МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Экология»

Лабораторная работа №9

по дисциплине «Радиационная безопасность»

на тему: «Оружие массового поражения»

Вариант №17

Выполнили:

студенты группы М092501(70)

Новиков М.С, Зобов И.Р, Ягудин Р.Р,

Крапильский А.А, Рожков Е.И, Широков Н.Д, Шаинян С.А.

Проверил: доц., к.э.н. Федоркина И.А.

Москва 2025

Цель работы

Изучить теорию о поражающих факторах и типах взрывов, выполнить расчёты и дать рекомендации по защите от поражающих факторов ядерного взрыва.

Теоретическая часть

Ядерное оружие — это оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжёлых ядер (урана, плутония) или термоядерных реакциях синтеза лёгких ядер (дейтерия и трития). Оно включает боеприпасы, средства управления и доставки (ракеты, авиация и др.) и способно за короткое время вывести из строя огромное количество людей. При взрыве температура в зоне реакции достигает десятков миллионов градусов.

Поражающее действие зависит от мощности заряда (измеряется тротиловым эквивалентом — в тоннах, килотоннах, мегатоннах) и вида взрыва (высотный, воздушный, наземный, надводный, подземный, подводный). Центр взрыва — точка детонации, её проекция на поверхность — эпицентр.

Основные поражающие факторы при наземном ядерном взрыве и их вклад в разрушения:

• ударная волна (50%)

• световое излучение (35%)

• проникающая радиация (5%)

• радиоактивное заражение (4%)

• электромагнитный импульс (1%)

Ударная волна — это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью; её сила убывает с расстоянием пропорционально кубическому корню от него. Она вызывает разрушения зданий и травмы у людей (от лёгких контузий до смертельных повреждений при давлении свыше 100 кПа). Защитой от ударной волны являются укрытия, подвалы, рельеф.

Световое излучение — это поток видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения от огненного шара, длится до 20 секунд, может вызывать ожоги, поражение глаз и возгорания. Его интенсивность сильно зависит от погодных условий. Защитой от светового излучения являются любые непрозрачные преграды и своевременное укрытие.

Проникающая радиация — это поток гамма-квантов и нейтронов, действующий первые несколько секунд и поражающий людей на расстоянии до 2–3 км. Она вызывает лучевую болезнь различной степени: 100–200 Р — лёгкая форма, 200–300 Р — средняя, 300–500 Р — тяжёлая, свыше 500 Р —летальная. Защитой от проникающей радиации являются материалы с большим слоем половинного ослабления (сталь, бетон, грунт, древесина).

Ход работы:

Таблица 1 – Исходные данные

q, кт	R, км	Погодные условия, км	V, км/ч	β	Местонахождение человека	Защитное экранирование	t, ч
30	14	Очень хорошие (40 км)	15	5	На улице (без укрытия)	нет	2

Открываем папку «NuclearExplosionConsequences(NEC)», находим приложение Explosion и запускаем его

Рисунок 1 – Запуск приложения Explosion

Рисунок 2 – Экран приложения Explosion

Переходим во вкладку «Исходные данные» и вводим параметры «q» (кт) и «расстояние R до объекта» (км). В результате работы выводятся два параметра: «избыточное давление» (кПа) и «скоростной напор» (кПа)

Рисунок 3 – Ввод исходных данных и вывод новых параметров

Переходим во вкладку «Световое излучение» и выбираем условие видимости исходя из выбранного варианта. В результате работы выводятся два параметра: радиус светящейся области и энергия светового импульса H (кДж/м²)

Рисунок 4 – Ввод исходных данных и вывод новых параметров

Переходим во вкладку «Проникающая радиация», в которой программа отобразит поток нейтронов (н/м²), мощность дозы (Р/с, Р/ч) и импульсную дозу (Р). Опасные значения (если такие есть) выделяются красным цветом

Рисунок 5 – Вывод новых параметров

Переходим во вкладку «Электромагнитный импульс (ЭМИ)», в которой программа отобразит оценку напряжённости электрического поля E (В/м)

Рисунок 6 – Ввод исходных данных и вывод новых параметров

Переходим во вкладку «Радиоактивное заражение» и вводим параметры «V» (скорость ветра, км/ч) и «β» (угол следа, °). В результате работы выводится мощность дозы через 1 час P₀ (Р/ч).

Рисунок 7 – Ввод исходных данных и вывод новых параметров

Переходим во вкладку «Идентификация типа взрыва», в которой отображаются полученные ранее величины. Выбираем тип взрыва и обосновываем ответ. В результате верно выбранного типа ядерного взрыва на экране программы отображается иллюстрация ядерного взрыва.

Обоснование: По расчётным данным уровень радиации P₀ = 51,85 Р/ч (значительно выше порога 0,01 Р/ч), энергия светового импульса H = 4,3 кДж/м² (ниже порога 60 кДж/м²) и избыточное давление dP = 2,0 кПа (ниже порога 20 кПа), что полностью соответствует всем четырём критериям для подводного взрыва, указанным в таблице 2.3 методического указания.

Рисунок 8 – Идентификация типа взрыва

Переходим во вкладку «Влияние на человека и рекомендации» и выбираем параметры «местоположение человека», «наличие светоэкранирующей преграды», «время» (t, час) после взрыва, «уровни факторов» согласно методике расчёта, в результате чего программа сформирует рекомендации по первой помощи и уменьшении ионизирующего излучения.

Обоснование выбора каждого параметра:

• Для параметра «Ударная волна» выбрано «Нет/минимально», поскольку избыточное давление (dP) = 1,984 кПа < 20 кПа (таблица 2.2), что означает, что ударная волна считается «слабой» и не вызывает разрушений зданий или травм у людей.

• Для параметра «Световой импульс» выбрано «Нет», поскольку энергия светового импульса (H) = 4,302 кДж/м² < 80 кДж/м² (таблица 2.2), что означает, что световой импульс «низкий», а значит, не вызывает ожогов кожи или поражения глаз у человека.

• Для параметра «Радиационный фон» выбрано «Критический», поскольку уровень радиации (P₀) = 51,85 Р/ч > 0,1 Р/ч (таблица 2.2). Помимо этого, человек находится на улице без укрытия и время после взрыва составляет 2 часа, следовательно, он получит смертельную дозу облучения.

• Для параметра «Электромагнитный импульс (ЭМИ)» выбрано «Нет/низкий», поскольку напряжённость электрического поля (E) = 139,4 В/м < 200 В/м (таблица 2.2), следовательно, ЭМИ «низкий», что означает, что воздействие на электронику будет минимальным или отсутствовать.

Рисунок 9 – Выбор параметров и вывод рекомендаций по первой помощи и уменьшении ионизирующего излучения