Муравченко В.Б., Ковалев С.А., Коннова С.С. Безапасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

261

Например, один акт слияния дейтерия и трития длится не-

сколько наносекунд (1 нс = 10

–9

с) с выделением энергии, равной

17,6 МэВ, и испусканием нейтрона высокой энергии.

Температуру, при которой начинается реакция синтеза, дос-

тигают с помощью ядерного взрыва, основанного на реакции деле-

ния атомных ядер.

Возможны реакции синтеза и между ядрами других элемен-

тов, однако вследствие необходимости крайне высоких температур

для их начала и протекания они практического зна

чения не имеют.

В качестве термоядерного горючего в настоящее время ис-

пользуют изотопы водорода –

дейтерий и тритий.

В свободном виде дейтерий и тритий представляют собой га-

зы. Атомарное содержание дейтерия в природном водороде состав-

ляет около 0,015 %, трития – 10

–6

Дейтерий является стабильным изотопом, тритий – радиоак-

тивным. Последний подвержен бета-распаду с периодом полурас-

пада около 12,3 лет. В результате распада тритий превращается в

гелий-3.

Дейтерий встречается в природе в свободном состоянии и в

химическом соединении D

О, называемом тяжелой водой. Тяжелая

вода содержится в обычной воде в количестве 0,015 %. Для прак-

тических нужд дейтерий получают электролизом тяжелой воды (из

1 000 кг воды получается 20 г дейтерия).

Тритий в небольшом количестве содержится в атмосфере. Он

образуется в результате взаимодействия ядер азота с нейтронами и

расщепления ядер различных химических элементов космическими

частицами высоких энергий. Для промышленных ну

жд тритий по-

лучают в ядерных реакторах в результате облучения лития-6 ней-

тронами.

При синтезе всех ядер дейтерия и трития, содержащихся в

одном килограмме их смеси, освобождается примерно такая же

энергия, как и при взрыве 80 тыс. т тротила.

В зависимости от типа ядерной реакции заряды делятся на:

– атомные (реакция деления) – атомная бомба;

– термоядерные (реакция синтеза) – водородная бомба. Бы-

вают обычные и специализированные (

нейтронные, чистые). Ос-

262

новные элементы, входящие в термоядерный заряд – термоядерное

горючее

и атомный заряд.

Атомные заряды

Основным элементом атомных зарядов является делящееся

вещество.

До взрыва делящееся вещество находится в подкритическом

состоянии. Для получения взрыва оно переводится в надкритиче-

ское состояние.

По принципу перевода делящегося вещества в надкритиче-

ское состояние атомные заряды разделяются на заряды пушечного

и имплозивного типа (рис. 2.1).

Рис.2.1.Схемаустройстваатомногозаряда:

а–пушечноготипа,б–имплозивноготипа

В зарядах пушечного типа две или больше частей делящегося

вещества, масса каждой из которых меньше критической, быстро

соединяются друг с другом в надкритическую массу в результате

взрыва обычного взрывчатого вещества – «выстреливания» одной

части в другую. При создании зарядов по такой схеме трудно обес-

печить высокую надкритичность делящегося вещества, вследствие

чего коэффициент полезного использовани

я его невелик. Достоин-

263

ством схемы пушечного типа является возможность создания заря-

дов сравнительно малого диаметра и высокой стойкости к воздей-

ствию механических нагрузок, что позволяет использовать их в

артиллерийских снарядах и минах.

В зарядах имплозивного типа делящееся вещество, имеющее

при нормальной плотности массу меньше критической, переводит-

ся в надкритическое состояние повышением его плотности в ре-

зу

льтате всестороннего обжатия с помощью взрыва обычного

взрывчатого вещества. В таких зарядах предоставляется возмож-

ность получить высокую надкритичность и, следовательно, высо-

кий коэффициент использования делящегося вещества. Макси-

мальное увеличение плотности делящегося вещества достигается

при его сферическом обжатии в результате взрыва сферического

слоя взрывчатого вещества.

Термоядерные заряды

Основными элементами термоядерного заряда являются тер-

моядерное горючее и атомный заряд – инициатор реакции синтеза

(рис. 2.2).

Рис.2.2.Схемаустройстватермоядерногозаряда

В связи с тем, что дейтерий и тритий в свободном состоянии

представляют собой газы, а тритий, кроме того, является радиоак-

тивным и дорогостоящим изотопом, в качестве первичного термо-

ядерного горючего обычно используют дейтерид лития-6 – твердое

вешество, представляющее собой соединение дейтерия и лития-6.

264

При облучении лития-6 нейтронами, возникающими при

взрыве атомного заряда (инициатора реакции синтеза), образуется

тритий, который и вступает в реакцию синтеза с дейтерием.

Образующиеся при реакции синтеза нейтроны вновь приво-

дят к образованию трития, а следовательно, к поддержанию реак-

ции синтеза.

Термоядерные заряды условно разделяют на

обычные и спе-

циализированные

Для обычных термоядерных зарядов распределение энергии

взрыва между поражающими факторами близко к её распределе-

нию при взрывах атомных зарядов, для специализированных ха-

рактерно резкое изменение распределения энергии взрыва между

поражающими факторами по сравнению с её распределением при

взрывах атомных зарядов. К специализированным термоядерным

зарядам относятся, например, нейтронные, «чистые» и др.

Для нейтрон

ных зарядов характерны в несколько раз боль-

ший удельный вес (на единицу энергии взрыва) выход нейтронов и

повышенная их энергия. У «чистых» зарядов резко снижен вклад в

общее энерговыделение реакции деления, т. е. резко уменьшен вы-

ход радиоактивных продуктов.

В процессе реакции синтеза образуется большое количество

нейтронов с высокой энергией, которые способны выз

ывать деле-

ние ядер урана-238. Поэтому для увеличения энергии взрыва в

термоядерных зарядах используют оболочки из урана-238 – самого

распространенного и наиболее дешевого изотопа урана.

Физические основы и виды ядерного взрыва

Ядерным взрывом называется взрыв, происходящий в резуль-

тате освобождения энергии, заключенной в ядрах атомов химиче-

ских элементов.

Освобождение внутриядерной энергии происходит двумя

способами: делением ядер тяжелых химических элементов (с

большим массовым числом) и синтеза ядер легких элементов (с

малым массовым числом).

Для характеристики энергии взрыва используют понятие

«мощность». Мощность ядерных зарядов и ядер

ных боеприпасов

принято характеризовать тротиловым эквивалентом – такой массой

265

тротила, энергия которого равна энергии, выделяющейся при воз-

душном взрыве ядерного заряда. Тротиловый эквивалент принято

выражать в тоннах.

Современные ядерные боеприпасы могут иметь мощность

взрыва от нескольких десятков тонн до нескольких десятков мил-

лионов тонн.

По мощности все ядерные боеприпасы

условно делят на пять

диапазонов:

– сверхмалые до 1 кт;

– малые 1…10 кт;

– средние 10…100 кт;

– крупные 100 кт…1 Мт;

– сверхкрупные более 1 Мт.

В зависимости от свойств окружающей зону взрыва среды

различают виды ядерных взрывов:

– воздушные;

– наземные;

– подземные;

– подводные;

– надводные;

– высотные.

Воздушный ЯВ – до 10 км (светящаяся область облака взрыва

не касается земной поверхности).

Наземный ЯВ (светящаяся область облака взрыва может ка-

саться земной поверхности).

Высотные ЯВ – H >10 км – стратосферные (10…80 км)

–

космические (> 80 км).

Формирование поражающих факторов ядерного взрыва

Взрыв любого ядерного заряда начинается с цепной реакции

деления атомных ядер.

Первоначально энергия при ядерных взрывах выделяется в

виде кинетической энергии образовавшихся частиц (осколков де-

ления, нейтронов, альфа-частиц и др.) и энергии гамма-квантов.

Указанные частицы и гамма-кванты, взаимодействуя с ато-

мами непрореагировавшей части вещества заряда, передают им

большую часть свое

й энергии, в результате чего температура в зоне

266

ядерной реакции в зависимости от её типа и общей выделившейся

энергии повышается до нескольких десятков миллионов градусов.

При такой температуре вещество заряда и элементы конст-

рукции боеприпаса мгновенно превращаются в монтированный газ

(плазму). В момент образования этот газ занимает ограниченный

объем (объем боеприпаса) и давление в нем составляет несколько

десятков миллионов атм

осфер.

Часть нейтронов и гамма-квантов, образующихся в процессе

ядерной реакции (мгновенные нейтроны и гамма-излучение), выхо-

дят за пределы зоны взрыва. Их поток вместе с образующимися при

радиоактивном распаде продуктов деления нейтронами (их называ-

ют опаздывающими) и гамма-излучением (его называют осколоч-

ным), а также гамма-излучением, возникающим в рез

ультате взаи-

модействия нейтронов с веществами боеприпаса и окружающей

средой, представляет собой характерный для ядерного взрыва по-

ражающий фактор, который называется проникающей радиацией.

Образовавшийся в результате ядерной реакции ионизирован-

ный газ (плазма) испускает интенсивный поток рентгеновского из-

лучения и, расширяясь, создает газовый поток, который представ-

ляет собой разлетающиеся с большой скоростью проду

кты взрыва

и испарившиеся вещества боеприпаса. Рентгеновское излучение и

газовый поток в зависимости от окружающей зону взрыва среды

могут проявлять себя как самостоятельные поражающие факторы в

результате передачи своей энергии окружающей зону взрыва среде,

вызывать формирование других поражающих факторов.

Радиоактивные продукты, образующиеся в результате цеп-

ной реакции деления атомных ядер (осколки деления, радиоактив-

ные изотопы, возникающие при взаимодействии нейтронов с ато-

мами неразделившегося урана или плутония и материалов боепри-

паса), а также радиоактивные изотопы, образующиеся под действи-

ем испу

скаемых при ядерной реакции нейтронов на элементы ок-

ружающей среды, могут создать радиоактивное заражение атмо-

сферы и территории.

Итак, энергия из зоны ядерной реакции независимо от среды,

в которой происходит взрыв, уносится проникающей радиацией,

рентгеновским излучением, газовым потоком и радиоактивными

продуктами. Ее распределение между указанными факторами зави-

267

сит от конструктивных особенностей ядерного заряда и боеприпаса

в целом. При взрыве атомного и обычного термоядерного боепри-

пасов это распределение энергии ориентировочно характеризуется

следующими данными:

– проникающая радиация – 5 %;

– радиоактивные продукты – 10 %;

– рентгеновское излучение и газовый поток – 85 %.

В результате взаимодействия проникающей радиации, рент-

геновского излучения и газового потока с окружающей зону взрыва

средой (возд

ух, грунт, вода) происходят характерные для каждой

среды физические процессы, обуславливающие внешнюю картину

и поражающие факторы взрыва.

Основные поражающие факторы ядерных взрывов приведе-

ны в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Поражающие факторы ядерных взрывов

Вид взрыва

№

п/п

Поражающий фактор

воздушный наземный подземный

1 Воздушная ударная волна + + –

2 Радиоактивное заражение

местности

+/– + +

3 Световое излучение + + –

4 Проникающая радиация + + –

5 Электромагнитный

импульс

+ + –

6 Сейсмовзрывные волны +/– + +

7 Пылевые образования

(приземный слой

и пылевой столб)

+/– + +

8 Радиоактивное заражение

атмосферы

+ + +

9 Местное действие взрыва

(воронка, навал грунта,

вспучивание грунта)

– + –

10 Облако взрыва + + +

268

Разновидностью ядерного оружия является радиологическое

оружие

– как один из возможных видов оружия массового уничто-

жения. Его действие основано на использовании БРВ, применяе-

мых в виде специально приготовленных порошков или растворов

веществ, содержащих в составе радиоактивные элементы, вызы-

вающие эффект ионизации. Основным источником БРВ служат от-

ходы, образующиеся при работе ядерных реакторов. Применение

БРВ может осуществляться с помощью авиабо

мб, беспилотных

самолетов, крылатых ракет и т. д.

2.3.Оружиевоздействиянаокружающуюсреду

(геофизическое)

Геофизическое оружие – можно отнести к ОМП, но выделя-

ют в отдельный вид. Это совокупность различных средств, позво-

ляющих использовать в военных целях разрушительные силы при-

роды путем искусственно вызываемых изменений физических

свойств и процессов, протекающих в атмосфере, гидросфере и ли-

тосфере Земли, которое подразделяется на:

– атмосферное (длительные ливневые осадки, сильные гро-

зы, туманы);

– гидросферное (волны цунами, приливные волны, затопле-

ния территорий, склонные процессы – оползни, сели, лавины);

– литосферное (землетрясения, вулканы, перемещение гео-

логических образований);

– климатическое (воздействие на снежно-ледовый покров –

на полюсах Земли, изменение температурно-влажностного режима

с помощью орбитальных энергетических станций);

– биосферное (экологическое) (истребление флоры и фауны,

загрязнение окружающей среды);

– геокосмическое (разрушение озонового слоя);

– ноосферное (информационное, психотропное).

Для воздействия на природные процессы могут быть исполь-

зованы такие средства, как химические вещества, мощные генера-

торы электромагнитных излучений, тепловые генераторы и т. п.

Однако наиболее эффективным средством воздействия на геофизи-

ческие процессы считается использование ядерного оружия. Пора-

269

жающими факторами геофизического оружия являются катастро-

фические последствия спровоцированных опасных природных яв-

лений.

Контрольныевопросы

1. Общая характеристика военной безопасности и опасностей

России.

2. Основные военные угрозы национальной безопасности России.

3. Общая характеристика обычных современных средств пора-

жения.

4. Виды оружия массового поражения и их общая характеристика.

5. Химическое оружие. Характеристика, виды.

6. Биологическое оружие. Характеристика, виды, характер воз-

действия на человека и окружающую среду.

7. Ядерное оружие. Характеристика, виды.

Основные поражающие факторы ядерного взрыва.

9. Характеристика ядерного взрыва и его воздействие на человека.

10. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при ядерном

взрыве.

270

Разделшестой



ЗАЩИТАНАСЕЛЕНИЯ

ВЧРЕЗВЫЧАЙНЫХСИТУАЦИЯХ

1.Основныеспособыисредствазащитынаселения

Защита населения в ЧС – это совокупность взаимосвязанных

по времени, ресурсам и месту проведения мероприятий РСЧС, на-

правленных на предотвращение или предельное снижение потерь

населения и угрозы его жизни и здоровью от поражающих факто-

ров и воздействий источников ЧС.

Мероприятия по защите людей от источников ЧС должны

планироваться в объёмах, гарантирующих непревышение норма-

тивного воздействия на них возможных поражающих факторов для

расчетной ЧС.

В условиях возникновения ЧС мероприятия по защите долж-

ны осуществляется в объёмах, обеспечивающих непревышение до-

пустимого нормативного воздействия на людей реализовавшихся

поражающих факторов.

Если в силу складывающихся обстоятельств установленные

нормативы допустимых опасных воздействий могут быть превы-

шены, мероприятия по защит

е людей надлежит проводить по на-

правлениям и в масштабах, позволяющих максимально ослабить

это воздействие.

Для защиты жизни и здоровья населения в ЧС следует при-

менять следующие основные мероприятия:

1. Использование средств защиты (коллективных, индивиду-

альных, медицинских);

2. Инженерная защита населения;

3. Эвакуация населения;

4. Противопожарная защита населени

я;