Presentación de explosión nuclear en obzh. Presentación sobre el tema "Factores dañinos de una explosión nuclear". Características del foco del daño nuclear

08.03.2020

Definición Un arma nuclear es un arma explosiva de destrucción masiva basada en el uso de energía intranuclear liberada durante reacciones en cadena de fisión de núcleos pesados de algunos isótopos de uranio y plutonio o durante reacciones de fusión termonuclear de núcleos de isótopos ligeros de hidrógeno (deuterio y tritio) en núcleos más pesados , por ejemplo, núcleos de isótopos helio.

A veces, según el tipo de carga, se utilizan conceptos más estrechos, por ejemplo: armas atómicas (dispositivos que utilizan reacciones en cadena de fisión), armas termonucleares. Las características del efecto destructivo de una explosión nuclear en relación con el personal y el equipo militar dependen no solo de la potencia de la munición y el tipo de explosión, sino también del tipo de cargador nuclear.

Los dispositivos diseñados para llevar a cabo el proceso explosivo de liberación de energía intranuclear se denominan cargas nucleares. El poder de las armas nucleares generalmente se caracteriza por el equivalente de TNT, es decir, tanto TNT en toneladas, cuya explosión libera la misma cantidad de energía que la explosión de un arma nuclear dada. Las armas nucleares se dividen condicionalmente por potencia en: ultrapequeñas (hasta 1 kt), pequeñas (1-10 kt), medianas (kt), grandes (100 kt - 1 Mt), extragrandes (más de 1 Mt).

Tipos de explosiones nucleares y sus factores dañinos Dependiendo de las tareas resueltas con el uso de armas nucleares, las explosiones nucleares pueden llevarse a cabo: en el aire, en la superficie de la tierra y el agua, bajo tierra y en el agua. De acuerdo con esto, se distinguen las explosiones: aérea, terrestre (superficial), subterránea (submarina).

Es una explosión que se produce a una altura de hasta 10 km, cuando el área luminosa no toca el suelo (agua). Las explosiones de aire se dividen en bajas y altas. La fuerte contaminación radiactiva del área se forma solo cerca de los epicentros de las explosiones de aire bajo. La infección del área a lo largo del rastro de la nube no tiene un impacto significativo en las acciones del personal.

Los principales factores dañinos de una explosión nuclear en el aire son: una onda de choque en el aire, radiación penetrante, radiación de luz y un pulso electromagnético. Durante una explosión nuclear aérea, el suelo se hincha en la zona del epicentro. La contaminación radiactiva del terreno, que afecta las operaciones de combate de las tropas, se forma solo a partir de explosiones nucleares a baja altura. En áreas de aplicación de municiones de neutrones, se forma actividad inducida en el suelo, equipos y estructuras, lo que puede causar daño (irradiación) al personal.

Una explosión nuclear aérea comienza con un breve destello cegador, cuya luz se puede observar a una distancia de varias decenas y cientos de kilómetros. Tras el destello, aparece una zona luminosa en forma de esfera o semiesfera (con explosión en el suelo), que es fuente de una potente radiación luminosa. Al mismo tiempo, un poderoso flujo de radiación gamma y neutrones se propaga desde la zona de explosión hacia el medio ambiente, que se forman durante una reacción en cadena nuclear y durante la descomposición de fragmentos radiactivos de fisión de carga nuclear. Los rayos gamma y los neutrones emitidos en una explosión nuclear se denominan radiación penetrante. Bajo la acción de la radiación gamma instantánea, los átomos del entorno se ionizan, lo que da lugar a la aparición de campos eléctricos y magnéticos. Estos campos, debido a su corta duración de acción, se denominan comúnmente pulso electromagnético de una explosión nuclear.

En el centro de una explosión nuclear, la temperatura sube instantáneamente a varios millones de grados, como resultado de lo cual la sustancia de la carga se convierte en un plasma de alta temperatura que emite rayos X. La presión de los productos gaseosos alcanza inicialmente varios miles de millones de atmósferas. La esfera de gases incandescentes de la región luminosa, buscando expandirse, comprime las capas de aire adyacentes, crea una fuerte caída de presión en el límite de la capa comprimida y forma una onda de choque que se propaga desde el centro de la explosión en varias direcciones. Dado que la densidad de los gases que componen la bola de fuego es mucho menor que la densidad del aire circundante, la bola se eleva rápidamente. En este caso, se forma una nube en forma de hongo que contiene gases, vapor de agua, pequeñas partículas de tierra y una gran cantidad de productos radiactivos de la explosión. Al alcanzar la altura máxima, la nube se transporta largas distancias bajo la influencia de las corrientes de aire, se disipa y los productos radiactivos caen a la superficie terrestre, creando contaminación radiactiva del área y los objetos.

Explosión nuclear terrestre (superficial) Es una explosión producida en la superficie de la tierra (agua), en la que el área luminosa toca la superficie de la tierra (agua), y la columna de polvo (agua) desde el momento de la formación está conectada a la nube de explosión. Un rasgo característico de una explosión nuclear en el suelo (superficie) es una fuerte contaminación radiactiva del terreno (agua) tanto en el área de la explosión como en la dirección de la nube de explosión.

Explosión nuclear terrestre (superficial) Durante las explosiones nucleares terrestres, se forma un cráter de explosión y una fuerte contaminación radiactiva del área en la superficie de la tierra tanto en el área de la explosión como en la estela de la nube radiactiva . Durante las explosiones nucleares terrestres y bajas, surgen ondas sísmicas explosivas en el suelo, que pueden inhabilitar estructuras enterradas.

Explosión nuclear subterránea (bajo el agua) Es una explosión producida bajo tierra (bajo el agua) y caracterizada por la liberación de una gran cantidad de tierra (agua) mezclada con productos explosivos nucleares (fragmentos de fisión de uranio-235 o plutonio-239). El efecto dañino y destructivo de una explosión nuclear subterránea está determinado principalmente por ondas sísmicas explosivas (el principal factor dañino), la formación de un embudo en el suelo y una fuerte contaminación radiactiva del área. La emisión de luz y la radiación penetrante están ausentes. La característica de una explosión submarina es la formación de un sultán (columna de agua), la ola básica formada durante el colapso del sultán (columna de agua).

Explosión nuclear subterránea (bajo el agua) Los principales factores dañinos de una explosión subterránea son: ondas explosivas sísmicas en el suelo, ondas de choque en el aire, contaminación radiactiva del terreno y la atmósfera. Las ondas expansivas sísmicas son el principal factor dañino en una explosión de comflet.

Explosión nuclear superficial Una explosión nuclear superficial es una explosión que se lleva a cabo en la superficie del agua (contacto) o a tal altura de ella, cuando el área luminosa de la explosión toca la superficie del agua. Los principales factores dañinos de una explosión en superficie son: onda de choque aérea, onda de choque submarina, radiación luminosa, radiación penetrante, pulso electromagnético, contaminación radiactiva del área de agua y zona costera.

Los principales factores dañinos de una explosión submarina son: una onda de choque submarina (tsunami), una onda de choque aérea, contaminación radiactiva del área de agua, áreas costeras e instalaciones costeras. Durante las explosiones nucleares submarinas, la tierra expulsada puede bloquear el lecho del río y causar inundaciones en grandes áreas.

Explosión nuclear a gran altitud Una explosión nuclear a gran altitud es una explosión que se produce por encima del límite de la troposfera terrestre (por encima de los 10 km). Los principales factores dañinos de las explosiones a gran altura son: ondas de choque en el aire (a una altitud de hasta 30 km), radiación penetrante, radiación de luz (a una altitud de hasta 60 km), radiación de rayos X, flujo de gas (explosión productos de una explosión), pulso electromagnético, ionización atmosférica (a una altitud de más de 60 km).

Explosión nuclear espacial Las explosiones espaciales difieren de las estratosféricas no solo en los valores de las características de los procesos físicos que las acompañan, sino también en los propios procesos físicos. Los factores dañinos de las explosiones nucleares cósmicas son: radiación penetrante; radiación de rayos X; ionización de la atmósfera, por lo que se produce un brillo luminiscente del aire, que dura horas; flujo de gas; impulso electromagnético; débil contaminación radiactiva del aire.

Los factores dañinos de una explosión nuclear Los principales factores dañinos y la distribución de la parte de la energía de una explosión nuclear: onda de choque - 35%; radiación de luz - 35%; radiación penetrante - 5%; contaminación radiactiva -6%. pulso electromagnético -1% La exposición simultánea a varios factores dañinos provoca daños combinados al personal. El armamento, el equipo y las fortificaciones fallan principalmente por el impacto de la onda expansiva.

Onda de choque Una onda de choque (SW) es una región de aire fuertemente comprimido que se propaga en todas direcciones desde el centro de una explosión a una velocidad supersónica. Los vapores y gases calientes, al tratar de expandirse, producen un fuerte golpe en las capas de aire circundantes, las comprimen a altas presiones y densidades y las calientan a altas temperaturas (varias decenas de miles de grados). Esta capa de aire comprimido representa la onda de choque. El límite frontal de la capa de aire comprimido se llama el frente de la onda de choque. El frente SW es seguido por un área de rarefacción, donde la presión está por debajo de la atmosférica. Cerca del centro de la explosión, la velocidad de propagación del SW es varias veces mayor que la velocidad del sonido. A medida que aumenta la distancia desde la explosión, la velocidad de propagación de la onda disminuye rápidamente. A grandes distancias, su velocidad se acerca a la velocidad del sonido en el aire.

Onda de choque La onda de choque de una munición mediana pasa: el primer kilómetro en 1,4 s; el segundo en 4 s; quinto en 12 s. El efecto dañino de los hidrocarburos sobre personas, equipos, edificios y estructuras se caracteriza por: presión de velocidad; sobrepresión en el frente de choque y el tiempo de su impacto en el objeto (fase de compresión).

Onda de choque El impacto de SW en las personas puede ser directo e indirecto. Con la exposición directa, la causa de la lesión es un aumento instantáneo de la presión del aire, que se percibe como un golpe fuerte que provoca fracturas, daños en los órganos internos y ruptura de los vasos sanguíneos. Con el impacto indirecto, las personas quedan asombradas por los escombros voladores de edificios y estructuras, piedras, árboles, vidrios rotos y otros objetos. El impacto indirecto alcanza el 80% de todas las lesiones.

Onda de choque Con un exceso de presión de kPa (0,2-0,4 kgf / cm 2), las personas sin protección pueden sufrir lesiones leves (contusiones y contusiones leves). El impacto de SW con presión excesiva kPa conduce a lesiones de gravedad moderada: pérdida de conciencia, daño a los órganos auditivos, dislocaciones severas de las extremidades, daño a los órganos internos. Se observan lesiones extremadamente graves, a menudo mortales, con un exceso de presión superior a 100 kPa.

Onda de choque El grado de destrucción de varios objetos por una onda de choque depende de la potencia y el tipo de explosión, la resistencia mecánica (estabilidad del objeto), así como de la distancia a la que ocurrió la explosión, el terreno y la posición de los objetos. en el piso. Para protegerse contra el impacto de los hidrocarburos, se deben usar: trincheras, grietas y trincheras, que reducen su efecto en 1,5-2 veces; piraguas 2-3 veces; asilo 3-5 veces; sótanos de casas (edificios); terreno (bosque, barrancos, hondonadas, etc.).

Radiación de luz La radiación de luz es una corriente de energía radiante, incluidos los rayos ultravioleta, visible e infrarrojo. Su fuente es un área luminosa formada por productos calientes de explosión y aire caliente. La radiación luminosa se propaga casi instantáneamente y dura, dependiendo de la potencia de una explosión nuclear, hasta 20 s. Sin embargo, su fuerza es tal que, a pesar de su corta duración, puede causar quemaduras en la piel (piel), daños (permanentes o temporales) en los órganos de la visión de las personas, e ignición de materiales combustibles de objetos. En el momento de formación de una región luminosa, la temperatura en su superficie alcanza decenas de miles de grados. El principal factor dañino de la radiación de luz es un pulso de luz.

Emisión de luz Un impulso de luz es la cantidad de energía en calorías que cae por unidad de área de la superficie perpendicular a la dirección de la radiación, durante toda la duración del resplandor. El debilitamiento de la radiación de luz es posible debido a su protección por las nubes atmosféricas, el terreno irregular, la vegetación y los objetos locales, las nevadas o el humo. Por lo tanto, una capa gruesa atenúa el pulso de luz en A-9 veces, una rara en 2-4 veces y las pantallas de humo (aerosol) en 10 veces.

Radiación luminosa Para proteger a la población de la radiación luminosa, es necesario utilizar estructuras protectoras, sótanos de casas y edificios, y las propiedades protectoras del terreno. Cualquier obstrucción capaz de crear una sombra protege contra la acción directa de la radiación luminosa y elimina las quemaduras.

Radiación penetrante La radiación penetrante es una corriente de rayos gamma y neutrones emitidos desde la zona de una explosión nuclear. El tiempo de su acción es s, el alcance es de 2-3 km desde el centro de la explosión. En las explosiones nucleares convencionales, los neutrones constituyen aproximadamente el 30%, en la explosión de munición de neutrones, el % de la radiación Y. El efecto dañino de la radiación penetrante se basa en la ionización de las células (moléculas) de un organismo vivo, lo que lleva a la muerte. Los neutrones, además, interactúan con los núcleos de átomos de ciertos materiales y pueden provocar actividad inducida en metales y tecnología.

Radiación penetrante Radiación Y radiación fotónica (con energía fotónica J) que surge de un cambio en el estado de energía de los núcleos atómicos, transformaciones nucleares o aniquilación de partículas.

Radiación penetrante La radiación gamma son fotones, es decir, onda electromagnética que transporta energía. En el aire, puede viajar largas distancias, perdiendo gradualmente energía como resultado de las colisiones con los átomos del medio. La radiación gamma intensa, si no se protege de ella, puede dañar no solo la piel, sino también los tejidos internos. Los materiales densos y pesados como el hierro y el plomo son excelentes barreras a la radiación gamma.

Radiación penetrante El parámetro principal que caracteriza la radiación penetrante es: para la radiación γ, la dosis y la tasa de dosis de radiación, para los neutrones, el flujo y la densidad de flujo. Dosis de exposición permisibles para la población en tiempo de guerra: dosis única dentro de 4 días 50 R; múltiples durante el día 100 R; durante el trimestre 200 R; durante el año 300 R.

Radiación penetrante Como consecuencia del paso de la radiación a través de los materiales del entorno, la intensidad de la radiación disminuye. El efecto de debilitamiento generalmente se caracteriza por una capa de media atenuación, es decir, con. tal espesor del material, atravesando el cual la radiación se reduce 2 veces. Por ejemplo, la intensidad de los rayos Y se reduce en un factor de 2: acero de 2,8 cm de espesor, hormigón de 10 cm, suelo de 14 cm, madera de 30 cm Las estructuras protectoras de GO se utilizan como protección contra la radiación penetrante, que debilita su impacto. de 200 a 5000 veces. Una capa de libra de 1,5 m protege casi por completo de la radiación penetrante.

Contaminación radiactiva (contaminación) La contaminación radiactiva del aire, terreno, área de agua y objetos ubicados sobre ellos ocurre como resultado de la precipitación de sustancias radiactivas (RS) de la nube de una explosión nuclear. A una temperatura de aproximadamente 1700 °C, el resplandor de la región luminosa de una explosión nuclear se detiene y se convierte en una nube oscura, a la que se eleva una columna de polvo (por lo tanto, la nube tiene forma de hongo). Esta nube se mueve en la dirección del viento y los vehículos recreativos caen de ella.

Contaminación radiactiva (contaminación) Las fuentes de sustancias radiactivas en la nube son los productos de fisión del combustible nuclear (uranio, plutonio), la parte del combustible nuclear que no ha reaccionado y los isótopos radiactivos formados como resultado de la acción de los neutrones en el suelo (inducidos actividad). Estos vehículos recreativos, al estar sobre objetos contaminados, se descomponen y emiten radiaciones ionizantes, que de hecho son el factor dañino. Los parámetros de contaminación radiactiva son: dosis de exposición (según el impacto en las personas), tasa de dosis de radiación, nivel de radiación (según el grado de contaminación del área y de varios objetos). Estos parámetros son una característica cuantitativa de los factores dañinos: contaminación radiactiva durante un accidente con liberación de sustancias radiactivas, así como contaminación radiactiva y radiación penetrante durante una explosión nuclear.

Contaminación radiactiva (contaminación) Los niveles de radiación en los límites exteriores de estas zonas 1 hora después de la explosión son 8, 80, 240, 800 rad/h, respectivamente. La mayor parte de la lluvia radiactiva que causa la contaminación radiactiva del área cae de la nube una hora después de una explosión nuclear.

Pulso electromagnético El pulso electromagnético (EMP) es una combinación de campos eléctricos y magnéticos resultantes de la ionización de los átomos del medio bajo la influencia de la radiación gamma. Su duración es de unos pocos milisegundos. Los parámetros principales de EMR son las corrientes y los voltajes inducidos en los alambres y las líneas de cables, que pueden provocar daños y deshabilitar los equipos electrónicos y, en ocasiones, daños a las personas que trabajan con los equipos.

Pulso electromagnético Durante las explosiones terrestres y aéreas, el efecto dañino de un pulso electromagnético se observa a una distancia de varios kilómetros del centro de una explosión nuclear. La protección más efectiva contra un pulso electromagnético es el blindaje de las líneas de control y suministro de energía, así como los equipos de radio y eléctricos.

La situación que se desarrolla durante el uso de armas nucleares en los centros de destrucción. El foco de la destrucción nuclear es el territorio dentro del cual, como resultado del uso de armas nucleares, destrucción masiva y muerte de personas, animales de granja y plantas, destrucción y daños a edificios y estructuras, redes y líneas de servicios públicos y energéticos y tecnológicos, Se produjeron comunicaciones de transporte y otros objetos.

Zona de destrucción total La zona de destrucción total tiene una sobrepresión al frente de la onda de choque de 50 kPa en la frontera y se caracteriza por: pérdidas masivas irrecuperables entre la población desprotegida (hasta el 100%), destrucción total de edificios y estructuras , destrucción y daños a las redes y líneas de servicios públicos y energéticos y tecnológicos, así como a partes de los refugios de defensa civil, la formación de bloqueos sólidos en los asentamientos. El bosque está completamente destruido.

Zona de destrucción severa La zona de destrucción severa con exceso de presión en el frente de la onda de choque de 30 a 50 kPa se caracteriza por: pérdidas masivas irrecuperables (hasta el 90%) entre la población desprotegida, destrucción total y severa de edificios y estructuras , daños a las redes y líneas de servicios públicos, energéticos y tecnológicos, la formación de bloqueos locales y continuos en asentamientos y bosques, la conservación de refugios y la mayoría de los refugios antirradiación del tipo sótano.

Zona de daño medio Zona de daño medio con sobrepresión de 20 a 30 kPa. Se caracteriza por: pérdidas irreparables entre la población (hasta el 20%), destrucción media y severa de edificios y estructuras, formación de bloqueos locales y focales, incendios continuos, preservación de redes de servicios públicos, refugios y la mayoría de los anti- refugios de radiación.

Zona de destrucción débil La zona de destrucción débil con exceso de presión de 10 a 20 kPa se caracteriza por una destrucción débil y media de edificios y estructuras. El foco de la lesión pero el número de muertos y heridos puede ser proporcional o exceder la lesión en un terremoto. Entonces, durante el bombardeo (potencia de bomba de hasta 20 kt) de la ciudad de Hiroshima el 6 de agosto de 1945, la mayor parte (60%) fue destruida y el número de muertos ascendió a personas.

Exposición a radiaciones ionizantes El personal de las instalaciones económicas y la población que ingresa a las zonas de contaminación radiactiva están expuestos a las radiaciones ionizantes, que provocan la enfermedad por radiación. La gravedad de la enfermedad depende de la dosis de radiación (irradiación) recibida. La dependencia del grado de enfermedad por radiación de la magnitud de la dosis de radiación se muestra en la tabla de la siguiente diapositiva.

Exposición a radiaciones ionizantes Grado de enfermedad por radiación Dosis de radiación que causa enfermedad, rad personas animales Ligera (I) Media (II) Severa (III) Extremadamente grave (IV) Más de 600 Más de 750 Dependencia del grado de enfermedad por radiación de la magnitud de la dosis de radiación

Exposición a radiación ionizante En condiciones de hostilidades con el uso de armas nucleares, vastos territorios pueden encontrarse en las zonas de contaminación radiactiva y exposición de personas a masa. Con el fin de excluir la sobreexposición del personal de las instalaciones y de la población en tales condiciones y aumentar la estabilidad del funcionamiento de las instalaciones de la economía nacional en condiciones de contaminación radiactiva en tiempos de guerra, se establecen las dosis de exposición permisibles. Son: con una sola irradiación (hasta 4 días) 50 rad; irradiación repetida: a) hasta 30 días 100 rad; b) 90 días 200 rad; exposición sistemática (durante el año) 300 rad.

Exposición a radiación ionizante Rad (rad, abreviado del inglés dosis absorbida de radiación), unidad no sistémica de dosis de radiación absorbida; es aplicable a cualquier tipo de radiación ionizante y corresponde a una energía de radiación de 100 erg absorbida por una sustancia irradiada de 1 g de peso dosis 1 rad = 2,388×10 6 cal/g = 0,01 j/kg.

Exposición a radiación ionizante SIEVERT (sievert) es una unidad de dosis equivalente de radiación en el sistema SI, igual a la dosis equivalente si la dosis de radiación ionizante absorbida, multiplicada por un factor adimensional condicional, es 1 J/kg. Dado que los diferentes tipos de radiación causan diferentes efectos en el tejido biológico, se utiliza una dosis absorbida ponderada de radiación, también llamada dosis equivalente; se obtiene modificando la dosis absorbida multiplicándola por el factor adimensional convencional adoptado por la Comisión Internacional de Protección contra rayos X. En la actualidad, el sievert está reemplazando cada vez más al equivalente físico del roentgen (FER), que se está volviendo obsoleto.

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Presentación sobre el tema: FACTORES QUE AFECTAN A UNA EXPLOSIÓN NUCLEAR

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