Световое излучение

По своей природе световое излучение ядерного взрыва это совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения - светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры частиц грунта (при наземном взрыве).

Температура светящейся области в течение некоторого времени сравнима с температурой солнца (максимум 8000-10000 и минимум 1800 градусов Цельсия). Размеры светящейся области и ее температура быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд.

Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом - отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. Единица светового импульса - джоуль на квадратный метр (Дж/м² ) или калория на квадратный сантиметр. Световой импульс зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва и ослабления светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздействия дыма, пыли, растительности, неровностей местности.

При наземных и надводных взрывах световой импульс на тех же расстояниях меньше, чем при воздушных взрывах такой же мощности. Это объясняется тем, что световой импульс излучает полусфера, хотя и большего диаметра, чем при воздушном взрыве. Часть светового излучения поглощается слоями водных паров и пыли, непосредственно в районе взрыва.

Большая часть световых лучей прежде, чем достичь объекта на поверхности земли, должна будет пройти воздушные слои, расположенные близко к земной поверхности. В этих наиболее насыщенных слоях атмосферы происходит значительное поглощение светового излучения молекулами водяных паров и двуокиси углерода; рассеивание в результате наличия в воздухе различных частиц здесь также гораздо большее.

Количество световой энергии, достигающей объекта, находящегося на определенном расстоянии от наземного взрыва, может составлять для малых расстояний порядка трех четвертей, а на больших - половину импульса при воздушном взрыве такой же мощности.

При подземных и подводных взрывах поглощается почти все световое излучение.

При ядерном взрыве на большой высоте рентгеновские лучи, излучаемые исключительно сильно нагретыми продуктами взрыва, поглощаются большими толщами разряженного воздуха. Поэтому температура огненного шара (значительно большего размера чем при воздушном взрыве) ниже. Для высот порядка 30-100 км на световой импульс расходуется около 25-35 процентов всей энергии.

При оценки светового импульса необходимо учитывать возможность воздействия отраженных лучей. Если земная поверхность хорошо отражает свет (снежный покров, высохшая трава, бетонное покрытие), то прямое световое излучение, падающее на объект, усиливается отраженным.

Суммарный световой импульс при воздушном взрыве может быть больше прямого в 1,5-2 раза. Если взрыв происходит между облаками и землей, то световое излучение, отраженное от облаков, действует на объекты, закрытые от прямого излучения. Световой импульс, отраженный от облаков, может достигать половины прямого импульса.

Световое излучение при непосредственном воздействии на людей и сельскохозяйственных животных вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламеняющейся или тлеющей одежды.

Независимо от причин возникновения ожоги подразделяются по тяжести поражения организма.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении, припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и вылечиваются.

Ожоги второй степени образуются пузыри, прозрачной белковой жидкостью. Человек теряет трудоспособность на некоторое время и нуждается в специальном лечении.

Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя

Ожоги четвертой степени характеризуются омертвлением кожи более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Степень ожогов закрытых частей тела зависит от характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Одежда свободная, в светлых тонах из шерстяных тканей защищает людей от поражения светового излучения чем плотно прилегающая одежды темных тонов или прозрачная особенно из синтетических материалов.

По данным иностранной печати в городах Херосима и Нагасаки примерно 50% всех смертных случаев было вызвано ожогами (Рисунок 18).

Рисунок 18

Из них 20-30%-непосредственно световым излучением и 70-80%-ожогами от пожаров.

Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2-5 минут, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, - 30 минут и более. Ожог глазного дна возникает при фиксировании взгляда на вспышке.

Защита от светового излучения более проста, чем от других поражающих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут служить защитой от него.

Энергия светового импульса, падая на поверхность предмета, частично отражается его поверхностью, поглощается им и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень) поражения элементов объекта зависит как от светового импульса и времени его действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопроводности, толщины, цвета и характера обработки материалов, расположения поверхности к падающему световому излучению. Тепловое воздействие проявляется тем сильнее в поверхностных слоях материала, чем они тоньше, менее прозрачны, менее теплопроводны, чем меньше их сечение и меньше удельный вес.

К материалам и предметам, способным легко воспламеняться от светового излучения, относятся: горючие газы, бумага, сухая трава, солома, сухие листья, стружка, резина, резиновые изделия, пиломатериалы, деревянные постройки.

Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны. Наибольшее число пожаров следует ожидать в местах средних и слабых разрушений, наземных зданий. Здесь создается наиболее благоприятная обстановка для возникновения и распространения пожаров-(обнажаются сгораемые конструкции, нарушается электропроводка, газовая сеть).

Наименьшее избыточное давление во фронте ударной волны, при котором могут возникнуть пожары от вторичных причин 19кПа. Возгорание материалов может наблюдаться при световых импульсах 125 кДж и более. Эти импульсы светового излучения в ясный солнечный день наблюдаются на значительно больших расстояниях, чем избыточное давление 10 кПа..

Так, при воздушном взрыве мощностью 1 Мт в ясную солнечную погоду деревянные строения могут воспламеняться на расстоянии до 20 км от центра взрыва, автотранспорт- до 18 км, сухая трава, сухие листья и гнилая древесина в лесу –до 17 км. А действие избыточного давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на расстоянии 11 км.

Распространение пожаров на ОНХ зависит от категории зданий и сооружений по пожарной опасности (А,Б,В,Г,Д), степени огнестойкости по пожарной опасности технологических процессов, сырья и готовой продукции (1,2,3,4,5), плотности и характера застройки. Эти факторы учитывают при оценке устойчивости обьектов от воздействия светового излучения. Она сводится к определению значения светового импульса, при котором объект может функционировать.

С точки зрения производства спасательных работ пожары классифицируются по трем зонам:

а) зона отдельных пожаров –районы, на территории которой пожары возникают в отдельных зданиях и сооружениях, спасательные работы проводятся без тепловой защиты;

б) зона сплошных пожаров- это территория на которой пожары возникаю в 50% зданий и сооружений, а через 1,5-2 часа пожарами охвачены 80-90% зданий и сооружений;

в) зона тления и горения в завалах- это территория на которой горят здания и сооружения 1,2,3 степени огнестойкости. Эта зона характеризуется сильным задымлением, выделением окиси углерода и других токсичных газов и продолжительным до нескольких суток горением в завалах. Сплошные пожары могу перейти в огневой шторм- он характеризуется мощными восходящими вверх потоками продуктов сгорания и нагретого воздуха, создающими условия для ураганного ветра, дующего со всех сторон к центру горящего района со скоростью 50-60 км/ч и более. Образование огненных штормов возможно на территориях с плотностью застройки зданиями и сооружениями 3,4,5 степени огнестойкости не менее 20%. Могут возникнуть обширные лесные пожары. На планах зоны пожаров пок5азываются в виде концентрированных окружностей.

Радиусы окружности зоны пожаров определяют по таблиц2, с умножением потом на коэффициент прозрачности.

Таблица 2 Световые импульсы

Мощность	Вид	Световой импульс, КДж/м^2
взрыва,	взрыва
Мт		Радиусы зон поражения, км
0,1 0,2 0,5 1,0 5,0	Н Н Н Н Н Н	7,5 7,0 10,0 15,0 30,0 39,0	4,6 5,5 9,2 10,9 24,0 30,0	1,6 3,9 5,7 6,4 12,5 16,3	1,5 3,9 5,5 6,2 12,0 15,7	0,9 2,1 3,8 4,4 8,3 10,5	0,8 1,9 3,6 4,2 7,7 9,8	0,4 1,2 2,5 3,5 6,0 7,0
Характер пожаров	Отдельные	Сплошные	Горения и тления в завалах

Дата добавления: 2014-01-05