Оценка обстановки на объекте экономики при наземном ядерном взрыве

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «БАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА»

Лабораторная работа

Оценка обстановки на объекте экономики при наземном ядерном взрыве

Выполнил: студент группы: ТД-14-2

Проверил: зам. декана ФИУС, ст. преп. Л. В. Казанцев

Энергия ядерного взрыва распределяется следующим образом: на ударную воздушную волну - 50%, световое излучение - 35%, радиоактивное загрязнение местности - 10%, проникающую радиацию - 3%, электромагнитный импульс - 2%.

Поражающие факторы наземного ядерного взрыва:

*ударной воздушной волны (основной поражающий фактор ядерного взрыва, т.к. большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражений людей обусловлены, как правило, её воздействием. Её источником является огромное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения миллиардов атмосфер. Оно, стремительно распространяясь, наносит поражение всему живому и вызывает разрушения. Кроме того, вблизи эпицентра наземного или очень низкого воздушного взрыва порождаются мощные сейсмические колебания, способные разрушить или повредить подземные сооружения и коммуникации, травмировать находящихся в них людей. Наносятся поражения людям и животным, разрушаются наземные и подземные сооружения, позиции войск, уничтожаются и повреждаются боевая техника, транспортные пути.)

*светового излучения (Поражающие воздействия: 1) ожоги открытых участков тела; 2) поражение органов зрения (ослепление); 3) обугливание или воспламенение различных материалов; 4) пожары).

*проникающей радиации ( Проходя через биологическую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению лучевой болезни. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва даже для больших по мощности зарядов, однако нейтронный заряд специально сконструирован таким образом, чтобы увеличить долю проникающей радиации для нанесения максимального ущерба живой силе. Кроме того, проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений).

*электромагнитного импульса( Хотя оно и не оказывает никакого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру, электроприборы и линии электропередач. Помимо этого большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций).

*радиоактивного загрязнения местности (Основными источниками радиоактивного заражения местности являются продукты деления ядерных боеприпасов и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы ядерного боеприпаса и на грунт в месте взрыва. При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается земли и образуется воронка выброса. Внутрь неё затягиваются массы испаряющегося радиоактивного грунта, продуктов деления ядерного заряда, которые поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твёрдых частицах. Образуется радиоактивное облако. Оно формируется на многокилометровой высоте и движется по ветру. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения местности, длина которой может достигать нескольких сотен километров. При этом заражаются местность, инфраструктура, водоёмы, а также воздух).

Определение расстояния от центра наземного взрыва по избыточному давлению во фронте ударной воздушной волны

Имеем следующие данные расстояние объекта от взрыва 3 км. По таблице расстояние находится в интервале от 3,1 до 2.9.Необходимо определить, как изменяется давление на 0,1км:

3,1 - 2.9=0,2 км, что составляет 0,1х2

Тогда получим изменение Ризб на 0,1км: (50кПа - 40кПа):2=5кПа. Если на расстоянии 3.1 км Ризб = 40, то 3 км. ближе к 3.1, значит Ризб будет больше в данном случае на 5 кПа, отсюда на объекте Ризб = 40+5кПа. = 45кПа

Ответ: Ризб = 45кПа.

3. Степень поражения людей : тяжелые - свыше 40-50 кПа ( т.к. Ризб = 45кПа)

Степень разрушения объектов

Расчет поражающего действия светового излучения.

Определение расстояния от центра взрыва по величине СИ

3.1-2.4=0.7 км, что составляет 0,1х7 . Тогда получим: (1000кДж/м2-640 кДж/м2):7=51.43 кДж/м2 - Изменение СИ на 0,1 км. Так как 3 км ближе к 3,1км, то СИ=640 кДж/м2+51.43кДж/м2=691.43 кДж/м2

Ответ: Величина светового импульса равна 691.43 кДж/м2.

Значение СИ, вызывающее ожог у людей и животных.

*Степень ожога у людей - 4 степень ожога. Ожоги 4 степени возникают при световом импульсе более 600 кДж/м² и характеризуются омертвением кожи более глубоких слоев тканей. Поражение ожогами 4 степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

*Степень ожога у животных- 3 степень ожога. Ожоги 3 степени возникают при световом импульсе 501-800 кДж/м² и характеризуется видны пораженные участки с сухими, помертвевшими тканями, иногда проникающие на большую глубину. После отторжения некротических тканей возникают язвы. В связи с этим различают ожоги 3 степени с двумя подгруппами: с омертвением части кожи или с поражением кожи на всю ее толщину. Четвертая степень - самая опасная, часто заканчивающаяся летальными исходами и из-за большой поверхности омертвевших тканей (до кости) и от болевого шока.

Ожоги по тяжести классифицируются по 4 степеням:

I степень - отмечается покраснение пораженной кожи, жжение, боль.

II степень - на коже появляются пузырьки со светлым содержимым, иногда они лопаются.

III степень - образование на коже с трупов в результате свертывания белков тканей.

IV степень - поражается не только кожа, но и ткани, кости, вплоть до обугливания

Лечение пострадавших с глубокими ожогами проводится только в стационаре. Доврачебная помощь должна заключаться в прекращение действия термического агента на кожу, т.е. удаление пострадавшего от источника ожога и в обеспечение пострадавшему покоя.

Значение СИ по воздействию на материалы

От данного СИ (730кДж/м2) будут воспламенены бумага, солома, стружка, доска сосновая, кровля мягкая, обивки сидения автомобиля и при отсутствии тепла прекратят горение; устойчивое горение будет ткань х/б темная, резиновые изделия.

На объекте могут возникнуть отдельные пожары, так как СИ= 691.43 кДж/м2. Отдельные пожары возникают при СИ от 100 до 800 кДж/м2. Отдельные пожары. (Городские пожары) -- горение в отдельно взятом здании при невысокой плотности застройки. (Плотность застройки -- процентное соотношение застроенных площадей к общей площади населённого пункта. Безопасной считает плотность застройки до 20 %.)

Определение продолжительности светового импульса.

q=300 кт.

Продолжительность (Т) определяется по формуле

Тогда:

Т=100

Ответ: Т=100с

Расчет поражающего действия проникающей радиации (ПР)

1. Характеристика доз.

Ионизирующая способность гамма-лучей характеризуется экспозиционной дозой излучения. Единица экспозиционной дозы гамма-излучения является кулон на килограмм (Кл/кг). Кулон на килограмм - экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 1 кг сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. В практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют единицу рентген (Р). Рентген - это такая доза (количество энергии) гамма-излучения, при поглощении которой в 1 см3 сухого воздуха образуется 2,083 миллиарда пар ионов, каждый из которых имеет заряд, равный заряду электрона. ядерный взрыв излучение

Степень тяжести лучевого поражения главным образом зависит от поглощенной дозы. Для измерения поглощенной дозы любого вида ионизирующего излучения Международной системой измерений «СИ» установлена единица грэй (Гр); в практике применяется внесистемная единица - рад. Грей равен поглощенной дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, переданной облучаемому веществу массой 1 кг.

Эквивалентная доза - доза, полученная биологической тканью, и определяется умножением поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения. На объект будет действовать только гамма-излучения, коэффициент качества которого равен 1.

Интегральная доза - доза, полученная всей массой тела, и определяется умножением эквивалентной дозы на массу тела.

При однократной экспозиционной проникающей радиации в 25 Р.

Определение доз.

q= 300 кт

s=3км

Определение величины экспозиционной дозы.

По таблице 3 км находится в интервале от 2.5 до 3.1 км. Необходимо определить, как изменяется экспозиционная доза на 0,1 км. Определяем, чему равен интересующий нас интервал. Он равен 3,1 км - 2.5км= 0,6км, что составляет, 0,1Ч6.Тогда получим изменение экспозиционной дозы на 0,1 км: (100Р-10Р):6=15 Р. Если на расстояние 3,1 км экспозиционная доза равна 10Р, то 3 км - это ближе от 3,1км , значит величина экспозиционной дозы будет больше на 5Р, отсюда на объекте величина экспозиционной дозы равна 10Р+15Р=25Р

Ответ: Величина экспозиционной дозы =25Р

Определение значения поглощенной дозы. По известной нам формуле Дп = Дэ /114, вычисляем. 1Гр=114Р, поэтому Дп=25Р/114=0.219 Гр = 0.22Гр.

Определение значения эквивалентной дозы.

Эквивалентная доза зависит от коэффициента качества ионизирующего излучения (Кк):

Дэкв=ДпЧКк, Зв.

гамма-лучи: Дэкв =0.22 Зв

Расчет зон заражения и доз облучения на следе радиоактивного облака.

q=300ктхв=25 км/ч

Определение дозы радиации

По таблице величина Kt =6.9 , т.к. 5 вариант.

Р_н=Р₁= 43800Р/ч, т.к. расстояние равно 3км, скорость ветра равна 25 км/ч, мощность взрыва составляет 300кт.

Уровень радиации на конкретное время после взрыва определяется из приведенного выше уравнения: /K_t.

Д= ,

где Т= 5ч, К_осл=5, Р_ср- средний уровень радиации, Р/ч

Р_ср = , Р/ч,

где Р_н и Р_к - соответственно уровень радиации в начале и в конце пребывания в ЗРЗ, Р/ч.

Р_к= Р_t= P_5, К_t= К₅ = 6.9

По формуле K_t=P₁/P_t получается, что K₅=P₁/P₅, так как работник провел в ЗРЗ 5 часов. Из этой формулы находим P₅= P₁/ K₅, P₅=(43800 Р/ч)/6.9=6347.82 Р/ч = 6348 Р/ч

Мы нашли, что Р_к=6348Р/ч, Р_н=43800 Р/ч. Теперь находим Р_ср. по формуле:

Р_ср = , Р/ч

Р_ср=(43800 Р/ч+6348 Р/ч)/2=25074 Р/ч.

Затем находим дозу радиации, полученную за 5 часов пребывания в ЗРЗ.

Р_ср=25074 Р/ч, Т=5 ч., К_осл.=5.

Тогда

Ддоп=Рср*t/Kосл= 25074*5/5=25074 Р

Ответ: Д=25074 Р

Выводы

1. Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное заражение.Из-за воздействия ударной воздушной волны люди на объекте получили поражения средней тяжести. Здания полностью разрушены, оборудование выведено из строя, но разрушение слабой степени, средне повреждены кабельные линии. Из-за воздействия светового излучения люди получили ожоги 4 степени. На объекте возникли отдельные пожары. При воздействии проникающей радиации экспозиционная доза мала и не вызвала лучевой болезни, но доза радиации, которую люди получили пребывая на объекте 5 часов вызвала лучевую болезнь 4 степени. Без лечения болезнь заканчивается смертью в течение 2-х недель.

2. Людей необходимо вывозить из ЗРЗна северо-запад и юго-восток на расстояние более 9 км, т.к. ширина зоны А равна 18 км.

3. Коэффициент ослабления определяется по формуле:

К_осл= Р_{ср *} t/ Д_доп.,

где К_осл- коэффициент ослабления радиации в здании (убежище), в котором люди не получат лучевую болезнь,

Д_доп - допустимая доза,

t - время.

К_осл= (25074*5)/25074 = 5

Ответ: Косл=5

Размещено на Allbest.ru