1. Характеристика воздействия светового излучения ядерного взрыва на здания, сооружения и население

Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом. Единица ее измерения - т, кт, Мт.

Рассмотрим поражающие факторы наземного ядерного взрыва и их воздействие на человека, промышленные объекты и т.д.

Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются:

- воздушная ударная волна (50%);

- световое излучение (35%);

- проникающая радиация (4%);

- радиоактивное заражение (10%);

- электромагнитный импульс (1%).

Световое излучение. Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.

Световое излучение ЯВ поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.

Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (Uсв). При воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела.

Uсв - это количество световой энергии, падающей на 1 м² площади, перпендикулярной к направлению излучения за все время свечения огненного шара. Единица измерения Uсв - Дж/м²; 1 кал/см² = 40 кДж/м². Величина Uсв зависит от интенсивности и продолжительности излучения. Продолжительность в свою очередь зависит от мощности боеприпаса:

при q = 20 кт - 3 с;

q = 1 Мт - 10 с;

q = 10 Мт - 23 с.

На величину Uсв также влияют вид взрыва и прозрачность атмосферы. При = 80-160 кДж/м² (покраснение, припухлость кожных покровов); воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела:

1 степени при Uсв

2 степени при Uсв = 160-400 кДж/м² (образование пузырей);

3 степени при Uсв = 400-600 кДж/м² (омертвление кожи и мышечных тканей);

4 степени при Uсв ? 600 кДж/м² (обугливание кожи, тканей, возможна как временная, так и полная потеря зрения и т.д.).

Большую опасность для людей в очаге ядерного поражения представляют пожары. В Хиросиме и Нагасаки ожоги от пожаров составили 70ч80%. 6 августа 1945 г. в Хиросиме огневой шторм продолжался 6 ч, сгорело около 60 тысяч домов, высота пламени достигала 7 км, скорость ветра в зоне огневого шторма - VВ = 50ч60 км/ч.

Распределение пожаров в зонах разрушений ОП:

- в зоне полных разрушений (ДРф ? 50 кПа) - наблюдается тление в за-валах;

- в зонах сильных и средних разрушений (ДРф = 50-20 кПа) - сплошные пожары, горит ? 90% зданий;

- в зоне слабых разрушений (ДРф = 20-10 кПа) - отдельные пожары, горит одно или несколько зданий.

При тепловом воздействии на материалы световое излучение вызывает их воспламенение, обугливание и оплавление, что приводит к выходу из строя оборудования и технических средств.

Задача 1

Определить избыточное давление во фронте ударной волны в районе промышленного объекта при взрыве емкости с пропаном Q = 3 т, расстояние от емкости до объекта равно 250 м.

Исходные данные:

- расстояние от емкости с ГВС до объекта r = 250 м;

- емкость с углеводородным газом Q = 3 т.

Выполнение:

1. Определить избыточное давление ударной волны в районе объекта.

2. Определить какое разрушение может получить промышленный объект.

3. Показать на рисунке положение объекта в очаге взрыва ГВС.

Решение

1. Определяем радиус зоны действия детонационной волны:

2. Определяем радиус зоны действия продуктов взрыва:

r_II = 1,7 · r_I = 1,7 · 25 = 42,5 м.

Так как r > r_I и r > r_II, делаем заключение, что промышленный объект находится в зоне действия воздушной ударной волны r (III зона).

3. Рассчитываем относительную величину Ш по формуле:

4. Рассчитываем избыточное давление воздушной ударной волны для III зоны при Ш > 2 по формуле:

кПа.

5. Определяем положение объекта в очаге взрыва ГВС.

Рис. 1. Положение объекта в очаге взрыва газовоздушной смеси:

I - зона детонационной волны радиусом r_I;

II - зона действия продуктов взрыва радиусом r_II;

III - зона воздушной ударной волны радиусом r_III.

Ответ: 13 кПА. Промышленный объект может получить средние разрушения.

Задача 2

Начальник ГО промышленного объекта поставил задачу л/с НВФГО на выполнение СиДНР на радиоактивной местности t_раб = 9 часов, коэффициент ослабления К_осл = 15. Определить дозу облучения, которую получил л/с формирования при входе в зону t_н = 6 ч после аварии, если уровень радиации к этому времени составил Р_н = 4 Р/ч.

Исходные данные:

- время работы на радиоактивной местности t_раб = 9 ч.

- коэффициент ослабления К_осл = 15

- время начала работы t_н = 6 ч

- уровень радиации к началу работы составил Р_н = 4 р/ч.

1. Определить уровень радиации в конце работы и дозу облучения, которую получит л/с формирования.

Решение

1. Определяем продолжительность радиоактивного заражения местности:

t_к = t_н + t_раб = 6 + 9 = 15 часов,

где: t_н - время начала работы после аварии;

t_раб - время работы на радиоактивной зараженной местности.

2. Определяем уровень радиации в конце работы из соотношения:

,

откуда

,

Значения К_н и К_к находим по табл. 1

Таблица 1 - Коэффициент Кt = t^-0,4 для пересчета уровней радиации на различное время «t»после аварии (разрушении) АЭС

Решение

Находим значение “а”:

где: Р₂ - уровень радиации на начало работы;

Р₁ - уровень радиации на 1 час после аварии на АЭС;

К_н - коэффициент пересчета уровня радиации на начальное время, определяем по табл. 2;

К_осл - коэффициент ослабления для открытой местности.

Таблица 2 - Коэффициент К_t = t^-0,4 для пересчета уровней радиации на различное время

По таблице 3 при а = 0,5 и при t_н = 4,5 ч получим продолжительность работы Т = 4.05 ч

Таблица 3 - Допустимая продолжительность пребывания людей на радиоактивно зараженной местности при аварии на АЭС, Т (ч, мин)

Ответ: 4,05 ч