Оценка зон воздействия взрывных процессов.

Под взрывом принято понимать широкий круг явлений, связанных с выделением за очень короткий промежуток времени большого количества энергии в ограниченном пространстве.

На практике чаще других встречаются следующие типы взрывов:

1) Свободный воздушный взрыв – происходит на значительной высоте от поверхности земли, при этом не происходит усиления ударной волны между центром взрыва и объектом.

Избыточное давление на фронте, МПа:

, где

- расстояние от эпицентра, приведённое к тротиловому эквиваленту,

С* – масса приведённого тротилового эквивалента,

R – расстояние от эпицентра до рассматриваемой точки.

2)Наземные и приземные взрывы;

Наземные – взрывы на поверхности земли, при них воздушная волна от взрыва усиливается за счёт отражения. Параметры ударной волны рассчитывают по формулам воздушного взрыва, но величину энергии взрыва удваивают.

Приземные – взрывы в приземных слоях атмосферы, при них образуются сферические воздушные ударные волны, распространяющиеся в пространстве в виде области сжатия – разряжения. Фронт воздушной волны характеризуется скачком давления, температуры, плотности и скорости частиц воздуха.

3) Внутренний взрыв - взрыв внутри помещения, характеризуется тем, что нагрузка воздействует на объект изнутри. Возникающие нагрузки зависят от многих факторов: типа взрывчатого вещества, массы, полноты заполнения внутреннего объёма помещения веществом, его местоположения во внутреннем объёме и т.д. Полное решение задачи определения параметров взрыва является сложной задачей.

4) Взрыв (горение) больших газообразных облаков в атмосфере.

Газовые облака образуются при утечках или внезапном разрушении герметичных ёмкостей, трубопроводов и т.п. (процесс взрыва или горения имеют ряд специфических особенностей). Образующиеся в атмосфере газовые облака чаще всего имеют сигарообразную форму, вытянутую по направлению ветра. Воспламенение не всегда сопровождается взрывом и инициаторы горения или взрыва случайны. Газовое облако может стать причиной множества очагов пожаров.

При оценке разрушающего действия взрыва газового облака в открытом пространстве необходимо определить избыточное давление (скоростной напор) во фронте пламени:

, где

– плотность газа при нормальных условиях,

– скорость газа на расстоянии х от точки воспламенения,

– коэффициент искривления фронта пламени,

u – нормальная скорость пламени,

e – степень расширения газов при сгорании,

t – текущее значение времени с момента зажигания.

По ΔР можно ориентировочно оценить степень разрушения различных видов объектов.

Прогноз зон радиоактивного загрязнения (РЗ) основан на оценке глубины распространения под воздействием ветра газообразных и аэрозольных радионуклидов, выброшенных из ядерного реактора во время аварии. Глубина их распространения зависит от скорости ветра и его продолжительности, типов радионуклидов, размеров «горячих» частиц, высоты их выброса. Количество выброшенных радионуклидов и их типов зависит от мощности и типа ядерного реактора, степени выработки ресурса, особенностей аварии на АЭС.

Форму зон можно спрогнозировать, учитывая, что:

· при скорости ветра меньше 0,5 м/с зона загрязнения близка к окружности с центром на АЭС;

· при скорости ветра 0,6–1 м/с зона загрязнения близка к полуокружности в направлении ветра;

· при скорости ветра 1,1–2 м/с зона загрязнения близка к сектору 90⁰ в направлении ветра;

· при скорости ветра более 2 м/с зона загрязнения близка к эллипсу и находится в секторе угла менее 90⁰ в направлении ветра.

Если в процессе аварии на АЭС выбросы радионуклидов продолжаются за счет разогрева активной зоны и ветер за несколько суток меняет свое направление, то происходит наложение зон и их конфигурация получается более сложной. Обычно зона радиоактивного загрязнения делится на несколько зон с различными степенями опасности.

Вариант зон радиоактивного загрязнения (заражения) представлен на рис.2.10. Размеры прогнозируемых зон загрязнения местности зависят от состояния вертикальной устойчивости воздуха, скорости ветра, типа ядерного реактора, количества выброшенной из реактора активности и представлены в таблице 2.23.\

 

Характеристика зоны радиоактивного заражения.

Зона А - зона умеренного заражения (D=8 рентген/час, Sзар=70-80%);

Зона Б - (D=80 рентген/час, Sзар=12%);

Зона В - (D=240 рентген/час, Sзар=около 8%);

Зона Г - (D=800 рентген/час, Sзар=2-3%);

Каждые 7 часов уровень радиации падает в 10 раз.