Студопедия — I 3. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

I 3. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА






В отличии от взрыва обычных авиационных бомб, ядерный и термоядерный взрыв обладает комбинированным поражающим дей­ствием. Поражающими факторами ядерного взрыва являются: удар­ная волна, световое излучение, проникающая радиация, радйоактив-но'е заражение местностиУдарная волна

]' Ударная волна является основным поражающим фактором ядер­ного взрыва, на ее образование расходуется около 50% энергии взрыва..Ударная волна представляет собой область сильно сжатого воздуха.-ратаространяющёгося с большой скоростью во все стороны от центра взрыва. Источником возникновения ударной волны слу­жит высокое давление в центре ядерного взрыва. При ядерном взрыве выделяется огромное количество тепловой энергии, способной рас­плавить и превратить в газ, нагретый до чрезвычайно высокой темпе­ратуры, сам ядерный заряд, окружающую его оболочку и все конст­руктивные элементы бомбь

•в

3 первый момент после взрыва, газообразные продукты взрыва, 1кже раскаленный воздух вокруг заряда образуют светящийся» малого объема. Температура внутри этого шара достигает де-<ов миллионов градусов, а давление — десятков миллиардов осфер.

На границе раздела огненного шара и окружающего воздуха азуется резкий перепад температуры и давления. Продукты

взрыва, ограниченные поверхностью шара, стремятся быстро рас­шириться. Это и явля­ется причиной возник­новения ударной волны в воздухе, последова­тельно передающей энер­гию взрыва от одного сжатого слоя к другому. В непосредстве иной близости от центра взры­ва скорость ударной вол­ны превосходит 1 км/сек. По мере же удаления от центра взрыва скорость быстро уменьшается, а ударная волна ослабе­вает. Скорость и рас->яние, на которое действует ударная волна, зависят от мощно-I взрыва. Приближенно можно считать, что ударная волна ерного взрыва мощностью 20 килотонн проходит 1 км за 2 сек, км за 5 сек и 3 км за 8 сек. Однако чем больше мощность ядерно-взрыва, тем больше скорость и радиус действия ударной волны. Наряду с быстрым движением фронта ударной волны происхо-т также перемещение частиц воздуха в сжатом слое в направле--и распространения ударной волны. Движение частиц воздуха ударной волне воспринимается как сильное ветровое движение; расстоянии до 1 км скорость частиц воздуха достигает 100 м/сек, за расстоянии более 2 км — около 50 м/сек. Это движение воздуха»едставляет собой ураган огромной силы.

^ Пейедняя граница зоны.сжатйя, характеризующаяся резким уве-[чёнием давления, называется фроя/тш ударной волны (рис. 15). эгда ударная волна доходит до какой-либо точки, в ней мгновен-> повышается давление и температура, а воздух начинает переме-аться в сторону движения ударной волны. В дальнейшем, по мере юдвижения ударной волны, давление падает ниже атмосфер-)го и воздух движется в сторону, обратную распространению харной волны, т. е. к центру взрыва. Следовательно, за зоной сжа-1я следует зона разряжения. Наряду с изменением давления из-

;. 15. Изменение давления по времени в:ой-либо точке атмосферы при прохожде­нии через нее ударной волны

меняется также температура: в зоне сжатия температура повышает­ся, а в зоне разрежения — снижается.

Действия ударной волны определяются избыточным давлением, которое в зависимости от вида взрыва может иметь существенные отличия.

При воздушном ядерном взрыве возникает сферическая ударная волна, которая в ближней зоне достигает земли и, отразившись от ее поверхности, образует от­раженную волну. За счет торможения частиц воздуха давление в отраженной волне в 2—3 раза превышает давле­ние в падающей волне.

В дальней зоне на рас­стоянии, превышающем вы­соту взрыва, происходит сло­жение падающей и отражен­ной волны и образуется го­ловная волна, давление в ко­торой в 4—5 раз больше дав­ления во фронте свободно распространяющейся сфери­ческой волны. Головная вол­на распространяется вдоль поверхности земли (рис. 16,а).

Таким образом, поражаю­щее действие ударной волны Рис-.16- Ударная волна при воздуш-воздушного ядерного взрыва ном (а) и наземном (б) ядеРном взРыве в ближней зоне определяется

давлением отраженной волны, а в дальней зоне — давлением го­ловной ударной волны.

При воздушном взрыве на высоте нескольких сотен метров, ударная волна наносит максимальные разрушения наземным со­оружениям, а также вызывает поражение людей, находящихся вне укрытий.

При наземном ядерном взрыве, когда центр взрыва совпадает со своим эпицентром, ударная волна имеет форму непрерывно увели-чивающегося-полушария. На близких расстояниях от центра взрыва давление ударной волны достигает десятков атмосфер, а по мере удаления от места взрыва ударная волна ослабевает. Увеличение избыточного давления получается в результате слияния падающей и отраженной от поверхности земли волн и удвоения плотности энергии во фронте ударной волны.

Ударная волна при наземном взрыве распространяется парал­лельно поверхности земли (см. рис. 16, б) и не имеет столь сложной картины, как при воздушном взрыве. Поэтому давление во фронте Ударной волны наземного взрыва в дальней зоне будет меньше по

шению с воздушным взрывом на одинаковых расстояниях. Ра-: поражения ударной волной наземного взрыва меньше радиуса ажения'воздушного взрыва одинаковой мощности на 20%. При подземном ядерном взрыве образуется огромная воронка и пикает ударная волна в грунте. В отличие от ударной волны оздухе, в грунте возникают продольные и поперечные сейсми-кие волны, а ударная волна не имеет ярко выраженного фронта.»тому давление в грунте на преграду возрастает постепенно. Ско-ть распространения сейсмических волн в грунте зависит от тава грунта п может составлять 5—10 км/сек. Разрушения под-[ных сооружений в результате действия ударной волны в грунте юбны разрушениям от местного землетрясения. Ударная волна рунте способна разрушить подземные сооружения, находящиеся большой глубине. Особенно сильно разрушаются сети коммуналь­но хозяйства города.

При подземных взрывах образуется также воздушная ударная

ина, которая направлена вверх и распространяется на значитель-

меньшие расстояния по сравнению с наземным взрывом.

При подводном ядерном взрыве ударная волна распространяется

зоде, при этом принцип образования волны примерно такой, как

воздухе. Скорость распространения ударной волны в воде равна

орости распространения звука в воде, т.е. примерно 1500 м/сек.

Ввиду значительной плотности воды и малой сжимаемости ее,

вление во фронте ударной волны на равных расстояниях больше,

м в воздухе. Однако при встрече с преградой, давление во фронте

|,арной волны мало повышается. Время действия избыточного дав-

шия в воде также значительно меньше, чем в воздухе.

Ударная волна в воде наносит поражение подводным сооруже-яям, подводной части кораблей и подводным лодкам. На мелко-вдье действия ударной волны в воде в значительной степени сни-;аются.

Кроме ударной волны в воде, при подводном взрыве образуется акже ударная волна в воздухе, но радиус поражения ее значительно еньше, чем при воздушном взрыве.

/Поражающее действие ударной волны на людей определяется глав-ый образом избыточным давлением и временем действия ударной олны. Избыточное давление изменяется в зависимости от расстоя-[ия от центра взрыва. Время действия ударной волны зависит от:е длины^т. е. толщины сжатого воздуха.

Толщина сжатого слоя воздуха при ядерном взрыве достигает ^скольких сотен метров, а термоядерного — 1—2 км. С увеличе­нием расстояния от эпицентра взрыва, толщина сжатого слоя воз­духа возрастает, а вместе с этим увеличивается время воздействия ударной волны на преграду. При взрыве ядерного заряда среднего калибра максимальное время воздействия составляет 0,5—1,5 сек, а при термоядерном взрыве — превышает 5 сек. 1 Ударная волна ядерного взрыва оказывает воздействие на людей

и животных, нанося им поражение избыточным давлением и летя­щими обломками разрушаемых зданий" и сооружений. Воздействуя, на незащищенного человека, ударная.волна может нанести различ-' ные травмы, которые принято делить на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

Легкие травмы возникают при избыточном давлении 0,2— 0,4 кГ1см* и характеризуются ушибами, вывихами, временными по­вреждениями'слуха, общей легкой контузией.............

'"Средние травмы могут быть при избыточном давлении 0,4 — 0,6 кГ/см* и''выражаются, в серьезных контузиях всего брг'анМЩ, пбврежденйи органов'слуха, кровотечениях из носа и ушей, а также в сильных вывихах конечностей.

Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении 0,6— 1,0 кГ/см? и характеризуются сильными контузиями всего'орга-' "низма, тяжелыми переломами конечностей и сильными кровотече­ниями из носа и ушей, /..... * "'-•-•—.„,

Крайне тяжелые травмы наблюдаются при избыточном давлении свыше 1 кГ/см? и могут приводить к смертельному исходу. При атом­ном нападении американцев на японские города Хиросиму и На­гасаки установлены случаи смертельных ранений людей в резуль­тате прямого воздействия ударной волны на расстоянии до 800 м от эпицентра взрыва. На этом расстоянии давление во фронте волны составляло 1,2—1,3 кГ/см*.

При воздушном взрыве ядерной бомбы мощностью 21) килотонн крайне тяжелые травмы получаются в радиусе до 800 м, тяжелые травмы — в радиусе до 1,6 км, средние травмы — в радиусе до

2.4 км, а легкие травмы получаются в радиусе до 3,2 м.

Кроме прямого действия ударной волны, поражения людям наносятся также летящими обломками зданий, называемыми вто­ричными факторами. По данным иностранной печати, среди постра­давших в Хиросиме и Нагасаки около половины получили травмы "в результате прямого воздействия ударной волны, а более половины случаев ранений были вызваны летящими обломками строений и осколками стекол. В Хиросиме и Нагасаки отмечены случаи ране­ния людей обломками на расстоянии до 3,2 км, а тяжелые ранения — на расстоянии до 2 км.

Для защиты от ударной волны необходимы мощные подземные убежища, рассчитанные на сопротивление ударной волне. При отсутствии убежищ можно пользоваться простейшими укрытиями.

Разрушающее действие ударной волны на здания и сооружения определяется величиной избыточного давления у поверхности земли, которое зависит от калибра ядерной бомбы, вида взрыва и расстоя­ния до объекта. При воздушно?» ядерном взрыве мощностью 20 ки­лотонн избыточное давление вблизи эпицентра взрыва достигает

3.5 кГ/см?, на расстоянии 1 км — 9,7 кг/см*, а на расстоянии 3 км — 0,

Дополнительное поражающее действие ударной волны вызы-ется скоростным напором, представляющим собой торможение еградой масс воздуха, движущегося за фронтом ударной волны.)и подходе ударной волны к преграде происходит торможение ее движущегося воздуха, избыточное давление повышается 2 —3 раза за счет скоростного напора. В результате этого преграда

испытывает удар огромной силы.

Ударная волна наносит разрушения неравномерно, в зависимости от величины избыточного давления. На­ибольшие разрушения по­являются вблизи эпицент­ра (центра) взрыва. Чем дальше от эпицентра взрыва, тем слабее дейст­вия ударной волны. На­пример, при воздушном взрыве мощностью 20 ки-лотонн на расстоянии 800 м избыточное давление рав­няется 1,2/сГ/сл2, на рас­стоянии 1,6 км —0,4 кГ/см?,

!а расстоянии 2,4 км —0,2 кГ/см*, на расстоянии 3,2 км —0,1 кГ/см*. 1ри большей мощности взрыва давление на равных расстояниях начительно больше. Так, при термоядерном взрыве мощностью мегатонна на расстоянии 1,6 км избыточное давление равно,4 кГ/см.

На различных расстояниях от эпицентра взрыва здания и соору-кения в зависимости от их прочности могут разрушаться полностью 1ли частично и повреждаться. При том, ударная волна разрушает адания и сооружения не только со стороны, обращенной к взрыву, яо и обтекая их с боков и тыла. Проникая через входы, окна, удар­ная волна разрушает внутренние конструкции сооружений (рис. 17). Из наземных зданий и сооружений наиболее устойчивыми явля­ются монолитные железобетонные сооружения, здания с метал­лическим каркасом и сооружения антисейсмической конструкции, которые выдерживают давление ударной волны от 0,5 до 0,8 кГ/см*. Менее устойчивы здания с кирпичными стенами, выдерживаю­щие давление 0,3—0,4 кГ/см*, а различные деревянные строения разрушаются при давлении 0,1—0,2 кГ/см2. Наиболее слабыми элементами промышленных и гражданских зданий и сооружений являются остекление, оконные переплеты и крыши.

Характер разрушения зданий и сооружений в первую очередь зависит от вида взрыва.

При воздушном взрыве характер разрушения зданий и сооруже-

ний определяется расположением объекта относительно 'взрыва. Вблизи эпицентра взрыва (на расстоянии, меньшем высоты взрыва) здания и сооружения испытывают всестороннее сжатие от падаю­щей сверху, а затем отраженной от поверхности земли ударной вол­ны (рис. 18, а). В результате этого сначала разрушаются перекрытия,

крыша и потолки проваливаются внутрь здания, а затем разрушают­ся и стены.

На расстояниях, больших высоты взрыва, здания и сооружения, к которым подходит ударная волна, испытывают давление, т. е. удар огромной силы на стену, обращенную к взрыву (рис. 18, б). Это давление в 2—3 раза больше избыточного давления во фронте ударной волны вследствие скоростного напора. При этом, если проч­ность здания недостаточна, то оно разрушается полностью или частично.

Подземные убежища, не выступающие над землей, испытывают такое же давление, как и поверхность земли, равное избыточному давлению во фронте ударной волны. Поэтому подземные убежища из монолитного железобетона и железобетонных конструкций могут •выдержать действия ударной волны воздушного взрыва ядерной бомбы среднего калибра в любой точке, в частности даже в эпицент­ре, то есть непосредственно под местом взрыва. Следовательно, для большей устойчивости защитные сооружения необходимо полностью углублять в грунт.

Воздушный ядерный взрыв относительно безопасен для подзем­ных сооружений и сетей коммунального хозяйства. Однако ударной

ной воздушного ядерного взрыва разрушаются источники пита-

[ коммунальных сетей,, а также энергетические сооружения. Все

ведет к авариям коммунальных сетей и выводу их из строя.

Кроме того, разрушаются воздушные электрические линии и ли-

i связи, а также получают повреждения транспортные средства.

При наземном взрыве ударная волна распространяется парал-

1ьно поверхности земли и разрушает здания и сооружения, воз-

(ствием на стену, обращенную к взрыву. Радиус разрушений на-

гаого взрыва меньше радиуса разрушения воздушного взрыва оди-

ковой мощности, но наземный ядерный взрыв может повреждать

зличные подземные сооружения и сети коммунального хозяйства

районе центра взрыва.

При подземном взрыве сильное разрушение получают подземные эр ужения, находящиеся на большой глубине под землей, а также лы и сети коммунального хозяйства в зоне действия взрыва.

Закон подобия взрывов

Избыточное давление и радиус поражения ударной волной ядер->го взрыва различной мощности рассчитывают по закону подобия рывов. Согласно этому закону, радиусы зон разрушения и пора-ения ударной волной ядерных взрывов различной мощности про-эрциональны кубическому корню из тротиловых эквивалентов. От-ода следует, что при увеличении тротилового эквивалента в ты-ячу раз, радиус поражения увеличивается в 10 раз. Это происхо-ит потому, что с увеличением мощности взрыва избыточное давле-ие также увеличивается пропорционально корню кубическому из ротилового эквивалента.

Для приблизительного сравнения радиусов зон поражения удар-;ой волной ядерных взрывов различной мощности можно пользо-;аться формулой:

-де Ri и /?г — радиусы зон поражения в метрах;

qi и qz — тротиловый эквивалент в тысячах то^ Например, радиус зоны средних разрушений щ взрыве ядерной бомбы, имеющей тротиловый эквивалент 20 кило-тонн, равен — 1600 м. Требуется определить радиус разрушений, если тротиловый эквивалент термоядерной бомбы 10 мегатонн. Подставив известные значения в приведенную выше формулу, получим:

£2 = ^1]/^-= 16001/^—^ = 12800 м.

Кроме этого, из данного расчета следует, что избыточное давле­ние будет одинаково для бомбы мощностью 20 килотонн и 10 мега­тонн на расстояниях 1,6 км и 12,8 км соответственно.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 845. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия