Воздействие оружия массового поражения

Воздействие оружия массового поражения

Администрация города Пущино

Пущинский Научный центр

Пущинский Экологический Лицей

РЕФЕРАТ

для итоговой аттестации за курс средней школы по экологии на тему:

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ МАССОВОГО ПОРАЖЕНИЯ

Преподаватель:

Круглова Светлана Александровна

Реферат выполнен учеником 11 класса

Заргаровым Рауфом Аминуллаевичем

Пущино 2005

 “If you see the flash, it’s already too late”

«Если видишь вспышку, то уже слишком поздно»

Operation Flashpoint
СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………………4

1. Воздействие ядерного оружия………………………………………………………...4

  1.1 Ударная волна………………………………………………………………………..5

   1.1.1 Характер воздействия на людей и животных…………………………………6

   1.1.2 Механическое воздействие ударной волны……………………………………6

  1.2 Световое излучение………………………………………………………………….7

   1.2.1 Воздействие на людей и животных……………………………………………..8

  1.3 Тепловое излучение………………………………………………………………….9

  1.4 Проникающая радиация……………………………………………………………10

  1.5 Радиоактивное заражение…………………………………………………………..11

2. Очаг ядерного поражения……………………………………………………………..11

3. «Чистые» и «грязные» бомбы……………………………………………………...…11

4. «Ядерная зима»…………………………………………………………………………13

Заключение

Список использованной литературы и Интернет-ресурсов…………………………20

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.

Так, например, 22 апреля 1915 г. Германией было применено химическое оружие против французских колониальных войск. В результате газовой атаки поражено более 9000 человек, из них 1200 погибли.

В зависимости от вида примененно­го противником оружия массового по­ражения могут образовываться очаги ядерного, химического, бактериологи­ческого (биологического) поражения и зоны радиоактивного, химического и бактериологического (биологического) заражения. Очаги поражения могут возникать и при применении обычных средств поражения противника. При воздействии двух видов и более ору­жия массового поражения образуется очаг комбинированного поражения. Первичные  действия  поражающих факторов ОМП и других средств на­падения противника могут привести к возникновению взрывов, пожаров, за­топлений местности и распростране­нию на ней сильнодействующих ядо­витых веществ. При этом образуются вторичные очаги поражения. В этом реферате я рассмотрю воздействие ядерного оружия на окружающую среду, людей, животных и т.д.

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.

1.1 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 (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 удаленьях 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 7с, а 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.

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качествен­но напоминает ударную волну в воз­духе. Однако подводная ударная вол­на отличается от воздушной своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время дейст­вия—меньше. Например, максималь­ное избыточное давление на расстоя­нии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в глубоком водоеме составляет 19 МПа, а при взрыве в воздушной среде—около 100 кПа.

При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фрон­те волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом. Давле­ние во фронте волны сжатия уменьша­ется довольно быстро с удалением от центра взрыва, и на больших расстоя­ниях волна сжатия становится подоб­ной сейсмической волне.

При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грун­та, напоминающее по своему действию землетрясение.

1.1.1 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.

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.

Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах. При отсутст­вии убежищ используются противорадиационные укрытия, подземные вы­работки, естественные укрытия и рель­еф местности.

1.1.2 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. Воздушные линии связи и электропроводок получают сильные разрушения при 80—120 кПа, при этом линии, проходящие в ради­альном направлении от центра взры­ва, повреждаются в меньшей степени, чем линии, проходящие перпендику­лярно к направлению распространения ударной волны.

Станочное оборудование предприя­тий разрушается при избыточных давлениях 35—70 кПа. Измерительное оборудование—при 20—30 кПа, а наиболее чувствительные приборы мо­гут повреждаться и при 10 кПа и даже 5 кПа. При этом необходимо учиты­вать, что при обрушении конструкций зданий также будет разрушаться обо­рудование.

Для гидроузлов наиболее опасны­ми являются надводный и подводный взрывы со стороны верхнего бьефа. Наиболее устойчивые элементы гид­роузлов — бетонные и земляные пло­тины, которые разрушаются при дав­лении более 1 МПа. Наиболее слабые —  гидрозатворы водосливных плотин, электрическое оборудование и различные надстройки.

Степень разрушений (поврежде­ний)  транспортных средств зависит от их положения относитель­но   направления   распространения ударной волны. Средства транспорта, расположенные бортом к направлению действия ударной волны, как прави­ло, опрокидываются и получают боль­шие повреждения, чем машины, обра­щенные к взрыву передней частью. Загруженные и закрепленные средст­ва транспорта имеют меньшую сте­пень повреждения. Более устойчивы­ми элементами являются двигатели. Например, при сильных повреждениях двигатели автомашин повреждаются незначительно, и машины способны двигаться своим ходом.

Наиболее устойчивы к воздействию ударной волны морские и речные суда и железнодорожный транспорт. При воздушном или надводном взрыве по­вреждение судов будет происходить главным образом под действием воз­душной ударной волны. Поэтому по­вреждаются в основном надводные части судов — палубные надстройки, мачты, радиолокационные антенны

и т. д. Котлы, вытяжные устройства и другое внутреннее оборудование по­вреждаются затекающей внутрь удар­ной волной. Транспортные суда полу­чают средние повреждения при давлениях 60—80 кПа. Железнодорожный подвижной состав может эксплуатиро­ваться после воздействия избыточных давлений: вагоны—до 40 кПа, тепло­возы—до 70 кПа (слабые разру­шения).

Самолеты—более уязвимые объ­екты, чем остальные транспортные средства. Нагрузки, создаваемые из­быточным давлением 10 кПа, доста­точны для того, чтобы образовались вмятины в обшивке самолета, дефор­мировались крылья и стрингеры, что может привести к временному снятию с полетов.

Воздушная ударная волна также действует на растения. Полное по­вреждение лесного массива на­блюдается при избыточном давлении, превышающем 50 кПа. Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуя сплошные завалы. При избы­точном давлении от 30 до 50 кПа повреждается около 50 % деревьев (завалы также сплош­ные), а при давлении от 10 до 30 кПа — до 30% деревьев. Молодые деревья более устойчивы к воздействию ударной волны, чем ста­рые и спелые.

1.2 Световое излучение. По своей при­роде световое излучение ядерного взрыва  — совокупность видимого све­та и близких к нему по спектру уль­трафиолетовых и инфракрасных лучей. 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 1Мт—10с. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом на­зывается отношение количества свето­вой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпен­дикулярно распространению световых лучей. Единица светового импульса — джоуль на квадратный метр (Дж/м2) или калория на квадратный сантиметр (кал/см2). 1 Дж/м2=23,9* 10-6кал/см2;

Страницы: 1, 2, 3