Ядерное оружие ударная волна и ее поражающие действия

Рефераты по безопасности жизнедеятельности » Ядерное оружие ударная волна и ее поражающие действия Скачать

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.А. ШОЛОХОВА»

Уфимский филиал


Р Е Ф Е Р А Т

по дисциплине «Безопасность жизни деятельности»

на тему: « Ядерное оружие: ударная волна и ее поражающие действия»


Выполнила: студентка 4 курса

очного отделения ПСО

специальности «ГМУ»

Карунас Н.Н.

Проверила:

Кандидат биологических наук

Доцент кафедры ОГиЕНП

Батырова А.З.


Уфа-2009

СОДЕРЖАНИЕ


Введение 3

Воздействия ядерного оружия 5

Ударная волна 6

Характер воздействия ударной волны на людей и животных. 9

Механическое воздействие ударной волны 11

Заключение 16

Список используемой литературы 18


Введение.

История человечества неразрывно связана с появлением все более и более совершенных видов оружия и средств поражения. Особое место в истории развития вооружения и техники отводится ХХ в. когда появились новые виды оружия: ядерное химическое бактериологическое (биологическое) применение которых приводит к массовому поражению живой силы и техники.

Я считаю что атомное оружие – самое мощное оружие на сегодняшний день. Оно находится на вооружении пяти стран-сверхдежав: России США Великобритании Франции и Китая. Существует также ряд государств которые ведут более-менее успешные разработки атомного оружия однако их исследования или не закончены или эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели что делает его бессмысленным. Индия Пакистан Северная Корея Ирак Иран имеют разработки ядерного оружия на разных уровнях ФРГ Израиль ЮАР и Япония теоретически обладают необходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки.

Трудно переоценить роль ядерного оружия. По-моему с одной стороны это мощное средство устрашения с другой – самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами которые обладают этим оружием. С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прошло 58 лет. Мировое сообщество близко подошло к осознанию того что ядерная война неминуемо приведет к глобальной экологической катастрофе которая сделает дальнейшее существование человечества невозможным. В течение многих лет создавались правовые механизмы призванные разрядить напряженность и ослабить противостояние между ядерными державами. Так например было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам а страны не имеющие ядерного оружия обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний. Очевидно что ядерное оружие является важнейшим инструментом который стал регулирующим символом целой эпохи в истории международных отношений и в истории человечества…


1. Воздействие ядерного оружия.

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 ЭМИ) ядерного взрыва.

В настоящее время мощность ядерных устройств колеблется в пределах от 0.8-1 кт до 50-100 Мт и подразделяется на 5 групп: сверхмалые (<1 кт) малые (1-10 кт) средние (10-100 кт) крупные (100 кт - 1 Мт) и сверхкрупные (> 1Мт).

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 γ-излучений (проникающей радиации).

Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия характеру и масштабам поражения.


2. Ударная волна

Ударная волна - это область резкого сжатия среды которая 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.

Ударная волна в воздухе образуется за счет огромной энергии выделяемой в зоне взрыва где высокая температура и большой давление. Например при ядерном взрыве давление в зоне реакции достигает миллиардов атмосфер.

Раскаленные пары и газы стремясь расшириться производят резкий удар по окружающим слоям воздуха сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до очень высокой температуры. Эти слои приводят в движение последующие слои воздуха. Таким образом сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва образуя воздушную ударную волну. Основным носителем действия взрыва является воздушная ударная волна скорость распространения которой вблизи центра взрыва в несколько раз превышает скорость звука в воздухе и уменьшается по мере удаления от места взрыва до скорости звука - 340 м/с.

Например при ядерном взрыве средней мощности воздушная ударная волна проходит 5000 м за 12 секунд. Поэтому человек увидев вспышку ядерного взрыва до прихода ударной волны может укрыться ( в складке местности канаве и пр. ).

Передняя граница ударной волны называется фронтом ударной волны. После прохождения ударной волной данной точки пространства давление в этой точке снижается до атмосферного. Фронт ударной волны движется вперед. Образовавшийся слой сжатого воздуха называется фазой сжатия.

С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны уменьшается а толщина слоя сжатия из-за вовлечения новых масс воздуха возрастает в то же время давление снижаясь становится ниже атмосферного и воздух начинает движение к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения.

Разрушительное действие большее в фазе сжатия.

С фронтом ударной волны в области сжатия движутся массы воздуха которые при встрече с преградой тормозятся и при этом моментально возрастают до максимума: скоростной напор воздушной ударной волны и избыточное давление во фронте ударной волны.

Избыточное давление измеряется в Паскалях ( Па ) или в кг-сила на квадратный сантиметр: 1 Па - 1 Н/м2 ( Ньютон на метр квадратный ) = 0.102 кгс/м2 = 1.02 * 10^(-5) кгс/см2 ; 1 кгс/см2 = 98.1 кПа или 1 кгс/см2 примерно равен 100 кПа.

Таким образом основные параметры ударной волны характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление во фронте ударной волны давление скоростного напора продолжительность действия волны - длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны. Величина этих параметров в основном зависит от мощности вида взрыва и расстояния.

При наземном взрыве энергия взрыва распределяется в полусфере и ударная волна перемещается вдоль поверхности земли при этом на поверхности земли действует такое давление до которого сжат воздух в соответствующей части воздушной ударной волны.

При воздушном взрыве падающая ударная волна вызывает при встрече с поверхностью земли отраженную ударную волну.

Оптимальной высотой взрыва считается такая при которой наибольшая площадь разрушения. Например для взрыва мощностью в 1 мегатонну эта высота равна 2100 м ( при этом на постройки воздействует давление 20-30 кПа ( 0.2-0.3 кг/см2 ).

При наземном взрыве радиус поражения на сравнительно больших расстояниях больше чем радиус поражения воздушной ударной волны а на более удаленных - меньше так как сказывается влияние совместного воздействия падающих и отраженных волн - головной ударной волны.

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе но давление во фронте ударной волны в воде больше а время действия меньше. Например давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в воде составляет 19000 кПа а при взрыве в воздухе - около 100 кПа.

При наземном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование сжатия в грунте.

При взрыве в грунте происходит мощное сотрясение грунта землетрясение.


2.1 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. Так в Хиросиме смертельные травмы от воздействия ударной волны наблюдались на расстоянии 750 м от эпицентра взрыва. Наряду с закрытыми травмами могут быть открытые травмы главным образом за счет косвенного воздействия ударной волны. Примерно 70-80% травм в Хиросиме и Нагасаки были вызваны летящими предметами и обломками обрушивающихся зданий.

Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов переломы костей внутренние кровотечения сотрясение мозга длительная потеря сознания. Разрывы наблюдаются в органах содержащих большое количество крови (печень селезенка почки) наполненных газом (легкие кишечник) или имеющие полости наполненные жидкостью (желудочки головного мозга мочевой и желчный пузыри). Эти травмы могут привести к смертельному исходу.

Тяжелые контузии и травмы возможны при избыточных давлениях от 60 до 100 кПа. Они характеризуются сильной контузией всего организма потерей сознания переломами костей кровотечением из носа и ушей; возможны повреждения внутренних органов и внутренние кровотечения.

Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40— 60 кПа. При этом могут быть вывихи конечностей контузия головного мозга повреждение органов слуха кровотечение из носа и ушей.

Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20—40 кПа. Они выражаются в скоропроходящих нарушениях функций организма (звон в ушах головокружение головная боль). Возможны вывихи ушибы.

Избыточные давления во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных расположенных вне укрытий считаются безопасными.

Радиус поражения обломками зданий особенно осколками стекол разрушающихся при избыточном давлении более 2 кПа может превышать радиус непосредственного поражения ударной волной.

Наиболее эффективными средствами защиты от ударной волны являются подбрустверные блиндажи убежища подвалы многоэтажных зданий а также танки. Действие ударной волны на людей ослабляется в 1 5 - 2 раза в окопах в 4-5 раз в танках и БМП в 10 раз в убежищах. Естественные укрытия (леса овраги и т.п.) значительно снижают поражающее действие ударной волны ввиду её некоторого рассеивания.


Механическое воздействие ударной волны.

Характер разрушения элементов объекта (предметов) зависит от нагрузки создаваемой ударной волной и реакции предмета на действие этой нагрузки.

Общую оценку разрушений вызванных ударной волной ядерного взрыва принято давать по степени тяжести этих разрушений. Для большинства элементов объекта как правило рассматриваются три степени: слабое среднее и сильное разрушение. Для жилых и промышленных зданий берется обычно четвертая степень — полное разрушение. При слабом разрушении как правило объект не выходит из строя; его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного (текущего) ремонта. Средним разрушением обычно называют разрушение главным образом второстепенных элементов объекта. Основные элементы могут деформироваться и повреждаться частично. Восстановление возможно силами предприятия путем проведения среднего или капитального ремонта. Сильное разрушение объекта характеризуется сильной деформацией или разрушением его основных элементов в результате чего объект выходит из строя и не может быть восстановлен.

Применительно к гражданским и промышленным зданиям степени разрушения характеризуются следующим состоянием конструкции.

Слабое разрушение. Разрушаются оконные и дверные заполнения и легкие перегородки частично разрушается кровля возможны трещины в стенах верхних этажей. Подвалы и нижние этажи сохраняются полностью. Находиться в здании безопасно и оно может эксплуатироваться после проведения текущего ремонта.

Среднее разрушение проявляется в разрушении крыш и встроенных элементов — внутренних перегородок окон а также в возникновении трещин в стенах обрушении отдельных участков чердачных перекрытий и стен верхних этажей. Подвалы сохраняются. После расчистки и ремонта может быть использована часть помещений нижних этажей. Восстановление зданий возможно при проведении капитального ремонта.

Сильное разрушение характеризуется разрушением несущих конструкций и перекрытий верхних этажей образованием трещин в стенах и деформацией перекрытий нижних этажей. Использование помещений становится невозможным а ремонт и восстановление чаще всего нецелесообразным.

Полное разрушение. Разрушаются все основные элементы здания включая и несущие конструкции. Использовать здания невозможно. Подвальные помещения при сильных и полных разрушениях могут сохраняться и после разбора завалов частично использоваться.

Наибольшие разрушения получают наземные здания рассчитанные на собственный вес и вертикальные нагрузки более устойчивы заглубленные и подземные сооружения. Здания с металлическим каркасом средние разрушения получают при 20—40 кПа а полные — при 60—80 кПа здания кирпичные — при 10—20 и 30—40 здания деревянные — при 10 и 20 кПа соответственно. Здания с большим количеством проемов более устойчивы так как в первую очередь разрушаются заполнения проемов а несущие конструкции при этом испытывают меньшую нагрузку. Разрушение остекления в зданиях происходит при 2—7 кПа.

Объем разрушений в городе зависит от характера строений их этажности и плотности застройки. При плотности застройки 50 % давление ударной волны на здания может быть меньше (на 20—40 %) чем на здания стоящие на открытой местности на таком же расстоянии от центра взрыва. При плотности застройки менее 30 % экранирующее действие зданий незначительно и не имеет практического значения.

Энергетическое промышленное и коммунальное оборудование может иметь следующие степени разрушений.

Слабые разрушения: деформации трубопроводов их повреждения на стыках; повреждения и разрушении контрольно-измерительной аппаратуры; повреждение верхних частей колодцев на водо- тепло- и газовых сетях; отдельные разрывы на линии электропередач (ЛЭП); повреждения станков требующих замены электропроводки приборов и других поврежденных частей.

Средние разрушения: отдельные разрывы и деформации трубопроводов кабелей; деформации и повреждения отдельных опор ЛЭП; деформация и смещение на опорах цистерн разрушение их выше уровня жидкости; повреждения станков требующих капитального ремонта.

Сильные разрушения: массовые разрывы трубопроводов кабелей и разрушения опор ЛЭП и другие разрушения которые нельзя устранить при капитальном ремонте.

Наиболее стойки подземные энергетические сети. Газовые водопроводные и канализационные подземные сети разрушаются только при наземных взрывах в непосредственной близости от центра при давлении ударной волны 600—1500 кПа. Степень и характер разрушения трубопроводов зависят от диаметра и материала труб а также от глубины прокладки. Энергетические сети в зданиях как правило выходят из строя при разрушении элементов застройки.

Страницы: 1 2