20409 (Зброя масового ураження та коротка її характеристика)

“Затверджую”

Викладач курсу цивільної оборони

_______________ П.І.Б.

“___”______________200 р.

ПЛАН-КОНСПЕКТ

проведення заняття з цивільної оборони з

студентами четвертої групи третього курсу

фізичного факультету.

ТЕМА: Зброя масового ураження та коротка її характеристика.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: ознайомити студентів із зброєю масового ураження, дати основні поняття і визначення.

ЧАС: 45 хв.

Місце: Навчальна аудиторія курсу цивільної оборони.

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ:

1. Ядерна зброя та її уражаючі фактори.

2. Хімічна зброя. Класифікація отруйних речовин за характером їх дії на живі організми. Основні властивості хімічних засобів ураження.

3. Біологічна зброя. Види і основні властивості біологічних засобів ураження.

4. Нові види зброї масового ураження.

ЛІТЕРАТУРА ПО ТЕМІ:

ХІД ЗАНЯТТЯ

І. ВСТУП./5 хв./:

- Перевірити наявність студентів.

- Провести коротке опитування за матеріалами минулої теми.

- Оголосити тему заняття.

ІІ. ОСНОВНА ЧАСТИНА:/35 хв./

ІІІ ЗАКЛЮЧНА ЧАСТИНА:/5 хв./

- Підвести підсумки заняття.

- Дати відповіді на запитання студентів.

- Дати завдання на самостійну підготовку.

Вступ

До сучасних засобів ураження відноситься зброя масового знищення (ЗМЗ), до якої відносяться: ядерна, хімічна та бактеріологічна. Залежно від виду використання зброї виникає відповідний осередок ураження.

Первинні дії уражаючих факторів ЗМУ можуть привести до виникнення вибухів, пожеж, затоплень місцевості та розповсюдження по ній сильнодіючих отруйних речовин. При цьому утворюються вторинні осередки ураження.

ЯДЕРНА ЗБРОЯ

Осередок ядерного ураження. Осередком ядерного ураження називається територія, в межах якої внаслідок дії ядерної зброї утворилися масові ураження людей, тварин, рослин або руйнування будівель та споруд.

Осередок ядерного ураження характеризується:

• кількістю уражених;

• розмірами площі ураження;

• зонами зараження з різними рівнями радіації;

• зонами пожеж, затоплень, руйнувань і пошкоджень будівель та споруд;

• частковим руйнуванням, пошкодженням або завалом захисних споруд.

• Поразка людей та тварин із осередку може бути від ударної хвилі, світлового випромінювання, проникаючої радіації і радіоактивного забруднення, а також від дії вторинних факторів ураження. Ступінь руйнування елементів виробничого комплексу об'єкта визначається в основному дією ударної хвилі, світлового випромінювання, вторинних факторів ураженння, а для деяких об'єктів також дією проникаючої радіації та електромагнітного імпульсу.

Ядерна зброя. Ядерною зброєю називають зброю, уражаюча дія якої базується на використанні енергії, що виділяється у виді вибуху при ядерних перетвореннях.

До ядерних боєприпасів належать оснащені ядерними зарядами бойові частини ракет, авіаційні бомби, артилерійські снаряди, ядерні фугаси. Пристрої, які використовуються для здійснення вибухового процесу і звільнення ядерної енергії, називаються ядерними зарядами.

За характером вибухових реакцій вони поділяються на три основні види. Заряди, уражаюча дія котрих базується на використанні енергії ділення ядер радіоактивних речовин, називаються ядерними. Ядерні заряди, які базуються на енергії реакцій "ділення - синтез", "ділення - синтез - |ділення", називаються термоядерними. Ядерні боєприпаси з підвищеним виходом нейтронного потоку в складі проникаючої радіації називають нейтронними.

Потужність ядерних боєприпасів визначається загальною кількістю звільненої при ядерному вибусі енергії. На озброєнні армій ядерних держав ядерні боєприпаси мають потужність від декількох тонн до десятків мегатонн. В залежності від розташування центру вибуху по відношенню до поверхні землі (води), фізичних процесів, які супроводжують вибух, середовища, в якому його проведено, розрізняють наземний, надводний, повітряний, висотний, підземний, підводний ядерний вибух.

При вибусі ядерного боєприпасу утворюються такі уражаючі фактори: ударна повітряна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження місцевості і електромагнітний імпульс. При вибусі ядерного боєприпасу за мільйонні долі секунди виділяється величезна кількість енергії. Температура в зоні проходження реакції підвищується до декількох мільйонів градусів, а максимальний тиск досягає мільярдів атмосфер. Високі температура і тиск утворюють потужну ударну повітряну хвилю. Разом з ударною повітряною хвилею виникає світлове випромінювання і проникаюча радіація, яка складається із потоку нейтронів і гама-квантів. Хмара ядерного вибуху включає в себе дуже велику кількість радіоактивних речовин. По шляху руху цієї хмари радіоактивні речовини випадають на землю, внаслідок чого виникає радіоактивне зараження місцевості, об'єктів, повітря. Нерівномірний рух електричних зарядів в повітрі, виникаючи під дією іонізуючих випромінювань, викликає великої потужності електромагнітний імпульс.

Ударна хвиля ядерного вибуху - це один із основних уражаючих факторів. Ударною хвилею називається область різкого стиску повітря, яка розповсюджується радіально від центру вибуху з надзвуковою швидкістю. Маючи великий запас енергії, ударна хвиля ядерного вибуху може уражати незахищених людей, руйнувати різні споруди, будівлі, обладнання, техніку. Із збільшенням відстані від центру вибуху швидкість розповсюдження ударної повітряної хвилі і надмірний тиск зменшуються.

Параметром, який визначає механічну дію ударної хвилі, є максимальний надмірний тиск повітря безпосередньо у фронті ударної хвилі ( її передня границя), ∆Р_ф - це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі Р_ф і нормальним атмосферним тиском Р₀: ∆Р =Р_ф -Р_о.

Перед фронтом ударної повітряної хвилі тиск в повітрі дорівнює атмосферному Р_о. З приходом фронту хвилі в дану точку простору тиск стрибком (різко) збільшується і досягає максимального значення:

Р_Ф =Р₀+∆Р_ф.

В цій точці різко зростає температура, швидкість руху повітря і щільність. Після проходження фронту ударної повітряної хвилі через дану точку простору, тиск в ній знижується і через деякий час дорівнює атмосферному Р_о. Утворений шар стиснутого повітря називається фазою стиску τ₊ В цей момент повітряна хвиля має найбільш руйнівну дію. Із збільшенням відстані від центру вибуху тиск у фронті ударної хвилі зменшується, товщина шару стиску весь час збільшується і через час τ₊ тиск починає дорівнювати атмосферному. Подальше зменшення тиску призводить до розрідження повітря. В цей час повітря починає рухатись і сторону вибуху. Ця зона пониженого тиску називається фазою розрідження τ_- В цій фазі ударна хвиля призводить до менших руйнувань, ніж в фазі стиску тому, що максимальний від'ємний тиск значно менший від максимального надмірного тиску у фронті ударної хвилі. Після закінчення дії фази розрідження тиск стає рівним атмосферному, рух повітря припиняється. Одночасно з проходженням повітряної ударної хвилі з великою швидкістю пересувається повітря, яке являє собою швидкісний напір повітря, ∆Р_{шн ,}- це є динамічне навантаження, яке утворюється потоком повітря. Вимірюється в паскалях (Па). Швидкісний напір повітря знаходиться в прямій залежності від швидкості і густини повітря за фронтом повітряної ударної хвилі. Розраховується за формулою:

∆Р_шн = хVρ/2 = 2,5∆Р_ф²/(∆Р_ф+7Р₀),

де ∆Р_шн- швидкісний напір повітря (Па);

V- швидкість частинки повітря безпосередньо за фронтом ударної хвилі(м/с);

ρ-густина повітря за фронтом ударної хвилі(кг/м³).

Найбільша руйнівна дія швидкісного напору проявляється в місцях, в яких надмірний тиск більше 50 кПа. В цих місцях швидкість вітру досягає 100 м/с. Осередок ядерного ураження в залежності від тиску у фронті ударної хвилі умовно поділяється на зони зруйнування: повні, сильні, середні і слабкі.

При повних зруйнуваннях в будинках, спорудах знищені несучі конструкції. Обвалені перекриття. Обладнання, технічні засоби ремонту не підлягають. На електромережах розриви кабелів, на всіх трубопроводах, які знаходяться на поверхні (відкриті) - значні зруйнування, повітряні лінії зв'язку і електропередач порвані, стовпи ліній звалені. При повних зруйнуваннях встановлення пошкоджень недоцільно. Виникають суцільні завали і задимленість від палаючих предметів.

При сильних зруйнуваннях значно деформуються несучі конструкції споруд і будинків, більша частина стін і перекрить обвалена. Механізми, обладнання дуже здеформовані. На трубопроводах, мережах зв’язку і електропостачання розриви і деформації. Виникають суцільні пожежі і завали.

При середніх зруйнуваннях в спорудах, будинках обвалено дах, перегородки, стіни, вибиті вікна, двері. Перекриття і підвали не зруйновані. Частину приміщення можна використовувати. Окремі вузли обладнання, техніки потребують капітального ремонту. Будинки, споруди, обладнання, комунально-енергетичні мережі, техніка потребують капітального ремонту. Виникають окремі завали і суцільні пожежі.

При слабких зруйнуваннях будинки і споруди можуть мати внутрішні пошкодження перегородок, віконних і дверних отворів. На комунально-енергетичних мережах незначні порушення і поломки. Елементи обладнання, техніки, мережі потребують дрібного ремонту. В цій зоні виникають окремі пожежі.

Ударна повітряна хвиля уражає людей внаслідок безпосередньої дії і непрямої дії. При безпосередній (прямій) дії повітряної ударної хвилі причиною ураження є надмірний тиск.

При непрямому ураженні люди отримують різні травми від обломів споруд будинків, обладнання, скла і т.д., які летять з великою швидкістю під дією напору повітря. Таке ураження можливе при надмірному тиску 3 кПа і більше. Травми, які отримують люди, поділяються на легкі, середні, важкі і дуже важкі. До легких травм (∆Р_ф=20-40 кПа) віднесено тимчасове пошкодження слуху, вивихи суглобів, легку загальну контузію.

До середніх травм (∆Р_ф=40 -60 кПа) віднесено сильні вивихи і переломи, контузію, пошкодження органів слуху, кровотечу з носа і вух. До тяжких травм (∆Р_ф=60 – 100 кПа) віднесено сильну контузій всього організму, пошкодження внутрішніх органів і мозку, тяжкі переломі. До дуже важких травм (∆Р_ф більше 100 кПа) віднесено травми, які призводять до смерті.

Основним заходом порятунку від уражаючої дії повітряної ударної хвилі є укриття людей в захисних спорудах.

Площа осередку ядерного ураження від дії повітряної ударної хвилі ядерного вибуху визначається за формулою:

S = πR²,

де R - відстань (радіус) від центру вибуху до точок надмірного тиску ∆P_ф=10 кПа.

Надмірний тиск 10 кПа і менше не викликає травм і зруйнувань і є граничним для осередку ураження.

Розміри зон ураження від загальної площі осередку ядерного ураження орієнтовно складають: зона суцільних зруйнувань -12%, сильних -10%, середніх - 18%, слабких - 60%.

Світлове випромінювання ядерного вибуху - це електромагнітне випромінювання оптичного діапазону у видимій, ультрафіолетовій і інфрачервоній областях спектру. Джерелом світлового випромінювання є вогненна куля, яка виникає при ядерному вибусі. До її складу входять розжарені продукти вибуху і повітря. Із області, що світиться (вогненної кулі) випромінюється дуже велика кількість променевої енергії. Внаслідок цього опромінюванні предмети дуже швидко нагріваються, обвуглюються, або загоряються, а в живих тканинах виникають опіки різних ступенів. Основним параметром, що визначає уражаючу дію світлового випромінювання ядерного вибуху, є світловий імпульс. Світловий імпульс - це кількість світлової енергії, яка припадає на один квадратний метр освітлюваної поверхні, розташованої перпендикулярно до напряму розповсюдження випромінювання.

Світловий імпульс зменшується із збільшенням відстані від центру вибуху і стану атмосфери. Ослаблення світлового імпульсу при наземних вибухах відбувається тому, що в цьому випадку світлова енергія виходить не з поверхні сфери (як при повітряному вибусі), а з поверхні півсфери. Крім того, при наземних вибухах відбувається екранування світлового випромінювання порохом і димом. Інтенсивність світлового випромінювання із збільшенням відстані зменшується внаслідок розсіювання і поглинання проміння.

Дощ, сніг, туман, порох, дим поглинають світлове випромінювання знижують його потужність і уражаючу силу в декілька раз. Уражаюча сила світлового випромінювання залежить від того, яку долю світлової енергії поглинає 1 см² поверхні і до якої температурні вона нагрівається. В свою чергу температура нагрівання освітленої поверхні визначається теплопровідністю і питомою тепломісткістю тіла. Чим більшою є поглинаюча здатність поверхні і чим меншою теплопровідність і питома тепломісткість, тим вища температура нагрівання поверхні.

Ураження людей світловим випромінюванням - це поява опіків різних ступенів відкритих і закритих одягом ділянок тіла, а також ураження очей.

Небезпечність опіків для життя залежить також від розміру ураженої площі тіла. Наприклад, опік першого ступеня по всьому тілі може бути більш небезпечний, ніж опік третього ступеня на малій ділянці.