Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Поражающее действие светового излучения
Световое излучение является одним из основных поражающих факторов ядерного взрыва. Световое излучение - это электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра. Источником излучения является огненный шар — светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и воздуха. Из этой области излучается огромное количество лучистой энергии в чрезвычайно короткий промежуток времени, вследствие че- го происходит быстрый нагрев облучаемых предметов. Под действием светового импульса на промышленных предприятиях, сельскохозяйственных объектах могут образоваться отдельные или сплошные пожары, воспламениться сено, солома, стружка и др. материалы. Среднее количество возгораний от светового импульса, приходящееся на единицу застройки, зависит от противопожарной готовности объекта. Поражающее действие светового излучения характеризуется количеством световой энергии и временем его действия. Световым импульсом называется количество прямой световой энергии, падающей на 1 м2 поверхности, перпендикулярной направлению распространения светового излучения за все время свечения. Его величина зависит от вида взрыва и состояния атмосферы (ее прозрачности). Мелкие водоемы под воздействием светового излучения могут испариться. Дым, туман, осадки ослабляют световой импульс [14]. Световой импульс рассчитывается по формуле
AtzR1 где Eизл - энергия светового излучения ядерного взрыва, Дж; где Евзр - полная энергия для мощности взрыва 1 кт, Дж; р К — коэффициент пропускания, зависящий от расстояния и состояния атмосферы. При наземных взрывах световой импульс на поверхности земли на 40 % меньше, чем при воздушных взрывах той же мощности. Световой импульс может быть прямым и отраженным. Суммарный импульс при воздушном взрыве может быть в 1,5-2 раза больше прямого. Длительность свечения зависит от мощности взрыва и рассчитывается по формуле t = ljq, (17.14) где t — длительность свечения, с; q — мощность ядерного взрыва, кт. Поражающее действие светового импульса определяется поглощенной частью энергии, которая, превращаясь в тепловую, нагревает облучаемый объект. Световое излучение, воздействуя на людей и животных, вызывает ожоги кожных покровов частей тела, обращенных в сторону взрыва. Тяжесть ожогов зависят от величины светового импульса (табл. 17.4). Таблица 17.4 - Зависимость степени ожогов от величины светового импульса
Примечание: 1. Числитель для воздушных взрывов, знаменатель - для наземных. 2. В зимних условиях радиусы поражения в 1,5-2 раза меньше. Световое излучение, падающее на объект, частично поглощается, частично отражается, а если объект пропускает излучение, то частично проходи сквозь него. Поглощенная световая энергия превращается в тепловую, вызывает нагрев, оплавление, коробление, растрескивание, обугливание и воспламенение горючих материалов, ожог живых тканей. Световые импульсы, вызывающие воспламенение различных материалов в зависимости от мощности взрыва, даны в табл. 17.5. Таблица 17.5 - Световые импульсы, вызывающие воспламенение некоторых материалов, кДж/м
Величины световых импульсов при различных мощностях ядерного 1 припаса и расстояниях до центра взрыва даны в табл. 17.6. Таблица 17.6 - Световые импульсы при различных мощностях ядерного бое-припаса и расстояниях до центра взрыва
Примечание: Числитель для воздушного взрыва, знаменатель - для наземного. В очаге ядерного поражения образуется три зоны пожаров: зона пожаров в шпалах (совпадает с зоной полных разрушений), зона сплошных пожаров и зона отдельных пожаров. Зона отдельных пожаров характеризуется световыми импульсами: на ннешней границе 100 - 200 кДж/м2; на внутренней - 400 - 600 кДж/м2 Радиус зоны отдельных пожаров определяется по формуле - при воздушном взрыве R1 =1,75-3/^ (17.15) - при наземном взрыве (17.16) где q - мощность боеприпаса, кт. Зона сплошных пожаров охватывает часть зоны сильных разрушений, всю юну средних разрушений и часть зоны слабых разрушений. На внешней границе световой импульс равен 400 -600 кДж/м2 Радиус зоны сплошных пожаров определяется из выражения - при воздушном взрыве R2=l,0-lfq (17.17) - при наземном взрыве R2 = 0,6-Ifq (17.18) где q - мощность боеприпаса, кт. Зона пожаров в завалах охватывает всю зону полных и часть зоны сильных разрушений. Величина светового импульса на внешней границе составляет 700-1700 кДж/м2. Радиус зоны пожаров в завалах для наземного и воздушного взрыва рассчитывается по формуле R3 =0,4-^7 (17.19) где q - мощность боеприпаса, кт. В этой зоне отмечается продолжительное горение с выделением продуктов неполного сгорания, токсичных веществ. На возникновение и распространение пожаров влияет огнестойкость зданий и сооружений; пожарная опасность производства; плотность застройки; метеоусловия. Возникновение пожаров на объекте зависит от того, какие строительные материалы использованы при возведении зданий: несгораемые, трудносгораемые или сгораемые. Пожарная опасность производства определяется технологическим процессом, используемыми в производстве материалами и готовой продукцией. По пожарной опасности все объекты делятся на б категорий: А, Б, В, Г, Д, Е. Категории А и Б - взрывопожароопасные; В, Г, Д - пожароопасные, Е -взрывоопасные (подробнее см. главу 12). В качестве показателя устойчивости объекта к воздействию светового излучения принимается минимальное значение светового импульса Uсв.lim, при котором может произойти воспламенение, а оценка уязвимости объекта при воздействии светового излучения начинается с определения максимального светового импульса Uсв.max и избыточного давления ударной волны АРфтах ожидаемых на объекте (табл. 17.1,17.5). Объект считается устойчивым к световому излучению при условии св.lim св.max Пример 17.4. Определить последствия воздействия светового излучения для цеха машиностроительного завода. Исходные данные: завод располагается на расстоянии 6 км от геометрического центра города (Rг = 6 км), по которому вероятен ядерный удар; ожидаемая мощность ядерного боеприпаса q =0,5Мт, вероятное максимальное отклонение центра (эпицентра) ядерного взрыва отточки прицеливания rотк.= 0,8 км (взвыв наземный). Здание цеха одноэтажное, кирпичное без каркаса, предел огнестойкости несущих стен - 2,5 ч. Чердачное перекрытие из железобетонных плит с пределом огнестойкости 1 ч, кровля мягкая (толь на деревянной обрешетке); двери и оконные рамы деревянные, окрашены в темный цвет; в цехе ведется обточка и фрезерование деталей машин; плотность застройки 30%. Решение: Определим максимальный световой импульс и избыточное давление ударной волны на территории объекта, для чего найдем вероятное минимальное расстояние до возможного центра взрыва по формуле (17.12) Rx = Rr - rотк. = 6 -0,8 = 5,2 км По табл. 17.5 находим максимальный световой импульс Uсв.max = 1200 кДж/м2, а по табл. 17.1 - максимальное избыточное давление на расстоянии 5,2 км для боеприпаса мощностью q = 0,5 Мт при воздушном взрыве АРфтах~25кПа. Определим степень огнестойкости здания цеха, для чего выберем данные о материалах, из которых выполнены основные конструкции (сгораемые, несгораемые, трудносгораемые). С учетом предела огнестойкости несущих стен (по условию примера 2,5 часа) по табл. 12.2 (глава 12) находим - II степень огнестойкости. Определим категорию пожарной опасности механического цеха. По табл. 12.3 (глава 12) видим, что цех относится к категории Д, т.к. в механическом цехе производство связано с обработкой металлов в холодном состоянии, горячие материалы не применяются. Выявим в конструкциях здания цеха элементы, выполненные из сгораемых материалов - это двери и оконные переплеты, выполненные из дерева и окрашенные в темный цвет, а также кровля толевая по деревянной обрешетке (древесина неокрашенная). По табл. 17.6 найдем световые импульсы, вызывающие возгорание указанных элементов: доски, окрашенные в темный цвет - Uсв. = 300 кДж/м2; толь - Uсв. = 620 кДж/м2; доски неокрашенные - Uсв. = 600 кДж/мг. Определим предел устойчивости цеха к световому излучению по минимальному световому импульсу, вызывающему загорание в здании, - Uсв.lim = 300 кДж/м'. Сравним предел устойчивости со световым импульсом ядерного взрыва: Uсв.lim<Uсв.max(300<1200), значит механический цех не устойчив к световому излучению. Установим степень разрушения здания цеха от ударной волны при ожидаемом максимальном избыточном давлении по табл. 17.2 (позиция 1.11): при ожидаемом избыточном давлении ядерного взрыва ЛРф = 25 кПа здание цеха (одноэтажное, кирпичное, бескаркасное) получит средние разрушения. Определим зону пожаров, в которой окажется цех. Найдем радиусы внешних границ зон отдельных, сплошных пожаров и пожаров в завалах для наземного взрыва по формулам (17.16), (17.18), (17.19). Радиус зоны отдельных пожаров: R1 =\,15-}Jq= 1,75-л/500= 14 км Радиус зоны сплошных пожаров: R2 = 1,0 -l[q = 1,0-л/500 = 8 км Радиус зоны пожаров в завалах: R3 = 0,4 -l[q = 0,4-л/500= 3,2 км Т.к. завод находится на расстоянии 5,2 км от предполагаемого центра взрыва, он окажется в зоне сплошных пожаров. Граница зоны пожаров в завалах примерно совпадает с границей зоны полных разрушений. Выводы: На объекте при взрыве заданной мощности ожидается максимальный световой импульс Uсв.max = 1200 кДж/м2 и избыточное давление = 25 кПа, цех окажется зоне сплошного пожара. Механический цех не устойчив к световому излучению. Предел ус-тойчивости цеха - 300 кДж/м2. 17.4. Радиоактивное заражение местности Радиоактивное заражение — поражающий фактор ядерного взрыва, вызываемый осколками деления ядерного горючего, наведенной радиоактивностью и непрореагировавшей частью заряда. Осколки деления - смесь 80 нестабильных изотопов, которые претерпевают Р-распад с испусканием у-квантов. При взрыве ядерного боеприпаса радиоактивные продукты поднимаются в воздух вместе с облаком взрыва, перемешиваясь вместе с частицами грунта, перемещаются на значительные расстояния, образуя след радиоактивного облака [15]. След имеет форму вытянутого эллипса и условно делится на четыре зоны: умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) заражения (рис. 17.3).
Рис. 17.3. След радиоактивного облака Границы зон характеризуются дозой у -излучения (от момента образования следа до распада) или мощностью дозы (уровнем радиации) через час после взрыва. Связь между дозой излучения до полного распада (Д») и уровнем радиации (Рt) на время заражения выражается соотношением (17.21) где Рt - уровень радиации на время t, Р/ч; t - время, прошедшее после взрыва, ч. Внешняя граница зоны А характеризуется дозойД*, = 40 рад и уровнем радиации на 1 час после взрыва Р1= 8 рад/ч. Доля зоны - 60% от площади следа. На внешней границе зоны Б -доза Дао= 400рад; уровень радиации Р1= 80рад/ч; доля зоны-20%. На внешней границе зоны В - Доо=1200рад; Р1= 240 рад/ч; доля зоны -13%. ДлязоныГ -щшДоо=4000рад; уровень радиации Р1= 800 рад/ч; доля зоны 7%. Размеры зон характеризуются длиной L и шириной Ш. Длина зоны определяется по формулам [41] LA = 16LГ; LБ = 5LГ; LВ = 2,5LГ; LГ = (17.22) Ширина зоны заражения Ш зависит от длины зоны L и скорости ветра и v определяется по формулам Ш=0,1-L, при v =100 км/ч; Ш=0,2-Ь, при D =50 км/ч; Ш=0,4-Ь, при v =25 км/ч. (17.23) (17.24) (17.25) С течением времени вследствие распада радиоактивных веществ уровни радиации уменьшаются. Спад радиации подчиняется зависимости Pt=5Pixfy, (17.26) где Pt уровень радиации на любое заданное время после взрыва, Р/ч; P i уровень радиации на 1 час после взрыва (эталонный), Р/ч;
Р1 = К- Рt, (17.27) где Pt уровень радиации на время t, Р/ч; К коэффициент пересчета (табл. 17.7); t время, прошедшее после взрыва, час; ЧЕМ взр, (17.28) время взрыва, ч; м - время измерения уровня радиации, ч. Таблица 17.7 -Коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после взрыва
Примечание: Если известен уровень радиации на 1 час после взрыва- Р;, то уровень радиации на любое время Р = Р\1К. Наиболее интенсивный спад радиации наблюдается за первые двое суток, и он идёт по принципу7/10, т.е. с увеличением времени в 7 раз уровень радиации уменьшается в10 раз. Местность считается заражённой, если уровень радиации составляет 0,5 рад/ч и более. Режим защиты населения в зависимости от эталонного уровня радиации (на час после взрыва) устанавливается по табл. 17.8. Таблица 17.8 - Режимы защиты рабочих и служащих
Доза излучения, полученная людьми, рассчитывается по формуле д = кДт'Рш (17-29) где ДТ - экспозиционная доза, полученная на открытой местности при уровне радиации в 100 Р/ч на час после взрыва, Р (табл. 17.9); КОСЛ - коэффициент ослабления радиации (для подвальных помещений КОСЛ = 50, для каменных зданий КОСЛ = 10, для деревянных зданий КОСЛ = 3). Таблица 17.9 - Дозы облучения на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч на 1ч после ядерного взрыва (Дт)
Потери людей при облучении в зависимости от полученной дозы определяются по табл. 17.10. Таблица 17.10 - Выход из строя людей при однократном внешнем облучении
Пример 17.5. Ядерный взрыв произошел в 3 часа утра, время начала облучения 2 часа, время пребывания людей на зараженной местности 96 часов. Определить эталонные уровни радиации для п. Лебяжье. Рассчитать дозы облучения для людей, находящихся в подвальных помещениях, в каменных домах, в деревянных домах и определить потери людей. Разработать режимы защиты населения. Уровень радиации и время его измерения для 0(Р/ч) п. Лебяжье - 1200(ч) Решение: Определяем время после взрыва по формуле (17.28) для населенного пункта Лебяжье. Измерение уровня радиации произведено в 1200, взрыв произошел в 300, время после взрыва По времени, прошедшему после взрыва, определяем коэффициент К (табл. 17.7) К=14. Приводим уровень радиации к одному часу после взрыва по формуле (17.27) Р1 = KxPt =14 х 100 = 1400 Р/ч Определяем зону радиоактивного заражения, в которой окажется населенный пункт: от 800 и более Р/ч - зона чрезвычайно опасного заражения. Определим дозу облучения ДТ, полученную населением на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч (табл. 17.9), если время начала облучения 2 ч, а время пребывания людей на зараженной местности 96 ч ДТ =235,4 Р. Так как по условиям задачи люди находятся в подвальных помещениях, каменных и деревянных домах, рассчитываем дозу облучения по формуле (17.29) Дт-Рл 235,4-1400 ~ о „ - в подвальных помещениях Д = Д Т—Р 1 = —---- = 65,9 Р КослЛ00 50-100 Дт-Рл 235,4-1400 ~оо с „ - в каменных домах Д = Д '-lL —±—, 4------- =329,5 Р К0СЛ-Ш 10-100 „ Дт-Р\ 235,4-1400 inQ8. р - в деревянных домах Д = Д Т--- Р 1 =------------- = 11)Уо,5 Р Р Косл-Ш 3-100 Определяем потери людей при облучении (табл. 17.10). При дозе облучения в подвальных помещениях 65,9 Р возможны изменения в крови людей. Для дозы в каменных помещениях 329,5 Р санитарные потери составляют 100%, безвозвратные - 20%. Люди, оставшиеся в живых, выздоравливают в течение 3-х месяцев. Для дозы 1098,5 Р безвозвратные и санитарные потери составят 100%. У людей рвота и тошнота наблюдается через 2 часа после облучения. Определяем режим защиты населения (табл. 17.8). Для уровня радиации на час после взрыва 1400 Р/ч номер режима Г-2, защита людей не обеспечивается. Date: 2015-07-01; view: 2021; Нарушение авторских прав |