Реферат: Чрезвычайные ситуации военного времени
Чрезвычайныеситуации военного времени (поражающие факторы ядерного оружия (ЯО), последствияядерной войны)
Ядерноеоружие (ЯО)– оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использованиивнутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядернекоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтезалегких ядер – изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, напримерядра изотопов гелия.
Это оружие включает различные ядерныебоеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы,артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средствауправления ими и доставки их к цели (носители).
Иногда в зависимости от типа зарядаупотребляют более узкие понятия, например: атомное оружие (устройства, вкоторых используются цепные реакции деления), термоядерное оружие,комбинированные заряды, нейтронное оружие. В рамках реализации «стратегическойоборонной инициативы» (СОИ) в США ведется разработка нового поколения ядерногооружия – оружия направленной передачи энергии (рентгеновского лазера). «Накачку»рабочего тела такого лазера, испускающего когерентное излучение, предполагаетсяосуществлять с помощью ядерного взрыва. В безвоздушном пространствевысокоэнергетический рентгеновский луч может поражать цели на расстоянии до1000 км и более.
Реакцияделения
Открытиенейтрона привело к возникновению новых направлений в ядерных исследованиях.Поглощение нейтрона большинством ядер атомов сопровождается радиационнымзахватом, когда энергия возбуждения выделяется в виде γ-излучения.
В некоторыхтяжелых элементах, в частности в уране и плутонии, наблюдается другое явление –распад ядра на два осколка. Этот процесс называется делением ядра. Онсопровождается испусканием около 200 МэВ энергии на каждое разделившееся ядро.
Изучениепроцесса деления урана показало, что тепловыми нейтронами, с энергией до 1 Мэв,делится лишь U-235;более тяжелый U-238поглощает тепловые нейтроны без деления. Тепловыми нейтронами делятся также Ри-239и U-233. Поэтому делящимисяматериалами, или ядерными взрывчатыми веществами (ЯВВ), дляцепных реакций деления называются те вещества, в которых реакцию делениявызывают тепловые нейтроны.
На рис. 1.в качестве примера показана реакция деления ядра U-235. На стадии анейтрон приближается к ядру U-235, на стадии б образуется возбужденноесоставное ядро U-236, так как при поглощении нейтрона ядру передается энергиявозбуждения которая слагается из энергии связи нейтрона в ядре и егокинетической энергии. Для U-235 характерным является то, что даже приочень малой кинетической энергии нейтрона энергия связи нейтрона в ядре большенекоторого порогового значения, называемого энергией активации
Энергияактивации, являющаяся потенциальным барьером реакции, представляет собой туэнергию, которую необходимо сообщить ядру урана для совершения ядрами-осколкамиработы против ядерных сил при делении ядра на две части.
Для тогочтобы осуществить реакцию деления других тяжелых ядер, требуется значительнаяэнергия возбуждения. Дополнительная энергия должна быть получена за счетдвижения нейтрона. Так, например, для деления ядра U-238 требуются нейтроны скинетической энергией не менее 0,9 МэВ.
Реакцияделения тяжелых ядер может быть использована для освобождения огромныхколичеств энергии. Действительно, в соответствующем количестве ЯВВ 1 нейтронможет дать начало разветвленной цепи делений, причем число ядер, участвующих вделении в единицу времени, будет возрастать по мере увеличения числа вторичныхнейтронов в каждом поколении такой цепной реакции деления.
Основными частямиядерного боеприпаса являются:
– ядерноезарядное устройство (ядерный заряд), блок подрыва с предохранителями иисточниками питания и корпус боеприпаса. В составе ядерного заряда находится
– главнаясоставная часть – ЯВВ. Вследствие самопроизвольного (спонтанного) деления ядерурана или плутония, наличия блуждающих нейтронов в атмосфере и других факторовнельзя принять никаких мер, препятствующих цепной реакции в ЯВВ, имеющемнадкритическую массу, (Крр>1). Следовательно, до взрыва общее количествоЯВВ в одном боеприпасе должно разделяться на отдельные части, каждая из которыхимеет массу меньше критической. Для взрыва необходимо соединить в единое целоетакое количество делящегося вещества, которое создаст надкритическую массу. В моментдостижения системой максимальной надкритичности реакции деления. В моментдостижения системой максимальной надкритичности реакцию деления следуетинициировать от специального источника нейтронов.
Нейтронныйбоеприпас
Развитиеядерного оружия в иностранных армиях в прошедшие годы шло как по линииувеличения мощности ядерных зарядов, так и по пути уменьшения размеров и массыбоеприпасов. Много внимания уделялось унификации и стандартизации отдельныхузлов и ядерных боеприпасов в целом. Уменьшение размеров и массы термоядерныхзарядов довольно сложное дело. Прежде чем создать новое поколение ядерногооружия с избирательным характером поражающего действия, потребовались коренныеизменения в принципах конструирования и технологии производства.
Первымпредставителем новой разновидности ядерного оружия является нейтронныйбоеприпас, который по своему предназначению относится к тактическому ядерномуоружию. Возможно появление и других разновидностей тактического ядерногооружия, например, с повышенным поражающим воздействием по ударной волне, но суменьшенным воздействием других поражающих факторов
Нейтронныйбоеприпас представляет собой малогабаритный термоядерный заряд мощностью неболее 10 тыс. т., у которого основная доля энергии выделяется за счет реакцийсинтеза ядер дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результатеделения тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала реакцийсинтеза. Нейтронная составляющая проникающей радиации такого малого по мощностиядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее воздействие на личный состав.
Поражающиефакторы ядерного оружия
В зависимости от задач, решаемых с применением ядерного оружия,вида и места нахождения объектов ядерные взрывы разделяют на воздушные, высотные,наземные (надводные) и подземные (подводные). Привзрыве ядерного боеприпаса за миллионные доли секунды выделяется колоссальноеколичество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температурадостигает нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардоватмосфер. Высокие температура и давление вызывают мощную ударную волну.
Наряду с ударной волной и световым излучением взрыв ядерного боеприпасасопровождается испусканием проникающей радиации, состоящей из потока нейтронови γ-квантов
Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающихпод действием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитногоимпульса (ЭМИ). Так формируются основные поражающие факторы ядерноговзрыва.
Ударнаяволна ядерного взрыва – один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, вкакой среде возникает и распространяется ударная волна – в воздухе, воде илигрунте, ее называют соответственно воздушной волной, ударной волной (в воде) исейсмовзрывной волной (в грунте). Воздушной ударной волной называется областьрезкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва сосверхзвуковой скоростью.
Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой поток γ-излучения и нейтронов.
Поражающеедействие проникающей радиации характеризуется дозой излучения, т.е. количествомэнергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды.Различают экспозиционную дозу и поглощенную дозу.
Экспозиционнаядоза ранее измерялась внесистемными единицами – рентгенами (Р). Одинрентген – это такая доза рентгеновского или γ-излучения, котораясоздает в 1 см3 воздуха 2,1–109 пар ионов.
В новой системеединиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1 Р = 2,58–10-4Кл/кг). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризуетпотенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений при общем иравномерном облучении тела человека.
Последствияядерной войны
Возможныеглобальные последствия ядерной войны для окружающей среды находились в центревнимания ряда исследователей в течение всего времени с момента первых атомныхбомбардировок Японии.
Природныеэкосистемы уязвимы для экстремальных климатических возмущений, причемпо-разному в зависимости от типа экосистемы, ее географического положения и временигода, когда произойдут возмущения.
В результатесинергизма факторов и распространения их влияния от одних элементов экосистем кдругим происходят более крупные сдвиги, чем можно было бы предполагать при изолированномдействии возмущений.
Пожары, являющиесяпрямым следствием крупного обмена ядерными ударами, могут охватить обширныетерритории.
Восстановлениеэкосистем после климатических стрессов острой фазы, следующей закрупномасштабной ядерной войной, будет зависеть от степени приспособленности кестественным нарушениям. В некоторых типах экосистем изначальный ущерб можетбыть очень большим, а восстановление крайне медленным, причем полноевосстановление до исходного ненарушенного состояния вообще маловероятно.Антропогенное влияние способно замедлить процесс экологического восстановления.
Локальныерадиоактивные осадки могут оказать очень значительное влияние на экосистемы.
Экстремальныескачки температуры даже на достаточно короткие периоды способны нанестичрезвычайно большой ущерб.
Список литературы
1. Белозеров Я.Е., Несытов Ю.К. Внимание!Радиоактивное заражение. – М.: Военное издательство министерства обороны СССР,1982.
2. Кривошеин Д.А. Экологияи безопасность жизнедеятельности. – М.: Флинта, 2000.
3. Осипенко Л.П., Жильцов Л.В.,Мормуль Н.И. Атомная эпопея. – М.: МарТ, 1994.
4. Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационнаябезопасность. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
5. Маргулис У.Я. Радиацияи защита. – М., 1979.