Файл: Тема Правовые основы гражданской обороны и мобилизационной работы в Российской Федерации.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 358
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 3.1. Воздействие ядерного, химического и бактериологического (биологического) оружия. Очаг комбинированного поражения
Задание: на основе нормативных документов необходимо определить основные способы и методы воздействия оружия массового поражения.
Цель занятия: сформировать системное представление о способах и методах воздействия оружия массового поражения.
Нормативно-правовая база
Федеральный закон от 12.02.1998 № 28-ФЗ «О гражданской обороне».
Алгоритм выполнения практического задания
Таблица 17.1
Структура системного представления о способах и методах воздействия оружия массового поражения
1 Количество элементов обоснования разное – от 2 до 5.
Теоретические сведения
Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной волны, тепловым воздействием светового излучения, радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.
Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30–40 % – на световое излучение, до 5 % – на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15 % – на радиоактивное заражение.
Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8–10 % – на образование ударной волны, 5–8 % – на световое излучение и около 85 % расходуется на образование нейтронного и гамма-излучений (проникающей радиации).
Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру и масштабам поражения.
Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).
Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение раскаленных газов происходит в сравнительно малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает; на больших удалениях ударная волна переходит, по существу, в обычную акустическую волну, и скорость ее распространения
приближается к скорости звука в окружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м – за 4 с, 3000 м – за 7 с, 5000 м – за 12 с. Отсюда следует, что человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближайшее укрытие (складку местности, канаву, кювет, простенок и т. п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.
Перед фронтом ударной волны давление в воздухе равно атмосферному Ро. С приходом фронта ударной волны в данную точку пространства давление резко (скачком) увеличивается и достигает максимального Рф = Ро + ∆Рф. Также резко в этой точке возрастают плотность, температура и скорость движения среды (воздуха).
После того как фронт ударной волны (ее передняя граница) проходит данную точку пространства, давление в ней постепенно снижается и через некоторый промежуток времени становится равным атмосферному. Образовавшийся слой сжатого воздуха называют фазой сжатия τ+. В этот период времени воздушная ударная волна обладает наибольшим разрушающим действием. С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны уменьшается, а толщина слоя сжатия все время возрастает. Последнее происходит в результате вовлечения в движение новых масс воздуха.
В дальнейшем, продолжая уменьшаться, давление становится ниже атмосферного и воздух начинает двигаться в направлении, противоположном распространению ударной волны, т. е. к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения. В фазе разрежения ударная волна производит меньшие разрушения, чем в фазе сжатия, так как максимальное отрицательное давление значительно меньше максимального избыточного давления во фронте ударной волны.
После окончания периода действия фазы разрежения, когда давление достигает значения давления окружающей среды, практически прекращается движение масс воздуха, а следовательно, и разрушающее действие воздушной ударной волны.
Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс воздуха, при встрече с преградой возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны. Когда фронт ударной волны достигает данной точки пространства (преграды), скоростной (ветровой) напор, как и избыточное давление, моментально поднимается от нуля до максимального значения. По мере удаления от фронта скоростной напор уменьшается до нуля несколько позднее, нежели избыточное давление. Это объясняется инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха. Однако для оценки разрушающего действия воздушной ударной волны ядерного взрыва эта разница несущественна и при расчетах принимают продолжительность воздействия скоростного напора равным времени действия фазы сжатия. В фазе разрежения скоростной напор весьма незначителен и его разрушающее действие, так же как и
действие избыточного давления, не учитывают.
Основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия волны – длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны.
При наземном взрыве на поверхность земли в каждый определенный момент времени действует такое давление, до которого сжат воздух в соответствующей части воздушной ударной волны.
В случае ядерных взрывов на больших высотах исключается влияние отражающего действия земной поверхности на значения параметров воздушной ударной волны. Поэтому при взрыве в однородной безграничной среде значение избыточного давления будет значительно меньше. Это объясняется тем, что в отличие от наземного взрыва энергия распределяется не в полусфере, а в объеме всей сферы.
Из рассмотренного характера распространения волны видно, что радиус поражения ударной волной наземного ядерного взрыва на сравнительно небольших расстояниях больше, чем радиус поражения ударной волной воздушного взрыва одинаковой мощности. На более удаленных расстояниях, наоборот, радиус поражения ударной волной воздушного взрыва больше, так как сказывается влияние совместного воздействия падающей и отраженной ударных волн – головной воздушной ударной волны. Например, избыточное давление во фронте воздушной ударной волны, равное 80 кПа, при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 1 Мт будет наблюдаться при наземном взрыве на расстоянии 3100 м, при воздушном – 2600 м; избыточное давление 10 кПа – на расстояниях 11 000 и 14 000 м соответственно.
Степень разрушения конструкций определяется не только воздействием давления фронта волны, но и торможением движения масс воздуха, следующих за фронтом волны. Динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, называется давлением скоростного напора. Единица давления скоростного напора, как и избыточного давления, паскаль (Па) или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2).
Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако подводная ударная волна отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия– меньше. Например, максимальное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в глубоком водоеме составляет 19 000 кПа, а при взрыве в воздушной среде – около 100 кПа.
При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фронте волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом. Давление во фронте волны сжатия уменьшается довольно быстро с удалением от центра взрыва, и на больших расстояниях волна сжатия становится подобной сейсмической волне.
При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грунта, напоминающее по своему действию землетрясение.
Характер воздействия ударной волны на людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными или косвенными.
Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интенсивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар. В то же самое время скоростной напор создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.
Косвенные поражения люди и животные могут получить в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов. Например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.
Характер и степень поражения незащищенных людей и животных зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.
Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.
Задание: на основе нормативных документов необходимо определить основные способы и методы воздействия оружия массового поражения.
Цель занятия: сформировать системное представление о способах и методах воздействия оружия массового поражения.
Нормативно-правовая база
Федеральный закон от 12.02.1998 № 28-ФЗ «О гражданской обороне».
Алгоритм выполнения практического задания
-
Изучите теоретический материал. -
Заполните матрицы структуры системного представления о способах и методах воздействия оружия массового поражения в табл. 17.1 «Структура системного представления о способах и методах воздействия оружия массового поражения».
Таблица 17.1
Структура системного представления о способах и методах воздействия оружия массового поражения
| Основополагающие позиции структуры | Элементы обоснования позиций структуры1 |
| Определение видов поражающих действий ядерного взрыва | 1. 2. …. |
| Определение видов ударной волны и характер их воздействия | 1. 2. …. |
| Определение видов разрушений к гражданским и промышленным зданиям | 1. 2. …. |
| Определение видов разрушений энергетического, коммунального и промышленного оборудования | 1. 2. …. |
| Укажите основную характеристику светового излучения и от чего зависит световой импульс | 1. 2. …. |
| Определение видов воздействий светового излучения на людей и сельскохозяйственных животных | 1. 2. …. |
| Укажите, какие изменения может вызвать проникающая радиация в материалах, элементах радиотехнической, электротехнической аппаратуры | 1. 2. …. |
| Определите основные способы защиты от электромагнитного импульса | 1. 2. …. |
| Укажите зоны радиоактивного заражения, зоны умеренного заражения и уровни радиации | 1. 2. …. |
| Укажите основные продукты ядерного взрыва, которые обладают поражающим действием | 1. 2. …. |
| Определение видов проникновения ОВ при использовании химического оружия | 1. 2. …. |
| Укажите виды отравляющих веществ | 1. 2. |
1 Количество элементов обоснования разное – от 2 до 5.
Теоретические сведения
Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим воздействием ударной волны, тепловым воздействием светового излучения, радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.
Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере примерно 50 % энергии взрыва расходуется на образование ударной волны, 30–40 % – на световое излучение, до 5 % – на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15 % – на радиоактивное заражение.
Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8–10 % – на образование ударной волны, 5–8 % – на световое излучение и около 85 % расходуется на образование нейтронного и гамма-излучений (проникающей радиации).
Действие поражающих факторов ядерного взрыва на людей и элементы объектов происходит не одновременно и различается по длительности воздействия, характеру и масштабам поражения.
Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).
Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд Па). Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. И так сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение раскаленных газов происходит в сравнительно малых объемах, поэтому их действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и основным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна. Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна ослабевает; на больших удалениях ударная волна переходит, по существу, в обычную акустическую волну, и скорость ее распространения
приближается к скорости звука в окружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000 м – за 4 с, 3000 м – за 7 с, 5000 м – за 12 с. Отсюда следует, что человек, увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может занять ближайшее укрытие (складку местности, канаву, кювет, простенок и т. п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.
Перед фронтом ударной волны давление в воздухе равно атмосферному Ро. С приходом фронта ударной волны в данную точку пространства давление резко (скачком) увеличивается и достигает максимального Рф = Ро + ∆Рф. Также резко в этой точке возрастают плотность, температура и скорость движения среды (воздуха).
После того как фронт ударной волны (ее передняя граница) проходит данную точку пространства, давление в ней постепенно снижается и через некоторый промежуток времени становится равным атмосферному. Образовавшийся слой сжатого воздуха называют фазой сжатия τ+. В этот период времени воздушная ударная волна обладает наибольшим разрушающим действием. С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны уменьшается, а толщина слоя сжатия все время возрастает. Последнее происходит в результате вовлечения в движение новых масс воздуха.
В дальнейшем, продолжая уменьшаться, давление становится ниже атмосферного и воздух начинает двигаться в направлении, противоположном распространению ударной волны, т. е. к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения. В фазе разрежения ударная волна производит меньшие разрушения, чем в фазе сжатия, так как максимальное отрицательное давление значительно меньше максимального избыточного давления во фронте ударной волны.
После окончания периода действия фазы разрежения, когда давление достигает значения давления окружающей среды, практически прекращается движение масс воздуха, а следовательно, и разрушающее действие воздушной ударной волны.
Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы воздуха. Вследствие торможения этих масс воздуха, при встрече с преградой возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны. Когда фронт ударной волны достигает данной точки пространства (преграды), скоростной (ветровой) напор, как и избыточное давление, моментально поднимается от нуля до максимального значения. По мере удаления от фронта скоростной напор уменьшается до нуля несколько позднее, нежели избыточное давление. Это объясняется инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха. Однако для оценки разрушающего действия воздушной ударной волны ядерного взрыва эта разница несущественна и при расчетах принимают продолжительность воздействия скоростного напора равным времени действия фазы сжатия. В фазе разрежения скоростной напор весьма незначителен и его разрушающее действие, так же как и
действие избыточного давления, не учитывают.
Основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия волны – длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны.
При наземном взрыве на поверхность земли в каждый определенный момент времени действует такое давление, до которого сжат воздух в соответствующей части воздушной ударной волны.
В случае ядерных взрывов на больших высотах исключается влияние отражающего действия земной поверхности на значения параметров воздушной ударной волны. Поэтому при взрыве в однородной безграничной среде значение избыточного давления будет значительно меньше. Это объясняется тем, что в отличие от наземного взрыва энергия распределяется не в полусфере, а в объеме всей сферы.
Из рассмотренного характера распространения волны видно, что радиус поражения ударной волной наземного ядерного взрыва на сравнительно небольших расстояниях больше, чем радиус поражения ударной волной воздушного взрыва одинаковой мощности. На более удаленных расстояниях, наоборот, радиус поражения ударной волной воздушного взрыва больше, так как сказывается влияние совместного воздействия падающей и отраженной ударных волн – головной воздушной ударной волны. Например, избыточное давление во фронте воздушной ударной волны, равное 80 кПа, при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 1 Мт будет наблюдаться при наземном взрыве на расстоянии 3100 м, при воздушном – 2600 м; избыточное давление 10 кПа – на расстояниях 11 000 и 14 000 м соответственно.
Степень разрушения конструкций определяется не только воздействием давления фронта волны, но и торможением движения масс воздуха, следующих за фронтом волны. Динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, называется давлением скоростного напора. Единица давления скоростного напора, как и избыточного давления, паскаль (Па) или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2).
Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако подводная ударная волна отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия– меньше. Например, максимальное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в глубоком водоеме составляет 19 000 кПа, а при взрыве в воздушной среде – около 100 кПа.
При наземном ядерном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте. В отличие от ударной волны в воздухе она характеризуется менее резким увеличением давления во фронте волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом. Давление во фронте волны сжатия уменьшается довольно быстро с удалением от центра взрыва, и на больших расстояниях волна сжатия становится подобной сейсмической волне.
При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грунта, напоминающее по своему действию землетрясение.
Характер воздействия ударной волны на людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными или косвенными.
Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со снижающейся интенсивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент прихода ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар. В то же самое время скоростной напор создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве.
Косвенные поражения люди и животные могут получить в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов. Например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа плотность летящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.
Характер и степень поражения незащищенных людей и животных зависят от мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя) человека.
Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.