Для организации и проведения мероприятий по защите населения, объектов и ликвидации последствий применения противником оружия массового поражения необходимо знания поражающего действия ядерного, химического, бактериологического (биологического) оружия и других современных средств поражения.
В зависимости от вида применяемого оружия массового поражения могут образоваться очаги: ядерного (радиационного), химического, бактериологического (биологического) поражения и зоны радиоактивного, химического и бактериологического (биологического) заражения. Очаги поражения могут возникать и при применении обычных средств поражения противника (террористический акт). При воздействии двух видов и более оружия массового поражения образуется очаг комбинированного поражения. Первичные действия поражающих факторов ОМП и других средств поражения могут привести к возникновению взрывов, пожаров, затоплений местности и распространение на ней сильнодействующих ядовитых веществ. При этом образуются вторичные очаги поражения.
Выше указанные очаги поражения возникают также, в случае производственных аварий, сопровождаемых выбросом (утечкой), взрывом СДЯВ на крупных промышленных объектах (химических предприятиях, нефтехимических, нефтеперерабатывающих, энергетических и д.р.)). Часто аварии на складах таких предприятий, когда разрушаются крупнотоннажные емкости, СДЯВ (сильнодействующие) ядовитые вещества распространяются за пределы предприятия, приводят к массовому поражению не только персонала предприятия, но и населения проживающих вблизи химически опасных предприятий.
Безопасность функционирования химически опасных объектов зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, от характера технологического процесса, от конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химических веществ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т.д.
Характеристика очага ядерного (радиационного) поражения
Очагом ядерного (радиационного) поражения называется территория, в пределах которой в результате воздействия ядерного оружия, техногенной (производственной) аварии (атомная станция), произошли массовые поражения людей, с/х животных, растений и повреждения жилых зданий и сооружений. Также факты диверсионного и без контрольного ввоза (халатность со стороны таможенных служб) на территорию Азербайджанской республики различного имущества, оборудования, предметов питания и т.д., могут привести к образованию как простых, так и более сложных по распространенности очагов (зон) радиоактивного заражения (поражения), с различной степенью последствий (гибель людей, растений, животных и т.д.).
Применение (использование) ядерного оружия может произойти, в результате конфликтов нескольких государств.
Рассмотрим данный очаг, который может возникнуть при взрыве ядерного боеприпаса.
Очаг ядерного поражения характеризуется: количеством пострадавших, размерами площадей поражения, зонами заражения с различными уровнями радиации, зонами пожаров, затопления, разрушениями и повреждениями жилых зданий и других сооружений. Размеры очага зависят от мощности, вида взрыва, метеорологических условий, характера застроек и рельефа местности.
Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной волны, тепловым действием светового излучения, радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс).
Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит.
При взрыве ядерного боеприпаса выделяются пять поражающих факторов с распределением ее энергии в атмосфере следующим образом:
1. Ударная волна – 50 %
2. Световое излучение – 30-40 % (в среднем - 35 %)
3. Проникающая радиация – 4- 5 %
4. Радиоактивное заражение местности - 10-15 % (часто 10 %)
5. Электромагнитный импульс –1 %
Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и объекты происходит не одновременно и различается по длительности действия, характеру и масштабам заражения.
Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны). Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд. Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расширится, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои воздуха. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. С увеличением расстояния от места (эпицентра) взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает. На больших удалениях ударная волна переходит, по-существу, в обычную акустическую волну и скорость ее распространения приближается к скорости звука в окружающей среде, т.е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м – за 4 с, 3000 м – за 7 с, 5000 м – за 12 с.
Учитывая время распространения ударной волны, человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны может занять ближайшее укрытие (складку местности, канаву, и т.п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волны.
Характер изменения давления по времени в какой-либо фиксированной точке пространства (поверхности земли) при прохождении через нее ударной волны показаны на рис.1. Перед фронтом ударной волны
т.е. перед взрывом давление в воздухе равно атмосферному Ро . С приходом фронта ударной волны, т.е. при взрыве, в данную точку пространства давление резко (скачком) увеличивается и достигает максимального Рф или Рмах . Это можно выразит формулой Рф= Ро+ DРф .
После того как фронт ударной волны (ее передняя граница) проходит данную точку пространства, давление в ней постепенно снижается и через некоторый промежуток времени становится равным атмосферному. Образовавшийся слой сжатого воздуха называется фазой сжатия (t + ). В этот период времени воздушная ударная волна обладает наибольшим разрушающим действием. В дальнейшем, продолжая уменьшаться, давление становится ниже атмосферного и воздух начинает двигаться в направлении, противоположном распространению ударной волны, т.е. к центру взрыва. Это зона пониженного давления называется фазой разрежения (t - ). В фазе разрежения ударная волна производит меньше разрушения, чем в фазе сжатия, так как максимальное отрицательное давление значительно меньше максимального избыточного давления во фронте ударной волны. После окончания периода действия фазы разрежения, когда давление окружающей среды, практически прекращается движение масс воздуха, а следовательно, и разрушающее действие ударной волны.
Основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление во фронте ударной волны, давление скоростного напора ударной волны, продолжительность действия волны – длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны. Избыточное давление во фронте ударной волны (DРф) – это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны (Рмах) и нормальным атмосферным давлением (Ро) пред этим фронтом (Рис.1),
т.е. DРф = Рф - Ро . Единица избыточного давления – Па, кПа, или кгс/см2. 1 кгс/см2~100кПа.
Воздействие ударной волны (мощностью 1 Мт) на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.
Крайне тяжелые травмы у людей возникают при избыточном давлении (DР) более 100 кПа (1,0 кгс/см2). При этом отмечаются: 1) разрывы внутренних органов; 2) переломы костей; 3) внутренние кровотечения; 4) сотрясения мозга; 5) длительная потеря сознания. Эти травмы могут привести к смертельному исходу.
Тяжелые травмы у людей возникают при избыточном давлении (DР) от 60 до 100 кПа (от 0,6 до 1,0 кгс/см2). Они характеризуются: 1) сильной контузией всего организма; 2) потерей сознания; 3) переломами костей; 4) кровотечением из носа и ушей; 5) возможны повреждения внутренних органов и внутренние кровотечения.
Средний тяжести травмы возникают при избыточном давлении (DР) от 40 до 60 кПа (от 0,4 до 0,6 кгс/см2). При этом могут быть: 1) вывихи конечностей; 2) контузии головного мозга; 3) повреждения органов слуха; 4) кровотечения из носа и ушей.
Легкие травмы возможны при избыточном давлении (DР) от 20 до 40 кПа (от 0,2 до 0,4 кгс/см2). Они выражаются в скоропроходящих нарушениях функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль, потерей сознание на короткое время и т.д.).
Избыточное давление (DР) во фронте ударной волны 10 кПа (0,1 кгс/см2) и менее для людей и животных расположенных вне укрытий, считаются безопасными..
Воздействие ударной волны на здания и сооружения вызывают разрушения различных степеней и выделяются 3-4 зоны (рис.2):
1) Зона полных разрушений образуется при избыточном давлении (DР) свыше 50 кПа (0,5 кгс/см2). Разрушаются все основные элементы зданий, включая и несущие конструкции. Использование зданий невозможно. Подвальные помещения при сильных и полных разрушениях могут сохранятся и после разбора завалов частично использоваться.
2) Зона средних разрушений образуется при избыточном давлении (DР) от 50 до 30 кПа (от 0,5 до 0,3 кгс/см2). Составляет около 10% всей площади очага. Наблюдается: 1) разрушение несущих конструкций и перекрытий верхних этажей; 2) образование трещин в стенах и деформацией перекрытий нижних этажей. Неустойчивые конструкции почти разрушаются. Использование помещений становится невозможным, а ремонт и восстановительные работы проводить нецелесообразно.
3) Зона средних разрушений характеризуется избыточным давлением (DР) от 30 до 20 кПа (от 0,3 до 0,2 кгс/см2). Занимает около 18 % площади очага. Возникают пожары. Деревянные постройки получают сильные повреждения и полные разрушения. Наблюдается разрушение крыш и встроенных элементов – внутренних перегородок, окон. Обрушении отдельных участков и стен верхних этажей каменных зданий. Подвалы сохраняются и могут использоваться под убежище. Восстановление зданий возможно при проведении капитального ремонта.
4) Зона слабых разрушений создается при избыточном давлении (DР) от 20 до 10 кПа (от 0,2 до 0,1 кгс/см2). На ее доля приходится до 60% площади всего очага. 1) разрушаются оконные и дверные заполнения и легкие перегородки; 2) частично разрушается кровля; 3) возможны трещины в стенах верхних этажей жилых зданий и сооружений.
Косвенные поражения люди могут получить в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стекла, камней, дерева и других предметов.
Гарантированная защита людей от ударной волны обеспечивается при укрытии их в убежищах. При отсутствии убежищ используются противорадиационные укрытия, подземные выработки, естественные укрытия и рельеф местности. Характер и степень поражения незащищенных людей и животных зависит от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.
Световое излучение– совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения это светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Температура светящейся области в течении некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум 8000-10000 и минимум – 1800 оС). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяется во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20кт светового излучения продолжается 3 с, термоядерного заряда 1 Мт – 10 с.
Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. Световой импульс называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. Единица светового импульса – Дж/м2, или кал/м2. 1 кал/м2 = 40 кДж/м2. Световой импульс зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва и ослабления светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздействия дыма, пыли, растительности, неровностей местности и т.д. При наземном взрыве и надводных взрывах световой импульс на одних и тех же расстояниях меньше, чем при воздушном. При оценке светового импульса необходимо учитывать возможность воздействия отраженных лучей. Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, высохшая трава, бетонное покрытие и т.д.), то прямое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным. Если взрыв происходит между облаками и землей (воздушный взрыв), то световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, закрытые от прямого излучения. Световой импульс, отраженный от облака, может достигать половины прямого импульса.
Воздействием светового излучения на людей и животных вызываются ожоги открытых участков тела, которые по тяжести делятся по тяжести поражения организма на:
1. Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они представляют особой опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий.
2. Ожоги второй степени образуют пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью. При поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении.
3. Ожоги третьей степени характеризуются омертвление кожи с омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя..
4. Ожоги четвертой степени выражаются омертвлением кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей).
Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части покрова может привести к смертельному исходу. Одежда людей и шерстяной покров у животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у животных – на участках тела, покрытых коротким и редким волосяным покровом.
Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или прозрачную, особенно одежду из синтетических материалов. Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления – под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2-5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, - до 30 мин и более.
Защита от светового излучения. Так как световое излучение распространяется прямолинейно, любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой от него. Использую для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами и т.п., можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излучения.
Световое излучение вызывают пожары на объектах и населенных пунктах, которые классифицируются по трем зонам:
1.Зона отдельных пожаров, территория. на которых пожары возникают в отдельных зданиях в отдельных зданиях, сооружениях.
2. Зона сплошных пожаров, территория, на которой горит большинство сохранившихся зданий.
3. Зона горения и тления в завалах представляет собой территорию, на которой горят разрушенные здания и сооружения I, II и III степени огнеопасности. Она характеризуется сильным задымлением, выделением окиси углерода и других токсических газов и продолжительным горением в завалах.
4. Огневой шторм характеризуется 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 степени огнестойкости не менее 20 %. Последствием воспламеняющего действия светового излучения могут обширные лесные пожары. Возникновение и развитие пожаров в лесу зависит от времени года, метеорологических условий и рельефа местности. Сухая погода, сильный ветер и ровная местность способствует быстрому распространению пожара. Лиственный лес летом, когда деревья имеют зеленые листья, загорается 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 распространению низовых пожаров. В зимних условиях возможность возникновения пожаров уменьшается в связи с наличием снежного покрова.
Проникающая радиация представляет собой альфа (α) -, бета (δ)- и гамма (γ) излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации не превышает 10-15с с момента взрыва.
Основные параметры характеризующие излучение – доза и мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.
Ионизирующая способность гамма (γ) лучей характеризуется экспозиционной дозой излучения. Единицей экспозиционной дозой γ – излучения это Кл/кг. В практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют несистемную единицу рентген (Р). Единица мощности экспозиционной дозы применяют ампер на килограмм (А/кг), рентген в секунду (Р/с) и рентген в час (Р/ч).
Степень тяжести лучевого поражения главным образов зависит от поглощенной энергии. Для измерения поглощенной дозы любого вида ионизирующего излучения Международной системой “СИ” установлена единица грей (Гр). В практике применяется внесистемная единица – рад. 1 Гр =1 Дж/кг=100 рад = 10000 эрг/г.
Поражение людей и животных проникающей радиацией вызывают лучевые болезни. Облучение, полученное за время , превышающее четверо суток является многократной. При однократном облучении организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы различают четыре степени лучевой болезни:
1. Лучевая болезнь первой (легкой) степени возникает при экспозиционной дозе излучения 100-200Р (0,0226-0,05 Кл/кг). Продолжительность скрытого периода 2-3 недели, после чего появляется недомогания, общая слабость, чувство тяжести в голове, стеснение в груди, повышение потливости, периодическое повышение температуры. Лучевая болезнь первой степени излечима.
2. Лучевая болезнь второй (средней) степени при экспозиционной дозе излучения 200-400Р (0,05-0,1 Кл/кг). Скрытый период длится 1 неделю. Проявляется в более сложной форме: расстройство функций нервной системы, головные боли, головокружение, рвота, повышение температуры тела. Возможен смертельный исход.
3. Лучевая болезнь третьей (тяжелая) степени при экспозиционной дозе излучения 400-600Р (0,1-0,15 Кл/кг). Скрытый период – несколько часов. После чего, отмечается тяжелое общее состояние, сильные головные боли, рвота, понос, потеря сознания, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, некроз слизистых оболочек в области десен и т.д. Без лечения болезнь в 20-70 % случаев заканчивается смертью, чаще от инфекционных осложнений и или от кровотечений.
2. Лучевая болезнь четвертой (крайне тяжелая) степени при экспозиционной дозе излучения более 600Р (0,15 Кл/кг). Без лечения обычно заканчивается смертью в течении двух недель. При взрывах ядерного боеприпаса на больших высотах и в космосе основным поражающим фактором становится импульс проникающей радиации.
Защитные свойства материала характеризуются слоем половинного ослабления, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза.
Радиоактивное заражение местности возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.
Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависит от мощности и вида взрыва; характера поверхности, над которой (на которой) произведен взрыв; метеорологических условий и времени, прошедшего после взрыва. Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении и скорости ветра радиоактивный след имеет след вытянутого эллипса (рис.3).
Степень радиоактивного заражения местности характеризуется:
1) Уровнем радиации на определенное время после взрыва;
2)Экспозиционной дозой радиации (гамма-излучения), полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ (D ).
Уровнем радиации называются мощность экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7-1 м над зараженной поверхностью. Заражение техники, предметов, одежды, продовольствия, воды, а также кожных покровов людей и животных измеряются в (мР/ч). 1 мР/ч =1. 10-3 Р/ч. Местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч. Уровень радиации зависит от плотности потока гамма-квантов и их энергии.
Выделяются 4 зоны радиоактивного заражения местности (Рис. 3.):
1. Зона умеренного заражения (зона А) характеризуется экспозиционной дозой излучения за время полного распада РВ (D ). колеблется от 40-400 Р (0,02- 0,1 Кл/кг). Уровень радиации (ро) на внешней границе через 1 час после взрыва (ро= 8 Р/ч), после 10 часов (р10= 0,5 Р/ч).
В зоне А работы не прекращаются.
2. Зона сильного заражения (Б ) характеризуется D от 400 до 1200 Р (0,02- 0,1 Кл/кг). Уровень радиации (ро) на внешней границе через 1 час после взрыва (ро= 80 Р/ч), после 10 часов (р10= 5 Р/ч).
Работы прекращаются на 1 сутки. Население укрывается в убежищах и укрытиях.
3. Зона опасного заражения (В ) характеризуется D от 1200 до 4000 Р (0,02- 0,1 Кл/кг). Уровень радиации (ро) на внешней границе через 1 час после взрыва (ро= 240 Р/ч), после 10 часов (р10= 15 Р/ч).
Работы на объектах прекращаются от 1 до 3-4 суток. Рабочие и служащие укрываются в противорадиационных укрытиях (ПРУ). И только лишь по сигналу ГО “отбой радиоактивное заражение” могут выйти из укрытий.
4. Зона чрезвычайно опасного заражения (Г ) характеризуется D от 4000 Р и более (0,1 Кл/кг). Уровень радиации (ро) на внешней границе через 1 час после взрыва (ро= 800 Р/ч), после 10 часов (р10= 50 Р/ч).
Работы на объектах прекращаются на 4 суток и более. Рабочие и служащие укрываются в противорадиационных укрытиях (ПРУ). И только лишь по сигналу ГО “отбой радиоактивное заражение” могут выйти из укрытий.
Электромагнитный импульс (ЭМИ). При взаимодействии мгновенного и захватного гамм-излучений с атомами и молекулами среды последним сообщаются импульсы энергии. ЭМИ непосредственного действия на человека не оказывает. Приемники энергии ЭМИ – проводящие электрический ток тела: все воздушные и подземные линии связи, линии управления, сигнализации, электропередачи, металлические мачты и опоры, воздушные и подземные антенные устройства, трубопроводы и другие конструкции, изготовленные из металла. В момент взрыва в них на доли секунды возникает импульс электрического тока и появляется разность потенциала относительно земли.
Наибольшую опасность ЭМИ представляет для аппаратуры не оборудованной специальной защитой, даже если она находится в особо прочных сооружениях, способных выдерживать большие механические нагрузи от действия ударной волны ядерного взрыва. ЭМИ для такой аппаратуры является главным поражающим фактором. Линии электропередач и их оборудование, рассчитанные на напряжение десятков – сотен киловольт, являются устойчивыми к воздействию электромагнитного импульса. На кабельных и воздушных линиях, попавших в зону мощных импульсов электромагнитного излучения, возникают (наводятся) высокие электрические напряжения. Наведенное напряжение может вызвать повреждения выходных цепей аппаратуры на довольно удаленных участках этих линий
Поможем написать любую работу на аналогичную тему