Световое излучение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Реферат

По теме: Световое излучение

Проверила: Приходько Г.П.

Выполнила: Бузанова Е.В.

Группа№ 5

Специальность: Агент страховой

Гомель 2011

Содержание

1. Световое излучение

2. Проникающая радиация

3. Радиоактивное заражение

4. Очаг ядерного поражения

1. Световое излучение

Световое излучение. По своей природе световое излучение ядерного взрыва -- совокупность видимого света и близких к нему по спектру уль-трафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения -- светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Тем-пература 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 све-тового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт световое излучение про-должается 3 с, термоядерного заряда 1Мт--10с. Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световым импульсом называется отношение количества свето-вой 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;

1 кДж/м2= 0,0239 кал/см2; 1 кал/см2 = 40 кДж/м2. Световой импульс зави-сит от мощности и вида взрыва, рас-стояния от центра взрыва и ослабле-ния светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздейст-вия дыма, пыли, растительности, неровностей местности и т.д.

При наземных и надводных взры-вах световой импульс на тех же рас-стояниях меньше, чем при воздушных взрывах такой же мощности. Это объ-ясняется тем, что световой импульс излучает полусфера, хотя и большего диаметра, чем при воздушном взрыве. Что касается распространения свето-вого излучения, то большое значение имеют другие факторы. Во-первых, часть светового излучения поглощает-ся слоями водяных паров и пыли непо-средственно в районе взрыва. Во-вто-рых, большая часть световых лучей прежде, чем достичь объекта на по-верхности земли, должна будет прой-ти воздушные слои, расположенные близко к земной поверхности. В этих наиболее насыщенных слоях атмосфе-ры происходит значительное поглоще-ние светового излучения молекулами водяных паров и двуокиси углерода; рассеяние в результате наличия в воз-духе различных частиц здесь также гораздо большее. Кроме того, необхо-димо учитывать рельеф местности. Количество световой энергии, достига-ющей объекта, находящегося на опре-деленном расстоянии от наземного взрыва, может составлять для малых расстояний порядка трех четвертей, а на больших--половину импульса при воздушном взрыве такой же мощности.

При подземных или подводных взрывах поглощается почти все свето-вое излучение.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучае-мые исключительно сильно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большими толщами разреженного воз-духа. Поэтому температура огненного шара (значительно больших размеров, чем при воздушном взрыве) ниже. Для высот порядка 30--100 км на све-товой импульс расходуется около 25-- 35 % всей энергии взрыва.

Обычно для целей расчета пользуются табличными данными зависимо-стей световых импульсов от мощности и вида взрыва и расстояния от центра (эпицентра) взрыва. Эти данные приведены для очень прозрач-ного воздуха с учетом возможности рассеяния и поглощения атмосферой энергии светового излучения.

При оценке светового импульса необходимо учитывать возможность воз-действия отраженных лучей. Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, высохшая тра-ва, бетонное покрытие и др.), то пря-мое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным. Суммарный световой импульс при воздушном взрыве может быть боль-ше прямого в 1,5--2 раза. Если взрыв происходит между облаками и землей, то световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, за-крытые от прямого излучения.

Световой импульс, отраженный от облаков, может достигать половины прямого импульса.

Воздействие светового излучения на людей и сельскохозяйственных животных. Световое излучение ядерною взрыва при непосредственном воздействии вы-зывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.

Независимо от причин возникнове-ния, ожоги разделяют по тяжести по-ражения организма.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени об-разуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при по-ражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами первой и второй степеней, достигающими даже 50--60 % поверх-ности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризу-ются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу. Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у животных -- на участках тела, покрытых ко-ротким и редким волосом. Импульсы светового излучения, необходимые для поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в сво-бодную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или про-зрачную, особенно одежду из синтетических материалов.

Большую опасность для людей и сельскохозяйственных животных представляют пожары, возникающие на объектах народного хозяйства в ре-зультате воздействия светового излучения и ударной волны. По данным иностранной печати, в городах Хиросима и Нагасаки примерно 50 % всех смертельных случаев было вызвано ожогами; из них 20--30 % -- непосред-ственно световым излучением и 70-- 80 % -- ожогами от пожаров.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления -- под влиянием яркой световой вспыш-ки. В солнечный день ослепление длится 2--5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, -- до 30 мин и бо-лее. Более тяжелое (необратимое) поражение -- ожог глазного дна -- воз-никает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва. Такие необратимые поражения возникают в результате концентрированного (фокусируемого хрусталиком глаза) на сетчатку глаза прямо падающего потока световой энергии в количестве, достаточном для ожога тканей. Концентрация энергии, достаточной для ожога сетчатой обо-лочки, может произойти и на таких расстояниях от места взрыва, на кото-рых интенсивность светового излучения мала и не вызывает ожогов кожи. В США при испытательном взрыве мощ-ностью около 20 кт отметили случаи ожога сетчатки на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва, на расстоянии, где прямой световой импульс составлял примерно 6 кДж/м2 (0,15 кал/см2). При закрытых глазах временное ослеп-ление и ожоги глазного дна исключа-ются.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражаю-щих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и т. п., можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излуче-ния. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия.

Тепловое воздействие на материалы. Энергия светового им-пульса, падая на поверхность предмета, частично отражается его поверхно-стью, поглощается им и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) поражения элементов объекта зависит как от светового импульса и времени его действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопроводности, толщины, цвета, характера обработки материалов, расположения поверхности к падающему световому излучению, -- всего, что будет определять степень поглощения световой энергии ядерного взрыва.

Световой импульс и время высвечивания светового излучения зависят от мощности ядерного взрыва. При продолжительном действии светового излучения происходит больший отток тепла от освещенной поверхности в глубь материала, следовательно, для нагрева ее до той же температуры, что и при кратковременном освещении, требуется большее количество световой энергии. Поэтому, чем выше тротиловый эквивалент, тем больший световой импульс требуется для воспламенения материала. И, наоборот, равные световые импульсы могут вызвать большие поражения при меньших мощностях взрывов, так как время их высвечивания меньше (наблюдаются на меньших расстояниях), чем при взрывах большой мощности.

Тепловое воздействие проявляется тем сильнее в поверхностных слоях материала, чем они тоньше, менее прозрачны, менее теплопроводны, чем меньше их сечение и меньше удельный вес. Однако, если световая поверхность материала быстро темнеет в начальный период действия светового излучения, то остальную часть световой энергии она поглощает в большем количе-стве, как и материал темного цвета. Если же под действием излучения на поверхности материала образуется большое количество дыма, то его экранирующее действие ослабляет общее воздействие излучения.

К материалам и предметам, способным легко воспламеняться от све-тового излучения, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, су-хие листья, стружка, резина и резиновые изделия, пиломатериалы, деревян-ные постройки. Некоторые данные по возгоранию материалов приведены в табл.29 (гл.6).

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Наименьшее избыточное давление, при котором могут возникнуть пожары от вторичных причин, -- 10 кПа (0,1 кгс/см2). Возгорание материалов может наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см2) и более. Эти импульсы светового излучения в ясный солнеч-ный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной волны

10 кПа. Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную сол-нечную погоду деревянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранс-порт--до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу -- до 17 км. Тогда, как действие избыточ-ного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на расстоянии

11 км. Большое влияние на возникнове-ние пожаров оказывает наличие горючих материалов на территории объекта и внутри зданий и сооружений. Световые лучи на близких расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли; на больших расстояниях -- практически параллельно поверхности земли. В этом случае световое излучение проникает через застекленные проемы в помещения и может воспламенять горючие материалы, изделия и оборудование в цехах предприятий (большинство сортов хозяйственных тканей, резины и резиновых изделий загорается при световом импульсе 250--420 кДж/м2 (6--10 кал/см2).

Распространение пожаров на объектах народного хозяйства зависит от огнестойкости материалов, из которых возведены здания и сооружения, изго-товлено оборудование и другие элементы объекта; степени пожарной опас-ности технологических процессов, сырья и готовой продукции; плотности и характера застройки.

С точки зрения производства спасательных работ пожары классифицируют по трем зонам: зона отдельных пожаров, зона сплошных пожаров и зона горения и тления в завалах. Зона пожаров представляет территорию, в пределах которой в результате воздействия оружия массового поражения и других средств нападения противника или стихийного бедствия возникли пожары. Радиусы зон пожаров для различных мощностей ядерных взрывов приведены в табл.2.

Зоны отдельных пожаров представляют собой районы, участки заст-ройки, на территории которых пожары возникают в отдельных зданиях, со-оружениях. Маневр формирования между отдельными пожарами без средств тепловой защиты возможен.

Зона сплошных пожаров -- территория, на которой горит большинство сохранившихся зданий. Через эту тер-риторию невозможен проход или на-хождение на ней формирований без средств защиты от теплового излуче-ния или проведения специальных противопожарных мероприятий по лока-лизации или тушению пожара.

Зона горения и тления в завалах представляет собой территорию, на ко-торой горят разрушенные здания и со-оружения I, II и III степени огнестой-кости. Она характеризуется сильным задымлением: выделением окиси угле-рода и других токсичных газов и продолжительным (до нескольких суток) горением в завалах. Сплошные пожары могут развиться в огневой шторм, представляющий собой особую форму пожара. Огневой шторм характеризу-ется мощными восходящими вверх потоками продуктов сгорания и нагретого воздуха, создающими условия для ураганного ветра, дующего со всех сторон к центру горящего района со скоростью 50--60 км/ч и более. Образование огненных штормов возможно на участках с плотностью застройки зданиями и сооружениями III, IV и V сте-пени огнестойкости не менее 20 %. По-следствием воспламеняющего действия светового излучения могут быть об-ширные лесные пожары. Возникновение и развитие пожаров в лесу зависит от времени года, метеорологических условий и рельефа местности. Сухая погода, сильный ветер и ровная местность способствуют распространению пожара. Лиственный лес летом, когда деревья имеют зеленые листья, заго-рается не так быстро и горит с меньшей интенсивностью, чем хвойный. Осенью световое излучение ослабляется кронами меньше, а наличие сухих опавших листьев и сухой травы способствует возникновению и распрост-ранению низовых пожаров. В зимних условиях возможность возникновения пожаров уменьшается в связи с наличием снежного покрова.

2. Проникающая радиация

Это один из поражающих факторов ядерного оружия, представляющий собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Кроме гамма-излучения и потока нейтронов выделяются ионизирующие излучения в виде альфа- и бета-частиц, имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на людей и материалы пренебрегают. Время действия проникающей радиации не превышает 10--15 с с момента взрыва.

Основные параметры, характеризу-ющие ионизирующие излучения, --доза и мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.

Степень тяжести лучевого пораже-ния главным образом зависит от по-глощенной дозы. Для измерения погло-щенной дозы любого вида ионизирую-щего излучения Международной систе-мой измерений «СИ» установлена еди-ница грэй (Гр); в практике применяется внесистемная единица-- рад. Грэй равен поглощенной дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж иони-зирующего излучения любого вида, переданной облучаемому веществу мас-сой 1 кг. Для типичного ядерного взрыва один рад соответствует потоку ней-тронов (с энергией, превышающей 200 эВ) порядка 5-Ю14 нейтрон /м2 [5]: 1 Гр =1 Дж/кг =100 рад =10 000 эрг/г.

3. Радиоактивное заражение

Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоак-тивных веществ (РВ) из облака ядер-ного взрыва. Основные источники ра-диоактивности при ядерных взрывах:

продукты деления веществ, составля-ющих ядерное горючее (200 радиоак-тивных изотопов 36 химических эле-ментов); наведенная активность, воз-никающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, вхо-дящие в состав грунта (натрий, крем-ний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в ре-акции деления и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.

Излучение радиоактивных веществ состоит из трех видов лучей: альфа, бе-та и гамма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи (в воздухе они проходят путь в несколько сот метров), меньшей--бета-час-тицы (несколько метров) и незначи-тельной -- альфа-частицы (несколько сантиметров). Поэтому основную опас-ность для людей при радиоактивном заражении местности представляют гамма- и бета-излучения.

Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения -- тысячи и десятки тысяч квадратных километров; дли-тельность сохранения поражающего действия -- дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаружения радио-активных веществ, не имеющих цве-та, запаха и других внешних признаков.

ядерный взрыв боеприпас радиация заражение

4. Очаг ядерного поражения

Очагом ядерного поражения называется тер-ритория, в пределах которой в резуль-тате воздействия ядерного оружия про-изошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, рас-тений и (или) разрушения и повреж-дения зданий и сооружений.

Очаг ядерного поражения харак-теризуется: количеством пораженных;

размерами площадей поражения; зо-нами заражения с различными уров-нями радиации; зонами пожаров, за-топления, разрушения и повреждения зданий и сооружений; частичным раз-рушением, повреждением или завалом защитных сооружений.

Поражение людей и животных в очаге может быть от воздействия ударной волны, светового излучения, про-никающей радиации и радиоактивного заражения, а также от воздействия вторичных факторов поражения. Сте-пень разрушения элементов производ-ственного комплекса объекта опреде-ляется в основном действием ударной волны, светового излучения, вторичных факторов поражения, а для некоторых объектов -- также действием проника-ющей радиации и электромагнитного импульса. Одновременное непосредственное и косвенное действие всех поражающих факторов ядерного взрыва на людей, оказавшихся в очаге, утяжеляет сте-пень поражения. Такое одновременное действие может увеличить степень раз-рушений зданий, сооружений, вывод из строя оборудования и т. д. Однако соотношение отдельных видов пора-жений и разрушений непостоянно; в зависимости от конкретных условий, мощности и вида взрыва оно может меняться в широких пределах. Так, с увеличением мощности взрыва увели-чивается площадь разрушений зданий и при прочих равных условиях пора-жается большее количество людей. В зависимости от метеорологических условий изменяется степень пораже-ния световым излучением. При ядер-ных взрывах малой мощности, как уже отмечалось, воздействие проника-ющей радиации на людей значитель-нее, чем воздействие ударной волны и светового излучения.

Список использованной литературы

Гражданская оборона - В.Г. Атаманюк, Л.Г. Ширшев, Н.И. Акимов.

Размещено на Allbest.ru