Реферат: Ядерное оружие

1. Виды ядерных зарядов

  а) Атомные заряды.

  Действие атомного оружия основывается на реакции делениятяжелых ядер (уран-235, плутоний-239 и т.д.). Цепная реакция деленияразвивается не в любом количестве делящегося вещества, а лишь только вопределенной для каждого вещества массе. Наименьшее количество  делящегося вещества, в котором возможна  саморазвивающаяся  цепная  ядерная реакция,называют критической массой. Уменьшение  критической массы будет наблюдатьсяпри увеличении плотности вещества.

  Делящееся  вещество  в  атомном  заряде  находится  в подкритическом состоянии. По  принципу его перевода в надкритическое состояниеатомные заряды делятся на пушечные и имплозивного типа. В зарядах пушечноготипа две и более частей делящегося вещества, масса каждой из которых меньшекритической, быстро соединяются друг с другом в надкритическую массу врезультате взрыва обычного взрывчатого  вещества (выстреливания одной части вдругую).  При создании  зарядов  по  такой схеме  трудно  обеспечить  высокую надкритичность, вследствие чего его коэффициент полезного действия  невелик.Достоинством  схемы  пушечного типа является  возможность  создания  зарядовмалого диаметра и высокой стойкости  к действию механических нагрузок, чтопозволяет использовать их в артиллерийских снарядах и минах.  В зарядахимплозивного типа делящееся вещество, имеющее при нормальной плотности  массу  меньше критической,  переводится  в  надкритическое  состояние  повышением  его плотности  в  результате  обжатия с помощью взрыва  обычного  взрывчатоговещества. В таких зарядах представляется возможность получить высокуюнадкритичность и, следовательно, высокий коэффициент полезного использованияделящегося вещества.

  б)Термоядерные заряды.

  Действие термоядерного оружия основывается на  реакции синтеза  ядер легких  элементов.  Для   возникновения  цепной  термоядерной реакции необходима  очень  высокая  (порядка нескольких  миллионов  градусов)температура, которая достигается взрывом обычного  атомного  заряда. Вкачестве  термоядерного  горючего  используется  обычно дейтрид лития-6(твердое вещество, представляющее собой соединение лития-6 и дейтерия).

  в)Нейтронные заряды.

  Нейтронный заряд  представляет собой особый видтермоядерного заряда, в  котором  резко  увеличен  выход нейтронов.  Для боевойчасти ракеты «Лэнс» на долю реакции синтеза приходится порядка  70% освобождающейся энергии.

  г)«Чистый» заряд.

  Чистый заряд-это ядерный заряд, при взрыве которого выходдолгоживущих радиоактивных изотопов существенно снижен.

2) Конструкция и способыдоставки

  Основными элементами ядерных боеприпасов являются:

                   -корпус

                   -система автоматики

  Корпус   предназначен  для  размещения  ядерного  заряда  и   системы автоматики,  а  также  предохраняет  их от механического, а внекоторых случаях и от теплового воздействия. Система автоматики обеспечиваетвзрыв ядерного  заряда в заданный момент времени и исключает его случайное илипреждевременное срабатывание. Она включает:                  

                   -систему предохранения

                   -систему аварийного подрыва

                   -систему подрыва заряда

                   -источник питания

                   -систему датчиков подрыва

  Средствами доставки ядерных боеприпасов могут являться баллистические ракеты, крылатые и зенитные ракеты, авиация. Ядерные боеприпасыприменяются для снаряжения авиабомб, фугасов, торпед, артиллерийских  снарядов(203,2 мм СГ и 155 мм СГ-США).

3) Мощность ядерныхбоеприпасов

  Ядерное  оружие  обладает  колоссальной  мощностью. Приделении урана массой порядка килограмма освобождается такое же количество энергии,как при взрыве тротила массой около 20 тысяч тонн. Термоядерные реакции синтезаявляются еще более энергоемкими. Мощность взрыва ядерных боеприпасов принятоизмерять в единицах тротилового  эквивалента. Тротиловый эквивалент-это масса тринитротолуола, которая обеспечила бы взрыв, по мощности эквивалентный взрывуданного ядерного боеприпаса. Обычно он измеряется в килотоннах (кТ) или вмегатоннах (МТ).

  В зависимости от мощности ядерные боеприпасы делят накалибры:

                   -сверхмалый (менее 1кТ)

                   -малый (от 1 до 10 кТ)

                   -средний (от 10 до 100 кТ)

                   -крупный (от 100 кТ до 1 МТ)

                   -сверхкрупный (свыше 1 МТ)

  Термоядерными зарядами комплектуются боеприпасысверхкрупного, крупного и среднего калибров;  ядерными — сверхмалого, малого исреднего калибров, нейтронными сверхмалого и малого калибров.

4)Виды ядерных взрывов

  В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида ирасположения объектов, по которым  планируются  ядерные удары, а также отхарактера предстоящих  боевых  действий  ядерные  взрывы могут бытьосуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). Всоответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

                   -воздушный (высокий и низкий)

                   -наземный (надводный)

                   -подземный (подводный)

               

5)Поражающие факторы ядерного взрыва.

  Ядерный  взрыв  способен  мгновенно  уничтожить  или вывести из строя незащищенных  людей,  открыто  стоящую технику, сооружения иразличные материальные  средства. Основными поражающими факторами ядерноговзрыва являются:

                   -ударная волна

                   -световое излучение

                   -проникающая радиация

                   -радиоактивное заражение местности

                   -электромагнитный импульс

  Рассмотрим их.

  а) Ударная волна  в большинстве случаев является  основным поражающим фактором ядерного взрыва.  По  своей  природе она подобна ударнойволне обычного взрыва, но  действует  более  продолжительное время и обладаетгораздо большей разрушительной  силой. Ударная  волна  ядерного  взрыва может на  значительном  расстоянии  от центра взрыва наносить поражения людям,разрушать сооружения и повреждать боевую технику.

  Ударная  волна  представляет  собой  область  сильногосжатия воздуха, распространяющуюся с большой скоростью во все стороны отцентра  взрыва. Скорость  распространения  ее  зависит  от  давления  воздуха во фронте ударной  волны; вблизи  центра  взрыва  она  в  несколько разпревышает скорость звука, но с увеличением расстояния от места взрыва резкопадает. За  первые  2 сек ударная волна проходит около 1000 м, за 5 сек-2000 м,за  8 сек — около 3000 м.  Это  служит  обоснованием  норматива  N5 ЗОМП«Действия при вспышке ядерного взрыва»: отлично — 2 сек, хорошо — 3сек, удовлетврительно-4 сек.

  Поражающее действие ударной волны на людей  и  разрушающеедействие на боевую технику, инженерные сооружения  и  материальные  средства прежде всего определяются избыточным давлением  и  скоростью движения воздуха вее фронте.  Незащищенные  люди могут, кроме  того поражаться летящими согромной  скоростью  осколками  стекла  и  обломками разрушаемых зданий,падающими  деревьями, а также разбрасываемыми  частями  боевой  техники,комьями  земли, камнями  и  другими предметами, приводимыми в движениескоростным  напором  ударной волны. Наибольшие косвенные поражения будутнаблюдаться в населенных пунктах и в лесу; в этих случаях  потери  войск могут оказаться  большими, чем  от  непосредственного действия ударной волны.  Ударная  волна  способна  наносить  поражения и в закрытых помещениях,проникая  туда  через  щели  и  отверстия. Поражения, наносимые ударной волной,подразделяются  на  легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Легкие пораженияхарактеризуются временным повреждением  органов  слуха, общей  легкойконтузией, ушибами и вывихами конечностей. Тяжелые поражения  характеризуютсясильной контузией  всего  организма; при этом могут наблюдаться  повреждения головного  мозга  и  органов  брюшной полости, сильное кровотечение из носа иушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей. Степень поражения ударной волнойзависит прежде всего от мощности и вида  ядерного взрыва. При воздушном взрывемощностью 20 кТ легкие травмы у людей возможны на расстояниях до 2,5 км,средние — до 2 км,  тяжелые — до 1,5 км от эпицентра взрыва.  С ростом калибраядерного боеприпаса радиусы поражения  ударной  волной растут пропорциональнокорню кубическому из мощности взрыва. При подземном  взрыве  возникает ударная  волна в грунте, а при подводном — в воде. Кроме того, при этих видахвзрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь  в  грунте, вызывает  повреждения  подземных сооружений, канализации, водопровода; при  распространении  ее в воденаблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже назначительном расстоянии от места взрыва.

  б)  Световое  излучение  ядерного  взрыва   представляет собой  поток лучистой  энергии, включающей  ультрафиолетовое, видимое иинфракрасное излучение. Источником  светового излучения является светящаясяобласть, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха.Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходитяркость Солнца.

  Поглощенная энергия светового  излучения  переходит  в тепловую, что приводит  к  разогреву  поверхностного слоя материала. Нагревможет быть настолько сильным, что  возможно обугливание или воспламенениегорючего материала и растрескивание или оплавление негорючего, что можетприводить к огромным пожарам. При этом действие светового излучения ядерноговзрыва эквивалентно  массированному  применению  зажигательного оружия, котороерассматривается в четвертом учебном вопросе.

  Кожный покров человека также поглощает энергию световогоизлучения, за счет  чего  может нагреваться до высокой температуры и получатьожоги. В первую  очередь  ожоги возникают на открытых участках тела, обращенныхв сторону взрыва. Если смотреть в сторону взрыва незащищенными глазами, товозможно поражение глаз, приводящее к полной потере зрения.  Ожоги, вызываемые световым  излучением, не  отличаются  от обычных, вызываемых огнем иликипятком. Они тем сильнее, чем меньше расстояние до

взрыва и чем больше мощность боеприпаса. При воздушном взрывепоражающее действие светового излучения больше, чем при наземном той жемощности.  В  зависимости от воспринятого светового импульса ожоги делятся натри степени. Ожоги первой степени проявляются в поверхностном поражении кожи:покраснении, припухлости, болезненности. При ожогах второй степени на коже появляются пузыри. При ожогах третьей степени наблюдается омертвление кожи иобразование язв.  При  воздушном взрыве боеприпаса мощностью 20 кТ ипрозрачности атмосферы  порядка 25 км ожоги первой степени будут наблюдаться врадиусе 4,2 км от центра взрыва; при  взрыве  заряда мощностью 1 МгТ эторасстояние увеличится до 22,4 км ожоги второй степени  проявляются  нарасстояниях 2,9  и  14,4  км  и  ожоги  третьей степени на расстояниях 2,4 и12,8 км

соответственно для боеприпасов мощностью 20 кТ и 1МТ.

  в)  Проникающая  радиация  представляет  собой  невидимыйпоток гамма квантов  и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Гаммакванты и  нейтроны  распространяются  во все  стороны от центра взрыва на сотниметров. С увеличением расстояния  от  взрыва  количество гамма-квантов инейтронов, проходящее  через  единицу  поверхности,  уменьшается. Приподземном  и  подводном  ядерных  взрывах действие  проникающей радиациираспространяется  на расстояния, значительно меньшие, чем при наземных ивоздушных взрывах, что объясняется поглощением потока нейтронов и гамма-

квантов водой.

  Зоны  поражения  проникающей радиацией при взрывах ядерныхбоеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударнойволной и  световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловымэквивалентом  (1000 тонн и менее) наоборот, зоны  поражающего действияпроникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной  волной  и  световымизлучением.   Поражающее  действие  проникающей  радиации  определяетсяспособностью гамма-квантов  и  нейтронов ионизировать атомы среды, в которойони распространяются. Проходя через живую ткань, гамма-кванты и нейтроныионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые  приводят  кнарушению  жизненных  функций  отдельных  органов и систем. Под влияниемионизации  в организме возникают биологические процессы отмирания и разложенияклеток. В результате этого у пораженных людей развивается специфическоезаболевание, называемое лучевой болезнью.  Для оценки ионизации атомов среды, аследовательно, и поражающего действия  проникающей радиации на живой организмвведено понятие дозы облучения  (или дозы радиации), единицей измерения которойявляется рентген (р).  Дозе радиации 1 р соответствует образование в одномкубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиардов пар ионов. Взависимости от дозы излучения различают три степени лучевой  болезни.  Первая (легкая)  возникает  при  получении  человеком дозы от 100  до 200 р. Онахарактеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременнымголовокружением, повышением потливости; личный состав, получивший такую дозу,обычно не выходит из строя. Вторая (средняя) степень лучевой болезниразвивается при получении дозы 200-300 р; в этом случае признаки поражения:головная  боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство — проявляются более резко и быстрее, личный состав в большинстве случаев  выходитиз строя. Третья (тяжелая) степень лучевой болезни возникает  при  дозе  свыше 300  р; она характеризуется тяжелыми головными болями, тошнотой, сильной общей  слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжелая форманередко приводит к смертельному исходу.

  г) Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местностии различных объектов  при  ядерном взрыве обусловливается осколками делениявещества заряда  и непрореагировавшей частью заряда, выпадающими из облакавзрыва, а также наведенной радиоактивностью.  С  течением  времени  активность осколков деления быстро уменьшается,

особенно в первые часы после взрыва.  Так,  например,  общая активность осколков  деления  при  взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТчерез один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту послевзрыва.

  При взрыве ядерного боеприпаса часть  вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своем виде; распад ее сопровождаетсяобразованием  альфа-частиц. Наведенная радиоактивность обусловленарадиоактивными изотопами, образующимися в грунте  в  результате  облучения  егонейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов,входящих  в  состав  грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, бета-активны,распад  многих  из  них сопровождается  гамма-излучением.

Периоды  полураспада  большинства из образующихсярадиоактивных изотопов, сравнительно невелики — от одной минуты до часа. Всвязи с этим наведенная активность может представлять опасность лишь в первыечасы после  взрыва и только в районе, близком к его эпицентру. Основная  часть долгоживущих  изотопов  сосредоточена  в радиоактивном облаке, которое образуется  после взрыва. Высота  поднятия  облака для боеприпаса  мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МТ она составляет 25 м. По мерепродвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затемвсе более и более мелкие, образуя  по пути движения зону радиоактивногозаражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от  мощности ядерного боеприпаса, а  также от скорости ветра и могут достигатьв длину несколько сотен и в ширину нескольких десятков километров.  Поражения врезультате внутреннего облучения появляются  в  результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания ижелудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный  контакт  с  внутренними  органами  и  могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количестварадиоактивных веществ, попавших в организм.   На  вооружение, боевую  технику и инженерные сооружения радиоактивные вещества не оказывают вредноговоздействия.

  д) Электромагнитный импульс воздействует прежде всего  на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции, порчаполупроводниковых приборов, перегорание предохранителей и т.д.).Электромагнитный импульс представляет собой возникающее на очень короткое времямощное электрическое поле.

еще рефераты
Еще работы по безопасности жизнедеятельности