Понятие ядерного оружия, тротиловый эквивалент. Сущность ядерной реакции деление тяжелых ядер

6.  Понятие ядерного оружия, тротиловый эквивалент. Сущность ядерной реакции деление тяжелых ядер.

Ядерное оружие состоит из ядерных боеприпасов, средств до­ставки их к цели (носителей) и средств управления. Ядерные бое­припасы (боевые части ракет и торпед, ядерные бомбы, артснаряды, мины и др.) относятся к самым мощным средствам массового пора­жения. Действия их основаны на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер — изотопов водорода (дейтерия, три­тия).

Мощность ядерных боеприпасов принято измерять тротиловым эквивалентом, т. е. количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного боеприпаса. Тротиловый экви­валент выражается в тоннах, килотоннах и мегатоннах. По мощно­сти ядерные боеприпасы условно подразделяют на: сверхмалые (мощностью до 1 кт); малые (1—10 кт); средние (10—100 кт); круп­ные (100 кт—1 Мт) и сверхкрупные (мощностью свыше 1 Мт).

Масштабы возможных поражений зависят от мощности и вида взрыва, степени защищенности объекта, места расположения, а также от среды, в которой произошел взрыв, и ряда других при­чин.

Виды ядерных взрывов. В зависимости от решаемых задач ядерный взрыв может быть произведен в разреженных слоях атмосферы или в космосе, в плотных (приземных) слоях атмосферы у поверхности земли (воды) или под землей (под водой). Вот почему различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и под­земный (подводный) взрывы.

Поражающее действие ядерного взрыва определяется механи­ческим воздействием ударной волны, тепловым воздействием свето­вого излучения, радиационным воздействием проникающей радиа­ции и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объ­ектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.

Распределение энергии между поражающими факторами ядер­ного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он проис­ходит. При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва рас­ходуется на образование ударной волны, 30—40% — на световое из­лучение, до 5% — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.

7.  Характеристика термоядерной реакции. Поражающее действие нейтронных боеприпасов.

Разновидность ядерного оружия — нейтронные бое­припасы (с термоядерным зарядом малой мощности), поражаю­щее действие которых в основном определяется воздействием по­тока быстрых нейтронов и гамма лучей. Это так называемое «гу­манное» оружие повышенной радиации планируется стратегами для поражения живой силы противника при максимальном сохранении материальных ценностей. Например, при взрыве ней­тронного боеприпаса мощностью 1 кт за пределами радиуса 500 м основным поражающим фактором является про­никающая радиация: в радиусе до 1 км люди бу­дут погибать от действия потока нейтронов и гамма лучей, а в радиусе до 2 км — получать тяжелую лучевую болезнь, в результате которой большая часть людей погибнет в течение несколь­ких недель.

Распределение энергии между поражающими факторами ядер­ного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он проис­ходит. При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва рас­ходуется на образование ударной волны, 30—40% — на световое из­лучение, до 5% — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.

Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8— 10% — на образование ударной волны, 5—8% — на световое излу­чение и около 85% расходуется на образование нейтронного и гам­ма-излучений (проникающей радиации).

8.  Характеристика воздушной ударной волны. Понятие скоростного напора, избыточного давления, метательного действия, поражающее действие ударной волны, способы защиты.

Ударная волна — это область резкого сжатия среды, которая в в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды рас­пространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).

Ударная волна в воздухе образуется за счет ко­лоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключитель­но высокая температура, а давление достигает миллиардов атмос­фер (до 10⁵ млрд. Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расши­риться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до вы­сокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение после­дующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение раскаленных газов проис­ходит в сравнительно малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основ­ным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С уве­личением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает; на больших удалениях ударная волна переходит, по существу, в обычную аку­стическую волну и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м — за 4 с, 3000 м — за 7 с, 5000 м— за 12 с. Отсюда следует, что человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближай­шее укрытие (складку местности, канаву, кювет, простенок и т. п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.

Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс возду­ха, при встрече с преградой возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны. Когда фронт ударной волны достигает Данной точки пространства (преграды), скоростной (ветровой) на­пор, как и избыточное давление, моментально поднимается от нуля до максимального значения. По мере удаления от фронта скорост­ной напор уменьшается до нуля несколько позднее, нежели избыточное давление. Это объясняется инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха. Однако для оценки разрушающего действия воздушной ударной волны ядерного взрыва эта разница несущественна и при расчетах принимают продолжительность воз-1ействия скоростного напора равным времени действия фазы сжатия.

Избыточное давление во фронте ударной волны (АР^,— это раз­ность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением Р„ перед этим фронтом. Единица избыточного давления — паскаль (Па) или кило­грамм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²):

1 Па == 1 Н/м² = 0,102 кгс/м² = 1,0.2 • Ю-⁵ кгс/см:-

1 кгс/см² =98,1 кПа или Г кгс/см² w 100 кПа.

Значение избыточного давления в основном зависит от мощно­сти и вида взрыва и расстояния. Влияние других условий (рельефа местности, метеоусловий и др.) может быть учтено путем введения соответствующих поправок в значения величин, определяемых для различных условий взрыва.

Характер воздействия ударной волны на

людей и животных. Ударная волна может нанести неза­щищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непо­средственными или косвенными.

Непосредственное поражение ударной волной возникает в ре­зультате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интен­сивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в течение не­скольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент при­хода ударной волны воспринимается живым организмом как рез­кий удар. В то же самое время скоростной напор создает значитель­ное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.

Косвенные поражения люди и животные могут получить в ре­зультате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стек­ла, шлака, камней, дерева и других предметов. Например, при из­быточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность ле­тящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.

Характер и степень поражения незащищенных людей и живот­ных зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.

Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Разрушение постройки 20-30 кПа.

9.  Световое излучение ядерного взрыва. Световой импульс, длительность действия светового из лучения, степени ожогов людей, способы защиты от светового излучения.

Световое излучение. По своей природе световое излучение ядер­ного взрыва — поток лучистой энергии оптического диапазона (близок к спектру солнечного излучения). Источник светового из­лучения — светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха

-и грунта (при наземном взрыве). Температура светящейся облас­ти в течение некоторого времени сравнима с температурой по­верхности солнца (максимум 8000—10000 и минимум 1800°С). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт свето­вое излучение продолжается 3 с, термоядерного заряда 1 Мт—10 с.

Поражающее действие светового излучения характеризуется све­товым импульсом. Световой импульс—количество энергии прямого светового излучения ядерного взрыва, падающей за все время излуче­ния на единицу площади неподвижной и неэкранируемой поверхно-.сти, расположенной перпендикулярно направлению излучения. Единица светового импульса — джоуль на квадратный метр (Дж/м²)

-или калория на квадратный сантиметр (кал/см²). 1 Дж/м²=23,9x X 10-6 кал/см²; 1 кДж/м2=О.0239 кал/см²; 1 кал/см²⁼⁴⁰ кДж/м².

Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздей­ствии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепле­ние или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возни­кающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.

Независимо от причин возникновения, ожоги разделяют по тя­жести поражения организма.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покрасне­нии и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной бел­ковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами пер­вой и второй степеней, достигающими даже 50—60 % поверхности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характери­зуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубо­ких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу. Степени ожогов и световые импульсы, при которых они возникают, приведе­ны в табл. 4.

Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях . тела, а у животных — на участках тела, покрытых коротким и ред­ким волосом. Импульсы светового излучения, необходимые для

поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или прозрач­ную, особенно одежду из синтетических материалов.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослеп­ления — под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2—5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расши­рен и через него проходит больше света,— до 30 мин и более. Более тяжелое (необратимое) поражение — ожог глазного дна — возни­кает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва.

Тепловое воздействие на материалы. Энер­гия светового импульса, падая на поверхность предмета, частично отражается его поверхностью, поглощается им и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) пора­жения элементов объекта зависит как от светового импульса и вре­мени его действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопровод­ности, толщины, цвета, характера обработки материалов, распо­ложения поверхности к падающему световому излучению,— всего, что будет определять степень поглощения световой энергии ядерно­го взрыва.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных фак­торов, вызванных воздействием ударной волны. Наименьшее из­быточное давление, при котором могут возникнуть пожары от вто­ричных причин,— 10 кПа (0,1 кгс/см²). Возгорание материалов мо­жет наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см²) и бо­лее. Эти импульсы светового излучения в ясный солнечный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа. Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную солнечную погоду дере­вянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранспорт — до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу — до 17 км. Тогда, как действие избыточного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на рас­стоянии 11 км. Большое влияние на возникновение пожаров оказы­вает наличие горючих материалов на территории объекта и внутри зданий и сооружений. Световые лучи на близких расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли; на больших расстояниях — практически параллельно поверхности земли. В этом случае световое излучение проникает через застек­ленные проемы в помещения и может воспламенять горючие мате­риалы, изделия и оборудование в цехах предприятий (большинство' сортов хозяйственных тканей, резины и резиновых изделий заго­рается при световом импульсе 250—420 кДж/м² (6—10 кал/см²).

Похожие работы

Шпоры по ТГП к ГОСАМ

Скачать

218806

0

0

... Всякое сопротивление власти не допустимо.+: способствует сплочению общества; уважению, подчинению гос.власти; культивирует дух родства, братства, взаимосвязанности членов общества, как членов семьи. Договорная теория происхождения гос-ва. Шпора. Теория насилия. Шпора. Органическая теория происхождения гос-ва. Шпора. Психологическая теория происхождения гос-ва. Петражицкий, Тард. Они объясняли ...

Шпора по конспектам 11-го класса

Скачать

59862

5

3

ствием, применением средств поражения, которые привели или могут привести к человеческим и материальным потерям. Авария – опасное воздействие техногенного (производственного) характера, которое происходит на объекте или территории, угрожает жизни и здоровью людей, приводит к разрушению зданий, сооружений, транспортных средств. Катастрофа – масштабная авария, которая приводит к тяжелым ...

Шпоры по праву

Скачать

217154

0

0

... (насильственного воздействия), в том числе: Регулирование трудовых отношений и иных непосредственно связанных с ними отношений в соответствии с общепризнанными принципами и нормами международного права, международными договорами РФ, Конституцией РФ, федеральными конституционными законами осуществляется трудовым законодательством (включая законодательство об охране труда) и иными нормативным ...

Шпоры по Гражданскому праву Украины (общая часть)

Скачать

493484

0

0

... определения гражданско-правовой от­ветственности, то оно является предметом спора в юри­дической литературе уже не один десяток лет (см. об этом, например: Гражданское право Украины. X., 1996, ч. 1, с. 414-415; Цивільне право. Ч. 1. К., 1997, с. 204-205). Среди многочисленных вариантов наибольшую под­держку получило, пожалуй, определение гражданско-правовой ответственности, сформулированное О.С. ...