Оценка обстановки на объекте экономики при взрыве

Министерство образования и науки Российской Федерации

Байкальский государственный университет экономики и права

Кафедра экономики труда и управление персоналом

Дисциплина Безопасность жизнедеятельности

Расчётно-графическая работа

 

 

 

 

 

 

Студентки Иванчиковой Я.И.

Группа Ф-13-5

Номер варианта 8

Руководитель Ширшков А.И. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2013 г.

РГР №1. Оценка обстановки на объекте экономики при взрыве (на примере наземного ядерного взрыва)

Различают следующие виды взрывов: физические, химические, ядерные. Каждые из них имеют свои поражающие факторы. Из всех взрывов ядерный взрыв характеризуется большим количеством поражающих факторов, поэтому он является наиболее опасным взрывом.

1.1 Исходные данные:  

1. радиус города – 18 км, 
2. расположение объекта относительно центра города по азимуту – 0 град., 
3. расстояние (удаление) объекта от центра города – 2 км, 
4. мощность ядерного боеприпаса (тротилового эквивалента) – 200 кт, 
5. место взрыва – центр города  
6. направление ветра – от центра взрыва на объект 
7. скорость ветра – 50 км/ч, 
8. наименование объекта (цеха) – Электроцех (Э)

1.2 Характеристика  объекта

Электроцех (Э):

Здание – одноэтажное из сборного ж/б,

Оборудование – трансформаторы до 1 кВ,

ЭС – ВЛ высокого напряжения.

1.3 Поражающие  факторы наземного ядерного взрыва

Ядерные взрывы могут быть высотными (на высоте более 18 км от поверхности Земли), воздушными (на высоте от 8 до 12 км), наземными или надводными (на высоте до 8 км от поверхности Земли), а также подземными или подводными. Наиболее опасным ядерным взрывом является наземный, характеризующийся в том числе опасным загрязнением местности радиоактивными веществами

Ядерный взрыв сопровождается выделением огромного количества энергии, поэтому по поражающему и разрушающему действию он в сотни и тысячи раз может превосходить взрывы самых крупных авиационных бомб, снаряжённых обычными взрывчатыми веществами. Энергия ядерного взрыва распределяется следующим образом: на ударную воздушную волну – 50%, световое излучение – 35%, радиоактивное загрязнение местности – 10%, проникающую радиацию – 3%, электромагнитный импульс – 2%.

К поражающим факторам наземного ядерного взрыва относят: 

1. ударная воздушная волна, 
2. световая радиация, 
3. проникающая радиация, 
4. электромагнитный импульс, 
5. радиоактивное загрязнение местности.

Ударная воздушная волна – основной поражающий фактор наземного ядерного взрыва, так как большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, её воздействием. Источник её возникновения – сильное давление, образующееся в центре взрыва и достигающее в первые мгновения и миллиардов атмосфер. Образовавшаяся при взрыве область сильного сжатия окружающих слоев воздуха, расширяясь, передает своё давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те, в свою очередь, воздействуют на следующие слои. В результате, в воздух со сверхзвуковой скоростью, во все стороны от центра взрыва, распространяется зона высокого давления. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны.

Световая радиация – это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. Световое излучение распространяется мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного взрыва (до 20 секунд).

Проникающая радиация – это поток гама лучей и нейтронов. Она длится 10 – 15 секунд с момента взрыва в окружающую среду из зоны ядерного взрыва.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) – это электрические и магнитные поля, возникающие в результате воздействия гамма излучения ядерного взрыва на атомы окружающей среды и образование в этой среде потока электронов и положительных ионов. ЭМИ искажает магнитное поле Земли, что приводит к ухудшению или исчезновению радиосвязи на удалении 50-300 км от центра взрыва.

ЭМИ может вывести из строя стационарную и оконечную аппаратуру, радиоэлектронные средства, вызвать плавление проводов, пробивать изоляцию подземных кабелей и полевых линий проводной связи.

Радиоактивное загрязнение местности - происходит в результате оседания из облака, образовавшегося при ядерном наземном взрыве, радиоактивной пыли, содержащей продукты деление ядер урана (плутония) и непрореагировавшее ядерное горючее. Радиоактивное заражение может быть также обусловлено радиоактивными веществами, образовавшимися в почве в районе центра взрыва под воздействием сверхбыстрых нейтронов (наведённой радиоактивностью). Радиоактивные вещества в ходе радиоактивного распада выделяют ионизирующие излучения трёх видов: альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи, которые обуславливают основной поражающий эффект радиоактивного заражения.

1.3.1. Расчёт поражающего  действия ударной воздушной волны

1. Рис.1. Зоны поражения  людей от ударной воздушной  волны наземного ядерного взрыва  с мощностью боеприпаса 200 кт. Азимут расположения объекта относительно центра города 0о  

Рисунок 1             

 

2. Определим избыточное  давление ударной воздушной волны  на объекте. q=200, расстояние от  взрыва – 2 км. Расстояние 2 км находится  в интервале от 2,1 до 1,5 км. Определим, как изменяется давление на 0,1 км. Для этого вначале определим, чему равен интересующий нас  интервал. Он равен   2,1–1,5=0,6 км, что составляет 0,1х6. Получаем Ризб на 0,1 км (100 кПа – 60 кПа):6=6,7. Если на расстоянии 1,5 км  Ризб=100кПа, то 2 км – это дальше от 1,5 км на 0,5 км, значит Ризб будет меньше на 33,5 кПа (6,6*5), отсюда на объекте Ризб=100кПа–33,5кПа=66,5кПа.

3.Воздействие ударной  воздушной волны на людей характеризуется  лёгким, средним, тяжёлым и крайне  тяжелым поражением. В нашем случае, объект находится в зоне тяжёлых  поражений. При этом у людей  могут быть сильные контузии  всего организма, потери сознания, переломы; возможны повреждения  внутренних органов, кроме органов, содержащих жидкость или воздух.

4. Ударная воздушная волна  воздействует на здания и сооружения, оборудование, энергетические установки. Различают следующие степени  разрушения зданий и сооружений: полные разрушения. Сильные, средние, слабые. Одноэтажное из сборного  ж/б здание электроцеха при Ризб=66,5кПа будет полностью разрушено, то есть разрушены все основные элементы здания. При таком разрушении конструкция восстановлению не подлежит.

Существуют следующие степени разрушения объектов: слабые разрушения, средние разрушение, сильные разрушения и полные разрушения.

1.3.2. Расчёт поражающего  действия светового излучения

1. Определим величину  светового импульса на объекте. q=200, расстояние от взрыва – 2 км. Расстояние 2 км находится в интервале  от 2,1 до 0,9 км. Определим, как изменяется  давление на 0,1 км. Для этого вначале  определим, чему равен интересующий  нас интервал. Он равен   2,1–0,9=1,2 км, что составляет 0,1х12. Получаем СИ на 0,1 км (4200 кДж/м2 – 1000 кДж/м2):12=266,6. Если на расстоянии 0,9 км  СИ=4200 кДж/м2, то 2 км – это дальше от 0,9 км на 1,1 км, значит СИ будет меньше на =2932,6 кДж/м2 (266,6*11), отсюда на объекте СИ=4200 кДж/м2 –2932,6 кДж/м2=1267,4 кДж/м2.

2. Световое излучение — один из поражающих факторов при взрыве ядерного боеприпаса, представляющий собой тепловое излучение от светящейся области взрыва. В зависимости от мощности боеприпаса, время действия колеблется от долей секунды до нескольких десятков секунд. Вызывает у людей и животных ожоги различной степени и ослепление; оплавление, обугливание и возгорание различных материалов.

При данном световом излучению возникают ожоги 4 степени. Эта степень ожогов характеризуются поражением (чаще обугливанием) и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки с сосудами, нервами, сухожилий, мышц, фасций, костей и суставов). Струп от воздействия пламенем образуется сухой и плотный, толстый серовато-мраморного цвета иногда с признаками обугливания. У животных при возникновении ожогов 4 степени, происходит некротизация всей дермы и даже подкожной клетчатки.

Первая помощь при ожогах. Удалить пострадавшего из зоны действия огня, одежду не срывать, лучше срезать (в холодное время года пострадавшего не раздевать, так как охлаждение резко ухудшает общее состояние). На ограниченные ожоги накладывается сухая стерильная ватно-марлевая повязка (никаких присыпок или мазей), а при обширных - больного нужно укутать в стерильную простыню, укрыть потеплее, напоить теплым чаем и создать покой до прибытия врача. Чистые простыню, полотенце, наволочку и т. д. можно продезинфицировать, смочив их одеколоном. Это будет также дезинфицировать кожу и способствовать уменьшению болевых ощущений. В случаях обширных ожогов конечностей показана транспортная иммобилизация. Противошоковые мероприятия: наркотики, сильно действующие анальгетики; не причинять болей, тщательно уложить пострадавшего. При ожогах 4-й степени нужно немедленно вызвать "Скорую помощь", даже если он поразил всего 10% поверхности тела (а у пожилого человека всего 5%). Специалисты проведут противошоковую терапию – сделают обезболивающую инъекцию, поставят капельницу.

3. При данном световом  излучении мягкая кровля (толь, рубероид) будет иметь устойчивое горение, а обивка сидений автомобиля  будет воспламенена и при отсутствии  тепла прекратит своё горение

4. Пожар — неконтролируемый процесс горения, причиняющий материальный ущерб, вред жизни и здоровью людей, интересам общества и государства.

Причины возникновения пожаров: 

1. неосторожное обращение с огнём;  
2. несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования и электрических устройств; 
3. самовозгорание веществ и материалов;  
4. грозовые разряды; 
5. поджоги; 
6. неправильное пользование газовой плитой; 
7. cолнечный луч, действующий через различные оптические системы

Виды пожаров по месту возникновения:  

1. пожары на транспортных средствах;  
2. степные и полевые пожары; 
3. подземные пожары в шахтах и рудниках; 
4. торфяные и лесные пожары; 
5. техногенные пожары (в резервуарах и резервуарных парках, АЭС, электростанциях и т.п.) 
6. пожары в зданиях и сооружениях:  
7. наружные (открытые), в них хорошо просматриваются пламя и дым; 
8. внутренние (закрытые), характеризующиеся скрытыми путями распространения пламени.  
9. домашние пожары

 

        Возгорание материалов приводит к возникновению пожаров: отдельных, сплошных, горение и тление в завалах. Отдельные пожары возникают при СИ от 100 до 800 кДж/м², сплошные – от 801 до 2000 кДж/м², горение и тление в завалах – свыше 2000 кДж/м².    

При данном СИ на рассматриваемом объекте  будут сплошные пожары.

Сплошные пожары характеризуется процессами устойчивого максимального горения вплоть до времени сгорания основной массы веществ и разрушения конструкций сооружения.

5. Определим продолжительность  светового импульса. . Продолжительность (Т) СИ определяется по формуле:   
Таким образом Т=2001/3с=5,848с

1.3.3. Расчёт поражающего  действия проникающей радиации (ПР)

1. При ядерном взрыве  имеют место следующие  излучения: альфа- , бета- , гамма- , нейтронное и протонное. Гамма-, нейтронное и протонное излучение обладают большой проникающей способность. Все виды радиоактивного излучения характеризуются  дозой. Различают дозы: поглощенную (Дп), экспозиционную (Дэ), эквивалентную (Дэкв), интегральную (Ди).

Экспозиционная  доза указывает, какое количество электричества образуется при ионизации от радиоактивного излучения. В системе СИ она измеряется в Кл/кг, при этом применяется несистемная единица - рентген (Р). Определим значение экспозиционной дозы на объекте. q=200, расстояние от взрыва – 2 км. Расстояние 2 км находится в интервале от 2,1 до 1,7 км. Определим, как изменяется давление на 0,1 км. Для этого вначале определим, чему равен интересующий нас интервал. Он равен   2,1–1,7=0,4  км, что составляет 0,1х4. Получаем изменение экспозиционной дозы на 0,1 км (1000 Р – 300 Р):4=175. Если на расстоянии 1,7 км  Дэ=1000Р, то 2 км – это дальше от 1,7 км на 0,3 км, значит Дэ будет меньше на =525Р (175*3), отсюда на объекте Дэ=1000 Р –525Р=475Р. 1Кл/кг=3880Р значит 1 Р =2,57 * 10-4 Кл/кг, т.е. 475 Р=0,12 Кл/кг

Поглощенная доза указывает энергию радиоактивного излучения, поглощённой единицы массы; в системе СИ она измеряется в  Дж/кг или греях (Гр), 1Дж/кг=1Гр, 1Гр=1рад. Можно перевести экспозиционную дозу в поглощённую, учитывая, что 1Гр=114Р. Тогда Дп=Дэ/114, Гр. Дп=475/114 Гр=4,167Гр.

Эквивалентная доза определяет дозу, полученную биологической тканью. В системе Си она определяется в зивертах (Зв), либо в несистемной единице измерения – в биологических эквивалентах рентгена (бэрах) (1Зв=100бэр). Эквивалентная доза зависит от коэффициента качества ионизирующего излучения (Кк). Коэффициент качества гамма-лучей принят равным 1, бета-лучей – 2, альфа-лучей – 20. Зная поглощённую дозу и тип излучения можно определить эквивалентную дозу: Дэкв = Дп х Кк, Зв. Таким образом, определим Дэкв для гамма-лучей вне помещения на территории объекта,  Дэкв=4,167*1=4,167 Зв. Для бета-лучей, Дэкв=4,167*2=8,334 Зв. Для альфа-лучей, Дэкв=4,167*20=83,34 Зв.