Реферат: Ядерна зброя
В основу водневої зброї покладене використання енергії, що миттєво виділяється при синтезі (з'єднанні) ядер легких елементів (ізотопів водню - дейтерію і тритію). Ця реакція супроводжується виділенням колосальної енергії. Ядерний вибух можна здійснити у повітрі на різній висоті (повітряний вибух), на поверхні землі (наземний вибух), під землею (підземний вибух), під водою (підводний вибух), над водою (надводний вибух). Місце на поверхні землі, над якою зроблений ядерний вибух, називаютьепіцентром (центром) вибуху.
Ядерний вибух супроводжується яскравим спалахом, що навіть у сонячний день озорює небо і місцевість навкруги на десятки кілометрів і видає оглушливий звук, що нагадує грозові розкати. Цей звук чутний на відстані десятків кілометрів. Слідом за спалахом при повітряному вибуху утворюється вогняна куля (при наземному - півкуля). Швидко збільшуючись у розмірах, вогняна куля піднімається, перетворюється у хмару, форма якого нагадує гриб.
Розподіл енергії між вражаючими факторами ядерного вибуху залежить від виду вибуху й умов, у яких він відбувається.
При ядерному вибуху діють п'ять вражаючих факторів: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження і електромагнітний імпульс.
При вибуху атомної зброї в атмосфері приблизно 50% енергії вибуху витрачається на утворення ударної хвилі (УХ), 35% - на світлове випромінювання (СВ), 4% - на проникаючу радіацію (ПР), 10% - на радіоактивне зараження (РЗ) і 1% на електромагнітний імпульс (ЕМІ).
Для нейтронного вибуху характерні ті ж вражаючі фактори, але по-іншому розподіляється енергія вибуху: 40% - на утворення УХ, 25% - на СВ, 30% - на утворення - ПР, 5% - на РЗ.
Розглянемо вражаючі фактори ядерного вибуху.
Ударна хвиля (УХ)
Ударна хвиля - основний фактор вражаючої дії, являє собою область сильно стиснутого повітря, що рухається з надзвуковою швидкістю в усі сторони від центру вибуху. Вона утворюється за рахунок колосальної енергії, виділюваної у зоні реакції, де винятково висока температура, а тиск досягає мільярдів атмосфер (до 105 млрд. Па).
Основні параметри ударної хвилі це: надлишковий тиск у фронті ударної хвилі, тиск швидкісного напору, тривалість дії хвилі.
Надлишковий тиск у фронті ударної хвилі-це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі і нормальним атмосферним тиском Ро перед цим фронтом.
Одиниця надлишкового тиску-паскаль (Па) або кілограм- сила на квадратний сантиметр (кгс/см2):
1 Па = 0,0001 кПа;
1 кПа = 1000 Па = 0,01 кгс/см2,
1 кгс/см2 = 98,1 кПа або 1 кгс/см2 = 100 кПа.
Легкі ураження виникають при надлишковому тиску у фронті ударної хвилі від 20 до 40 кПа, середні - від 40 до 60 кПа, важкі й дуже важкі - відповідно від 60-100 кПа і більше 100 кПа.
Ударна хвиля уражає незахищених людей, руйнує або пошкоджує будинки, техніку і виробниче устаткування. Люди можуть постраждати від уламків будинків, що руйнуються, летячих каменів, осколків скла і т.д.
Ступінь ураження і руйнування від ударної хвилі залежить від потужності боєприпасів, виду і відстані від центру (епіцентру) вибуху, положення людей, будинків, техніки під час впливу ударної хвилі, рельєфу місцевості і т.д.
При повітряному ядерному вибуху на людину, що стоїть, в якого площа сприймаючої поверхні 5000 см2, ударна хвиля з надлишковим тиском 0,5 кГ/см2 діє з силою більше 2500 кГ, а швидкість проходження її 2 км- за 4 сек, 5 км - за 9 сек, а 10 км - за 22 сек.
Світлове випромінювання
Світлове випромінювання являє собою потік променистої енергії, що виникає при ядерному вибуху. Температура повітря світної області ядерного вибуху коливається від мільйонів градусів на початку світіння до декількох тисяч наприкінці його. Світлове випромінювання поширюється миттєво і діє короткочасно.
Яскравість світлового випромінювання набагато сильніша сонячного, а вогняна куля, що утворилася, при ядерному вибуху, помітна на сотні кілометрів.
Світлове випромінювання ядерного вибуху - це електромагнітне випромінювання оптичного діапазону у видімій, ультрафіолетовій і інфрачервоній областях спектра. Джерелом світлового випромінювання є вогняна куля, яка виникає при ядерному вибуху. До її складу входять розжарені продукти вибуху і повітря. Із вогняної кулі випромінюється дуже велика кількість променевої енергії. Внаслідок цього опромінювані предмети дуже швидко нагріваються, обвуглюються або загоряються, а в живих тканинах виникають опіки різних ступенів.
Основним параметром, що визначає уражуючу дію світлового випромінювання ядерного вибуху, є світловий імпульс- це кількість світлової енергії, яка припадає на 1 м2 освітлюваної поверхні, розташованої перпендикулярно до напрямку розповсюдження випромінювання. У системі СІ світловий імпульс вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м ); тривалість світлового імпульсу вимірюється в секундах і залежить від потужності ядерного боєприпасу. Світловий імпульс зменшується зі збільшенням відстані від центру вибуху і стану атмосфери внаслідок розсіювання і поглинання проміння.
Дощ, сніг, туман, дим поглинають світлове випромінювання, знижують його потужність і уражуючу силу в декілька разів.
Світлове опромінювання при безпосередній дії викликає опіки відкритих частин тіла, тимчасове осліплення й опіки від полум'я палаючих будівель, споруд, рослинності, палаючої або тліючої одежі. Незалежно від причини виникнення за важкістю травмування організму людини опіки розрізняють 4-х ступенів.
Опік першого ступеня отримують люди при потужності світлового імпульсу від 100 до 200 кДж/м2. При цьому виникає почервоніння шкіри, припухлість місць опіку. Люди не втрачають працездатності, спеціального лікування не потребують. Опіки загоюються швидко.
Опік другого ступеня люди отримують при потужності світлового імпульсу від 200 до 400 кДж/м2. При цьому на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною. Люди втрачають працездатність і потребують лікування.
Опік третього ступеня люди отримують при потужності світлового імпульсу від 400 до 600 кДж/м.При цьому відбувається повне порушення шкірного покрову по всій його товщині, виникають виразки. Якщо не робити пересадку шкіри, то на місцях опіків утворюються шрами.