Ядерный взрыв. Нейтронное оружие. Защита от поражения при взрыве атомной, нейтронной и водородной бомбы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ  РФ

Сочинский государственный  университет туризма и курортного дела

Факультет туристского бизнеса

КОНТРОЛЬНАЯ   РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Ядерный взрыв. Нейтронное оружие. Защита от поражения при взрыве атомной, нейтронной и водородной бомбы.

Специальность 100103 –

«Социально-культурный сервис и туризм»

курс 4, группа 09-встт-ДО

Волощук Наталья Павловна

Сочи,  2012

Содержание:

Введение………………………………………………………………3

1. Ядерный взрыв.
1. Ядерное оружие. Виды ядерных взрывов. ……………4
2. Поражающие факторы ядерного взрыва……………...6
2. Нейтронная бомба.
1. Конструкция…………………………………………….11
2. Действие, особенности применения. ………………….11
3. Защита……………………………………………………13

Заключение……………………………………………………………15

Список используемой литературы…………………………………..16

Введение

Современные военные средства поражения включают в себя оружие массового поражения (ядерное, термоядерное и нейтронное), химическое и биологическое (бактериологическое) оружие и средства поражения в обычном снаряжении (боеприпасы объемного взрыва (вакуумные  боеприпасы), зажигательные боеприпасы, фугасные, осколочные, бетонобойные, шариковые  и кумулятивные боеприпасы, высокоточное оружие - ВТО). Их применение может стать причиной возникновения чрезвычайных ситуаций.

Надо иметь в виду, что  даже в годы позитивного развития российско-американских отношений  сокращения ассигнований на военные  цели (в том числе на совершенствование  военных средств нападения) в  бюджетах США и ведущих стран  НАТО не наблюдается. Более того, США  в локальных агрессиях (в Персидском заливе, в Югославии) испытывают в  боевых условиях новые образцы современного оружия и боеприпасов в обычном  снаряжении. В апреле 1997 г. в США  на вооружение принята усовершенствованная  бомба В-61 модель 11, имеющая ядерный  заряд и способная проникать  в грунт на глубину не менее 15 м, а потом взрываться. Основное ее предназначение - уничтожение (повреждение) подземных сооружений (пунктов управления, узлов связи и т.д.), которых много, по заявлению военных специалистов США, в Ливии, Ираке, в государствах СНГ.

В агрессии стран НАТО против Югославии, США многократно применяли  новый тип бомбы в обычном  снаряжении - графитовое. При взрыве такой бомбы в окружающую среду разбрасываются нити металлизированного графита, которые вызывают замыкания в электросетях, энергетических установках, электродвигателях, что парализует работу объектов экономики на значительных территориях.

В Югославии войска НАТО применяли также боеприпасы с  сердечниками из сплавов обедненного  урана, что привело к радиоактивному заражению участков местности. При  этом уровень радиции превышал естественный фон в 1000 раз и более. 

1. Ядерное  оружие. Виды ядерных взрывов.

  Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления или синтеза. Это оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства управления ими и доставки к цели. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения.

Ядерное оружие предназначено  для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных  объектов, сооружений, техники.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса  характеризуется  тротиловым эквивалентом, т.е. массой тринитротолуола (тротила), энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного  ядерного боеприпаса и измеряется в  тоннах, тысячах, миллионах тонн. По мощности ядерные боеприпасы подразделяются на сверхмалые (менее 1 тыс. т), средние (10-100 тыс. т), крупные (100 тыс. т - 1 млн. т) и сверхкрупные (более 1 млн. т).

Ядерные взрывы могут осуществляться на поверхности земли (воды), под  землей (водой) или в воздухе на различной высоте. Поэтому различают  следующие виды ядерных взрывов: наземный, подземный, подводный, воздушный  и высотный. Наиболее характерными видами ядерных взрывов являются наземный и воздушный. Они и представляют основную опасность для городов и объектов экономики.

Наземный ядерный взрыв - взрыв, произведенный на поверхности  земли или на такой высоте, когда  его светящаяся область касается поверхности земли и имеет  форму полусферы или усеченной  сферы. При наземном взрыве в грунте образуется воронка, диаметр и глубина  которой зависят от высоты, мощности взрыва и вида грунта.

Наземные взрывы применяют  для разрушения сооружений большой  прочности, а также в тех случаях, когда желательно сильное радиоактивное  заражение местности.

Воздушный ядерный взрыв - взрыв, минимальная высота которого над поверхностью земли определяется из условий, при этом светящаяся область  не касается поверхности земли и  имеет форму сферы. Различают  низкий  и высокий  воздушные  взрывы.

При низком воздушном взрыве за счет воздействия отраженной от поверхности земли ударной волны  светящаяся область может деформироваться  снизу. Воздушные ядерные взрывы применяются для разрушения малопрочных сооружений, поражения людей и техники на большой площади и когда нежелательно (нецелесообразно) сильное радиоактивное заражение местности.

Подводный взрыв - взрыв, произведенный  под водой на глубине, которая  может колебаться в больших пределах. При взрыве выбрасывается столб  воды с грибовидным облаком, которое  называется взрывным султаном.

Основными поражающими факторами  подводного взрыва являются ударная  волна в воде, скорость распространения  которой равна скорости распространения  звука в воде, т. е. примерно 1500 м/с световое излучение и проникающая радиация, которые в этом случае в основном поглощаются толщей воды и водяными парами.

Точка, в которой находится  центр огненного шара, называется центром ядерного взрыва, а проекция центра взрыва на поверхность земли - эпицентром ядерного взрыва.

1.2. Поражающие факторы ядерного взрыва.

Огромное количество энергии, высвобождающейся при ядерном взрыве, расходуется на образование воздушной  ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, электромагнитного  импульса, на радиоактивное заражение  местности. Все это называется поражающими  факторами ядерного взрыва. Рассмотрим их характеристики и поражающее действие.

Воздушная ударная волна представляет собой зону сильно сжатого воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом воздушной ударной волны.

Ударная волна имеет фазу сжатия и фазу разрежения. В фазе сжатия ударной волны давление выше атмосферного, а в фазе разрежения - ниже. Наибольшее давление воздуха  наблюдается на внешней границе  фазы сжатия - во фронте волны.

Воздушная ударная волна  ядерного взрыва способна наносить человеку различные травмы, в том числе  и смертельные. Площадь поражения  ударной волной при ядерном взрыве имеет значительно большие размеры, чем при взрыве боеприпасов в обычном снаряжении.

Поражение людей происходит как при непосредственном (прямом) воздействии воздушной ударной  волны, так и косвенным путем.

При непосредственном воздействии  ударной волны основной причиной появления травм у людей является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается человеком как  резкий удар (обжатие человека). При  этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы и т.д. Кроме  того, скоростной напор воздуха, обусловливающий  метательное действие ударной волны, может отбросить человека на значительное расстояние и причинить ему при  ударе о землю (или препятствия) различные повреждения.

Метательное действие скоростного  напора воздуха заметно сказывается  в зоне с избыточным давлением  более 50 кПа, где скорость перемещения  воздуха более 100 м/с, что в 3 раза превышает скорость ураганного ветра.

Характер и тяжесть  поражения людей зависят от значений параметров ударной волны, положения  человека в момент взрыва и степени  его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения  получают люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне  укрытий в положении стоя. В  этом случае площадь воздействия  скоростного напора воздуха будет  примерно в 6 раз больше, чем в  положении человека лежа.

Поражения, возникающие под  действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные).

Световое  излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Источником светового  излучения является светящаяся область (огненный шар), состоящая из раскаленных  продуктов взрыва и воздуха. Из этой области излучается огромное количество лучистой энергии в чрезвычайно  короткий промежуток времени, вследствие чего происходят быстрый нагрев облучаемых предметов, обугливание или воспламенение  горючих материалов и ожог биологических  тканей.

На долю светового излучения  приходится 30-40% всей энергии ядерного или термоядерного взрыва.

Ожоги глазного дна возможны только при непосредственном взгляде  на взрыв. Ожоги век и роговицы глаза возникают при тех же величинах импульсов, что и ожоги  открытых участков кожи.

Временное ослепление, как  обратимое нарушение зрения, наступает  при внезапном изменении яркости  поля зрения, обычно ночью и в  сумерки. Ночью временное ослепление носит массовый характер и может  продолжаться от нескольких секунд до нескольких десятков минут.

Поражающее действие светового  излучения в лесу значительно  снижается, что приводит к уменьшению радиусов поражения людей в 1,5-2 раза по сравнению с открытой местностью. Однако необходимо помнить, что световое излучение при воздействии на некоторые материалы вызывает их воспламенение и приводит к возникновению  пожаров. В населенных пунктах они  возникают при световых импульсах  от 6 до 16 кал/см2 . При легкой дымке импульс уменьшается в 2 раза, при легком тумане - в 10 раз, при густом - в 20 раз.

Световое излучение в  сочетании с ударной волной приводит к многочисленным пожарам и взрывам  в результате разрушений в населенных пунктах газовых коммуникаций, повреждений  в электросетях и емкостей ГСМ.

Степень поражающего действия светового излучения резко снижается  при условии своевременного оповещения людей, использования ими защитных сооружений, естественных укрытий, (особенно лесных массивов и складок рельефа), индивидуальных средств защиты (защитной одежды, очков) и строгого выполнения противопожарных мероприятий.

Проникающей радиацией ядерного взрыва называют поток гамма-излучения и нейтронов, испускаемых из зоны и облака ядерного взрыва.

Источником проникающей  радиации является цепная ядерная реакция, протекающая в боеприпасе в момент взрыва, и радиоактивный распад осколков (продуктов) деления в облаке взрыва. Время действия проникающей радиации на наземные объекты составляет 15-25 с и определяется временем подъема  облака взрыва на такую высоту (2-3 км), при которой гамма-нейтронное излучение, поглощаясь толщей воздуха, практически не достигает поверхности земли. Гамма и нейтронное излучение, так же как альфа и бета-излучение, различаются по своему характеру, однако общим для них является то, что они могут ионизировать и возбуждать атомы той среды, в которой они распространяются.

Альфа- и бета-излучения также испускаются из зоны и облака ядерного взрыва, но в этом случае из-за своего кратковременного действия не оказывают поражающего действия на окружающую среду и человека.

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц распространяющихся с начальной скоростью около 20 000 км/с. Альфа-частицей называется ядро гелия, состоящее из 2-х нейтронов и 2-х протонов. Каждая альфа-частица несет с собой определенную энергию. Из-за относительно малой скорости и значительного заряда альфа-частицы взаимодействуют с веществом наиболее эффективно, так как обладают большой ионизирующей способностью, вследствие чего их проникающая способность незначительна. Лист бумаги полностью задерживает альфа-частицы. Надежной защитой от альфа-частиц при внешнем облучении является одежда человека.

Бета-излучение представляет собой поток бета-частиц. Бета-частицей называется излученный электрон или позитрон. Бета-частицы в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (200-270 тыс. км/с). Их заряд меньше, скорость больше, а масса в 700 раз меньше массы альфа-частиц. Поэтому бета-частицы обладают меньшей ионизирующей, но большей проникающей способностью, чем альфа-частицы. Одежда человека поглощает до 50% бета-частиц. Следует отметить, что бета-частицы почти полностью поглощаются оконными или автомобильными стеклами и металлическими экранами толщиной в несколько мм.

Поскольку альфа- и бета-излучения обладают малой проникающей, но большой ионизирующей способностью, то они более опасны ри попадании внутрь организма или непосредственно на кожу (особенно на слизистые глаз).

Альфа- и бета-излучения, проходя через вещество, в основном взаимодействуют с электронами атомов, передавая им свою энергию, которая расходуется на ионизацию (отрыв электрона от атома) и возбуждение атома (перевод электрона на более удаленную от ядра оболочку). Число ионизированных и возбужденных альфа-частицей атомов на единице пути в среднем в сотни раз больше, чем возбужденных и ионизированных бета-частицей, а пробег альфа-частиц в мышечной ткани в 1000 раз меньше пробега бета-частиц той же энергии.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при ядерных превращениях. По своей природе гамма-излучение подобно рентгеновскому, но обладает значительно большей энергией (меньшей длиной волны), испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света.

Радиоактивное заражение - это заражение поверхности земли, атмосферы, водоемов и различных предметов радиоактивными веществами, выпавшими из облака ядерного взрыва.

Радиоактивное заражение  как поражающий фактор при наземном ядерном взрыве отличается масштабностью, продолжительностью воздействия, относительной  скрытностью поражающего действия, снижением степени воздействия  со временем (спад радиации во времени).

Источниками радиоактивного заражения являются: продукты цепной ядерной реакции деления; не разделившаяся  часть ядерного заряда; наведенная радиоактивность в грунте и других материалах под воздействием нейтронов  и осколки металла ядерного боеприпаса.

Радиоактивные вещества, распадаясь, излучают в основном бета-частицы  и гамма-кванты, превращаясь в устойчивые (нерадиоактивные) вещества. В отличие от проникающей радиации радиоактивное заражение действует в течение продолжительного времени (несколько месяцев, лет, десятков лет и т.д.), представляя опасность для людей и животных.

Наибольшую опасность  для людей представляют вещества, у которых период распада от нескольких суток до нескольких лет.

Масштабы и степень  радиоактивного заражения местности  зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических и геологических  условий, рельефа местности, типа грунта, наличия лесных массивов и растительности. Наиболее сильное заражение возникает  при наземных и неглубоких подземных  взрывах, в результате которых образуется мощное облако из радиоактивных продуктов.

2. Нейтронная бомба.

Целью создания нейтронного  оружия в 60-х - 70-х годах являлось получение тактической боеголовки, главным поражающим фактором в котором  являлся бы поток быстрых нейтронов, излучаемых из области взрыва. Для  уменьшения сопутствующих разрушений в нейтронной бомбе принимаются  меры для уменьшения выхода энергии  способами, отличными от нейтронного  излучения. Радиус зоны смертельного уровня нейтронного облучения в таких  зарядах может даже превосходить радиусы поражения ударной волной или световым излучением.

Нейтронное оружие — разновидность  ядерного оружия, у которой искусственно увеличена доля энергии взрыва, выделяющаяся в виде нейтронного излучения  для поражения живой силы и  вооружения противника при ограничениях поражающих воздействий ударной  волны и светового излучения.

2.1. Конструкция.

Нейтронный заряд конструктивно  представляет собой обычный ядерный  заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое  количество термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития). При  подрыве взрывается основной ядерный  заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции. Большая часть энергии взрыва при применении нейтронного оружия выделяется в результате запущенной реакции синтеза. Конструкция заряда такова, что до 80 % энергии взрыва составляет энергия потока быстрых  нейтронов, и только 20 % приходится на остальные поражающие факторы (ударную  волну, ЭМИ, световое излучение).

2.2. Действие. Особенности  применения.

Мощный поток нейтронов  не задерживается обычной стальной бронёй и намного сильнее проникает  сквозь преграды, чем рентгеновское  или гамма-излучение, не говоря уже  об альфа- и бета- частицах. Благодаря этому нейтронное оружие способно поражать живую силу противника на значительном расстоянии от эпицентра взрыва и в укрытиях, даже там, где обеспечивается надёжная защита от обычного ядерного взрыва.

Поражающее действие нейтронного  оружия на технику обусловлено взаимодействием  нейтронов с конструкционными материалами  и радиоэлектронной аппаратурой, что  приводит к появлению наведённой радиоактивности и, как следствие, нарушению функционирования. В биологических  объектах под действием излучения  происходит ионизация живой ткани, приводящая к нарушению жизнедеятельности  отдельных систем и организма  в целом, развитию лучевой болезни. На людей действует как само нейтронное излучение, так и наведённая радиация. В технике и предметах под  действием потока нейтронов могут  образовываться мощные и долго действующие  источники радиоактивности, приводящие к поражению людей в течение  длительного времени после взрыва. Так, например, экипаж танка Т-72, находящегося в 700 м от эпицентра нейтронного  взрыва мощностью в 1 кт, мгновенно получит безусловно смертельную дозу облучения (8000 рад), мгновенно выйдет из строя и погибнет в течение нескольких минут. Но если этот танк после взрыва начать использовать снова (физически он почти не пострадает), то наведённая радиоактивность приведёт к получению новым экипажем смертельной дозы радиации в течение суток.

Из-за сильного поглощения и  рассеивания нейтронов в атмосфере  дальность поражения нейтронным излучением, по сравнению с дальностью поражения незащищённых целей ударной  волной от взрыва обычного ядерного заряда той же мощности, невелика. Поэтому  изготовление нейтронных зарядов высокой  мощности нецелесообразно — излучение  всё равно не дойдёт дальше, а  прочие поражающие факторы окажутся снижены. Реально производимые нейтронные боеприпасы имеют мощность не более 1 кт. Подрыв такого боеприпаса даёт зону поражения нейтронным излучением радиусом около 1,5 км (незащищённый человек получит опасную для жизни дозу радиации на расстоянии 1350 м). Вопреки распространённому мнению, нейтронный взрыв вовсе не оставляет материальные ценности невредимыми: зона сильных разрушений ударной волной для того же килотонного заряда имеет радиус около 1 км.

2.3. Защита.

Нейтронные боеприпасы разрабатывались  в 1960—1970-х годах, главным образом, для повышения эффективности  поражения бронированных целей  и живой силы, защищённой бронёй и простейшими укрытиями. Бронетехника 1960-х годов, разработанная с учётом возможности применения на поле боя  ядерного оружия, чрезвычайно устойчива  ко всем его поражающим факторам. Другим мотивом разработки нейтронных зарядов  было их использование в системах противоракетной обороны. Для защиты от массированного ракетного удара  в эти годы на вооружение ставились  зенитно-ракетные комплексы с ядерной  боевой частью, но применение обычного ядерного оружия против высотных целей  сочли недостаточно эффективным, поскольку  основной поражающий фактор — ударная  волна, — в разрежённом воздухе  на большой высоте и, тем более, в  космосе не образуется, световое излучение  поражает боеголовки только в непосредственной близости от центра взрыва, а гамма-излучение  поглощается оболочками боеголовок и не может нанести им серьёзного вреда. В таких условиях превращение  максимальной части энергии взрыва в нейтронное излучение могло  позволить более надёжно поражать ракеты противника.

Естественно, после появления  сообщений о разработке нейтронного  оружия стали разрабатываться и  методы защиты от него. Были разработаны  новые типы брони, которая уже  способна защитить технику и её экипаж от нейтронного излучения. Для этой цели в броню добавляются листы  с высоким содержанием бора, являющегося  хорошим поглотителем нейтронов, а  в броневую сталь добавляется  обеднённый уран (уран с пониженной долей изотопов U234 и U235). Кроме того, состав брони подбирается так, чтобы  она не содержала элементов, дающих под действием нейтронного облучения  сильную наведённую радиоактивность.

Заключение

Ядерное оружие - это сложное и дорогостоящие оружие, наиболее мощное из всех видов современного оружия.

В условиях применения противником  ядерного оружия на воле боя будет  возникать сложная обстановка от воздействия поражающих факторов ядерного взрыва, которая должна анализироваться  и учитываться командиром при  выработке замысла и решений  на ведение боевых действий.

Радиационная обстановка может серьёзно повлиять наведение  боевых действии непосредственным воздействием радиоактивных излучений, заражением местности и различных объектов, воздействием светового излучения, ударной волны, электромагнитного импульса.

Кроме того, нельзя забывать, - что применение противником ядерного оружия окажет сильное психологическое  и моральное воздействие на личный состав войск.

Командир подразделения  в любых условиях должен уметь  правильно определить степень опасности  и для её максимального ослабления исходить из результатов опенки и  радиационном разведки - при принятии решений на ведение боевых действий подразделениями.

Правильная опенка обстановки возможна лишь при твердых знаниях  поражающего действия ядерного оружия, средств и способов защиты от него, основ его применения. 

Список используемой литературы

1. Авартьянов М.В. Основы безопасности жизнедеятельности человека: учебник для ВУЗов. - М.: Инфра-М, 2003.

2. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебник. - М.: Инфра-М, 2002.

3. Безопасность жизнедеятельности: методические указания и курс лекции / сост.: д-р химич. Наук, профессор Г.Н. Доленко, ст. преподаватель Н.Н. Симакова. - Новосибирск: СибУПК, 2003.

4. Змановский Ю.Ф. Безопасность жизнедеятельности человека. - М.: Инфра-М, 1999.

5. Хухлаев Д.В. Безопасность жизнедеятельности. - М.: Просвещение, 2003.