Ядерна зброя розроблена під час другої світової війни США в основному зусиллями європейських вчених (Енштейн, Бор, Фермі та ін.). Перше випробування цієї зброї відбулося у США на полігоні Аламогордо 16 липня 1945 року (в цей час у переможеній Німеччині проходила Потсдамська конференція). А лише через 20 днів, 6 серпня 1945 року, на японське місто Хіросіму без усякої військової потреби та доцільності була скинута атомна бомба колосальної для того часу потужності -20 кілотон. Через три дні, 9 серпня 1945 року, атомному бомбардуванню було піддане друге японське місто - Нагасакі. Наслідки ядерних вибухів були жахливі. У Хіросімі із 255 тис. жителів було вбито чи поранено майже 130 тис. чоловік. із майже 200 тис. мешканців Нагасакі було уражено понад 50 тис. осіб.
Потім ядерна зброя була виготовлена та випробовувалася в СРСР (1949 р.), у Великобританії (1952 р.), у Франції (1960 р.), у Китаї (1964 р.). Зараз у науково-технічному відношенні до виробництва ядерної зброї готові понад ЗО держав світу.
Тепер існують ядерні заряди, котрі використовують реакцію поділу урана-235 та плутонія-239 і термоядерні заряди, в яких використовується (під час вибуху) реакція синтезу. При захопленні одного нейтрона ядро урану-235 ділиться на два осколки, виділяючи гамма-кванти та ще два нейтрона (2,47 нейтрона для урану-235 та 2,91 нейтрона для плутонію-239). Якщо маса урану більша за третину, то ці два нейтрона ділять ще два ядра, виділяючи вже чотири нейтрона. Після поділу наступних чотирьох ядер виділяються вісім нейтронів і т.д. Відбувається ланцюгова реакція, яка призводить до ядерного
вибуху.
Класифікація ядерних вибухів:
- за типом заряда:
- ядерні (атомні) - реакція поділу;
- термоядерні - реакція синтезу;
- нейтронні - великий потік нейтронів;
- комбіновані.
- за призначенням:
- випробувальні;
- у мирних цілях;
- у воєнних цілях;
- за потужністю:
- надмалі (менше 1 тис. т тротилу);
- малі (1 .10 тис. т);
- середні (10 .100 тис. т);
- великі (100 тис. т . 1 Мт);
- надвеликі (понад 1 Мт). - за видом вибуху:
- висотний (понад 10 км);
- повітряний (світлова хмара не сягає поверхні Землі);
- наземний;
- надводний;
- підземний;
- підводний.
Уражаючі фактори ядерного вибуху. Уражаючими факторами ядерного вибуху є:
- ударна хвиля (50 % енергії вибуху);
- світлове випромінювання (35 % енергії вибуху);
- проникаюча радіація (45 % енергії вибуху);
- радіоактивне зараження (10 % енергії вибуху);
- електромагнітний імпульс (1 % енергії вибуху); Ударна хвиля (УХ) 50 % енергії вибуху). УХ - це
область сильного стиснення повітря, яке розповсюджується із надзвуковою швидкістю на всі сторони, від центру вибуху. Джерелом ударної хвилі є високий тиск у центрі вибуху, що досягає 100 млрд. кПа. Продукти вибуху, а також дуже нагріте повітря, розширюючись, стискають оточуючий шар повітря. Цей стиснутий шар повітря також стискає наступний шар. Таким чином тиск передається від одного шару до іншого, створюючи ударну хвилю. Передній кордон стиснутого повітря називається фронтом ударної хвилі.
Основними параметрами УХ є:
- надмірний тиск;
- швидкісний напір;
- час дії ударної хвилі.
|
|
|
Рис. 19. Залежність надмірного тиску від атмосферного. |
Надмірний тиск - це різниця між максимальним тиском у фронті
УХ та атмосферним тиском (рис. 1).
Вимірюється у кПа або кгс/см2 (1 атм = 1.033 кгс/см2 101.3 кПа; 1 атм = 100 кПа)
Значення надмірного тиску в основному залежить від потужності та виду вибуху, а також від відстані до центру вибуху.
Воно може сягати 100 кПа при вибухах потужністю 1 мт 1.1 більше.
Надмірний тиск швидко зменшується з віддаленням від епіцентру вибуху (рис. 2).
Рис 20.Залежність тиску від відстані
Швидкісний напір повітря - це динамічне навантаження, яке створює потік повітря, позначається Р, вимірюється у кПа. Величина швидкісного напору повітря залежить від швидкості та густини повітря за фронтом хвилі і тісно пов"язана із значенням максимального надмірного тиску ударної хвилі. Швидкісний напір помітно діє при надмірному тиску понад 50 кПа.
Час дії ударної хвилі (надмірного тиску) вимірюється у секундах. Чим більший час дії, тим більша уражаюча дія УХ. Ударна хвиля ядерного вибуху середньої потужності (10 .100 кт) проходить 1000 м за 1,4 сек; 2000 м за 4 сек; 5000 м - за 12 сек. Ударна хвиля уражає людей та руйнує будинки, споруди, о6"єкти та техніку зв"язку.
На незахищених людей ударна хвиля впливає безпосередньо та опосередковано (опосередковані ураження - це ураження, які завдаються 'яю'д'ин'ї уламками будинків, споруд, уламками скла та іншими предметами, які під дією швидкісного напору повітря переміщаються з великою швидкістю). Травми, які виникають внаслідок дії ударної хвилі, поділяють на:
- легкі, характерні для РФ=20 .40 кПа;
- середні, характерні для РФ=40 .бО кПа:
- важкі, характерні для РФ=60 .ЮО кПа;
- дуже важкі, характерні для РФ вище 100 кПа.
При вибуху потужністю до 1 Мт незахищені люди можуть отримати легкі травми, знаходячись від епіцентру вибуху за 4,5 .7 км, важкі - за 2 .4 км.
Для захисту від УХ використовуються спеціальні сховища, а також підвали, підземні виробки, шахти, природні укриття, складки місцевості та ін.
06"єм та характер руйнування будинків та споруд залежить від потужності та виду вибуху, відстані від епіцентру вибуху, міцності та розмірів будинків та споруд. Із наземних будинків та споруд найстійкішими є монолітні залізобетонні споруди, будинки із металевим каркасом та споруди антисейсмічної конструкції. При ядерному вибуху потужністю 5 Мт залізобетонні конструкції будуть зруйновані у радіусі 6,5 км, цегляні будинки - до 7,8 км, дерев"яні будуть повністю зруйновані у радіусі 18
км.
Ударна хвиля має властивість проникати у приміщення крізь віконні та дверні отвори, викликаючи руйнування перегородок та апаратури. Технологічне обладнання стійкіше і руйнується головним чином внаслідок обвалення стін та перекриття будинків, в яких воно змонтоване.
Світлове випромінювання (35 % енергії вибуху). Світлове випромінювання ЯВ є електромагнітне випромінювання в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній областях спектра. Джерелом світлового випромінювання є світлова область, яка розповсюджується із швидкістю світла (300 000 км/сек). Час існування світної області залежить від потужності вибуху та складає для зарядів різних калібрів: надмалого калібру - десяті частини секунди, середнього - 2 .5 сек, надвеликого - декілька десятків секунд. Розмір світної області для надмалого калібру - 50 .300 м, середнього 50 .1000 м, надвеликого - декілька
Завантажити реферат