Характеристика очагов поражения

Очагом поражения называется территория с расположенными на ней зданиями, сооружениями, инженерными сетями, коммуникациями, оборудованием, техникой и людьми, подвергшаяся поражению, разрушению или заражению в результате возникновения чрезвычайной ситуации. Различают простые и комплексные (сложные) очаги поражения в зависимости от числа одновременно действующих поражающих факторов. Важнейшие поражающие факторы, возникающие при чрезвычайных ситуациях:

— упругие волны при землетрясениях;

— ударная волна при взрыве;

— пламя пожара и световое излучение;

— радиоактивное заражение;

— химическое заражение;

— затопление;

— эпидемии.

Упругие волны при землетрясении рассмотрены выше.

Ударная волна при взрыве — зона сжатого воздуха, которая распространяется со сверхзвуковой скоростью от центра взрыва, вызывая поражение людей, разрушение зданий, сооружений, техники и др. Важнейшая количественная характеристика ударной волны — избыточное давление фронта ударной волны ΔР_ф — разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным давлением ( атмосферным давлением.).Единицы измерения – килопаскаль, или килограмм на квадратный сантиметр.

1кПа=1000 Па≈0,01кГ/см²,

1кГ/см²≈100 кПа (101325Па).

Действие ударной волны на незащищённого человека:

до 20кПа — без особых последствий (звон в ушах, нарушение ориентации);

20…40кПа — лёгкие поражения (легкая контузия, временная потеря слуха, вывихи, ушибы);

40…60кПа — средние поражения (травмы мозга с потерей сознания, повреждения органов слуха, кровотечение из носа и ушей, переломы и вывихи конечностей);

60…100кПа — тяжёлые и крайне тяжёлые поражения (травмы мозга с продолжительной потерей сознания, множественные переломы, повреждения внутренних органов и т.п.);

более 100кПа — смертельные поражения.

Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей предметами ,увлекаемыми ударной волной.

Действие ударной волны на здания и сооружения:

10…20кПа — слабые разрушения;

20…30кПа — средние разрушения;

30…50кПа — сильные разрушения;

более 50кПа — полные разрушения.

Характеристика очага поражения при взрыве газовоздушной смеси

Чаще всего в промышленности и на транспорте происходят взрывы нефтепродуктов (сжиженный газ, сжатый газ, бензин, легкокипящие нефтяные фракции и т.д.). Очаг поражения при этом характеризуется возникновением трёх зон (рис.1).

I – зона действия детонационной волны – находится в пределах облака, т.е. зона, в которой происходит молниеносное горение взорвавшегося углеводорода, на внешней границе этой зоны ΔР_ф ≈ 1700 кПа (r₁);

II – зона действия продуктов взрыва — охватывает объём пространства, в котором рассеиваются продукты взрыва, на внешней границе этой зоны ΔР_ф ≈ 300 кПа (r₂);

III – зона действия воздушной ударной волны, условно внешней границей считается радиус r₃, для которого ΔР_ф ≈ 10 кПа — величина практически безвредная для зданий, сооружений и людей.

Рисунок 1 – Зоны поражения при взрыве газовоздушной смеси

Методика расчёта радиусов зон и величин избыточного давления в очаге поражения при взрыве газовоздушной смеси

, где — число тонн взорвавшегося вещества;

кПа;

; ,

где — расстояние от центра взрыва до рассматриваемой точки.

Для III зоны задаются расстоянием от центра взрыва , затем находят вспомогательную безразмерную величину :

Дальнейший расчёт зависит от величины :

если , то ;

если , то .

Очаг ядерного поражения

При ядерном взрыве действуют следующие поражающие факторы:

· ударная волна;

· световое излучение;

· проникающая радиация;

· радиоактивное заражение местности;

· электромагнитный импульс.

Действие ударной волны на здания, сооружения и человека рассмотрено выше.

Cветовое излучение — электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Основной параметр — световой импульс U_св — количество световой энергии, падающей на единицу поверхности, перпендикулярной направлению излучения. Единицы измерения: 1 кал/см² ≈ 42 кДж/м².

Световое излучение вызывает возгорание зданий и сооружений. Принято делить очаг ядерного поражения на:

· зону пожаров (тления) в завалах; на внешней границе этой зоны U_св = 1700-2400 кДж/м²;

· зону сплошных пожаров, на внешней границе световой импульс около 400- 600 кДж/м²;

· зону отдельных пожаров, на внешней границе световой импульс около 100-200 кДж/м².

Действие светового излучения на открытые участки кожи человека:

100…200 кДж/м² — ожоги I степени;

200…400 кДж/м² — ожоги II степени;

400…600 кДж/м² — ожоги III степени;

600 кДж/м² и более — ожоги IV степени.

Радиоактивное заражение

Возникает при выпадения на местность радиоактивных веществ вследствие ядерного взрыва или аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ. На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются: осколки (продукты) деления ядерного материала, наведенная радиоактивность в грунте и других материалах, непрореагировавшее ядерное топливо. Радиоактивное излучение ионизирует атомы и молекулы вещества, а при прохождении через живую ткань – молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушениям нормального функционирования живой материи, изменению функций белков, ДНК, клеток, отдельных органов, систем и организма в целом.

Радиоактивное заражение количественно можно охарактеризовать такими параметрами:

Доза— количество энергии ионизирующих излучений, поглощенное единицей массы облучаемой среды (интегральная характеристика). Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы. Экспозиционная доза (обозначение D) измеряется в рентгенах (внесистемная единица) и радах (системная единица): 1Р = 0,87 рад; 1рад = 1,14Р.

Мощность дозы (уровень радиации)— дифференциальная характеристика. Единицы измерения в системе СИ – рад в час; обозначение Р_n , где n— время после взрыва (заражения), в ч.

Мощность дозы со временем падает по экспоненциальному закону:

— для ядерного взрыва – Р_t=Р₁t ^–1,2;

— для аварии на АЭС – Р_t=P₁t ^–0,4. .

Действие радиоактивного излучения на человека (степени лучевой болезни):

100—200 рад – 1^я степень лучевой болезни;

200—400 рад – 2^я степень лучевой болезни;

400—600 рад – 3^я степень лучевой болезни;

600 и более рад – 4^я степень лучевой болезни.

Ветер

А — зона умеренного заражения, Р₁=8рад/ч.; D_∞ =40рад;

Б — зона сильного заражения, Р₁=80рад/ч; D_∞=400рад;

В — зона опасного заражения, Р₁=240рад/ч; D_∞=1200рад;

Г — зона чрезвычайно опасного заражения, Р₁=800рад/ч; D_∞=4000рад.

Рисунок 2 – След радиоактивного облака

Каждая зона характеризуется (на внешней границе) :

· мощностью дозы через час после взрыва Р₁;

· дозой за период полного распада радиоактивных веществ D_∞.

Таблтца 3 – Падение уровней радиации после ядерного взрыва

Время, ч					1 сутки	2 суток	4 суток
Уровень,%					2,3		0,4

Допустимые дозы (подробнее рассматриваются в курсе БЖД):

· для военнослужащих в военное время:

25 рад за 1 сутки или

50 рад за 4 суток или

100 рад за 10 суток;

· для персонала, работающего с радиоактивными веществами (упрощено, для I категории внутренних органов) 5 бэр/год;

· для населения 0,5 бэр/год.

Естественный радиоактивный фон составляет в норме 10…30 микрорад/ч, но есть районы Земли, где этот фон завышен (иногда в десятки раз), особенно в высокогорных районах. На территории ДГМА естественный фон в пределах 13…17 микрорад/ч.

Авария на ЧАЭС сопровождалась выбросом радиоактивных веществ в атмосферу на протяжении нескольких суток, в течение этого времени ветер многократно менял направление и силу, выпадали осадки. В результате основные зоны радиоактивного загрязнения после аварии сформировались весьма хаотично и неравномерно. Площади с высокими уровнями мощности доз относительно невелики по размерам (площадь с мощностью дозы 1 рад/ч и более составила всего 10 км² ), но в составе радионуклидов в аварийном выбросе содержание долгоживущих изотопов было велико. В целом с учетом постоянного распада радионуклидов, диффузии радиоактивных веществ в грунт, ветрового переноса, смыва осадками и паводковыми водами степень загрязнения через год (к 1 мая 1987 г.) уменьшилась примерно в 55 раз. Концентрация радиоактивных материалов в водных бассейнах за то же время уменьшилась более чем в 20 раз.