Подземный ядерный взрыв

Министерство Высшего Образования Российской Федерации

Уральский Государственный Технический Университет- УПИ

Факультет Военного Обучения

Кафедра Войск РХБ защиты

РЕФЕРАТ:

ПОДЗЕМНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ

Выполнил:

Студент взвода Хт-248

Покровский П.В.

Проверил:

Полковник Максимов С.Ф.

Екатеринбург

2000

Содержание

стр.

1. Введение 3

2. Подземный ядерный взрыв 4

2.1. Поражающие факторы подземного ядерного взрыва 6

3. Заключение 8

4. Приложение 9

1. Введение

Действие ядерного оружия основано на использовании энергии, выделяю-щейся при ядерных превращениях. В зависимости от принципов использования этой энергии различают три вида ядерных боеприпасов: атомные, термоядер-ные и комбинированные.

При взрывах атомных боеприпасов в результате цепной реакции деления ядер атомов тяжелых элементов (плутония, изотопов урана) выделяется энер-гия. Реакция состоит в том, что при бомбардировке урана-235 свободными ней-тронами возникают элементы средней части периодической системы Менде-леева.

Действие термоядерных боеприпасов основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции синтеза ядер легких элементов (дейтерия и трития) в условиях чрезвычайно высоких температур. Термоядерная реакция - реакция синтеза легких ядер в более тяжелые. Такие реакции происходят в недрах звезд, на солнце и т. д. При таких температурах вещество существует только в виде плазмы. Но создание высокой температуры необходимо только в первый момент времени, чтобы «зажечь» реакцию, а затем она существует сама за счет выделения энергии при синтезе ядер.

В основу действия комбинированных боеприпасов положено свойство ато-мов природного урана (уран-238) делится под действием быстрых нейтронов, образующихся при термоядерной реакции.

Вид ядерного взрыва характеризуется расположением центра взрыва по от-ношению к поверхности земли (воды). Исходя из этого, различают несколько их видов, различающихся по своему поражающему действию:

1)Высотные взрывы. К ним принято относить взрывы, произведенные на высоте более 30 километров от поверхности земли (воды). При этом ра-диоактивного заражения местности может не быть совсем, это обуславли-вается тем, что пылевой столб («ножка») и облако («шляпка») не контак-тируют.

2) Воздушные взрывы. К ним относятся взрывы, произведенные на вы-соте, меньшей 30 километров, но образующийся при этом огненный шар не соприкасается с поверхностью земли (воды). Радиоактивное заражение местности чаще всего ограничивается районом ядерного взрыва. В радио-активное облако попадает значительно меньше грунта по сравнению с на-земными (надводными) и подземными (подводными) взрывами.

3)Наземные (надводные) взрывы. Взрывы, при которых светящаяся об-ласть соприкасается с поверхностью земли (воды). При таком взрыве об-разуется светящаяся полусфера, радиус которой примерно в 1,3 раза пре-вышает радиус огненного шара воздушного взрыва той же мощности. В огненный шар вовлекается значительное количество грунта и других ма-териалов. Часть грунта испаряется, а большая часть оплавляется, образуя огромное количество радиоактивных частиц, из которых впоследствии конденсируются радиоактивные продукты взрыва. В районе ядерного взрыва наблюдаются сильные потоки воздуха, устремляющиеся к центру взрыва и вверх вслед за облаком. Увлекаемые этими потоками частицы грунта вместе с конденсировавшимися на них радиоактивными вещества-ми попадают в облако ядерного взрыва, так как в этом случае пылевой столб («ножка») с момента его образования соединен с облаком («шляп-кой»).

2. Подземный ядерный взрыв.

Подземными ядерными взрывами называют взрывы, для ко¬торых средой, окружающей зону реакции, является грунт.

В результате воздействия рентгеновского излучения на ок¬ружающий зону реакции грунт его тонкий сферический слой сильно прогревается и превраща-ется в раскаленный газ, излу¬чение этого слоя превращает в раскаленный газ следующий тонкий слой грунта и т. д.

Таким образом, в грунте в результате его послойного про¬грева образуется раскаленный объем. Процесс расширения этого объема в невозмущенном грун-те называется тепловой волной в грунте.

Внутри раскаленного объема вследствие больших градиентов давления на его границе возникают механические возму¬щения. По мере увеличения этого объема и уменьшения тем¬пературы среды в нем скорость распространения теп-ловой вол¬ны уменьшается быстрее, чем скорость распространения меха¬нических возмущений. Начиная с определенного момента времени, скорость распространения механических возмущений на¬чинает превышать скорость те-пловой волны и в окружающем раскаленном объеме грунта происходит скач-кообразное увели¬чение давления, плотности, температуры и скорости его дви¬жения до максимальных значений. Процесс распространения этих возмущений называется ударной волной в грунте.

В отличие от взрыва в воздухе при ядерном взрыве в грун¬те ударная волна существует лишь в самой ближней зоне.

С увеличением расстояния от центра взрыва увеличение дав¬ления и других возмущений в грунте до максимальных значе¬ний становится все более плав-ным. Процесс распространения плавно увеличивающихся давления и других возмущений в грунте до их максимальных значений называется волной сжа¬тия.

Итак, на начальной стадии развития подземного ядерного взрыва в грунте возникают и распространяются тепловая вол¬на, ударная волна и волна сжа-тая. В результате их воздейст¬вия на окружающую зону реакции грунтовую среду в окрест¬ностях взрыва возникают механические колебания, называе-мые сейсмовзрывными волнами, которые распространяются наболь¬шие рас-стояния.

Процессы развития подземного ядерного взрыва зависят от глубины заложе-ния заряда в грунте.

Если подземный ядерный взрыв происходит на большой глубине, расши-рение находящихся в небольшом объеме под высоким давлением раскален-ных газов и продуктов, образовав¬шихся в результате термических превраще-ний грунта, приводит к возникновению взрывной полости, зон механического разру¬шения грунта, трещин, пластических деформаций и механиче¬ских коле-баний грунта.

Для большинства грунтовых сред взрывная полость не устойчива: проис-ходит обрушение кровли и она заполняется об¬ломками породы.

При подземном ядерном взрыве на большой глубине прони¬кающая радиа-ция и газовый поток полностью поглощаются грунтом, радиоактивные про-дукты взрыва остаются в полости и в толще разрушенной породы.

Подземные ядерные взрывы, при которых не происходит раскрытие грунтового купола и отсутствует прямой выход про¬дуктов взрыва из его полости в атмо-сферу, называются камуфлетными. Минимальная глубина, начиная с которой не наблюдается выброс грунта, зависит от мощности взрыва и вида грунта. Ориентировочно она составляет м.

Поражающими факторами камуфлетного ядерного взрыва являются: сейс-мовзрывные волны и местное действие на грунт (полость и зоны разрушения грунта, остаточные деформации в грунте, вспучивания, отколы и проседания грунта).

Если взрыв происходит на небольшой глубине, вначале происходят те же процессы, что и при взрыве на большой глу¬бине. Затем в результате расшире-ния взрывной полости на поверхности земли вырастает грунтовый купол, кото-рый тут же раскрывается. Через раскрывшийся купол из полости вырыва¬ются газообразные продукты, вследствие чего в воздухе обра¬зуются воздушная ударная волна и облако взрыва. Вырвавшие¬ся наружу газы поднимают с собой в атмосферу большое ко¬личество грунта. В грунте образуется воронка, вокруг нее— навал грунта; возникают пылевые образования. Вместе с га¬зами и грун-том в атмосферу выбрасываются радиоактивные продукты, которые, смешав-шись с частицами пыли, в после¬дующем выпадают и создают сильное радиоак-тивное зараже¬ние местности и воздуха.

Подземные ядерные взрывы, при которых происходит рас¬крытие купола и прорыв газообразных продуктов наружу с выбросом в атмосферу грунта, назы-ваются взрывами с выбро¬сом грунта. Отличительной особенностью таких взрывов явля¬ется образование воронки в грунте и навала грунта вокруг во¬ронки.

Поражающими факторами подземного ядерного взрыва с выбросом грунта являются: сейсмовзрывные волны, местное действие взрыва (воронка, зоны разрушения, вспучивания и на¬вал грунта, камнепад), сильное радиоактивное заражение ме¬стности и атмосферы, облако взрыва, пылевые образования.

Проникающая радиация и газовый поток при подземном ядерном взрыве на небольшой глубине практически полностью поглощаются грунтом.

2.1. Поражающие факторы подземного ядерного взрыва

Основными поражающими факторами подземного ядерного взрыва явля-ются: сёйсмовзрывные волны, местное действие взрыва на грунт и радиоак-тивное заражение местности (при взрыве с выбросом грунта).

Источником