Ядерное оружие и защита от него (стр. 4 )

Метеоусловия оказывают существенное влияние только на параметры слабых ударных волн (∆рф<0,1 кгс/см2). Как правило, летом в жаркую погоду характерно ослабление волны по всем направлениям, а зимой – её усиление, особенно по направлению ветра. Размеры зон поражения объектов малой прочности могут изменяться в несколько раз. При взрывах в условиях среднего дождя или тумана давление в ударной волне на 5-15% меньше, чем при отсутствии осадков. В условиях сильного ливня или тумана давление уменьшается на 15-30%. Снегопад на давление в ударной волне оказывает незначительное влияние.

Рельеф местности может усилить либо ослабить действие ударной волны. Так, на передних скатах холмов и оврагов давление выше, чем на равнине. При крутизне склонов 10-20о давление возрастает на 10-50%, а при крутизне 30о - давление может быть увеличиться в два раза и более. На дне глубоких лощин и оврагов с крутыми склонами и значительной протяженностью, направление которых совпадает с направлением распространения ударной волны, давление на 10-20% больше, чем на поверхности.

На обратных по отношению к центру склонах, а также в лощинах и оврагах, расположенных под большим углом к направлению распространения волны, давление уменьшается в зависимости от крутизны. Так, при крутизне склона в 30о давление уменьшается в 1,2-1,7 раз.

Влияние лесных массивов проявляется на расстояниях, где давление ∆рф≤0,5 кгс/см2. Сопротивление, которое оказывают деревья ударной волне, приводит к увеличению избыточного давления у поверхности земли на 10-15% и к снижению скоростного напора в 1,5-2 раза по сравнению с открытой местностью.

Характер действия ударной волны на различные объекты зависит от давления во фронте волны, размеров объекта и его положения относительно места взрыва.

Вблизи эпицентра взрыва объекты, возвышающиеся над поверхностью земли, подвергаются воздействию падающей и отраженной волн. При этом давление отражения более чем в два раза превышает избыточное давление во фронте падающей волны. По мере удаления объекта от центра взрыва на него кроме всестороннего сжатия действует сдвигающее усилие. Это объясняется тем, что ударная волна не одновременно и не с одинаковой силой действует на различные поверхности объекта. В первую очередь и наиболее сильному действию её подвергается лобовая поверхность преграды, которая воспринимает давление отражения и действие скоростного напора. После того как ударная волна охватывает весь объект, её воздействие будет представлять совокупность всестороннего сжатия объекта давлением и одностороннего действия скоростного напора.

Роль избыточного давления и скоростного напора в повреждении или разрушении объекта зависит от его конструкции и размеров. Так при одинаковых допустимых нагрузках буровая вышка, например, может выдержать воздействие гораздо более сильной ударной волны, чем стена здания.

Движущийся с большой скоростью воздух в ударной волне вызывает метательное действие волны, т. е. отбрасывает на большие расстояния различные объекты. Повреждения от удара о поверхность земли при этом могут быть более значительными, чем от непосредственного действия ударной волны.

Сооружения, заглубленные в землю даже на небольшую глубину, при воздействии ударной волны оказываются под действием только избыточного давления в проходящей волне и поэтому оказываются в лучших условиях, чем сооружения, возвышающиеся над землей.

Рассмотренные особенности ударной волны позволяют рекомендовать следующие принципы защиты от её поражающего действия:

-для защиты от ударной волны возможно использование простейших укрытий (траншей, окопов, оврагов), но защитные свойства таких укрытий проявляются лишь в том случае, если они расположены перпендикулярно направлению на взрыв и глубина их превышает высоту защищаемого объекта;

-объекты, расположенные по отношению к взрывы за какой-либо преградой (холм, насыпь), будут защищены от прямого удара волны, и на них воздействует ослабленная волна;

-поражающее действие ударной волны на людей на открытой местности значительно снижается, если к приходу волны они успевают лечь на землю и, лучше всего, по направлению движения волны.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ – представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона, включающего ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область и поэтому спектральный состав излечения зависит от температуры данной области. Средний спектральный состав близок к спектральному составу излучения солнца, находящегося в зените.

Основной характеристикой светового излучения служит световой импульс Uc, кал/см2 – количество энергии светового излучения, падающее за время излучения на единицу площади неподвижной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения.

Световой импульс уменьшается с увеличением расстояния от взрыва. Если бы световое излучение распространялось в пустоте, то световой импульс уменьшался бы строго пропорционально квадрату расстояния от центра взрыва. Но так как на пути распространения излучения имеется воздух, содержащий частицы пыли и воды, то световой импульс уменьшается быстрее, чем в пустоте. На практике ослабление светового излучения оценивается по дальности видимости – наибольшему расстоянию, на котором днем на фоне неба отчетливо различается большой темный предмет, например здание.

Значительное ослабление светового излучения происходит при задымленном воздухе, наблюдающимся в индустриальных центрах. Так, например, при наземном взрыве мощностью 100 тыс. т в условиях чистого воздуха световой импульс на расстоянии 5 км от центра взрыва составляет примерно 3 кал/см2, при задымленном воздухе такой импульс будет лишь на расстоянии 3 км.

Облака, расположенные на пути распространения светового излучения, также значительно ослабляют его, в результате чего уменьшается или полностью исключается поражающее действие светового излучения на наземные объекты.

При одних и тех же атмосферных условиях световой импульс на заданных расстояниях от центра взрыва увеличивается примерно прямо пропорционально увеличению мощности взрыва.

Для объектов, расположенных на поверхности земли, при равных расстояниях от центра взрыва и одинаковых атмосферных условиях, световой импульс при наземном взрыве примерно в 3 раза меньше, чем при воздушном той же мощности. Это объясняется тем, что при наземном взрыве светящаяся область в отличии от воздушного взрыва имеет форму полусферы и экранируется облаком пыли. Кроме того, с увеличением высоты возрастает прозрачность воздуха.

Световое излучение, падая на поверхность объекта, частично отражается, частично поглощается, а если объект пропускает излучение, то частично проходит сквозь него. Стекло, например, пропускает более 90% энергии светового излучения; черные поверхности поглощают до 90-95% всей падающей энергии, а белые – 20-30%.

Основным видом поражающего действия светового излучения является тепловое поражение, наступающее при повышении температуры облучаемого объекта до определенного уровня. Горючие материалы воспламеняются и горят. Световое излучение может нарушить действие электронно-оптических устройств, фотоприемников и светочувствительной аппаратуры, а также приводит к ослеплению людей.

Существенную роль в поражающем действии светового излучения играет время облучения объекта, зависящее от мощности взрыва, так как при взрыве большой мощности излучение энергии продолжается дольше.

Основной характеристикой падающего на объект светового излучения, используемой при оценке его поражающего действия, является импульс облучения U, кал/см2 – количество энергии светового излучения, падающей на единицу площади облучаемой поверхности за все время облучения. Импульс облучения зависит от конкретных условий облучения: ориентации облучаемой поверхности, отраженного излучения, экранирования различными преградами, а также от перемещения облучаемого объекта.

Импульс облучения пропорционален световому импульсу и может быть больше или меньше его. Если облучаемая поверхность ориентирована перпендикулярно распространению прямого излучения, экранирование и ослабление излучения преградами отсутствует, а влияние отраженного излучения и перемещения объекта можно пренебречь, то импульс облучения равен световому импульсу.

Импульс облучения, при котором с заданной вероятностью наблюдается опасное поражение материала, приводящее к потере функциональных свойств, называется поражающим. По величине поражающих импульсов с помощью номограммы может быть определен радиус зоны поражения материалов. Существенное влияние на значения поражающих импульсов оказывает влажность материалов и ветер.

В результате воздействия светового излучения может возникнуть большое количество пожаров на значительной площади. Поэтому для уменьшения опасности пожаров необходимо провести ряд мероприятий. К таким мероприятиям относятся: расчистка районов расположения войск от легковоспламеняющихся материалов, обмазка горючих объектов глиной, известью или намораживанием на них корки льда, применение огнестойких, хорошо отражающих световое излучение чехлов, тентов, штор и т. п.

Своевременное принятие мер защиты уменьшает возможность поражения людей световым излучением. Действие светового излучения продолжается от десятых долей секунды при взрывах боеприпасов сверхмалой мощности до десятков секунд при взрывах боеприпасов мощностью более 1 млн. т. Поэтому, если после вспышки человек успеет занять укрытие в течении, например, двух секунд, то время воздействия на него светового излучения при взрыве боеприпаса большой мощности будет сокращено в несколько раз, что значительно уменьшает или полностью исключает поражение.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИМПУЛЬС – образуется в результате комптоновского механизма, сущность которого заключается в следующем. Гамма-кванты взрыва, взаимодействуя с атомами окружающей среды, образуют медленные положительные ионы и быстрые электроны, которые движутся по направлению порождающих их гамма-квантов. В результате этого в окружающем пространстве возникают свободные электрические заряды, токи и поля. В свою очередь быстрые электроны также ионизируют среду, создавая медленные электроны и положительно заряженные ионы. В результате этого среда становится электропроводящей. Под действием электрического поля, созданного быстрыми электронами, медленные электроны начинают двигаться навстречу быстрым электронам, образуя ток проводимости.