ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ Человек убивал другого человека по самым разным причинам с самых давних времен, поэтому с развитием человечества развивались способы и средства убийства… Началась наша история с… Французский физик, Беккерель Антуан Анри (15.12.1852-25.8.1908), изучая действие различных люминесцирующих веществ на фотопластинку через непрозрачную перегородку, открыл радиоактивное излучение солей урана (1896). Впоследствии исследование этого излучения другого элемента – тория М. Склодовской-Кюри и П. Кюри привело к открытию радиоактивности. Ими были открыты новые элементы – полоний и радий. За эти исследования всем троим в 1903 году была присуждена Нобелевская премия. РАДИОАКТИВНОСТЬ – это самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц. Бета-лучи – это поток электронов с очень большой энергией. Альфа-лучи – это поток частиц, состоящих из 2 протонов и 2 нейтронов. Гамма-лучи – это электромагнитное излучение большой энергии, распространяюще еся со скоростью света. СОСТАВ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Альфа-частицы пролетают в пространстве менее 10 см и лист плотной бумаги может задержать их. Бета-частицы пролетают в пространстве около 1 м Задержать их может лист меди толщиной в 1 мм. Интенсивность гамма-лучей спадает наполовину если проходит через слой свинца в 13 мм или слой воздуха в 120 м. После открытия радиоактивных элементов началось исследование физической природы их излучения: Ф.Содди обнаружил изотопы, Д.Чедвик открыл нейтрон (нуклон), Д.Иваненко и В.Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель ядра, О.Ган и Ф.Штрассман открыли деление ядер урана с освобождением 2-3 нейтронов. Это позволило установить цепную реакцию деления урана. Именно цепная реакция сопровождается выделением огромной энергии. ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ НЕЙТРОНОВ ИСХОДНОЕ ЯДРО ПЕРВИЧНЫЙ НЕЙТРОН ОСКОЛКИ Разработки в этой области привлекли внимание военных и привели к разработке оружия невиданной разрушительной силы. Первое испытание ядерного оружия на Земле произошло 16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо в США. Ядерное оружиеэто оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, мгновенно выделяющейся в результате цепной реакции деления или синтеза ядра. В зависимости от вида протекающих реакций различают ядерное оружие двух видов РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 235U, 233U или 239Pu ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НЕЙТРОНОВ ПРОТЕКАЕТ В ОРУЖИИ, КОТОРОЕ НОСИТ НАЗВАНИЕ РЕАКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ (СИНТЕЗА) ЛЕГКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕР АТОМОВ ВОДОРОДА И ЛИТИЯ С ОБРАЗОВАНИЕМ ЯДЕР ГЕЛИЯ ПРОТЕКАЕТ В ОРУЖИИ, КОТОРОЕ НОСИТ НАЗВАНИЕ ЯДЕРНОЕ (АТОМНОЕ) ТЕРМОЯДЕРНОЕ (ВОДОРОДНОЕ) УСТРОЙСТВО ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ МОЩНОСТЬ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ КОЛИЧЕСТВОМ ВЫДЕЛЯЮЩЕЙСЯ ПРИ ВЗРЫВЕ ЭНЕРГИИ. ЭТУ ЭНЕРГИЮ ПРИНЯТО СРАВНИВАТЬ С ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА СООТВЕТСТВУЮЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ТРОТИЛА. ПОЭТОМУ МОЩНОСТЬ ЯДЕРНЫХ БОЕПРИПАСОВ ХАРАКТЕРИЗУЮТ ТРОТИЛОВЫМ ЭКВИВАЛЕНТОМ. По мощности ядерные боеприпасы делят на сверхмалые (до 1 кт), малые (от 1 до 10 кт), средние (от 10 до 100 кт), крупные (от 100 кт до 1 Мт), сверхкрупные (свыше 1 Мт). ТРОТИЛОВЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ ИЗМЕРЯЕТСЯ В ТОННАХ, КИЛОТОННАХ (Кт) И МЕГАТОННАХ (Мт). масса 5 кг 235U объем 164 см3 эквивалентная масса 90 кт ТНТ 340 000 000 CD эквивалентный объем 59 500 м3 ЯДЕРНЫМИ БОЕПРИПАСАМИ НАЗЫВАЮТСЯ СНАРЯЖЕННЫЕ ЯДЕРНЫМИ И ТЕРМОЯДЕРНЫМИ ЗАРЯДАМИ БОЕВЫЕ ЧАСТИ РАКЕТ, ТОРПЕД, ФУГАСОВ, АВИАЦИОННЫХ БОМБ И АРТИЛЛЕРИЙСКИХ СНАРЯДОВ. СРЕДСТВА ДОСТАВКИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА Немедленно происходит ослепительная вспышка голубовато-белого света и ультрафиолетового излучения. Окружающий воздух нагревается до 10 000 000 0С, образуя огненный шар, который генерирует тепловое излучение, движущееся со скоростью света; За тепловой волной движется ударная волна со скоростью 350 м/с. Огненный шар постепенно остывает и поднимается вверх со скоростью 150- 200 метров в секунду в зависимости от метеоусловий и мощности взрыва; ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА За повышенным давлением фронта ударной волны следует фаза отрицательного давления, оно вызывает втягивание воздуха в зону разрушений и ветры скоростью до 1000 км/ч. Огненный шар превращается в клубящееся облако. Облако поднимается вверх и увеличивается за счет всасывания с поверхности земли пыли, грязи, мелких осколков и поднимается вверх За короткий срок оно достигает высоты 15 - 25 километров, составляет по толщине 5 - 10 километров и имеет диаметр 15 - 20 километров. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА Облако увеличивается и приобретает характерную грибовидную форму. Пылевой столб и облако у некоторых видов взрывов не образуются. Образовавшееся облако впоследствии распределяется по направлению ветра, образуя радиоактивный след: на землю выпадает радиоактивный дождь, нанося непоправимый урон земле и отравляя окружающую среду радиоактивными веществами. ВИДЫ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ Ядерный взрыв характеризуется комбинированным поражающим действием: сопровождается мощными потоками светового излучения; невидимого излучения, называемого проникающей радиацией; разрушительной ударной волной; электро-магнитным импульсом и радиоактивным заражением местности. Все эти факторы являются ПОРАЖАЮЩИМИ ФАКТОРАМИ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ НАДЗЕМНОГО ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ; 30% ПРОНИКАЮЩА Я РАДИАЦИЯ; 3% УДАРНАЯ ВОЛНА; 50% РАДИОАКТИВН ОЕ ЭЛЕКТРОМАГН ЗАРАЖЕНИЕ; ИТНЫЙ 10% ИМПУЛЬС; 2% СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ это поток ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений. Световое излучение распространяется практически мгновенно; время действия его определяется временем свечения светящейся области и длится в зависимости от мощности взрыва от одной до нескольких секунд. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ: ослепление; ожоги; пожары; огненный шторм. СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ воздействует в первую очередь на открытые участки тела. Основной характеристикой светового излучения, определяющей его поражающее действие, является световой импульс, который измеряется в калориях на см² (кал/см²). Различают четыре степени ожогов, причиняемые людям световым излучением: I ст. (2-4 кал/см²) – покраснение кожи; II ст. (4-10 кал/см²) – образование пузырей; III ст. (10-15 кал/см²) – образование язв и омертвение кожи; IV ст. (свыше 15 кал/см²) – обугливание открытых частей тела. ЗАЩИТА: ЛЮБЫЕ ПРЕГРАДЫ (СТЕНА, ХОЛМ, ЯМА), СОЗДАЮЩИЕ ТЕНЬ; СВОБОДНАЯ ОДЕЖДА СВЕТЛЫХ ТОНОВ. УДАРНАЯ ВОЛНА это область сильного сжатия среды (воздуха, воды), распространяющейся во все стороны со сверхзвуковой скоростью (более 331 м/с). Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ: избыточное давление; скоростной напор; время действия. Внешняя граница зоны сжатия называется фронтом ударной волны Скорость распространения фронта ударной волны: первые 1000 м она проходит за 2 с., 2000 м – за 5 с.,3000 м – за 8 с. ПРЯМАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА Рнорм= Ризбыт ОБРАТНАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА Рнорм= Ризбыт УДАРНАЯ ВОЛНА может наносить поражение людям, разрушать или повреждать различные сооружения и технику как непосредственно, так и косвенно. Поражающее действие ударной волны характеризуется избыточным давлением – разностью между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед ним. Измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/м2) и называется паскалем (Па). Различают четыре зоны разрушений: I зона (свыше 50 кПа) – зона полных разрушений; II зона (50-30 кПа) – зона сильных разрушений; III зона (30-20 кПа) – зона средних разрушений; IV зона (10-20 кПа) – зона слабых разрушений. ЗАЩИТА: УГЛУБЛЕННЫЕ В ЗЕМЛЮ УБЕЖИЩА И УКРЫТИЯ. ПРОНИКАЮЩАЯ РАДИАЦИЯ это поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны и облака ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации около 10 – 15 секунд с момента взрыва. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ: ионизация молекул, входящих в состав клеток. Поражающее действие гамма-излучения определяется дозой облучения. За единицу дозы принят рентген (р)– это такая доза, при которой в 1 см3 сухого воздуха при t=00C и нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) образуется 2 миллиарда пар ионов. В организме при ионизации нарушаются различные жизненные процессы, что приводит к возникновению лучевой болезни. РАЗЛИЧАЮТ 3 степени: I (легкая) – 100-200р; II (средняя) – 200-300р; III (тяжелая) – свыше 300р. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ При прохождении через различные материалы поток гамма-лучей и нейтронов ослабляется. Ослабляющее действие материала принято характеризовать слоем (толщиной материала) половинного ослабления, снижающим дозу проходящей через него радиации в два раза. ЗАЩИТА: УГЛУБЛЕННЫЕ В ЗЕМЛЮ ПРОТИВОРАДИАЦИОННЫЕ УБЕЖИЩА. ЭЛЕКТРО-МАГНИТНЫЙ ИМПУЛЬС Это кратковременное электро-магнитное поле, возникающее в результате взаимодействия гамма-лучей и нейтронов, испускаемых при ядерном взрыве, с атомами окружающей среды. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ: электрические токи. Поражающее действие ЭМИ сводится к повышению напряжений, которое вызывает пробой изоляции; к повреждению трансформаторов; к сгоранию разрядников и полупроводниковых приборов; к перегоранию предохранителей; к нарушению работоспособности линий связи, сигнализации, управления; к поражению людей у аппаратуры. ЗАЩИТА: ОТСУТСТВИЕ КОНТАКТА С ТОКОПРОВОДЯЩИМИ ЧАСТЯМИ ЭЛЕКТОРАППАРАТУРЫ . РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ Основным источником радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются радиоактивные продукты деления ядерного заряда. Осевшие на различные поверхности, эти продукты испускают радиоактивные излучения: поток альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей. Поражающее действие радиоактивного заражения обусловливается в основном гаммаизлучением и оценивается величиной дозы гамма-излучения или дозы радиации, измеряемой в рентгенах (Р). ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ: радиоактивные продукты деления ядерного заряда. Выпавшие из облака ядерного взрыва радиоактивные частицы создают на поверхности земли зону радиоактивного заражения (радиоактивный след облака). Степень радиоактивного заражения местности и размеры зоны заражения зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, характера местности и грунта. На равнинной и открытой местности при постоянном направлении среднего ветра след радиоактивного облака напоминает форму эллипса. ЗАЩИТА: РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ СООРУЖЕНИЙ . ЭЛЕМЕНТЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА Точка, в которой произошел взрыв, называется центром взрыва. Проекция центра взрыва на поверхности земли (воды), над (под) которой произошел взрыв, называется эпицентром взрыва. ОЧАГ ЯДЕРНОГО ПОРАЖЕНИЯ ЭТО ТЕРРИТОРИЯ, ПОДВЕРГШАЯСЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЙСЯ МАССОВЫМИ РАЗРУШЕНИЯМИ ЗДАНИЙ, ПОЖАРАМИ И ГИБЕЛЬЮ БОЛЬШОГО ЧИСЛА ЛЮДЕЙ. Применение ядерного оружия Ранним утром 6 августа в небе над Хиросимой блеснула вспышка ярче тысячи солнц, в небо взметнулось кровавокрасное, впитавшее в себя тысячи жизней, грибовидное облако. Трагедию Хиросимы 9 августа разделил другой японский город – Нагасаки. Так человечество открыло новую свою летопись – атомную… ХИРОСИМА 1945 НАГАСАКИ СЕГОДНЯ В ЭТИХ ГОРОДАХ СНОВА ЖИВУТ ЛЮДИ… МОЖЕТ БЫТЬ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ТАКОГО ГОРЯ НЕ ИСПЫТАЛ НИ ОДИН НАРОД… При создании презентации были использованы: Программные продукты фирм Microsoft® и CorelDRAW® Презентация преподавателя-организатора ОБЖ гимназии №5 г.Брянска Смирнова Е.Г. «Иллюстрированная история оружия».Перевод – П.А. Самсонов. Минск, «ПОПУРРИ», 2003г. Костров А.М. «Гражданская оборона». Москва, «Просвещение», 1991г. «ОБЖ». Учебное пособие 5-11кл. Смоленск, «Вента-граф», 1995г. Журнал «Вокруг света», №8 2005г. «Энциклопедия современных вооружений».V.2.0 издательства «Акелла». Видеоархив Андрея Грушина. © andy_grushin@usa.net, http: //www.F1.ru/video.
