Расчет параметров ядерного взрыва
ВВЕДЕНИЕ
Не смотря на окончание холодной войны между бывшим СССР и странами НАТО и налаживание отношений с западными странами, следует всегда быть готовым к возможности нанесения ядерного удара по территории нашей страны каким-либо государством мира или террористической организацией антироссийского направления, чтобы этот удар не застал население врасплох. Поэтому каждый уважающий себя совершеннолетний россиянин должен знать поражающие факторы ядерного взрыва и уметь спасти себя, своих близких и вверенные ему объекты народного хозяйства в случае ядерного удара, не предаваясь страху и панике.
Цель данной практической работы состоит в том, чтобы обучить студентов способам расчёта поражающих факторов ядерного взрыва и дать предложение по защиты от его последствий населения, объектов народного хозяйства и радиоэлектронной аппаратуры. Будущие инженеры по радиотехническим системам должны знать, как защищать вверенное им радиоэлектронное оборудование в случае ядерного нападения.
Раздел I Ударная волна
Произведём расчёт избыточного давления во фронте ударной волны:
105 410 1370 DP ф = q 1/3 у. в. + q 2/3 у. в. + q у. в R R 2 R 3 q у. в = 0,5 q = 0,5 * 20 кг = 10 7 кг 105 410 1370 DP ф = *(10 7 Кг) 1/3 + *(10 7 Кг) 2/3 . + * 2*10 3 м (2*10 3 м) 2 (2*10 3 м) 3 *10 7 кг = 17,781 кПа
Вычислим скорость напора воздуха (c учётом того, что P 0 =101,3 кПа) : 2,5 DP 2 ф 2,5*(17,781) 2 DP ck = = = 1,087 кПа DP ф +7P 0 17,781+7*101,3
Вывод:
Объект народного хозяйства находится в области слабых разрушений, произойдёт разрушение остекления, у людей может появиться звон в ушах, лёгкая головная боль, могут быть повреждены наиболее чувствительные приборы, возможны слабые повреждения надземных кабелей и антенн.
Раздел II Световое излучение
Вычислим энергию светового импульса на объект народного хозяйства (c учётом, что взрыв наземный и r = 0,068 q 0, 4 = 0,225 км) : 111 q 111*20кт U = exp [-K(R- r) ] = exp[-0.4*(2-0,225) ] = R 2 (2км) 2 = 272,904 кДж/м 2
Вывод: на данном объекте народного хозяйства вследствие светового импульса могут возникнуть отдельные пожары, у людей - ожоги второй степени.
Раздел III Проникающая радиация
Расчитаем колличественные параметры проникающей радиации: - поток нейтронов: 7,5*10 22 Ф н = q exp (-R/190) = R 2 7,5*10 22 = *20кт * exp(-2*10 3 м/190) = 10 13 н/м 2 (2*10 3 м) 2 - мощность поглащённой дозы гамма-излучения: 10 13 P g = q exp (-R/200) = R 2 10 13 = *20 кт *exp(-2*10 3 м/200) = 2269,996 Р/с (2*10 3 м) 2 - поглащённая доза гамма-излучения: D g = D з + D оск 5*10 8 D з = q exp (-R/410) = R 2 5*10 8 = *20 кт *exp(-2*10 3 м/410) = 19,03 Р (2*10 3 м) 2 1,4*10 9 q(1+0,2q 0,65 ) D оск = exp (-R/300) = R 2 1,4*10 9 * 20кт*(1+0,2*(20кт) 0,65 ) = exp (- 2*10 3 м/300) = 21,4 Р (2*10 3 м) 2 D g = 19,03 Р + 21,4 Р = 40,43 Р
Вывод:
При данной дозе облучения у людей возможны изменения в составе крови, но не возникает потери работоспособности и лучевой болезни. В радиоэлектронных устройствах возможны обратимые изменения.
Раздел IV Электромагнитный импульс
Расчитаем вертикальную составляющую электрического поля электромагнитного импульса (ЭМИ) : 5*10 9 *(1+2R) E = lg 14,5 q R 2 В районе объекта народного хозяйства имеем: 5*10 9 *(1+2*2км) E = lg 14,5 *20 кт = 7694,994 В/м (2км) 2
В зоне распространения имеем: 5*10 9 *(1+2*25км) E = lg 14,5 *20 кт = 40,186 В/м (25км) 2
Вывод: вертикальная составляющая электрического поля ЭМИ быстро уменьшается с удалением от эпицентра взрыва. Так, в нашем случае при прохождении 23 километров ЭМИ ослаб почти в 200 раз.
Раздел V Радиоактивное заражение
Расчитаем уровень радиации на один час после взрыва: 10 q P 0 = tg 4 (45-2b) (R/22) 1,5 *expЦ R/V
В районе объекта народного хозяйства имеем: 10 * 20кт P 0 = tg 4 (45-2*5) = 1436,042 Р/ч (2км/22) 1,5 *expЦ 2км/(50км/ч)
В зоне распространения имеем: 10 * 20кт P 0 = tg 4 (45-2*5) = 19,569 Р/ч (25км/22) 1,5 *expЦ 25км/(50км/ч)
Вывод:
Объект народного хозяйства находится в зоне чрезвычайно опасного заражения (зона Г) . В этом районе все работы должны быть прекращены на четверо и более суток, а служащие должны укрыться в убежищах. Зона распространения является зоной умеренного заражения (зона А) . В этом районе работы на предприятиях можно не прекращать, а на открытой местности работы следует прекратить на несколько часов.
Итоговая таблица
|
Радиоактивное заражение местности |
Электромагнитное излучение |
Ударная волна |
Световое излучение |
Проникающая радиация |
||||||||
|
P 0 , Р/ч |
E, В/м |
DP ф, кПа |
U, кДж/м 2 |
мощн. Дозы P g , Р/с |
погл. доза D g , Р |
Поток нейтронов Ф н , н/м 2 |
||||||
|
ОНХ |
Район рассодретоточ. |
Объект народного хозяйства |
||||||||||
|
Зоны размещения |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1436,042 Г |
19,569 А |
40,186 |
7694,994 |
17,781 слабое |
272,904 |
2269,996 |
40,426 |
10 13 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|