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