Расчет парамеиров поражающих факторов в условиях чрезвычайных ситуаций

Задание

Раздел 1. Оценка поражающих факторов ядерного взрыва

 

По исходным данным (табл. 1.21) определить:

1. Расстояния от центра взрыва, на которых открыто находящийся человек может получить легкую, средней тяжести, тяжелую степень поражения от действия воздушной ударной волны.
2. Зону поражения людей световым импульсом.
3. Расстояния, на которых открыто находящийся человек может получить ожоги 1, 2, или 3-й степени.
4. Зону поражения проникающей радиацией.
5. Расстояние, на котором открыто находящийся человек получит дозу облучения, вызывающую лучевую болезнь 2-й степени.
6. Зону радиоактивного заражения местности.
7. Действие поражающих факторов на объекты, находящиеся на расстоянии R₁ (табл.1.5).
8. Дозу облучения от проникающей радиации, которую получит человек, находящийся в защитном сооружении с заданным К_осл на расстоянии R₁.
9. Время начала выпадения (t_н) радиоактивных осадков на местности, продолжительность выпадения (t_в), время, за которое сформируется радиационная обстановка от момента взрыва (t_ф = t_н + t_в) в точке, заданной координатами R₂ и У.
10. Уровень радиации (мощность дозы) на местности и в защитном сооружении, на момент формирования радиационной обстановки (t_ф) в точке с координатами R₂ и У.
11. Поглощенную и эквивалентные дозы, которые могут быть получены людьми за время нахождения в защитном сооружении (dТ) в той же точке при g-облучении.
12. Уровень радиации на местности к концу пребывания в защитном сооружении в точке с координатами R₂ и У.
13. Маршрут эвакуации людей из зараженной зоны автотранспортом и пешими колоннами. Вычислить время движения. Составить план-схему местности.
14. Уровень радиации в точке выхода на момент выхода из зараженной зоны.
15. Поглощенную дозу, которая может быть получена за время эвакуации.
16. Суммарную дозу, которая может быть получена людьми за время нахождения на зараженной территории.

Раздел 2. Оценка химической обстановки при аварии на химически опасном объекте

 

По данным (табл. 2.10) произвести оценку химической обстановки:

2.1. Определить размеры  и форму очага заражения (глубину  и ширину распространения зараженного воздуха).

2.2. Определить время  подхода зараженного воздуха  к объекту.

Раздел 3. Прогнозирование  и оценка степени опасности в  очаге поражения взрывов твердых  взрывчатых веществ (ВВ) и газопаровоздушных  смесей(ГПВС)

 

По данным таблицы 3.11 оценить степень опасности в очаге поражения, определив при этом:

3.1. Радиус зоны детонации.

3.2. Радиус зоны действия  продуктов взрыва.

3.3. Степень поражения  объектов, находящихся на заданном  расстоянии от центра

 взрыва.

3.4. Влияние взрыва  открыто находящегося в районе указанного в п. 3.3. объекта.

 

Выполнение

Раздел 1. Оценка поражающих факторов ядерного взрыва

 

Ядерный взрыв является одной из самых опасных чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени. При ядерном взрыве выделяется огромное количество энергии, образующейся при цепной реакции деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или термоядерной реакции синтеза легких ядер изотопов водорода (дейтерия, трития). Мощность ядерного боеприпаса (мощность ядерного взрыва) принято характеризовать тротиловым эквивалентом. Тротиловый эквивалент – это масса тротила (тротил – вещество с теплотой взрыва 4240 кДж/кг), при взрыве которой выделяется столько же энергии, что и при взрыве ядерного боеприпаса.

При любом ядерном  взрыве можно выделить четыре основных поражающих фактора: механическое воздействие воздушной ударной волны (ВУВ), механическое воздействие сейсмических волн в грунте или водной среде, радиационное воздействие проникающей радиации и радиоактивного заражения, тепловое воздействие светового излучения. Для некоторых элементов объектов поражающим фактором может быть электромагнитное излучение (импульс) ядерного взрыва.

Вокруг эпицентра взрыва условно можно выделить три характерных  зоны. В первой зоне наблюдается  разрушение практически всех сооружений, это зона воронки ядерного взрыва, радиус которой изменяется от 175 до 1340 м. Вторая зона характеризуется наличием пластических деформаций грунта, а ее радиус может составлять до 2,5 радиуса самой воронки. В этой зоне наиболее опасным для заглубленных сооружений является действие прямых ударных волн и волн сжатия. Третья зона характеризуется наиболее существенным влиянием волн сжатия, инициируемых воздушной ударной волной.

 

Исходные данные

q, кт	Видимость до … км	Скорость ветра, км/ч	R1, км	№ объекта из табл. 1.5	R2, км	У, км	Косл	dT, сут	V1, км/ч	V2, км/ч	Тип местности
1000	20	25	3,0	7, 24, 40	150	4,0	500	2	8	60	Равнинная без леса

 

q - мощность наземного ядерного взрыва;

R₁ - расстояние до объекта;

R₂ - расстояние по оси следа радиоактивных осадков;

У - удаление от оси следа радиоактивных осадков;

К_осл - коэффициент ослабления внешней радиации в защитном сооружении;

dT - продолжительность нахождения в защитном сооружении;

V₁ - скорость движения пешей колонны;

V₂ - скорость движения автомобильного транспорта.

Определить  расстояния от центра взрыва, на которых  открыто находящийся человек может получить легкую, средней тяжести, тяжелую степень поражения от действия воздушной ударной волны.

Используя данные таблицы 1.2 определим коэффициент уменьшения для равнинной местности без леса: k = 1.

Используя данные таблиц 1.3 и 1.4, определим расстояния, на которых  открыто находящийся человек  может получить разные травмы, рассчитаем расстояние, на котором открыто находящийся  человек может получить:

- легкую травму при избыточном давлении Р_ф = 20-30 кПа:

 

R20 = 7,0·1 = 7 (км);

R30 = 5,4·1 = 5,4 (км);

 

- травмы средней тяжести  при избыточном давлении Р_ф = 30-50 кПа:

 

R30 = 5,4·1 = 5,4 (км);

R50 = 4·1 = 4 (км);

 

- тяжелые травмы в  диапазоне значений избыточного давления от 50 до 80 кПа:

 

R50 = 4·1 = 4 (км);

R80=(2,9+4)*80/150=3,68 (км);

 

Крайне тяжелые травмы в диапазоне избыточного давления от 80 кПа и более, человек может  получить на расстоянии от центра взрыва, не превышающем 3,4 км.

В соответствии с рассчитанными данными составим таблицу:

 

Характер поражения	Рф, кПа	Радиусы зон поражения, км.
Легкие травмы (ушибы, вывихи, общая контузия)	20-30	7 - 5,4
Травмы средней тяжести (контузия, повреждение органов слуха, кровотечения).	30-50	5,4 - 4
Тяжелые травмы (переломы, сильные кровотечения)	50-80	4 -
Крайне тяжелые поражения	более 80	менее

 

Определить  зону поражения людей световым импульсом.

Поправочный коэффициент на прозрачность атмосферы при прозрачном воздухе и видимостью до 20 км k_пр = 1,2.

По табл. 1.6 определяем радиус зоны поражения с учётом поправочного коэффициента на прозрачность атмосферы (k_пр = 1,2) и коэффициента местности (k=1), получаем:

 

Rзп = 1,2·16,6·1 = 19,92 (км)

 

Определить расстояние, на которых открыто находящийся  человек может получить ожоги 1, 2 или 3-й степени.

Используя данные таблицы 1.6 и учитывая поправочный коэффициент  на прозрачность атмосферы (k_пр = 1,2), рассчитаем диапазоны расстояний от центра взрыва, на которых открыто находящийся человек может получить:

- ожог первой степени в диапазоне энергии светового импульса от 100 кДж/м² до 200 кДж/м²:

 

R100 = 16·1,2·1 =19,2 (км);

R200 = 12,4·1,2·1 = 14,88(км);

 

- ожог второй степени (диапазон  энергии светового импульса составляет  от 200 до 400 кДж/м²:

 

R200 = 12,4·1,2·1 = 14,88 (км);

R400 = 7,8·1,2·1 = 9,36(км);

 

- ожог третьей степени (диапазон  энергии светового импульса составляет  от 400 до 600 кДж/м²:

 

R400 = 7,8·1,2·1 = 9,36(км);

R600 = 6,6·1,2·1 = 7,92 (км);

 

Степень ожога открытых участков кожи	Световой импульс, кДж/м2	Радиусы зон поражения, км
1-й степени (покраснение  кожи)	100 - 200	19,2 - 14,88
2-й степени (пузыри)	200 - 400	14,88 – 9,36
3-й степени (омертвление  кожи)	400 - 600	9,36 – 7,92

 

Определить зону поражения  проникающей радиацией.

По табл.1.10 определяем радиус зоны поражения проникающей радиацией в зависимости от дозы проникающей радиации и при мощности ядерного взрыва 1000 кт:

В мирное время (безопасная доза - 5 рад) = 3,65 км;

В военное время (безопасная доза - 50 рад) = 3,0 км.

Определить  расстояние, на котором открыто находящийся человек получит дозу облучения, вызывающую лучевую болезнь 2-й степени.

Человек может получить лучевую болезнь второй степени  при дозе облучения от 2,5 до 4 Гр = от 250 до 400 рад.

Используя данные таблицы 1.10 при мощности заряда в 1000 кт, путем интерполяция, определим, что человек может при ядерном взрыве получить лучевую болезнь второй степени в диапазоне расстояний от 2,475 до 2,6 км.

 

Rзп =(2,65+2,55)/2=2,6 (км);

Rзп = (2,55+2,4)/2=2,475 (км).

 

Определить зону радиоактивного заражения местности.

По табл. 1.12 при мощности ядерного взрыва 1000 кт и скорости ветра 25 км/ч зона радиоактивного заражения имеет размеры: длина – 309 км, ширина -26 км.

Определить действие поражающих факторов на объекты, находящиеся на расстоянии R₁=3,0 км.

По данным таблицы 1.3 на расстоянии 3,0 км при взрыве мощностью в 1000 кт определили, что действует избыточное давление Рф = 97 кПа.

По таблице 1.6 определяем значение светового импульса для R₁=3,0 км и мощности взрыва 1000 кт: СИ 3000 кДж/м² - вызывает сильнейшие разрушения.

По таб.1.5 определяем степень  разрушения объектов:

7. Кирпичные малоэтажные (1 - 2 этажа) здания: полное разрушение;

24.Трансформаторные подстанции закрытого типа: полное разрушение;

40. Торговые суда: полное разрушение.

Определить  дозу облучения от проникающей радиации, которую получит человек, находящийся в закрытом сооружении с заданным К_осл на расстоянии R₁.

По табл.1.10 определяем дозу проникающей радиации при R₁=3,0 км и q=1000 кт: Д_пр 50 рад.

Человек, находящийся в защитном сооружении с К_осл=500 на расстоянии R₁=3,0 км получит дозу проникающей радиации, равную:

Дпр/Косл = 50/500 = 0,1 рад.

Определить время начала выпадения (t_н) радиоактивных осадков на местности, продолжительность выпадения (t_вып), время, за которое сформируется радиационная обстановка от момента взрыва (t_ф = t_н + t_вып) в точке, заданной координатами R₂ и У.

По данным табл. 1.11 при скорости ветра 25 км/ч, расстоянии по оси следа радиоактивных осадков R₂ = 150 км и удалении от оси следа радиоактивных осадков У = 4,0 км время начала выпадения радиоактивных осадков на объекте t_н=5,2 ч, а продолжительность их выпадения составит t_вып=1,5 ч. Время, за которое сформируется радиационная обстановка от момента взрыва в точке, заданной координатами R₂ = 150 км и У = 4,0 км, составит t_ф= t_н + t_вып =5,2+1,5=6,7 ч.