Оценка обстановки на объекте экономики при наземном ядерном взрыве (на примере наземного ядерного взрыва)
Исходные данные
| 1. | Радиус города, км | |
| 2. | Расположение объекта относительно центра города по азимуту, град. | |
| 3. | Удаление объекта от центра города, км | |
| 4. | Мощность ядерного боеприпаса (тротилового эквивалента), кт | |
| 5. | Место взрыва | Центр города |
| 6. | Направление ветра | От центра взрыва на объект |
| 7. | Скорость ветра, км/ч | |
| 8. | Наименование объекта (цеха) | Механический |
Табл. 1. Исходные данные.
Характеристика объекта
Объект экономики (электроцех) состоит из следующих зданий, оборудования и наружных коммуникально-энергетических систем:
Здание – одноэтажное из сборного железобетона;
Оборудование – станки;
ЭС – кабельные линии.
Поражающие факторы наземного ядерного взрыва
Энергия ядерного взрыва распределяется следующим образом: на ударную воздушную волну – 50%, световое излучение – 35%, радиоактивное загрязнение местности – 10%, проникающую радиацию – 3%, электромагнитный импульс – 2%.
Ударная воздушная волна. Основной поражающий фактор ядерного взрыва. Большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием. Источник ее возникновения – огромное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения миллиардов атмосфер. Образовавшееся давление, стремительно распространяясь, наносит поражение всему живому и вызывает огромные разрушения и пожары. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.
Степень поражения ударной волной людей и различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на ней.
Незащищенные люди могут, кроме того, быть пораженными летящими с огромной скоростью осколками стекла и обломками разрушающихся зданий, падающими деревьями, а также комьями земли, камнями и другими предметами, приводимыми в движение скоростным напором ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будут наблюдаться в населенных пунктах и в лесу. Ударная волна способна наносить поражения и в закрытых помещениях, проникая туда через щели и отверстия.
Поражающее действие ударной волны характеризуется величиной избыточного давления. Это разность между максимальным движением во фронте волны и нормальным атмосферным давлением перед фронтом волны. Оно измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/м 2)и в паскалях (Па). Они соотносятся следующим образом: 1 Н/м2 = 1 Па = 0,01 кгс/см2.
Скорость движения и расстояние, на которое распространяется ударная волна, зависят от мощности ядерного взрыва. С увеличением расстояния от места взрыва скорость быстро падает. Так, при взрыве боеприпаса мощностью 20 кт ударная волна проходит 1 км за 2 с: 2 км – за 5 с: 3 км – за 8 с. За это время человек после вспышки может укрыться и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной или вообще избежать поражения.
Световое излучение. Представляет собой поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца. Поглощенная энергия светового излучения переходит в тепловую, что приводит к разогреву поверхностного слоя окружающих материалов. Нагрев может быть настолько сильным, что возможно обугливание или воспламенение горючего материала, растрескивание или оплавление негорючего. Все это может привести к огромным пожарам. Кожный покров человека также поглощает энергию светового излучения, за счет чего может нагреваться до очень высокой температуры и получать ожоги.
Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого воздействия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном или задымленном воздухе, в туман, дождь, снегопад.
Радиоактивное заражение. Обусловливается осколками деления вещества заряда и непрореагировавшей частью заряда, которые выпадают из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде. Распад ее сопровождается образованием α-частиц. Наведенная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, β-активны. Распад многих из них сопровождается γ-излучением. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов сравнительно невелики: от одной минуты до часа. В связи с этим наведенная радиоактивность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к эпицентру.
Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном облаке, которое образуется после взрыва. По мере движения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем все более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину несколько десятков километров.
Поражения внутреннего облучения появляются в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. Они вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать лучевую болезнь. Характер заболевания зависит от количества радиоактивных веществ, попавших в организм.
Проникающая радиация. Представляет собой невидимый поток γ-лучей и нейтронов, исходящих из зоны ядерного взрыва. Нейтроны и γ-лучи распространяются во все стороны от центра взрыва на сотни метров. С увеличением расстояния от взрыва количество γ-лучей и нейтронов, проходящих через единицу поверхности, уменьшается. При подземном и подводном ядерных взрывах действие проникающей радиации распространяется на значительно меньшие расстояния, чем при наземных и воздушных взрывах. Это объясняется поглощением потока нейтронов и γ-лучей землей и водой. Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением. Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью м-лучей и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Проходя через живую ткань, γ-лучи и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав ее клеток. Это приводит к нарушению жизненных функций пораженных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.
Для оценки ионизации атомов среды, а, следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации). Единицей ее измерения служит рентген. Дозе радиации 1 Р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 млрд пар ионов.
Электромагнитный импульс. Это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия γ-излучения ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образования в этой среде потока электронов и положительных ионов. Они могут вызвать повреждение радиоэлектронной аппаратуры, нарушить работу радио- и радиоэлектронных средств. Разряд полей на человека (при контакте с аппаратурой) может вызвать его гибель.
