Какое давление в зонах с сильным разрушением

Воздействие избыточного давления на человека

Полные разрушения от ударной волны характеризуются обрушением стен и перекрытий, каркаса и других несущих конструкций сооружений, что возможно при избыточном: давлении 40-80 кПа.

Сильные повреждения вызывают обрушение значительной части несущих стен и перекрытий при сохранении подвальных помещений и части каркаса. Такие повреждения возможны при избыточном давлении 20-50 кПа.

Слабые и средние повреждения зданий возникают при избыточном давлении 10-30 кПа в зависимости от конструкции сооружения.

Считается, что зона пожаров и разрушений доходит до границ, где избыточное давление от воздушной волны достигает 10 кПа.

Окопы, траншеи, убежища и особенности рельефа местности резко снижают воздействие ударной волны, что необходимо использовать для защиты людей и техники.

Световое излучение – это поток лучистой энергии в широком диапазоне. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва. Время свечения огненного шара измеряется секундами, однако этого времени достаточно, чтобы вызвать массовые пожары, сильные ожоги открытых участков кожи и повредить глаза у незащищённых людей и животных. От воздействия светового излучения защищают все виды защитных сооружений, предметы из негорючих материалов и складки местности.

Проникающая радиация – поток гамма-излучения и нейтронов, исходящих в течение секунд из зоны ядерного взрыва в окружающую среду на расстояния до 3 км.

Проходя через биологическую ткань, гамма-излучение и поток нейтронов ионизируют молекулы, входящие в состав живых клеток. В результате этого нарушается характер жизнедеятельности клеток и возникает специфическое заболевание – лучевая болезнь.

Время действия проникающей радиации определяется временем подъема на такую высоту, когда гамма-излучение будет поглощаться толщей воздуха, не достигая поверхности земли. Поражающее действие проникающей радиации на людей зависит от дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. Оно оценивается суммарной дозой нейтронного и гамма-излучения, т.е. энергией излучения, которая поглощена единицей массы биологической ткани.

Радиоактивное заражение местности, атмосферы и различных объектов при ядерных взрывах вызывается:

• продуктами деления ядерного взрыва;
• наведенной активностью (радиацией);
• не прореагировавшей частью ядерного заряда.

Основной компонент при этом – продукты ядерной реакции (осколки деления ядер тяжелых элементов). Они представляют собой сложную смесь радиоактивных изотопов, выделяющих альфа-, бета- и гамма-излучения.

Поражающее действие радиоактивных излучений заключается в их ионизирующей способности, т.е. превращении нейтральных атомов в электрически заряженные ионы. Наибольшей ионизирующей способностью обладает альфа-излучение, наименьшей – гамма-излучение. Вместе с тем, гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью (в воздухе – сотни метров). Степень ионизирующего воздействия на биологическую ткань зависит от величины поглощенной энергии излучения (абсолютно смертельная доза поглощённой ионизирующей энергии составляет примерно 1000 рад или 10 грей).

Размеры и конфигурация зон радиоактивного заражения при ядерных взрывах зависят от вида и мощности взрыва, направления и скорости ветра. Наиболее сильное заражение наблюдается при наземных взрывах.

Зоны радиоактивного заражения, имеющие разную степень опасности для людей, характеризуются как мощностью излучения на определенный момент времени после взрыва, так и прогнозируемой дозой радиации, получаемой до полного распада радиоактивных веществ.

По степени опасности зараженную местность, по следу облака взрыва, принято делать на следующие четыре зоны.

• Зона А – умеренного заражения (40-400 рад), её площадь составляет 70-80% от всей поражённой площади.
• Зона Б – сильного заражения (400-1200 рад). На долю этой зоны приходится около 10% площади радиоактивного следа.
• Зона В – опасного заражения (1200-4000 рад). Эта зона занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва.
• Зона Г – чрезвычайно опасного заражения (свыше 4000 рад).

Радиационные последствия от разрушения (аварии) ядерного объекта сопоставимы с радиационными последствиями, возникающими после применения ядерного боеприпаса. Однако, мощность излучения на местности, в случае разрушения реактора АЭС, всегда меньше, чем на следе ядерного взрыва, но сохраняется очень длительное время. При этом возможно заражение населения на прилегающей к атомной электростанции территории по пищевым цепочкам.

Наиболее опасно поступление с продуктами питания местного производства изотопов йода (J-131), цезия (Cs-137) и стронция (Sr-90). Короткоживущий J-131 опасен в первые два месяца, а Cs-137 и Sr-90 при попадании внутрь организма облучают его длительное время, так как период полураспада Cs-137 – 30,2 года, Sr-90 – 28,5 лет.

Поражающее действие электромагнитного импульса (ЭМИ) обусловлено возникновением напряжений и токов в различных проводниках. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к электрической и радиоэлектронной аппаратуре. При этом может произойти пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порча полупроводниковых приборов и др. Наиболее уязвимы линии связи, сигнализации и управления. Высотный взрыв способен создать помехи в этих линиях на очень больших площадях. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.

Нейтронные бомбы и снаряды представляют собой разновидность ядерных боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности. Поражающее действие нейтронных боеприпасов обусловлено повышенным нейтронным излучением. Для защиты от нейтронного поражения используются те же средства, что и при ядерном взрыве, основным из них является укрытие в защитных сооружениях.

Учитывая вышеизложенное, дадим следующее определение.

Очагом ядерного поражения называется территория, в пределах которой в результате воздействия ядерного оружия или катастрофы на АЭС произошло радиоактивное заражение местности, массовое поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушение и повреждение различных сооружений, возникли пожары.

Размеры очага ядерного поражения зависят от мощности и, вида ядерного взрыва, от рельефа местности и характера застройки, погодных условий и других факторов.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 2715 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Действия взрыва на здания, сооружения и оборудование

При взрыве действует весьма мощная , кратковременная и переменная по величине нагрузка (см. рис. 17.2). Эта нагрузка возникает в результате действия газообразных продуктов взрыва и ударной волны.

Наиболее разрушительными продуктами взрыва и ударной волны подвергаются здания и сооружения больших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающимися над поверхностью земли, а также немассивные бескаркасные сооружения с несущими стенами из кирпича и бетона. Подземные же и заглубленные в грунт сооружения с жесткими несущими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью разрушению. Из вышеперечисленных параметров ударной волны решающим (характеризующим разрушение) является избыточное давление

>Р1. При разрушении высокого оборудования с малой площадью (мачты, трубы, шкафы с аппаратурой управления) определяющим является скоростной напор Рск.

Разрушения подразделяются на полные, сильные, средние и слабые

Полные разрушения. В зданиях и сооружениях обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Оборудование, средства механизации и другая техника восстановлению не подлежат. В коммуникационно-энергетических сетях (КЭС) имеются разрывы кабелей, разрушения участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и т. п.

Сильные разрушения. В зданиях и сооружениях значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей частью разрушены и значительно деформированы. Отдельные детали и узлы оборудования могут быть использованы как запасные части. В КЭС разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации воздушных линий электропередач и связи, разрывы технологических трубопроводов.

Средние разрушения. В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции ( легкие стены перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть помещений пригодна к эксплуатации. Для восстановления требуется капитальный ремонт, выполнение которого возможно собственными силами. Оборудование требует капитального ремонта. В КЭС значительные разрушения и деформации элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом.

Слабые разрушения. В зданиях и сооружениях разрушена часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проемов. Оборудование имеет незначительные деформации. В КЭС имеются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов зданий, сооружений, оборудования, получивших слабые разрушения, как правило, требуется текущий ремонт.

Контрольные вопросы

1. Что называется ударной волной?
2. Объясните механизм образования воздушной ударной волны.
3. Назовите основные параметры ударной волны.
4. От каких параметров зависит время действия ударной волны?
5. Какие разрушения на здания и сооружения оказывает воздушная ударная волна?

Лекция N 18

Зоны действия взрыва

Различают следующие зоны действия взрыва (см. рис. 18.1).

Избыточное давление, кПа (кгс/см 2 ).

Рис. 18.1. Зоны действия взрыва:

I- детонационной волны; II-продуктов взрыва; III-воздушной ударной волны

Зона I с радиусом r1 — зона действия детонационной волны в пределах облака газовоздушной смеси. Характеризуется интенсивным дробящим действием, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва. Радиус этой зоны может быть приближенно определен по формуле

где m — масса взрывоопасного вещества, образовавшего газо-воздушную смесь, т.

Избыточное давление, создаваемое продуктами взрыва на внешней границе зоны

Р1=1500 — 1700 кПа (15. 17 кгс/см 2 ).

Зона II (r1-r2) — зона действия продуктов взрыва, охватывающая всю площадь разлета продуктов газо-воздушной смеси в результате ее взрыва. Радиус этой зоны определяется по формуле

Внешняя граница рассматриваемой зоны характеризуется избыточным давлением

Р1 II = 300 кПа (3 кгс/см 2 ). В этой зоне происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней стороне границы этой зоны образующаяся воздушная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Продукты взрыва, исчерпав всю свою энергию, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, больше не производят разрушительного действия.

Избыточное давление в любой точке зоны II может быть определено по формуле

где r — расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки, м.

Зона III (r3-r2) — зона действия воздушной ударной волны включает три подзоны: IIIа — подзона сильных, IIIб — подзона средних и IIIв — подзона слабых разрушений, каждая из которых характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны на их внешних границах

Р1 II = 50 (0.5); 30 (0.3 ) и 10 (0.1) кПа (кгс/см 2 ) соответственно. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую еще на значительных расстояниях.

Избыточное давление в зоне III в зависимости от расстояния до центра взрыва может быть рассчитано по формулам.

Для этого предварительно определяется относительная величина

где r1 — радиус зоны I;

r3 — радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки в этой зоне, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны:

Пример. Требуется определить избыточное давление, ожидаемое в районе механического цеха при взрыве емкости, в которой находится 100 т сжиженного пропана.

Исходные данные: расстояние от емкости до цеха 300 м.

Решение. 1. Определяем радиус зоны детонационной волны ( зона I ):

.

2. Вычисляем радиус зоны действия продуктов взрыва (зоны II):

.

3. Сравнивая расстояние от центра взрыва до цеха (300 м ) с найденными радиусами зон, делаем вывод, что цех находится за пределами этих зон, и, следовательно, может оказаться в зоне действия воздушной ударной волны ( зона III ). Далее находим избыточное давление на расстоянии 300 м, используя расчетные формулы для зоны III и принимая r3=300 м.

Для этого определяем относительную величину к:

;

Так как к 2 ), где скорость перемещения воздуха более 100 м/с, что значительно превышает скорость ураганного ветра.

Характер и тяжесть поражения людей зависят от величины параметров ударной волны, положения человека в момент взрыва и степени его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения получат люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне укрытий в положении стоя. В этом случае площадь воздействия скоростного напора воздуха будет примерно в 6 раз больше, чем в положении человека лежа.

Поражения, возникающие под действием ударной волны подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные). Характеристики поражений приведены в табл. 18.1.

Характеристики поражений человека действием воздушной ударной волны

Поражения людей, находящихся в момент взрыва в зданиях и сооружениях, зависит от степени их разрушения. Так, например, при полных разрушениях зданий следует ожидать полной гибели находящихся в них людей. При сильных и средних разрушениях может выжить примерно половина людей, а остальные получат травмы различной тяжести. Многие могут оказаться под обломками конструкций, а также в помещениях с заваленными или разрушенными путями эвакуации.

Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею.

При слабом разрушении зданий гибель людей маловероятна. Однако часть из них может получить различные травмы.

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-29; Нарушение авторского права страницы

Источник