Аварии на взрывоопасных объектах. Ядерные взрывы, страница 2

Таким образом, следует различать ядерные взрывы, взрывы конденсированных ВВ, взрывы ГПВС и ПВС, а также взрывы емкостей с газами (парами), находящимися под высоким давлением. Взрывы могут быть на земле (под землей), на воде (под водой) и в воздухе. Их называют наземный (подземный), надводный (подводный) и воздушный соответственно. Воздушные взрывы подразделяют на: низкие, высокие и высотные (H > 10 км.). При воздушных взрывах огненный шар не касается земли.

Исходя из изложенного, потенциальными объектами аварий, связанных со взрывами, могут стать: склады ВВ; склады боеприпасов; склады ракетного топлива; нефтебазы и нефтесклады; промышленные предприятия мучной, сахарной, угольной, древесной и др. пыльных отраслей; продукция химический и нефтеперерабатывающих предприятий; ЛВЖ при хранении, перевозках, производстве; газовые хранилища и путеводы; паровые котлы; все ВВ, ЛВЖ, сжиженные гази и газы под давлением при их транспортировке ж.д. и др. видами транспорта.

3.3. Поражающие факторы взрывов. Основные параметры

поражающих факторов. Характеристика и расчет

К поражающим факторам взрывов конденсированных ВВ, ГПВС и ПВС относятся: а) ударная волна; б) тепловое (световое) излучение (тепловая волна, тепловая радиация); в) осколочное действие; г) воздействие на людей ядовитых газов, которые образуются при взрыве (окислы углерода и азота, сероводород, сернистый ангидрид).

Наиболее мощные и обширные поражающие факторы образуются при ядерных взрывах. К ним относятся: а)ударная волна; б)световое излучение; в) проникающая радиация (поток гамма-излучений и нейтронов, -изл. и n⁰ ); г) радиоактивное загрязнение местности, приземного слоя атмосферы и объектов; д) электромагнитный импульс (ЭМИ).

Распределение энергии взрывов между поражающими факторами будет зависеть от вида взрыва и условий, в которых он происходит. Однозначно определить долю энергии, приходящуюся на каждый поражающий фактор, практически невозможно. Во всех случаях надо учитывать безвозвратные потери энергии, которая будет рассеиваться в окружающем пространстве (до 18%). Так, для ЯВ в воздухе (высота до 10км) по 35% энергии расходуется на ударную волну и световое излучение; 7% на радиоактивное загрязнение местности; 5% на проникающую радиацию и ЭМИ. У нейтронного боеприпаса до 70% от всей энергии расходуется на проникающую радиацию. Учитывая, что взрывы подчиняются законам подобия, указанное соотношение можно принимать для расчётных данных.

3.3.1. Ударная волна

Она является одним из основных поражающих факторов взрывов. В зависимости от того, в какой среде она возникает и распространяется, её называют воздушной ударной волной (ВУВ) – в воздухе; сейсмовзрывной волной – в грунте; ударной волной – в воде.

ВУВ называется область резкого сжатия воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Она обладает большим запасом энергии и способна разрушать различные сооружения, здания и др. объекты, а также наносить поражение людям (животным) на различных расстояниях от центра взрыва. С удалением от центра взрыва её интенсивность убывает и она вырождается в обыкновенную акустическую волну. Её источник образования – центр взрыва (ЦВ), где давление достигает миллионов Па.

Переднюю границу волны называют фронтом ВУВ, где скачком повышено давление, температура, плотность и скорость частиц среды (массовая скорость). При взрыве в воздухе фронт ВУВ будет сферическим.

Характер изменения давления в точке пространства при прохождении через неё волны показан на рис. 3.1.

С приходом волны в точку пространства в момент t₀ давление в ней резко повышается на величину , а затем убывает до атмосферного P₀ и ниже его. Период  называется фазой сжатия, а период - пониженного давления – фазой разряжения. В фазе сжатия воздушные массы движутся в сторону движения фронта волны (от центра), а фазе разряжения – к центру взрыва.

Повышение давления  в какой либо точке пространства представляет собой резкий, кратковременный удар громадной силы на преграду (объект; человека), что ведёт к разрушениям (поражениям).

Форма ВУВ при наземном и воздушном взрывах показана на рис. 3.2, 3.3. ВУВ при этом будет иметь некоторые особенности.

При наземном взрыве ВУВ имеет форму полусферы с центром в точке взрыва. За счёт уменьшения объёма взрыва плотность энергии, а следовательно и , будут примерно в два раза больше, чем при воздушном взрыве.

Поражающее действие волны при наземном взрыве в ближней зоне (R<H) будет больше, чем при воздушном взрыве. Однако, радиус зоны выхода из строя малопрочных объектов при наземном взрыве будет меньше, чем при воздушном взрыве одинаковой мощности, так как сказывается эффект сложения падающей и отраженной волны в дальней зоне, R>H.

При воздушном взрыве ВУВ (падающая волна –П), достигая земли, отражается от неё. Отраженная волна (О), перемещаясь в более нагретой среде за счёт падающей волны, догоняет падающую волну. Их энергия сливается, образуя фронт головной ударной волны, где давление в 1,6-3 раза более  падающей волны. На участках, где отражённая волна ещё не догнала падающую волну, объект испытывает ударную нагрузку от падающей и отражённой волн (двойную нагрузку). Двойную нагрузку также будут испытывать высотные объекты и в дальней зоне, т.е. от головной ударной волны и отражённой. Заметим сразу, что давление отражённой волны может в 2-8 и более раз превосходить давление падающей волны.