Реферати українською » Военная кафедра » Ядерний вибух, його вражаючі фактори


Реферат Ядерний вибух, його вражаючі фактори

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

1. Послідовність подій при ядерному вибуху

2. Ударне хвиля

3.Световое випромінювання

4.Проникающая радіація

5. Радіоактивне зараження

6.Электромагнитний імпульс

Укладання

Список літератури


Запровадження

Ядерний вибух - потужний вибух, викликаний вивільненням ядерної енергії: або за швидко що розвивається ланцюгову реакцію розподілу важких ядер; - або за термоядерної реакції синтезу ядер гелію з легших ядер. Залежно від завдань, розв'язуваних застосуванням створення ядерної зброї, ядерні вибухи не можуть вироблятися повітря, лежить на поверхні землі та води, під землею і води. Ядерний вибух супроводжується виділенням величезної кількості енергії, тому поразрушающему і вражаючому дії він у сотні й тисячі раз може перевершувати вибухи найбільших боєприпасів, споряджених звичайними вибуховими речовинами.

>Поражающие чинники створення ядерної зброї - фізичні процеси та явища, які виникають при ядерному вибуху та визначають його вражаюче вплив. Характер, ступінь і тривалість впливу вражаючих чинників залежить від потужності ядерного боєприпасів, виду вибуху, відстані з його епіцентру, рівня захисту об'єктів, метеорологічних умов, характеру місцевості.

Основними вражаючими чинниками створення ядерної зброї є: ударна хвиля, світлове випромінювання, яка проникає радіація, радіоактивне зараження і електромагнітний імпульс. Приблизно половину всієї енергії відбуває о вигляді ударної хвилі, інше - світлове випромінювання, частку проникаючої радіації (гама-променів і нейтронів) доводиться трохи більше 5%. Таке розмаїтість вражаючих чинників свідчить, що ядерний вибух є значно більше небезпечне явище, ніж вибух аналогічного поенерговиходу кількості звичайній вибухівки.

Люди, безпосередньо піддані впливу вражаючих чинників ядерного вибуху, крім фізичних ушкоджень, відчувають психологічне гнітюче вплив від усвідомлення факту близького ядерного вибуху — самого руйнівного зброї, відомого людству нині.


1. Послідовність подій при ядерному вибуху

Виділення величезної кількості енергії, що у ході ланцюгову реакцію розподілу, призводить до швидкого розігріву речовини вибухового пристрою до температур порядку 107 До. При таких температурах речовина є інтенсивно випромінюючуионизированную плазму. Аналізуючи цей етап як енергії електромагнітного випромінювання виділяється близько 80% енергії вибуху. Максимум енергії цього випромінювання, званого первинним, посідає рентгенівський діапазон спектра. Подальший перебіг подій при ядерному вибуху визначається основному характером взаємодії первинного теплового випромінювання із навколишньою епіцентр вибуху середовищем, і навіть властивостями цієїсреди[1].

Якщо ж вибух походить з невеличкий висоті у атмосфері, первинне випромінювання вибуху поглинається повітрям на відстанях порядку кількох метрів. Поглиненна рентгенівського випромінювання призводить до утворення хмари вибуху, характеризується дуже високою температурою. У першій стадії це хмару зростає у розмірах з допомогою радіаційної передачі енергії з палкої внутрішньої частини хмари для її холодного оточенню. Температура газу хмарі приблизно постійна з його обсягу і знижується у його збільшення. У час, коли температура хмари знижується до приблизно 300 тисяч градусів, швидкість фронту хмари зменшується до величин, порівнянних зі швидкістю звуку. Саме тоді формується ударна хвиля, фронт якої "відривається" від кордону хмари вибуху. Для вибуху потужністю 20 кт всі ці події настає приблизно 0.1м/сек після вибуху. Радіус хмари вибуху народних обранців становить близько 12-ї метрів.

Інтенсивність теплового випромінювання хмари вибуху повністю визначається видимої температурою поверхні. На кілька днів повітря, нагрітий внаслідок проходження вибуховий хвилі, маскує хмару вибуху, поглинаючи випромінену їм радіацію, отже температура видимої поверхні хмари вибуху відповідає температури повітря за фронтом ударної хвилі, яка падає зі збільшенням розмірів фронту. Через приблизно 10 мілісекунд від початку вибуху температура у фронті падає до 3000 °З повагою та його знову стає прозорим для випромінювання хмари вибуху. Температура видимої поверхні хмари вибуху знову починає вона зростатиме і через приблизно 0.1 сек від початку вибуху сягає приблизно 8000 °З (для вибуху потужністю 20 кт). Саме тоді потужність випромінювання хмари вибуху максимальна. Після цього температура видимої поверхні хмари й, відповідно, випромінювана їм енергія швидко падає. Через війну, основна частка енергії випромінювання висвічується під час менше однієї секунди.

Формування імпульсу теплового випромінювання та освіту ударної хвилі відбувається на ранніх стадіях існування хмари вибуху. Оскільки всередині хмари міститься основна частка радіоактивні речовини, які виникають під час вибуху, подальша його еволюція визначає формування сліду радіоактивних опадів. Коли хмару вибуху вистигає настільки, що вони не випромінює в видимій ділянці спектра, процес збільшення його розмірів триває з допомогою теплового розширення й то воно починає підніматися вгору. У процесі підйому хмару захоплює у себе значну масу повітря і грунту. Кілька хвилин хмару сягає висоти на кілька кілометрів і може сягнути стратосфери. Швидкість випадання радіоактивних опадів залежить від розміру твердих частинок, де вони конденсуються. Якщо у процесі свого формування хмару вибуху досягло поверхні, кількість грунту, захопленого при підйомі хмари, буде дуже багато і радіоактивні речовини осідають здебільшого поверхні частинок грунту, розмір яких може становити кількох міліметрів. Такі частки випадають на поверхню у відносній близькості від епіцентру вибуху, причому під час випадання їх радіоактивність мало зменшується.

Якщо ж хмару вибуху уникає поверхні, що їх містить радіоактивні речовини конденсуються значно менші частки із наступними характерними розмірами 0.01-20 мікрон. Оскільки такі частки можуть тривалий час існувати у верхніх шарах атмосфери, вони розсіюються над дуже великі площею і поза час, минуле до їх випадання на поверхню, встигають втратити значну частину своєї радіоактивності. І тут радіоактивний слід практично немає. Мінімальна висота, вибух де не призводить до утворення радіоактивного сліду, залежить від потужності вибуху, і становить приблизно 200 метрів для вибуху потужністю 20 кт і майже 1 км для вибуху потужністю 1Мт[2].

2. Ударне хвиля

Основні вражаючі чинники — ударна хвиля і світлове випромінювання — аналогічні вражаючим чинникам традиційних вибухових речовин, але значно міцніше.

Ударне хвиля,формирующаяся на ранніх стадіях існування хмари вибуху, є одна з основних вражаючих чинників атмосферного ядерного вибуху. Основними характеристиками ударної хвилі є пікове надлишкове тиск і динамічний тиск у фронті хвилі. Здатність об'єктів витримувати вплив ударної хвилі залежить від багатьох чинників, як-от наявність несучих елементів, матеріал будівлі, орієнтація стосовно до фронту. Надлишкове тиск у 1атм (15фунтов/кв. дюйм), виникає з відривом 2.5 кілометрів від наземного вибуху потужністю 1 Мгт, здатне зруйнувати багатоповерховий будинок із залізобетону. Радіус області, у якій вибухом один Мгт створюється подібне тиск становить близько 200 метрів.

На початкових стадіях існування ударної хвилі її фронт є сферу з центром у точці вибуху. Коли фронт сягає поверхні, утворюється відбита хвиля. Оскільки відбита хвиля поширюється серед, якою пройшла пряма хвиля, швидкість розповсюдження виявиться трохи вище. Через війну, на деякій відстані від епіцентру дві хвилі зливаються біля поверхні, створюючи фронт, характерне приблизно двічі великими значеннями надлишковогодавления[3].

Так, вибухом20-килотонного ядерного боєприпасів ударна хвиля за 2 секунди проходить 1000 м, за 5 секунд – 2000 м, за 8 сік – 3000 м. Передня кордон хвилі називається фронтом ударної хвилі. Ступінь поразкиУВ залежить від потужності й положення у ньому об'єктів.Поражающее діюУВ характеризується величиною надлишкового тиску.

Коли щодо вибуху даної потужності відстань, у якому утворюється такий фронт, залежить від висоти вибуху, висоту вибуху можна підібрати щоб одержати максимальних значень надлишкового тиску певної площі. Якщо метою вибуху є вигублювання укріплених військових об'єктів, оптимальна висота вибуху виявляється дуже малій, неминучими призводить до утворення значної кількості радіоактивних опадів.

3.Световое випромінювання

>Световое випромінювання — це потік променистої енергії, до складу якого ультрафіолетовій, видиму і інфрачервону області спектра. Джерелом світлового випромінювання є світна область вибуху — нагріті до високих температур іиспарившиеся частини боєприпасів, навколишнього грунту й повітря. При повітряному вибуху світна область є кулю, при наземному — півсферу.

Максимальна температура поверхні світної області становить зазвичай 5700-7700 °З. Коли температура знижується до1700°C, світіння припиняється. Світловий імпульс триває від часткою секунди за кілька десятків секунд, залежно від потужності і умов вибуху.Приближенно, тривалість світіння в секундах дорівнює корені третього ступеня з потужності вибухукилотоннах. У цьому інтенсивність випромінювання може перевищувати 1000Вт/см (порівнювати — максимальна інтенсивність сонячного світла 0,14Вт/см).


Результатом дії світлового випромінювання то, можливо запалення і загоряння предметів, оплавлення, обвуглювання, великі температурні напруги в матеріалах.

При вплив світлового випромінювання на людини виникає поразка очей і опіки відкритих ділянок тіла, і тимчасове осліплення, і навіть може виникнути поразка і захищених одягом ділянок тіла.

>Ожоги виникають від безпосереднього впливу світлового випромінювання на відкриті ділянки шкіри (первинні опіки), і навіть від палаючій одягу, в осередках пожеж (вторинні опіки). Залежно від тяжкості поразки опіки діляться чотирма ступеня: перша — почервоніння, припухлість і болючість шкіри; друга — освіту бульбашок; третя — омертвляння шкірних покровів і тканин; четверта — обвуглювання шкіри.

>Ожоги очного дна (з прямою погляді на вибух) можливі на відстанях, перевищують радіуси зон опіків шкіри. Тимчасовий осліплення виникає зазвичай вночі й у сутінки та залежною від напрямку погляду у момент вибуху, і матиме масового характеру. Днем воно виникає лише за погляді на вибух. Тимчасовий осліплення швидко минає, немає наслідків, і медичну допомогу звичайно потрібно.

4.Проникающая радіація

Ще однією вражаючим чинником створення ядерної зброї є яка проникає радіація, що є потіквисокоенергетичних нейтронів ігамма-квантов, які виникають як безпосередньо під час вибуху і у результаті розпаду продуктів розподілу. Поруч із нейтронами ігамма-квантами, під час ядерних реакцій утворюються також альфа- і бета-частинки, вплив яких годі й враховувати тому що вони ефективно затримуються на відстанях порядку кількох метрів. Нейтрони і гамма-кванти продовжують виділятися протягом досить багато часу після вибуху, надаючи вплив на радіаційну обстановку. До власне проникаючої радіації зазвичай відносять нейтрони і гамма-кванти які у протягом першої хвилини після вибуху. Таке визначення пов'язана з тим, що за порядку однієї хвилини хмару вибуху встигає піднятися на висоту, достатню у тому, щоб радіаційний потік лежить на поверхні став практично непомітний.

Інтенсивність потоку проникаючої радіації й відстанню у якому її дії може завдати серйозних збитків, залежить від потужності вибухового пристрою та її конструкції. Доза радіації, отримана з відривом близько 3 кілометрів від епіцентру термоядерного вибуху потужністю 1 Мгт достатня щоб викликати серйозні біологічні зміни у людини. Ядерне вибухового пристрою то, можливо спеціально сконструйоване в такий спосіб, щоб збитки, заподіювана проникаючої радіацією проти збитком,наносимим іншими вражаючими чинниками (зване нейтронне зброю).

Процеси, які у ході вибуху на значної висоті, де щільність повітря невелика, дещо відрізняються що відбуваються під час проведення вибуху на невеликих висотах. Насамперед, через малої щільності повітря поглинання первинного теплового випромінювання відбувається пропускати значно великих відстанях і величину хмари вибуху може становити десятків кілометрів. Істотно впливають на процес створення хмари вибуху починають надавати процеси взаємодії іонізованих частинок хмари з магнітним полем Землі.Ионизированние частки, які утворилися під час вибуху, багатодітній родині і помітне впливом геть стан іоносфери, утруднюючи, котрий іноді роблячи неможливим поширення радіохвиль (цей то може бути використана для засліплення радіолокаційних станцій).

Поразка людини проникаючої радіацією визначається сумарною дозою, отриманої організмом, характером опромінення та її тривалістю. Залежно від тривалості опромінення прийнято такі сумарні дози гамма-випромінення, не що призводять до їх зниження боєздатності особового складу: однократне опромінення (>импульсное або звільнити протягом перших 4сут.) —50 радий; багаторазове опромінення (безупинне чи періодичне) протягом 30сут. — 100 радий, протягом 3 міс. — 200 радий, протягом 1 року — 300 радий.

5. Радіоактивне зараження

Радіоактивне зараження — результат випадання з піднятого у повітря хмари значної кількості радіоактивні речовини. Три основних джерела радіоактивні речовини у вибуху — продукти розподілу ядерного пального, не увійшовши в реакцію частина ядерного заряду і радіоактивні ізотопи, які утворилися у ґрунті та інших матеріалах під впливом нейтронів (>наведенная активність).

Осідаючи на поверхню землі на напрямку руху хмари, продукти вибуху створюють радіоактивний ділянку, званий радіоактивним слідом. Щільність зараження у вибуху і з сліду руху радіоактивного хмари зменшується за мері видалення від центру вибуху. Форма сліду може бути зовсім різноманітної, залежно від оточуючих умов.

Радіоактивні продукти вибуху випускають три виду випромінення: альфа, бета і гама. Час їхнього на довкілля дуже тривало.

З часом активність осколків розподілу швидко зменшується, особливо у перші ж години вибуху. Приміром, загальна активність осколків розподілу вибухом ядерного боєприпасів потужністю 20кТ через одного дня буде зацікавлений у кілька тисяч разів менше, як за одну хвилину після вибуху. Від вибуху ядерного боєприпасів частина речовини заряду не піддається діленню, а випадає у звичайному своєму нинішньому вигляді; розпад її супроводжується освітою альфа – частинок.

>Наведенная радіоактивність обумовлена радіоактивними ізотопами, що утворюються у ґрунті внаслідок опромінення його нейтронами,испускаемими в останній момент вибуху ядрами атомів хімічних елементів, входять до складу грунту. Виниклі ізотопи, зазвичай, бета - активні, розпад багатьох з яких супроводжується гама - випромінюванням. Періоди піврозпаду більшості з які виникаютьрадиоктивних ізотопів, порівняно невеликі - від однієї хвилини до години. У зв'язку з цим наведена активність може бути небезпечним лише перші ж години вибуху, і лише у районі, близький до його епіцентру.

Поразка покупців, безліч тварин впливом радіаційного зараження може викликатися зовнішнім та внутрішньою опроміненням. Важкі випадки можуть супроводжуватися променевої хворобою і смертю.

Поразки внаслідок

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація