Тема 3. Поражающие факторы источников чрезвычайных ситуаций

 

1 Основные параметры ударной воздушной волны (УВВ) как поражающего фактора источников ЧС

2 Барическое воздействие ударной воздушной волны (УВВ) как поражающий фактор источников ЧС

3 Токсическое воздействие на человека как поражающий фактор источников ЧС

4 Основные характеристики опасных химических веществ (ОХВ), их группы. Понятие токсодозы, ПДК

5 Радиационное воздействие на человека, элементы ОЭ как поражающий фактор источников ЧС

6 Термическое воздействие на человека, элементы ОЭ как поражающий фактор источников ЧС

 

 

Основные параметры ударной воздушной волны (УВВ) как поражающего фактора источников ЧС

 

При ядерном взрыве действуют пять поражающих факторов:

• ударная волна,

• световое излучение,

• проникающая радиация,

• радиоактивное заражение местности,

• электромагнитный импульс.

Ударная волна ядерного взрыва - один из основных поражающих факторов. В зависимости от того, в какой среде возникает и распространяется ударная волна - в воздухе, воде или грунте, ее называют соответственно воздушной волной, ударной волной (в воде) и сейсмовзрывной волной (в грунте). На взрывную волну расходуется до 50% энергии ядерного взрыва.

 

Рис. 3. Изменение давления при прохождении воздушной ударной волны через точку пространства

 

Воздушной ударной волной называется область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Обладая большим запасом энергии, ударная волна ядерного взрыва способна наносить поражения людям, разрушать различные сооружения, боевую технику и другие объекты на значительных расстояниях от места взрыва.

Характер изменения давления в точке пространства при прохождении через нее воздушной ударной волны показан на рис. 3. Как только ударная волна спустя некоторое время Ө после взрыва достигает определенной точки пространства (расстояние R), мгновенно в этой точке повышаются давление и температура, воздух начинает распространяться в направлении ударной волны. С течением времени давление снижается и через время ф+после момента подхода фронта волны становится равным атмосферному.

Дальнейшее уменьшение давления приводит к разрежению. В это время воздух начинает двигаться в сторону взрыва. Как только действие пониженного давления закончится, прекратится и движение воздуха.

На рис. 3 показаны также основные параметры, определяющие механическое действие ударной волны на объект.

1. Максимальное избыточное давление воздуха непосредственно за фронтом ударной волны ДРф. Это основная характеристика воздушной ударной волны, поскольку определяет скачок давления, который происходит практически мгновенно при подходе волны к месту регистрации давления.

2. Время действия избыточного давления ф+. Время действия ударной волны в фазе разрежения обычно не учитывается ввиду его второстепенного значения.

Кроме указанных параметров воздушная ударная волна характеризуется скоростью распространения фронта UД, скоростью воздуха во фронте ударной волны UФ, температурой воздуха во фронте Tф, скоростным напором ДРск.

Различные разрушения, вызываемые действием воздушной ударной волны, определяются в основном величиной ДРф.

Изменение избыточного давления воздушной ударной волны ДРф в зависимости от расстояния R и мощности взрыва q подчиняется закону подобия, согласно которому расстояние от места взрыва до точки с заданными параметрами во фронте воздушной ударной волны пропорционально корню кубическому из тротилового эквивалента, т. е. если R1 - расстояние от центра ядерного взрыва мощностью q1 то при взрыве мощностью q2 одинаковые величины избыточного давления ДРф, а также всех остальных параметров будут иметь место на расстоянии R 2, определяемом из выражения:

 

(1)

 

По данной формуле (1) с использованием данных табл. 1 можно определить ориентировочные значения радиусов зон поражения для различных мощностей взрыва.

Под действием ударной волны происходит разрушение зданий, сооружений, транспортных магистралей. Так как во фронте ударной волны температура воздуха может достигать высоких величин (при избыточном давлении равна 100 кПа - до 350^оС), то возможно возникновение пожаров.

Незащищенные люди получают закрытые и открытые повреждения. Причиной открытых повреждений являются чаще всего вторичные факторы действия ударной волны - летящие обломки зданий, сооружений и т.п. Продолжительность действия ударной волны около 15 сек.

Поражающее воздействие ударной волны характеризуется избыточными давлениями в ее фронте, выраженными в килограммах на квадратный сантиметр (кГ/см²).

Например, при воздушном ядерном взрыве на стоящего человека, у которого площадь воспринимающей поверхности 5000 см², ударная волна с избыточным давлением 0,5 кГ/см² - действует с силой более 2500 Кг. Скорость движения воздуха достигает 100 м/сек.

Травмы от действия ударной волны делятся на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые.

При избыточном давлении 0,2-0,4 кГ/см² открыто расположенные люди могут получить легкие ушибы и контузии (звон в ушах, головокружение и головная боль). Если на открыто стоящих людей воздействует ударная волна с избыточным давлением 0,4-0,5 кГ/см², то в результате поражения средней тяжести у них наблюдается потеря сознания с последующими тяжелыми головными болями, нарушением памяти, расстройства речи и слуха. Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении в ударной волне свыше 0,5 кГ/см². Для них характерны контузии всего организма, сильное кровотечение из носа и ушей и тяжелые переломы конечностей.

При воздействии ударной волны с избыточным давлением свыше 1 кГ/см² незащищенный человек получает тяжелые поражения. От воздействия ударной волны человека надежно могут защитить убежища и укрытия, построенные с учетом противоядерной защиты.

Степень поражения и разрушения от ударной волны зависит от мощности боеприпаса, вида и расстояния от центра (эпицентра) взрыва, положения людей, зданий, техники во время воздействия ударной волны, рельефа местности и т.д.

 

Барическое воздействие ударной воздушной волны (УВВ) как поражающий фактор источников ЧС

 

Барического воздействия УВВ на человека оценивается по степеням тяжести полученных травм, кПа (см. схему)

Для человека безопасно < 10 кПа

Первая степень тяжести - легкое поражение – (ушибы, вывихи,

временная потеря слуха, общая контузия) 20-40 Па

Вторая степень - среднее поражение (контузия головного мозга,

повреждение органов слуха, разрыв барабанных перепонок, кровотечение из носа и ушей) 40-60 кПа

Третья степень - сильное поражение (сильная контузия всего организма, потеря сознания, переломы конечностей, повреждения внутренних органов) 60-100 кПа

Четвертая степень - порог смертельного поражения 100 кПа

Летальный исход в 50% случаев 250-300 кПа

Безусловное смертельное поражение > 300 кПа

Оценку разрушений элементов ОЭ, вызванных УВВ, принято давать по степени этих разрушений

слабое - объект не выходит из строя, необходим незначительный ремонт;

среднее – когда разрушены главным образом второстепенные элементы объекта основные элементы могут восстановлены путем проведения среднего и капитального ремонта;

сильное-когда разрушены основные элементы объекта и объект не должна быть восстановлен.

Для жилых и производственных зданий обычно берется еще и четвертая степень – их полное разрушение.

Зависимость степени разрушений зданий, сооружений, оборудования от величины избыточного давления во фронте ударной волны будет представлена табличными данными на практических занятиях (самостоятельных работах).

Основной способ защиты персонала объекта и населения от УВВ – изоляция их действия от ДРф и ДРск. Для этого используются убежища, противорадиационные (ПРУ) и простейшие укрытия (погреба, подвалы, траншеи и т.д.).