Тема 2 Характеристика очагов поражения чс

1 Виды очагов поражения. 2 Очаг ядерного поражения.

3 Очаг поражения при землетрясении. 4 Очаг поражения при наводнении.

5 Очаг химического поражения

6. Очаг бактериологического поражения (ОБП)

7. Очаг поражения при применении современных боевых средств

1 Виды очагов поражения

Очаг поражения – территория на которую воздействуют опасные и вредные факторы ЧС с расположенными на ней населением, животными, зданиями и сооружениями.

Очаги пораженя бывают простые и сложные.

Простой очаг – возникший под воздействием одного поражающего фактора ЧС;

Сложный очаг – несколько поражающих факторов ЧС,

Форма очагов поражения:

а) круглая (землетрясения, взрывы);

б) полосная (ураганы, смерчи, затопления);

в)неправильная (пожары, оползни).

Причины возникновения ЧС (подробнее см.тему 1):

1) быстрые природные процессы, обусловленные действием гравитации, земного вращения или разницей температур;

2) воздействия внешних природных факторов, приводящих к старению или коррозии материалов конструкций. Сооружений и снижению их физико-меанических показателей;

3) наличие проектно-производственных дефектов сооружений и оборудования;

4) воздействие технологических процессов, промышленного производства на материалы сооружений (нагрузки, превышающие допустимые; высокие температры; вибрации);

5) нарушение правил эксплуатации сооружений и технологических процессов производства;

6) военная деятельность во всех видах ее проявления.

Из четырех стадий развития ЧС (см. т.1) 3-я (кульминация) наиболее опасная.

2. Очаг ядерного поражения

– это территория в пределах которой в результате воздействия поражающих факторов ядерного взрыва (ЯВ) или аварии на АЭС, а также вторичных поражающих факторов произошли масовые поражения людей, с/х животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений.

2.1 Ядерное оружие

Я.О. - одно из 3-х видов оружия массового поражения (ОМП): ядерное, химическое, бактериологическое.

Я.О. – это оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерном взрыве.

Мощность ядерного боеприпаса (яд. б/пр.) характеризуется тротиловым эквивалентом, т.е. массой тротила, энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного яд. б/пр и измеряется в тоннах килотоннах).

По мощности яд. б/пр. подразделяются на:

– сверхмалые (менее 1 тыс. тонн=1кт);

– малые (1-10кт);

– средние (10-100кт);

– крупные (100кт-1000кт=1Мт);

– сверхкрупные (более 1Мт).

По виду. подразделяются на:

– наземные;

– воздушные (у которых светящаяся область не касается поверхности земли; низкий: 3,5 <H<10 ,м; высокий Н>10 , м, q –мощность ЯВ, кт);

– подземные;

– подводные.

2.1.1 Поражающие факторы ядерного взрыва:

– ударная волна; – проникающая радиация; – световое излучение; – радиоактивное заражение местности; – электромагнитный импульс (ЭМИ); – сейсмовзрывные волны (в наст. время не оцениваются).

Энергия ядерного взрыва распределяется примерно так: 50% расходуется на ударную волну, 35% – на световое излучение, 10% – на радиоактивное заражение, 4% – на проникающую радиацию и 1% – на электромагнитный импульс.

2.1.1.1 Воздушная ударная волна – это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Фронт ударной волны – передняя граница волны, характеризующаяся резким скачком давления. Осоновные параметры ударной волны:

Р_ф – избыточное давление во фронте ударной волны – разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и атмосферным давлением

1атм=1кгс/см²100кПа.

Р_ск – скоростной напор воздуха – динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, движущегося в волне.

 – время действия избыточного давления.

Поражения, возникающие под действием ударной волны:

– легкие поражения — 20-40 кПа (контузии, легкие ушибы);

– средней тяжести — 40-60 кПа (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей, сотрясение мозга);

– тяжелые поражение —60 -100 кПа (сильные контузии, переломы конечностей, поражение внутренних органов);

– крайне тяжелые поражения — более 100кПа ( со смертельным исходом).

2.1.1.2 Световое излучение – это ЭМИ, вклчающее в себя ультрафиолетовую (=10^-7-10^-9м) , видимую(=3,810^-7-810^-7м=800нм) и инфракрасную (<10^-6м) области спектра.

Источник С.И. — светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Сила С.И. такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов объектов. Различают 4 степени ожогов кожи. Ожоги глазного дна возникают только при непосредственном взгляде на взрыв. В момент образования светящейся области температура на ее поверхности достигает десятков тысяч градусов. Время действия сетового излучения и размеры светящейся области зависят от мощности ядерного взрыва (до 20 с). По длительности свечения можно ориентировочно судить о мощности ядерного взрыва:

t= , где q –кт, t - сек.

Тогда q =1кт  t=1 сек; q =10кт  t=2,2 сек; q =100кт  t=4,6 сек;

q =1000кт=1Мт  t=10 сек.

Основным поражающим фактором светового излучения является световой импульс.

Световой импульс (U_св) — количество энергии, падающей на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения, за все время свечения. В системе СИ U_св - Дж/м². Внесистемная единица: 1кал/см²=4,210⁴ Дж/м².

Ослабление светового излучения возможно вследствие экранирования его атмосферной облачностью, неровностями местности, растительностью и местными предметами, снегопадом или дымом. Так, густой лес ослабляет световой импульс в 9 раз, редкий — в 2-4 раза, а дымовые (аэрозольные) завесы — в 10 раз.

Для защиты населения от световою излучения необходимо использовать защитные сооружения, подвалы домов и зданий, защитные свойства местности. Любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги.

2.1.1.3 Проникающая радиация – это поток гамма-лучей (=10^-9-10^-12м) и нейтронов, излучаемых из зоны и облака ядерного взрыва. Время ее действия составляет 10-25 с (определяется временем подъема облака на высоту 2-3 км от центра взрыва при которой -изл. нейтрализуется толщей воздуха и практически не достигает поверхности земли).

Взрыв атомной бомбы (АБ) – это получение неуправляемой цепной реации с большим коэффициентом размножения нейтронов и как следствие мгновенное и большое выделение энергии. Для того, чтобы происходило почти мгновенное выделение энергии (взрыв), реакция должна быть на быстрых нейтронах. Взрывчатые вещества (ВВ) – чистый уран или плутоний . Чтобы мог произойти взрыв, размеры делящегося материала должны превышать критические.

Критичская масса – наименьшая масса делящегося ВВ при которой может протекать цепная ядерная реакция. Для чистого U-235, имеющего форму шара критическая масса равна 50кг. При этом радиус шара равен 9 см.

В термоядерной (водородной) бомбе (ВБ) источником высокой температуры, которая необходима для термоядерного синтеза, служит взрыв атомной бомбы (ВВ - U-235, Pu-239), помещенной внутри термоядерной.

Принципиальное отличие АБ от ВБ: при взрыве АБ происходит реация деления ядер, а при взрыве ВБ реакция неуправляемого синтеза очень легких ядер при очень высокой температуре. Выделяемая энергия ВБ в 3,5 раза больше Е_АБ из расчета на 1 кулон.

Доза излучения – это количество энергии ионизирующих излучений (И.И.), поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают дозы: экспозиционную (ЭД), поглощенную (ПД) и эквивалентную (ЭквД) (подробно рассмотрены в курсе РБ).

В системе СИ ЭД измеряется в Кл/кг, Внесистемная единица: 1Р=2,5810^-4 Кл/кг.

Рентген (Р) – это доза -излучения, под действием которой в 1см³ воздуха при н.у. образуется 2,0810⁹ пар ионов (ион – 1 электростатическая единица электричества каждого знака).

В системе СИ ПД измеряется в Греях, Внесистемная единица: 1рад=10^-2 Гр.

1Гр – это такая поглощенная доза при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает знергию в 1Дж. 1Гр=1Дж/кг. 1Р=0,93рад.

Для оценки биологического действия И.И. используется Экв.Д, которая равна ПД, умноженной на к_изл и умноженной на модифицирующий фактор.

к_изл=1 для , -излучения.

В системе СИ ЭквД измеряется в Зивертах, Внесистемная единица: 1БЭР=10^-2 Зв.

Проникающая радиация распространяется в среде и ионизирует ее атомы и молекулы. Поражающее действие проникающей радиации основано на ионизации клеток (молекул) живого организма, приводящей к его гибели – возникают лучевые болезни I-IVстепеней (подробно в курсе РБ). Нейтроны, кроме того, взаимодействуют с ядрами атомов некоторых материалов и могут вызвать в металлах и технике наведенную активность.

Надежной защитой от проникающей радиации ЯВ являются защитные сооружения ГО.

Способность того или иного материала ослаблять -излучение или нейтроны принято характеризовать слоем половинного ослабления – толщиной слоя материала, который уменьшает энергию излучения в 2 раза.

Таблица 2.1 – Толщина слоя половинного ослабления

материал	Плотность, г/см3	Толщина слоя ½ ослабления,см			Цвет радиоактивных веществ
		нейтронного	-излучения
вода	1,0	2,7	23,0	Цезий – небесно-голубой (Cs)сер
полиэтилен	0,92	2,7	24,0	Рубидий – темно-красный (Rb)
Броня	7,8	11,5	3,0	Гелий – солнечный (Не)
Свинец	10,3	12,0	2,0	Радий – лучистый (Ra)
Грунт	1,6	12,0	14,4
Бетон	2,3	12,0	10,0
Древесина	0,7	9,7	33,0

По поражающему действию проникающей радиации на людей взрыв нейтронного б/пр. в 1кт эквивалентен взрыву АБ N=10⁴кт.

Одной из особенностей действия мощного потока проникающей радиации нейтронного излучения является то, что оно вызывает появление в материалах наведенной радиоактивности.

2.1.1.4 Радиоактивное заражение местности – его воздействию подвергается не только район взрыва, но и прилегающие к нему на сотни км.

Радиоактивно-зараженная местность – это местность на которую выпали (попали) осколки деления ядерного вещества (ЯВ или от АЭС).

Осколки деления, выпадающие из облака ЯВ представляют собой первоначальную смесь 80 изотопов 35-ти химических элементов.

Неразделившаяся часть ядерного заряда способна вызвать наведенную активность.

Наведенная активность в группе обусловлена образованием под действием нейтронов ряда радиоактивных изотопов, таких как: Al-28, Na-24, Mn-56, неразделившаяся часть яд. б/пр. – α-активные изотопы Pu-239, U-235, U-238.

По мере перемещения облака в направлении ветра, радиоактивные в-ва выпадают, образуя радиоактивный след. След радиоактивного облака условно делится на 4 зоны (зона Г может дополнительно делится на Г и Д):

А – умеренного; Б – сильного; В – опасного; Г – чрезвычайно-опасного заражения (см. рис.2.1).

Рисунок 2.1 – Зоны радиоактивного заражения

На границах зон (мах):

Г (ЧО) – D_=4000рад; РI=800рад/ч; В(О) – D_=1200рад; РI=240рад/ч.

Б (С) – D_=400рад; РI=80рад/ч; А (У) – D_=40рад; РI=8рад/ч.

Примерная связь между дозой излучения за время полного распада D_ и уровнем радиации Рt_зар на время заражения t_зар выражается отношением:

D_=5Рt_зарt_зар (2.1)

C течением времени, вследствие естественного распада радиоактивных веществ, уровни радиации на следе радиоактивного заражения уменьшаются:

Р_t=РIt^-n, (2.2)

где n – показатель спада уровня радиации (n=1,2 – для ЯВ, n=0,4 – для АЭС);

PI- уровень радиации на 1 час после ЯВ (аварии на АЭС), рад/ч.

t – время прошедшее после взрыва, ч.

Степень заражения местности – характеризуется количеством радиоактивного вещества (РВ), приходящимся на единицу поверхности и измеряется в Ku/см² , Ku/км² (иначе: удельная поверхностная активность).

Kюри – это такое количество РВ, в котором происходит 37 млрд. распадов атомов за 1 с. 1Ku=3,710¹⁰ расп/с=1Бк.

Чем больше период полураспада и массовое число радиоактивного изотопа, тем больше весовое количество радиоактивного вещества соответствует 1 Кu:

Ra-226 (T_1/2=1560лет) – весит 1г.; Со-60 (T_1/2=5лет) – весит <1мг.;

Na-24(T_1/2= ) – весит 10^-7 г.; U-235 (T_1/2=880 млн.лет) – весит 570кг.

2.1.1.5 Электромагнитный импульс (ЭМИ eng. - EMP)

ЯВ в атмосфере и в более высоких слоях приводят к образованию мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более. Эти поля в виду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).

ЭМИ возникает и в результате взрыва и на малых высотах, однако напряженность электромагнитного поля в этом случае быстро спадает по мере удаления от эпицентра. В случае же высотного взрыва, область действия электромагнитного импульса охватывает практически всю видимую из точки взрыва поверхность Земли.

Поражающее действие ЭМИ обусловлено возникновением напряжений и токов в проводниках различной протяженности, расположенных в воздухе, земле, в радиоэлектронной и радиотехнической аппаратуре. ЭМИ в указанной аппаратуре наводит электрические токи и напряжения, которые вызывают пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок. Защита от ЭМИ осуществляется экранированием линий управления и энергоснабжения, заменой плавких вставок (предохранителей) этих линий. ЭМИ составляет 1% от мощности ядерного боеприпаса. ([H]=В/м, А/м).