Характеристика поражающих факторов наземного ядерного взрыва

Оценка обстановки на объекте экономики при взрыве (на примере наземного ядерного взрыва)

1.1. Исходные данные:

Ø Радиус города 11 км.

Ø Расположение объекта относительно центра города по азимуту 45 градусов.

Ø Удаление объекта от центра города 2 км.

Ø Мощность ядерного боеприпаса (тротилового эквивалента) 100 кт.

Ø Место взрыва – центр города.

Ø Направление ветра – от центра взрыва на объект.

Ø Скорость ветра 25 км/ч.

Ø Наименование объекта (цеха) – механический (М) цех.

 

Характеристика объекта

Механический цех (М):

здание – одноэтажное из сборного железобетона (ж/б),

оборудование – станки,

наружные коммуникально-энергетические системы (КЭС) – кабельные линии, воздушные линии (ВЛ).

 

Поражающие факторы наземного ядерного взрыва

Характеристика поражающих факторов наземного ядерного взрыва.

Воздушная ударная волна – это основной поражающий фактор ядерного взрыва, так как большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием. Она представляет собой область резкого сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.

Поражающее действие ударной волны характеризуется величиной избыточного давления. Избыточное давление - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед ним.

При избыточном давлении 20-40 кПа незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие ударной волны с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потере сознания, повреждению органов слуха, сильным вывихам конечностей, кровотечению из носа и ушей. Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении свыше 60 кПа. Крайне тяжелые поражения наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.

 

Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий видимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Его источник - светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного взрыва до 20 с. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов и объектов.

Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад.

 

Проникающая радиация - это поток гамма-лучей и нейтронов, распространяющийся в течение 10-15 с. Проходя через живую ткань, гамма-излучение и нейтроны ионизируют молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни. В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается их интенсивность. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, то есть такой толщиной материала, проходя через которую, интенсивность излучения уменьшается в два раза. Например, в два раза ослабляют интенсивность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон -10 см, грунт - 14 см, древесина - 30 см. Открытые и особенно перекрытые щели уменьшают воздействие проникающей радиации, а убежища и противорадиационные укрытия практически полностью защищают от нее.

Радиоактивное заражение местности. Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокий уровень радиации может наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него. Радиоактивное заражение местности может быть опасным на протяжении нескольких недель после взрыва.

Источниками радиоактивного излучения при ядерном взрыве являются: продукты деления ядерных взрывчатых веществ (Ри-239, U-235, U-238); радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов, то есть наведенная активность. На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака. В свою очередь в районе взрыва различают наветренную и подветренную стороны.

Электромагнитный импульс - э то кратковременное электромагнитное поле, возникающее при взрыве ядерного боеприпаса в результате взаимодействия гамма-лучей и нейтронов, испускаемых при ядерном взрыве, с атомами окружающей среды. Следствием его воздействия может быть перегорание или пробои отдельных элементов радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

Наиболее надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. На открытой местности и в поле можно для укрытия использовать прочные местные предметы, обратные скаты высот и складки местности.

При действиях в зонах заражения для защиты органов дыхания, глаз и открытых участков тела от радиоактивных веществ необходимо при возможности использовать противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки, а также средства защиты кожи, в том числе и одежду.

 

1.3.1. Расчёт поражающего действия ударной воздушной волны

Ø Рис.1 Зона поражения людей от ударной воздушной волны, наземного ядерного взрыва с мощностью боеприпаса 200кт, азимут расположения объекта относительно центра города 225^о и Удалением объекта от взрыва на 2 км.

 

 

Аз. 45°

2 км

крайне тяжелые – свыше 100 кПа (1,7 и менее)

 

тяжелые - свыше 60 до 100 кПа (1,7 - 2,5)

 

тяжести – свыше 40 до 60 кПа (2,5 - 3,1)

 

легкие при Ризб. от 20 до 40 кПа (3,6 - 4,4)

 

 

Ø Избыточное давление ударной воздушной волны

 

Поражающее действие ударной воздушной волны определяется избыточным давлением во фронте (Р_изб), которое зависит от мощности боеприпаса (Q) и расстояния объекта от центра взрыва (R).

 

Q=100кт
R=2км

Р_изб -?

 

2,2 – 1,9=0,3км=0,1*3

50 – 40=10 кПа

10/3= 3,33 кПа/0,1 км

Р_изб=50-3,3=46,7 кПа.

 

Ø Степень поражения людей: средняя – свыше 40 до 60кПа (53,33кПа)

 

Объект находится в зоне поражения средней тяжести. При этом у людей могут быть вывихи конечностей, контузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей. Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах, либо в противорадиационных укрытиях, подземных выработках, естественных укрытиях и рельефе местности.

 

Ø Степень разрушения объектов:

 

Здания	Давление в кПа по степени разрушения
Одноэтажное из сборного железобетона (ж/б)	Полное (более 40)
Оборудование
Станки	Полное (более 25)
КЭС
Кабельные линии, воздушные линии (ВЛ)	Сильное (51-60)

Характеристика разрушения объекта:

Т.к. избыточное давление на фронте ударной волны будет больше 40 кПа, то степень разрушения одноэтажного здания из сборного ж/б и станков будет оцениваться как полная, а также разрушение кабельных линий будет сильным.