Осередки враження при надзвичайній ситуації: характеристики та шляхи зниження впливу на населення і території, страница 21

Ударна хвиля – основний вражаючий фактор ЯВ. Більшість руйнувань та пошкоджень будівель, споруд та обладнання об’єктів, а також ураження людей обумовлені, як правило, впливом ударної хвилі. У той же час захистити об’єкти від ударної хвилі набагато складніше, ніж від інших уражаючих факторів. Залежно від того, в якому середовищі розповсюджується хвиля (в повітрі, воді або ґрунті), її називають повітряною ударною хвилею, в ґрунті – сейсмовибуховою. Повітряна ударна хвиля являє собою ділянку сильного стиснення повітря, що поширюється з надзвуковою швидкістю в усі сторони від центра вибуху. Вона складається з фази стиснення, де тиск вищий від атмосферного, і фази розрідження, де тиск нижчий від атмосферного (рис. 3.5). У фазі стиснення ударної хвилі на її зовнішній межі (у фронті хвилі) спостерігається найбільший тиск повітря.

Під час поширення ударної хвилі відбувається переміщення мас повітря спочатку в напрямку її руху – при проходженні зони стиснення, потім у зворотному – при проходженні зони розрідження. Коли фронт ударної хвилі доходить до будь-якої точки на поверхні землі, в цій точці миттєво підвищуються надмірний тиск і температура, а повітря починає переміщуватися в бік руху ударної хвилі. Потім з рухом ударної хвилі тиск падає нижче від атмосферного і повітря рухається в зворотному напрямку.

Дія ударної хвилі залежить від виду вибуху. При повітряному ЯВ (рис.3.6) утворюється сферична УХ, яка в ближній зоні, тобто на відстані R, меншій від вистоти H вибуху (R < H), падає вниз і називається падаючою. Коли УХ доходить до поверхні землі, то відбивається від неї та утворює відбиту хвилю.

У дальній зоні, тобто на відстані, більшій за висоту вибуху (R > H), швидкість відбитої хвилі більша за швидкість хвилі падаючої. Відбувається складання падаючої та відбитої хвиль і утворення головної хвилі, тиск у якій в п’ять разів більший, ніж тиск сферичної хвилі, що вільно поширюється по поверхні землі. Отже, при повітряному ЯВ у ближній зоні вражаюча дія визначається тиском відбитої хвилі, а в дальній зоні – тиском головної УХ.

При наземному ядерному вибуху УХ має форму півкулі, яка безперервно збільшується, поширюючись паралельно поверхні землі. Наземний ЯВ має радіус уражаючої УХ приблизно на 20 % менший, ніж радіус ударної хвилі повітряного вибуху.

Основні параметри УХ, які визначають її вражаючу дію: надмірний тиск DР_ф, тиск швидкісного напору DР_шв та час дії t_ух.

Надмірний тиск у фронті УХ – це різниця між максимальним тиском повітря у фронті УХ Р_ф та атмосферним тиском Р₀, тобто

Одиницею фізичної величини надмірного тиску в системі СІ є Паскаль (Па). Надмірний тиск у даній точці залежить від відстані до центра вибуху та потужності ядерного боєприпасу q, який вимірюється тротиловим еквівалентом, т.

Швидкісний напір тиску DР_шв – це динамічне навантаження, яке створюється потоком повітря, Па. Він залежить від потужності вибуху, і швидкості повітряних мас та пов’язаний з надмірним тиском УХ:

Руйнівна (метальна) дія швидкісного напору тиску помітніша при надмірному тиску більше 50 кПа та швидкості переміщення повітря більше 100 м/с.

Час дії УХ t_ух – це час, коли тиск повітря відрізняється від атмосферного тиску,  вимірюється в секундах.

Радіуси враження людей і руйнування споруд УХ можна визначати за допомогою таблиць, графіків, радіаційних лінійок та лінійок ЦО, а також за законом подібності вибухів. Для приблизного порівняння радіусів зон ураження УХ вибухів різної потужності можна використовувати формулу

де R₂, R₁ – радіуси зони враження (відома та шукана величини), км; q₁, q₂ – потужність вибуху (відома та шукана величини), тротиловий еквівалент, т.

Зовнішньою межею осередку ядерного враження вважається умовна лінія на місцевості, де надмірний тиск повітряної УХ дорівнює 10 кПа.

З метою визначення характеру руйнувань і встановлення обсягу АРІНР залежно від надмірного тиску у фронті УХ осередок ядерного враження умовно поділяють на чотири зони.