Ядерное оружие и возможность его использования в современном мире

ГОУ СПО ТОБМК Подготовила: Плаксина Елена Юрьевна 51 л/дгруппа Ул. Астраханская, д. 187, кв. 140 Проверил: Казадаев Юрий Витальевич Тамбов 2008 г. Содержание: Радиационная безопасность – стр. 3; Ядерное оружие – стр. 6; Сейсмическое воздействие. Поражающий фактор ядерного взрыва – стр. 11; Радиоактивные осадки, повод для беспокойства – стр. 13; Список литературы – стр. 14. Существует логическая взаимосвязь между необходимостью развития ядерной энергетики и повышенной грамотности всего населения в области радиационной безопасности. В конце Второй мировой войны (1945 г.) после атомных бомбардировок американцами японских городов Хиросимы и Нагасаки стали постоянно употребляться понятия «облучение», «острая лучевая болезнь», «радиация». Новым толчком, усилившим стремление общества разобраться в проблемах радиационной безопасности, послужила авария на IV энергоблоке Чернобыльской АЭС. С одной стороны, встала проблема в необходимости развития ядерной энергетики, с другой необходимость определения реальности угрозы для здоровья человека ионизирующего излучения техногенного характера и нахождения путей обеспечения радиационной безопасности населения. С этой целью учеными всего мира были организованы изучение воздействия различных видов излучений на организм человека, определение опасных доз и выработка мер защиты населения от радиационных излучений. При разработке норм радиационной безопасности (НРБ) в 1976 г. исходили из непревышения допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения, т.е. стремились исключить то, что несомненно является опасным для здоровья человека и приводит к патологическим последствиям (лучевому поражению). Определяя опасность радиационных воздействий, необходимо было выявлять начальную дозу облучения, способную привести к возникновению последствий в результате облучения человека. Результаты воздействия сильных однократных облучений в это время были изучены уже достаточно хорошо благодаря анализу последствий атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, а также опыту, связанному с авариями на ядерных установках в различных странах мира. В качестве основной предельно допустимой дозы для персонала ядерных объектов по НРБ-76/87 была принята доза 5 бэр в год (0,05 Зв/год). Соответственно работник мог получить за 10 лет работы 50 бэр (0,5 Зв), за 20 лет— 100 бэр(1 Зв). Для ограниченной части населения, которая не работает непосредственно с ионизирующими веществами, но по условиям проживания подвергалась воздействиям радиации, предельная доза была установлена на в 10 раз ниже, т.е. 0,5 бэр в год (0,005 Звв год). Для остального населения страны эта доза не устанавливалась, считалось, что эти люди живут в условиях естественного фона, получая 0,2—0,25 бэр ежегодно (0,002—0,0025 Зв в год). В 1996 г. государство Законом «О радиационной безопасности населения» определило нормы обеспечения радиационной безопасности (№5, 2002, с. 25) и меры по защите населения. В ст. 1 Закона даны основные понятия, имеющие отношение к радиационной безопасности. Радиационная безопасность населения — состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения. Ионизирующееизлучение — излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе, и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков. Естественный радиационныйфон – доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Техногенно измененный радиационный фон – естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека. Эффективная доза – величина воздействия ионизирующего излучения, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения организма человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Санитарно-защитнаязона – территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения. В санитарно-защитной зоне запрещается постоянное и временное проживание людей, вводится режим ограничения хозяйственной деятельности и проводится радиационный контроль. Зона наблюдения – территория запределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль. Радиационная авария — потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников, стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды. В п.1 ст. З гл. 1 Закона определены и основные принципы обеспечения радиационной безопасности в нормальных условиях. Принцип нормирования -непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения. Принцип обоснования — запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением. Принцип оптимизации — поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения. При радиационной ситуации система радиационной безопасности населения основывается на следующих принципах (п. 2 ст. З гл. 1): • предполагаемые мероприятия по ликвидации последствий радиационной аварии должны приносить больше пользы, чем вреда; • виды и масштаб деятельности по ликвидации последствий радиационной аварии должны быть реализованы таким образом, чтобы польза от снижения дозы ионизирующего излучения, за исключением вреда, причиненного указанной деятельностью, была максимальной. С учетом принципов в Законе определено государственное нормирование в области обеспечения радиационной безопасности и установлены гигиенические нормативы (допустимые пределы доз) облучения в результате использования источников ионизирующего излучения (№5, 2002, с. 25). Эти нормативы введены в действие с 1 января 2000 года. Из сравнительного анализа норм, введенных НРБ – 76/87, с нормами федерального закона видно ужесточение требований к обеспечению радиационной безопасности. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ – оружие, в котором средством поражения является ядерный заряд; представляет собой комплекс, включающий ядерный боеприпас, средство доставки его к цели (ракета, торпеда, самолёт, артиллерийский выстрел), а также различные средства управления, обеспечивающие попадание боеприпаса в цель. Различают собственно ядерное и термоядерное оружие. Действие Ядерногооружия основано на использовании поражающих факторов ядерного взрыва. Ядерноеоружие, как оружие массового поражения, предназначается для разрушения в короткие сроки административных центров, промышленных и военных объектов, уничтожения группировок войск, сил флота, создания зон массовых разрушений, затоплений, пожаров и радиоактивного заражения среды. Ядерное оружие оказывает на людей сильное моральное и психологическое воздействие. Мощность ядерного боеприпаса оценивается тротиловым эквивалентом. Современные ядерные боеприпасы имеют тротиловый эквивалент от нескольких десятков тысяч до нескольких десятков млн. тонн тротила. Влитературе часто мощность Ядерного оружия выражают просто в килотоннах (кт) в мегатоннах (Мт), опуская слова «тротиловый эквивалент». Ядерноеоружие могут применять все виды вооруженных сил. Исходя из предназначения Ядерного оружия, мощности зарядов, боевых возможностей средств, используемых для доставки ядерных боеприпасов к цели, его принято делить на стратегическое (для поражения важных стратегических объектов в глубоком тылу; состоит в распоряжении высшего военно-политического руководства государства); оперативно-тактическое (для поражения различных объектов в оперативно-тактической глубине) и тактическое (для поражения войск, боевой техники, тыловых и др. объектов, расположенных в тактической зоне). При применении Ядерногооружия могут наноситься одиночные, групповые или массированные ядерные удары: одиночный и групповой — для поражения одной цели или группы целей соответственно одним или несколькими ядерными боеприпасами; массированный — по большой группе объектов (целей), по одной крупной несколько отдельно расположенным группировкам войск (сил флота) большим количеством ядерных боеприпасов. При взрыве ядерного боеприпаса возникает ряд поражающих факторов: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс. Ударная волна воздействует на все встречающиеся на её пути объекты. Так, например, при воздушном взрыве ядерного боеприпаса с тротиловым эквивалентом 100 кт ударная волна приводит к гибели людей, находящихся вне укрытий, на удалении до 1,6км от эпицентра взрыва, и полностью разрушает многоэтажные каменные здания в радиусе до 4,5 км. Световое излучение при взрыве вызывает оплавление, обугливание, деформацию и воспламенение различных материалов. Живые ткани получают ожоги различной степени тяжести. При воздушном взрыве ядерного боеприпаса с тротиловым эквивалентом 100 кт люди, находящиеся вне укрытий, поражаются световым излучением в радиусе: 1,4 км — смертельно; 3,5 км — получают ожоги тяжёлой степени: 3,8 км — средней степени; до 5 км — лёгкой степени (выход из строя); пожары возникают в радиусе до 7 км. Проникающая радиация (поток гамма излучений и нейтронов при ядерном взрыве; действие продолжается 10—15 секунд) приводит к возникновению лучевой болезни. При наземном взрыве ядерного боеприпаса с тротиловым эквивалентом 100 кт люди, расположенные вне укрытий,поражаются проникающей радиацией в радиусе: до 1 км – смертельно; 1,7 км — получают ожоги тяжёлой степени; 1,9 км — средней степени; до 2 км — лёгкой степени. Радиоактивное заражение местности и находящихся на ней объектов происходит в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва и наведённой радиации, обусловленной образованием радиоактивных изотопов в окружающей среде под воздействием мгновенного нейтронного и гамма-излучений ядерного взрыва; поражает людей и животных главным образом в результате внешнего излучения, действие которого подобно действию проникающей радиации. Электромагнитный импульс (кратковременные электрические и магнитные поля, возникающие при ядерных взрывах) воздействует на антенны, провода, кабельные линии и средства связи, в которых наводятся электрические напряжения, Приводящие к пробою изоляции, повреждению входных элементов аппаратуры, выгоранию плавких вставок. Конструктивные особенности ядерных зарядов могут сильно влиять на соотношение поражающих факторов. Так, могут быть созданы заряды с резко увеличенным выходом нейтронного излучения («нейтронные»). Создание ядерного оружия связано с развитием ядерной физики в 20 в. В начале 40-х гг. 20 в. группой учёных в США были разработаны физические принципы осуществления ядерного взрыва. Первый взрыв произведён на испытательном полигоне в Аламогордо 16 июля 1945 года. В августе 1945 г. 2 атомные бомбы мощностью около 20 кт каждая были сброшены на японские города Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа). Взрывы бомб вызвали огромные жертвы (Хиросима — свыше 140 тыс. человек, Нагасаки — ок. 75 тыс. чел.) среди гражданского населения и причинили колоссальные разрушения. Сразу стало понятно, что военное равновесие в мире грубо нарушено. Вскоре ядерное оружие было создано в СССР группой учёных во главе с академиком И. В. Курчатовым. Уже в декабре 1946 г. был запущен первый советский уран-графитовый реактор, а 29 августа 1949 г. на специальном Семипалатинском полигоне было проведено испытание первой атомной бомбы. «С центрального пульта пошли сигналы, – вспоминал один из участников испытаний (В. С. Комельков). – По сети связи донесся голос с пульта управления: «Минус тридцать минут». Все идет нормально. Не сговариваясь, все вышли из домика и стали наблюдать. Сигналы доносились и сюда. Впереди нас сквозь разрывы низко стоящих туч были видны освещенные солнцем металлическая башня и цех сборки. Несмотря на многослойную облачность и ветер, пыли не было, ночью прошел небольшой дождь. От нас по полю катились волны колышущегося ковыля. «Минус пять» минут, «минус три», «одна», «тридцать секунд», «десять», «две», «ноль»! На верхушке башни вспыхнул непереносимо яркий свет. На какое-то мгновение он ослаб и затем с новой силой стал быстро нарастать. Белый огненный шар поглотил металлическую башню и цех и, быстро расширяясь, меняя цвет, устремился вверх. Базисная волна, сметая на своем пути постройки, каменные дома, машины, как вал, покатилась от центра, перемешивая камни, бревна, куски металла, пыль в одну хаотическую массу. Огненный шар, поднимаясь и вращаясь, становился оранжевым, красным. Потом появились темные прослойки. Вслед за огненным шаром, как в воронку, втягивались потоки пыли, обломки кирпичей и досок. Опережая огненный вихрь, ударная волна, попав в верхние слои атмосферы, прошла по нескольким уровням инверсии, и там, как в камере Вильсона, началась конденсация водяных паров. Сильный ветер ослабил звук, и он донесся до нас как грохот обвала. Над испытательном полем вырос серый столб из песка, пыли и тумана с куполообразной, клубящейся вершиной, пересеченной двумя ярусами облаков и слоями инверсий. Верхняя часть этой этажерки, достигая высоты 6-8 км, напоминала купол грозовых кучевых облаков. Атомный гриб сносился к югу, превращаясь в бесформенную рваную кучу облаков гигантского пожарища». Как доложили наблюдатели, через десять минут проникшие почти в эпицентр взрыва, металлическая башня, на которой была установлена бомба, исчезла вместе с бетонным основанием – металл испарился. На месте, где раньше стояла башня, зияла огромная воронка. Желтая песчаная почва вокруг спеклась, остекленела и жутко хрустела под гусеницами танка. Советское правительство заявило, что для СССР больше нет секрета атомной бомбы. Потеряв монополию на ядерное оружие, США усилили начатые ещё в 1942 году работы по созданию термоядерного оружия. 1 ноября 1952 г. в США было взорвано термоядерное устройство мощностью 3 Мт. Термоядерный боеприпас в виде авиационной бомбы в США был испытан в 1954 году. В СССР термоядерная бомба впервые испытана 12 августа 1953 г.К середине 50-х гг. в СССР и США были построены и приняты на вооружение носители ядерных боеприпасов различных классов и типов (в том числе ракеты), которые способны, в зависимости от предназначения, доставлять ядерные боеприпасы на различные расстояния. В 60-х гг. Ядерное оружие было внедрено во все виды вооруженных сил и оказало решающее влияние на организационную структуру войск и сил флота, привело к изменению взглядов на способы ведения боя, операции и войны в целом, на применение других средств поражения. В 1960 году в СССР был создан особый вид Вооруженных сил – Ракетные войска стратегического назначения. Кроме СССР и США, ядерные боеприпасы были созданы и испытаны: в Великобритании 30 октября 1952 г., во Франции 13 февраля 1960 г., в Китае 16 октября 1964 г.; термоядерные боеприпасы (соответственно): в Великобритании 15 мая 1957 г., во Франции 28 августа 1968 г., в Китае 17 июня 1967 г. К 1977 Ядерное оружие имеется в вооруженных силах России, США, Франции, Великобритании и Китая. В научно-техническом отношении к производству Ядерного оружия готовы свыше 30 стран. Наиболее разнообразное и совершенное Ядерное оружие в России и США. В США (1975) насчитывалось свыше 30 тыс. единиц ядерных боеприпасов (в том числе 8 тыс. стратегических и 22 тыс. тактических, состоящих на вооружении ВВС, ВМС и Сухопутных войск). Для их доставки к целям имеется много различных носителей, которые находятся в постоянной боевой готовности. К началу 1976 года только в составе стратегических наступательных сил СПIА имелось: 1054 межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) «Титан-2», «Минитмен-2», Минитмен-3» с ядерными боеголовками, свыше 400 самолётов В-52 и В-111 стратегической авиации, способных нести ядерные бомбы и крылатые ракеты с ядерными зарядами, и 41 атомная подводная лодка, вооружённая ракетами «Поларис А-3» и «Посейдон» с ядерными боеголовками. В 1976 г. Великобритания имела 64 ядерные МБР «IIоларис», (на 4 атомных подводных лодках), ядерные авиационные бомбы и оперативно-тактические ракеты американского производства; Франции — 48 баллистических ракет, установленных на З подводных лодках, 27 баллистических ракет средней дальности наземного базирования, ядерные бомбы и тактические ракеты; Китай (по иностранным данным) имел свыше 100 баллистических ракет с радиусом действия 1600—1800 км, около 50 с радиусом действия 2,5—4 тыс. км, оснащённых ядерными боеголовками, а также ядерные авиационные бомбы. С конца 60-х гг. основные тенденции развития Ядерного оружия в США и других странах — увеличение числа ядерных боеприпасов, доставляемых к целям одним носителем и повышение их удельной мощности, применение систем наведения, обеспечивающих высокую точность ударов по намеченным целям, и повышение возможностей преодоления противоракетной обороны. Боеголовки ракет стратегического назначения в ядерном снаряжении могут снабжаться автоматическими двигательными установками и системами самонаведения, обеспечивающими корректировку полёта и маневрирование боеголовок до момента встречи их с целями. Ядерное оружие — огромная угроза всему человечеству. Так, по расчётам американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может сравнять с землёй все жилые дома в радиусе до 24 км и уничтожить всё живое на расстоянии до 140 км от его эпицентра. Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его огромную разрушительную силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен млн. людей, превращение в руины сокровищ мировой цивилизации и культуры. Опасность, связанная с применением атомной энергии в военных целях, вызвала мощное движение народов за запрещение ядерного оружия. В 1954 г. под руководством Курчатова была построена первая в мире промышленная атомная электростанция, а в 1958 г. – крупнейшая установка для проведения исследований по осуществлению регулируемых термоядерных реакций. Так Курчатов начал работы, связанные с проблемой использования термоядерной энергии в мирных целях. На данный момент в мире существует примерно 430 ядерных реакторов, которые вырабатывают 16% всей электроэнергии. В феврале 2003 г. 17 из 35 строящихся во всем мире реакторов приходилось на развивающиеся страны Азии. Атомная энергетика завоевывает все большую популярность, даже несмотря на возможность повторения аварии, произошедшей в 1986 г. в Чернобыле. Сейсмическое воздействие Поражающий фактор ядерного взрыва Любой взрыв — это быстрое выделение энергии в ограниченном пространстве, приводящее к нестационарному механическому движению среды (воздуха, воды, грунта). При ядерных реакциях возникают чрезвычайно высокие плотности энергии и, следовательно, давления. Так при взрыве в 1Мт менее чем в микросекунду, самое большее, в несколько кубических метров выделяется около 1015 калорий. Температура достигает десятков миллионов градусов по Цельсию. При этом большое количество энергии взрыва излучается из самого заряда путем радиации (до того, как заряд разлетится на осколки). При подземном ядерном взрыве вся энергия радиации остается непосредственно в окружающей горной породе (грунте). В течение микросекунды формируется очень сильная ударная волна, начинается сжатие горной породы и расширение полости — как бы раздувание пузыря. Пока ударная волна на этом этапе развития еще очень сильна, окружающий материал ведет себя как сжимаемая жидкость или плотный газ. По мере ослабления ударной волны и последующего замедления роста пузыря в поведении пород проявляются некоторые их свойства как твердого тела. При подземном ядерном взрыве за пределами полости образуются взрывные волны в грунте, которые распространяются в виде ударных волн или волн сжатия. При встрече с преградой (скала, подстилающий на глубине слой мягкого грунта) волна сжатия преломляется в скалу, отражается и распространяется по ней со скоростью примерно на порядок большей. При наземном ядерном взрыве возникают также волны в грунте в результате действия двух источников: эпицентрального и распространяющейся над поверхностью грунта воздушной ударной волны (ВУВ). Эпицентральный источник, как и источник сейсмических волн подземного взрыва, формируется за счет удара разлетающегося вещества заряда и передачи энергии грунту радиацией. Эпицентральный источник формирует распространяющуюся из центра взрыва эпицентральную волну, а за счет действия (ВУВ) образуется волна сжатия. Сейсмическое возмущение в грунте можно охарактеризовать как процесс нестационарного типа. Форма и параметры этого процесса зависят от места нахождения сооружения, мощности и вида ядерного взрыва, геологических условий на пути «центр взрыва – точка наблюдения». Реальная защита объектов в ближней зоне — это увеличение защитной грунтовой толщи над сооружением. Чрезвычайно быстрое возрастание и затухание взрывного импульса приводит к тому, что большая часть энергии ударной волны в грунте приходится на высокочастотные компоненты, которые в значительной степени поглощаются на нескольких первых метрах грунтового покрытия. В ближней зоне ядерного взрыва заглубленные сооружения (например, метро) могут получать различные виды разрушений (повреждений): – разлом покрытия и обрушение междуэтажного перекрытия; – сброс кранов с рельс и опрокидывание незакрепленного оборудования и аппаратуры; – заклинивание защитных входных затворов; – нарушение целостности или обрыв вводов сетей электроснабжения, водопровода, канализации, связи; – травмы людей различной тяжести от столкновения со строительными конструкциями, элементами оборудования и мебели. Малая надежность стен и перегородок из кирпичной кладки промышленных и гражданских зданий в дальней зоне ядерного взрыва стимулировало проектировщиков на комплекс защитных мер: – введение в сечение кладки арматуры для сопротивления в растянутой зоне; – строительство зданий с каркасом из сварных прямоугольных крестообразных рам; – возведение высотных зданий с подвесными этажами; – использование в цокольной части зданий механизмов для снижения сейсмических сил в виде шаровых качающихся опор, стержневых систем и др. Таким образом, можно утверждать — широкие пределы изменения интенсивности сейсмических нагрузок от ядерных взрывов, неодинаковая стойкость сооружений приведут к различной степени их повреждений вплоть до разрушения защитного контура, что характеризует сейсмическое воздействие как важный поражающий фактор ядерного взрыва. Радиоактивные осадки – повод для беспокойства. После испытаний ядерного оружия, проводившихся в 1950-х годах, у детей в молочных зубах стали обнаруживать стронций-90, побочный продукт ядерных реакций. Тогда это списывали на резкий скачок заболеваемости раком среди детей. Теперь же, спустя несколько десятилетий, ученые, участвующие в программе «Радиация и здравоохранение», проводимой в США, вновь выражают беспокойство. Уровень стронция-90 в молочных зубах у детей, родившихся в 1990 г. и позднее, не ниже того, который был во времена наземных ядерных испытаний. Откуда берется стронций 90? По предположениям некоторых ученых, это наследие прошлых аварий на атомных станциях, испытаний ядерных бомб, проводившихся много лет назад, и, кроме того, он вырабатывается нормально функционирующими атомными электростанциями. Что бы ни было источником стронция-90, он попадает в организм человека вместе с зараженной пищей растительного происхождения и с молоком коров, питавшихся зараженной травой. Поскольку по своему химическому стронций-90 напоминает кальций, этот радиоактивный материал накапливается в человеческом организме, отчего возрастает риск заболевания раком костей и лейкозом. Когда ядерные отходы достаются из активной зоны реактора, их радиоактивность в миллион раз выше, чем при зарядке реактора. Отработанный пучок теплопроводящих элементов считается настолько опасным, что, если человек постоит всего в метре от него, он получит такую дозу облучения, что умрет через час. Список литературы. – Атом и оружие, Москва, 1964; Атомное оружие, перевод с англ., Москва, 1957; Вооруженные силы капиталистическихгосударств, Москва, 1971; Военная стратегия. З издание,Москва, 1968; 50 лет Вооруженных Сил СССР. Москва, 1968; Ядерныйвзрыв в космосе, наземле и под землей. Сборник статей. пер. с англ., составил С. Л. Давыдов, Москва, 1974.(Ядерное оружие); – журнал «ОБЖ», июнь 2002 (Радиационная безопасность); – журнал «ОБЖ», сентябрь 2001 (Сейсмическое воздействие, поражающий фактор ядерного взрыва); – журнал «Пробудитесь», 22 февраль 2001 г. (Радиоактивные осадки, повод для беспокойства). 14