarte diversă, în funcție de condițiile din jur.

Produșii radioactivi ai unei explozii emit trei tipuri de radiații: alfa, beta și gamma. Momentul influenței lor asupra mediu foarte lung.

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 arme nucleare cu o putere de 20 kT după o zi va fi de câteva mii de ori mai mică de un minut după explozie. Când o armă nucleară explodează, o parte din substanța de încărcare nu suferă fisiune, ci cade în forma sa obișnuită; degradarea sa este însoțită de formarea de particule alfa.

Radioactivitatea indusă este cauzată de izotopii radioactivi formați în sol ca urmare a iradierii cu neutroni emiși în momentul exploziei de către nucleele atomice. elemente chimice, incluse în sol. Izotopii rezultați, de regulă, sunt beta-activi, iar dezintegrarea multora dintre ei este însoțită de radiații gamma. Timpurile de înjumătățire ale majorității izotopilor radioactivi rezultați sunt relativ scurte - de la un minut la o oră. În acest sens, activitatea indusă poate reprezenta un pericol doar în primele ore după explozie și doar în zona apropiată de epicentrul acesteia.

Daunele aduse oamenilor și animalelor din cauza contaminării cu radiații pot fi cauzate de iradierea externă și internă. Cazurile severe pot fi însoțite de boală de radiații și deces.

Leziunile rezultate din radiațiile interne apar ca urmare a pătrunderii substanțelor radioactive în organism prin sistemul respirator și tractului gastrointestinal. În acest caz, radiațiile radioactive intră în contact direct cu organele interneși poate provoca boală severă de radiații; natura bolii va depinde de cantitatea de substanțe radioactive care intră în organism. Pentru service, echipament militarși structuri de inginerie, substanțele radioactive nu au efecte nocive.

Instalarea unei carcase de cobalt pe focosul unei încărcături nucleare provoacă contaminarea teritoriului cu un izotop periculos de 60 ° C (o ipotetică bombă murdară).

În timpul unei explozii nucleare, ca urmare a curenților puternici din aer ionizat de radiații și lumină, apare un câmp electromagnetic alternant puternic, numit impuls electromagnetic (EMP). Deși nu are niciun efect asupra oamenilor, expunerea la EMR dăunează echipamentelor electronice, aparatelor electrice și liniilor electrice. În plus, numărul mare de ioni generați în urma exploziei interferează cu propagarea undelor radio și cu funcționarea stațiilor radar. Acest efect poate fi folosit pentru a orbi un sistem de avertizare a rachetelor.

Puterea EMP variază în funcție de înălțimea exploziei: în intervalul sub 4 km este relativ slabă, mai puternică la o explozie de 4-30 km și mai ales puternică la o înălțime de explozie mai mare de 30 km).

Apariția EMR are loc după cum urmează:

1. Radiația penetrantă care emană din centrul exploziei trece prin obiecte conductoare extinse.

2. Quantele gamma sunt împrăștiate de electroni liberi, ceea ce duce la apariția unui impuls de curent în schimbare rapidă în conductori.

3. Câmpul cauzat de impulsul de curent este emis în spațiul înconjurător și se propagă cu viteza luminii, distorsionându-se și estompând în timp.

Din motive evidente, un impuls electromagnetic (EMP) nu afectează oamenii, dar deteriorează echipamentele electronice.

EMR afectează, în primul rând, echipamentele radio-electronice și electrice aflate pe echipament militar si alte obiecte. Sub influența EMR, curenții și tensiunile electrice sunt induse în echipamentele specificate, ceea ce poate provoca defectarea izolației, deteriorarea transformatoarelor, arderea eclatoarelor, deteriorarea dispozitivelor semiconductoare, arderea legăturilor siguranțe și a altor elemente ale dispozitivelor de inginerie radio.

Liniile de comunicație, semnalizare și control sunt cele mai susceptibile la EMR. Atunci când magnitudinea EMR este insuficientă pentru a deteriora dispozitivele sau piesele individuale, atunci echipamentele de protecție (conexiuni sigure, paratrăsnet) pot fi declanșate și liniile pot funcționa defectuos.

Dacă exploziile nucleare au loc în apropierea liniilor de alimentare și de comunicații la distanță lungă, atunci tensiunile induse în acestea se pot răspândi de-a lungul firelor pe mulți kilometri și pot provoca daune echipamentelor și rănirea personalului aflat la o distanță sigură de alți factori dăunători ai unei explozii nucleare. .

Pentru a proteja eficient împotriva factorilor dăunători ai unei explozii nucleare, este necesar să se cunoască clar parametrii acestora, metodele de influențare a unei persoane și metodele de protecție.

Adăpostirea personalului în spatele dealurilor și terasamentelor, în râpe, săpături și păduri tinere, utilizarea fortificațiilor, tancurilor, vehiculelor de luptă a infanteriei, transportoarelor blindate și a altor vehicule de luptă reduce gradul de deteriorare a acestora de către unda de șoc. Astfel, personalul din tranșee deschise este lovit de o undă de șoc la distanțe de 1,5 ori mai mici decât cele amplasate deschis pe sol. Armele, echipamentele și alte materiale pot fi deteriorate sau complet distruse în urma impactului undei de șoc. Prin urmare, pentru a le proteja este necesar să se folosească teren natural denivelat (dealuri, falduri etc.) și adăpost.

O barieră opacă arbitrară poate servi ca protecție împotriva efectelor radiațiilor luminoase. În prezența ceții, a ceață, a prafului greu și/sau a fumului, impactul radiațiilor luminoase este de asemenea redus. Pentru a proteja ochii de radiațiile luminoase, personalul ar trebui, dacă este posibil, să se afle în vehicule cu trape închise, copertine, este necesar să se folosească fortificaţiiŞi proprietăți protectoare teren.

Radiația penetrantă nu este principalul factor dăunător într-o explozie nucleară; este ușor de protejat împotriva acesteia chiar și cu echipamente convenționale de protecție radiochimică cu arme combinate. Cele mai protejate obiecte sunt clădirile cu podele din beton armat de până la 30 cm, adăposturile subterane cu adâncimea de 2 metri (pivniță, de exemplu, sau orice adăpost de clasa 3-4 și mai mare) și echipamente blindate (chiar și ușor blindate).

Principala modalitate de a proteja populația de contaminarea radioactivă ar trebui considerată a fi izolarea oamenilor de expunerea externă la radiații radioactive, precum și eliminarea condițiilor în care substanțele radioactive pot pătrunde în corpul uman împreună cu aerul și alimentele.

Referințe

1. Arustamov E.A. Siguranța vieții.- M.: Editura. Casa „Dashkov și K 0”, 2006.

2. Atamanyuk V.G., Shirshev L.G. Akimov N.I. Apărare civilă. – M., 2000.

3. Feat P.N. Enciclopedia nucleară. /ed. A.A. Yaroshinskaya. - M.: Fundația de caritate Yaroshinskaya, 2006.

4. enciclopedie rusă privind protecția muncii: În 3 volume - ed. a II-a, revăzută. si suplimentare - M.: Editura NC ENAS, 2007.

5. Caracteristicile exploziilor nucleare și factorii lor dăunători. Enciclopedie militară//http://militarr.ru/?cat=1&paged=2, 2009.

6. Enciclopedia „În jurul lumii”, 2007.

Feat P.N. Enciclopedia nucleară. /ed. A.A. Yaroshinskaya. - M.: Fundația caritabilă Yaroshinskaya, 2006.

Caracteristicile exploziilor nucleare și factorii lor dăunători. Enciclopedia militară //http://militarr.ru/?cat=1&paged=2, 2009.

Enciclopedia rusă privind protecția muncii: În 3 volume - ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - Editura M. NC ENAS, 2007.

Enciclopedia „În jurul lumii”, 2007.